JPS6237326Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6237326Y2 JPS6237326Y2 JP1980158969U JP15896980U JPS6237326Y2 JP S6237326 Y2 JPS6237326 Y2 JP S6237326Y2 JP 1980158969 U JP1980158969 U JP 1980158969U JP 15896980 U JP15896980 U JP 15896980U JP S6237326 Y2 JPS6237326 Y2 JP S6237326Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- objective lens
- magnetic field
- magnetic
- pole piece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、強磁性試料の走査電子像を高倍率で
観察可能な走査像観察装置付透過電子顕微鏡に関
する。
観察可能な走査像観察装置付透過電子顕微鏡に関
する。
走査像観察装置付透過電子顕微鏡は対物レンズ
を強励磁にし、そのレンズ磁界の略中央付近に試
料を置き、該試料より前方の磁界により照射電子
線の集束と偏向とを行い、更に試料から発生する
２次電子を該前方磁界により上方に取り出し、或
いは、反射電子に試料近傍に置かれた検出器で検
出し、その出力信号を陰極線管に輝度変調信号と
して供給するようになしてある。従来、このよう
な装置を用いて強磁性試料の走査像を観察しよう
とする場合、試料にレンズ磁界が印加されるのを
防ぐため、対物レンズの励磁を切ると共に試料を
対物レンズの上方に置き、第２コンデンサレンズ
により該試料上に電子プローブのスポツトを結ば
せている。しかし乍ら、この様なやり方では像観
察に必要な照射電流が得られる条件下で、電子プ
ローブの直径は２〜６μｍと大きな値になつてし
まい、従つて、明瞭な像が観察できる最高の倍率
は30〜100倍と著じるしく低くなり、特殊な目的
以外には使用できなかつた。
を強励磁にし、そのレンズ磁界の略中央付近に試
料を置き、該試料より前方の磁界により照射電子
線の集束と偏向とを行い、更に試料から発生する
２次電子を該前方磁界により上方に取り出し、或
いは、反射電子に試料近傍に置かれた検出器で検
出し、その出力信号を陰極線管に輝度変調信号と
して供給するようになしてある。従来、このよう
な装置を用いて強磁性試料の走査像を観察しよう
とする場合、試料にレンズ磁界が印加されるのを
防ぐため、対物レンズの励磁を切ると共に試料を
対物レンズの上方に置き、第２コンデンサレンズ
により該試料上に電子プローブのスポツトを結ば
せている。しかし乍ら、この様なやり方では像観
察に必要な照射電流が得られる条件下で、電子プ
ローブの直径は２〜６μｍと大きな値になつてし
まい、従つて、明瞭な像が観察できる最高の倍率
は30〜100倍と著じるしく低くなり、特殊な目的
以外には使用できなかつた。
一方、走査電子顕微鏡における磁気コントラス
トの生成機構として以下の２つの機構が存在する
ことが知られている。その第１は二次電子の軌道
が試料表面の漏れ磁界によつて曲げられることに
よつて生じるもので、その第２は１次電子の軌道
が試料内部の磁界によつて曲げられ、その結果反
射電子の放出量に差が生じることによつて生じる
ものである。前者の機構は、漏れ磁界の大きい試
料にのみ有効であるが、後者の機構を利用した観
察は、一般にどのような磁性体にも適用でき汎用
性で優れている。
トの生成機構として以下の２つの機構が存在する
ことが知られている。その第１は二次電子の軌道
が試料表面の漏れ磁界によつて曲げられることに
よつて生じるもので、その第２は１次電子の軌道
が試料内部の磁界によつて曲げられ、その結果反
射電子の放出量に差が生じることによつて生じる
ものである。前者の機構は、漏れ磁界の大きい試
料にのみ有効であるが、後者の機構を利用した観
察は、一般にどのような磁性体にも適用でき汎用
性で優れている。
そこで本発明は、試料より発生した反射電子を
検出して少なくとも、1000倍の高倍観察を鮮明な
像で行うことのできる走査像観察装置付透過電子
顕微鏡を提供することを目的としている。
検出して少なくとも、1000倍の高倍観察を鮮明な
像で行うことのできる走査像観察装置付透過電子
顕微鏡を提供することを目的としている。
第１図は本考案の一実施例を示す概略断面図で
コンデンサレンズから対物レンズまでの構成を示
している。同図中１は第１コンデンサレンズで、
この上に電子銃（図示せず）が積載される。電子
銃からの電子線は該第１コンデンサレンズ１によ
り集束された後、更に第２コンデンサレンズ２に
より集束され、試料室３を通過して対物レンズ４
内に入射する。通常の走査像観察にあたつては、
該対物レンズは強励磁にされ、上磁極８ａと下磁
極８ｂ間のレンズ磁界の中央付近に試料５が置か
れる。このレンズ磁界の内、試料より前方の磁界
は、前記第２コンデンサレンズからの照射電子線
を集束して、試料上に微小スポツトとして照射
し、又、対物レンズ上方の偏向コイル６による偏
向と共同して該電子線を偏向する機能をもち、偏
向コイル６に走査電流を流すことにより試料は細
く絞られた電子プローブにより２次元的に走査さ
れる。電子プローブの照射により試料より発生し
た２次電子は前記試料前方磁界により収斂されて
対物レンズ上方に取り出され、検出器７に向けて
加速を受け、検出される。下磁極の磁極間隙に近
い部分に光軸と直角な方向に穴９が設けられる。
この穴は電子線通路側となる下磁極片内側にまで
達しており、この穴を通して外部より試料ホルダ
ー１０が挿入され、その先端に取り付けた強磁性
試料１１を電子線通路に配置する。１２は、ゴニ
オメータであり、試料１１の位置調整に使用され
る。１３は前記試料に対向して設けられた半導体
反射電子検出素子で保持体１４によつて外部から
挿入される。１５はこの半導体検出素子を導入す
る下磁極８ｂに設けた穴で、前記試料導入用の穴
９と対称的に穿たれている。第２図は本考案の主
要部をなす対物レンズ磁極片部分の拡大図と軸上
磁場分布とを示すもので、下磁極片８ｂの頂部孔
径は、磁界の下方（試料位置）への侵入を防ぐた
めにできるだけ小さくすることが好ましいが、２
次電子の検出を妨げない程度の大きさにすること
が必要である。又、上磁極片は、その孔径を充分
大きくし、軸上磁場の最大値を下磁極片の頂面に
できるだけ近づけるように工夫される。図に示し
た軸上磁場分布は起磁力が1700ATの場合であ
る。自際に本考案では1700〜2100AT程度の比較
的弱い励磁で使用される。これは、通常の試料を
観察する場合に比較して試料１１の位置は対物レ
ンズ主面から離れているため、通常の試料観察時
よりも対物レンズを弱励磁にすることにより試料
１１の位置に電子線を絞るためである。この軸上
磁場分布からわかるように上、下磁極片間隙内に
強い磁界分布をもつているが、試料位置では殆ん
ど磁界が生じておらず、磁性体試料に全く影響を
与えないことがわかる。
コンデンサレンズから対物レンズまでの構成を示
している。同図中１は第１コンデンサレンズで、
この上に電子銃（図示せず）が積載される。電子
銃からの電子線は該第１コンデンサレンズ１によ
り集束された後、更に第２コンデンサレンズ２に
より集束され、試料室３を通過して対物レンズ４
内に入射する。通常の走査像観察にあたつては、
該対物レンズは強励磁にされ、上磁極８ａと下磁
極８ｂ間のレンズ磁界の中央付近に試料５が置か
れる。このレンズ磁界の内、試料より前方の磁界
は、前記第２コンデンサレンズからの照射電子線
を集束して、試料上に微小スポツトとして照射
し、又、対物レンズ上方の偏向コイル６による偏
向と共同して該電子線を偏向する機能をもち、偏
向コイル６に走査電流を流すことにより試料は細
く絞られた電子プローブにより２次元的に走査さ
れる。電子プローブの照射により試料より発生し
た２次電子は前記試料前方磁界により収斂されて
対物レンズ上方に取り出され、検出器７に向けて
加速を受け、検出される。下磁極の磁極間隙に近
い部分に光軸と直角な方向に穴９が設けられる。
この穴は電子線通路側となる下磁極片内側にまで
達しており、この穴を通して外部より試料ホルダ
ー１０が挿入され、その先端に取り付けた強磁性
試料１１を電子線通路に配置する。１２は、ゴニ
オメータであり、試料１１の位置調整に使用され
る。１３は前記試料に対向して設けられた半導体
反射電子検出素子で保持体１４によつて外部から
挿入される。１５はこの半導体検出素子を導入す
る下磁極８ｂに設けた穴で、前記試料導入用の穴
９と対称的に穿たれている。第２図は本考案の主
要部をなす対物レンズ磁極片部分の拡大図と軸上
磁場分布とを示すもので、下磁極片８ｂの頂部孔
径は、磁界の下方（試料位置）への侵入を防ぐた
めにできるだけ小さくすることが好ましいが、２
次電子の検出を妨げない程度の大きさにすること
が必要である。又、上磁極片は、その孔径を充分
大きくし、軸上磁場の最大値を下磁極片の頂面に
できるだけ近づけるように工夫される。図に示し
た軸上磁場分布は起磁力が1700ATの場合であ
る。自際に本考案では1700〜2100AT程度の比較
的弱い励磁で使用される。これは、通常の試料を
観察する場合に比較して試料１１の位置は対物レ
ンズ主面から離れているため、通常の試料観察時
よりも対物レンズを弱励磁にすることにより試料
１１の位置に電子線を絞るためである。この軸上
磁場分布からわかるように上、下磁極片間隙内に
強い磁界分布をもつているが、試料位置では殆ん
ど磁界が生じておらず、磁性体試料に全く影響を
与えないことがわかる。
第３図は、第１コンデンサレンズの励磁を一定
にした状態で対物レンズの励磁を変化させた場合
の試料上における電子プローブ径の変化を示した
ものである。この図において、対物レンズをオフ
にした場合のプローブ径は６μｍであるが、対物
レンズを1860ATに励磁した場合は0.15μｍに、
又1940ATでは0.3μｍに減小している。第２コン
デンサレンズの励磁は対物レンズの起磁力NIが
1900ATを境にして、それよりわずかに小さい場
合に弱励磁、わずかに大きい場合に最も強励磁に
なる。即ち、第２コンデンサレンズは1900AT以
下では虚像、それ以上では実像となるように励磁
される。而して、第２コンデンサレンズを最大励
磁にした場合のプローブ径と、対物レンズオフの
場合（従来例に相当）のプローブ径を比較する
と、0.3μｍ：６μｍとなり、本考案ではプロー
ブ径が１／２０に縮小されていることがわかる。
にした状態で対物レンズの励磁を変化させた場合
の試料上における電子プローブ径の変化を示した
ものである。この図において、対物レンズをオフ
にした場合のプローブ径は６μｍであるが、対物
レンズを1860ATに励磁した場合は0.15μｍに、
又1940ATでは0.3μｍに減小している。第２コン
デンサレンズの励磁は対物レンズの起磁力NIが
1900ATを境にして、それよりわずかに小さい場
合に弱励磁、わずかに大きい場合に最も強励磁に
なる。即ち、第２コンデンサレンズは1900AT以
下では虚像、それ以上では実像となるように励磁
される。而して、第２コンデンサレンズを最大励
磁にした場合のプローブ径と、対物レンズオフの
場合（従来例に相当）のプローブ径を比較する
と、0.3μｍ：６μｍとなり、本考案ではプロー
ブ径が１／２０に縮小されていることがわかる。
偏向コイル６に水平垂直の走査信号を供給する
と、偏向コイル６と対物レンズ磁界とが偏向系と
して働き、前述した微小径の電子プローブで試料
１１が走査される。この走査に伴つて試料１１よ
り反射電子が発生する。発生した反射電子は反射
電子検出器１３に入射し電気信号に変換される反
射電子検出器１３よりの信号を電子プローブの走
査に同期走査される陰極線管（図示せず）に送れ
ば、陰極線管には試料の磁区構造像が表示され
る。
と、偏向コイル６と対物レンズ磁界とが偏向系と
して働き、前述した微小径の電子プローブで試料
１１が走査される。この走査に伴つて試料１１よ
り反射電子が発生する。発生した反射電子は反射
電子検出器１３に入射し電気信号に変換される反
射電子検出器１３よりの信号を電子プローブの走
査に同期走査される陰極線管（図示せず）に送れ
ば、陰極線管には試料の磁区構造像が表示され
る。
実際に３％Si−Fe合金の磁区構造を観察した
場合、対物レンズオフの状態では拡大率が100倍
のとき、既に像境界部にはぼけを生ずるが、対物
レンズを所定値に励磁した場合の像は1000倍でも
境界は極めて鮮明であつた。
場合、対物レンズオフの状態では拡大率が100倍
のとき、既に像境界部にはぼけを生ずるが、対物
レンズを所定値に励磁した場合の像は1000倍でも
境界は極めて鮮明であつた。
上述した説明より明らかなように本考案におい
ては、対物レンズの下磁極片に光軸に対して直角
方向を成し、電子線通路となる下磁極片内側に達
する穴を穿ち、この穴を通して磁性試料を光軸上
に挿入可能となし、該磁性試料より発生する反射
電子を検出するための反射電子検出器を該下磁極
片内側に配置すると共に、前記対物レンズの磁界
中に試料を置いて観察する場合より該対物レンズ
を弱励磁にするようにしているため、磁性試料の
反射電子像を高倍率で鮮明に観察することができ
る。
ては、対物レンズの下磁極片に光軸に対して直角
方向を成し、電子線通路となる下磁極片内側に達
する穴を穿ち、この穴を通して磁性試料を光軸上
に挿入可能となし、該磁性試料より発生する反射
電子を検出するための反射電子検出器を該下磁極
片内側に配置すると共に、前記対物レンズの磁界
中に試料を置いて観察する場合より該対物レンズ
を弱励磁にするようにしているため、磁性試料の
反射電子像を高倍率で鮮明に観察することができ
る。
第１図は本考案の一実施例を示す概略断面図、
第２図は本考案の主要部をなす対物レンズ磁極片
の拡大図及び軸上磁場分布図、第３図は対物レン
ズの励磁強度に対する電子プローブ径の変化を示
すグラフである。 １：第１コンデンサレンズ、２：第２コンデン
サレンズ、３：試料室、４：対物レンズ、６：偏
向コイル、７：２次電子検出器、８ａ：上磁極
片、８ｂ：下磁極片、９及び１５：穴、１０：試
料ホルダー、１１：試料、１２：ゴニオメータ、
１３：反射電子検出素子、１４：保持体。
第２図は本考案の主要部をなす対物レンズ磁極片
の拡大図及び軸上磁場分布図、第３図は対物レン
ズの励磁強度に対する電子プローブ径の変化を示
すグラフである。 １：第１コンデンサレンズ、２：第２コンデン
サレンズ、３：試料室、４：対物レンズ、６：偏
向コイル、７：２次電子検出器、８ａ：上磁極
片、８ｂ：下磁極片、９及び１５：穴、１０：試
料ホルダー、１１：試料、１２：ゴニオメータ、
１３：反射電子検出素子、１４：保持体。
Claims (1)
- 強励磁対物レンズの磁界中に試料を置き、電子
線を試料前磁場により集束し、該前磁場と対物レ
ンズ上方の偏向手段により該電子線を試料上で二
次元的に走査し、この電子線の走査により試料よ
り発生した二次電子を対物レンズ上方に取り出し
て検出し、その検出信号を画像表示装置に導入す
る装置において、前記対物レンズの下磁極片に光
軸に対して直角方向を成し、電子線通路となる下
磁極片内側に達する穴を穿ち、この穴を通して磁
性試料を光軸上に挿入可能となし、該磁性試料よ
り発生する反射電子を検出するための反射電子検
出器を該下磁極片内側に配置すると共に、前記対
物レンズの磁界中に試料を置いて観察する場合よ
り該対物レンズを弱励磁にして前記磁性試料像を
観察することを特徴とする走査像観察装置付透過
電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980158969U JPS6237326Y2 (ja) | 1980-11-06 | 1980-11-06 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980158969U JPS6237326Y2 (ja) | 1980-11-06 | 1980-11-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5782052U JPS5782052U (ja) | 1982-05-20 |
| JPS6237326Y2 true JPS6237326Y2 (ja) | 1987-09-24 |
Family
ID=29518009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980158969U Expired JPS6237326Y2 (ja) | 1980-11-06 | 1980-11-06 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6237326Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4962306A (en) * | 1989-12-04 | 1990-10-09 | Intenational Business Machines Corporation | Magnetically filtered low loss scanning electron microscopy |
| JP5875500B2 (ja) * | 2012-10-31 | 2016-03-02 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子ビーム顕微装置 |
| US20240203685A1 (en) * | 2022-12-20 | 2024-06-20 | Fei Company | Pole piece incorporating optical cavity for improved phase-contrast in electron microscope imaging |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5124859U (ja) * | 1974-08-13 | 1976-02-24 |
-
1980
- 1980-11-06 JP JP1980158969U patent/JPS6237326Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5782052U (ja) | 1982-05-20 |
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