JPS6242443Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は強磁性体試料の走査像を高倍率で観察
すると共に同一視野での元素分析を行うことので
きる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
いは反射電子を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体試料の走査像（磁区構造）
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倍と著じるしく低い。一方
永久磁石材料の様に複雑な組成と析出物を持つ磁
性材料においては反射電子走査像による微細な磁
区構造とその構造をになう各場所の組成を同時に
知る必要が生じる。

本考案は斯新な点に鑑み、磁性試料の磁区構造
を高倍率で鮮明に観察すると共に同一視野の微小
領域の元素分析を行うことのできる装置を提供す
るものであり、本考案の構成は、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、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
から散乱する電子を検出して画像表示装置に導入
する装置において、前記対物レンズ４の下磁極片
５ｂに電子線通路に達する穴９が穿たれており、
該穴９は下磁極片５ｂの頂面の近傍にあつて光軸
に対して直角方向を成しており、該穴９を通して
磁性体試料１１を光軸上に配置するための試料ホ
ルダー１０が設けられており、前記下磁極片５ｂ
に形成された電子線通過孔の径は上磁極片５ａに
形成された電子線通過孔の径より小さく、該下磁
極片５ｂに形成された電子線通過孔には上方に開
いたテーパー１６が形成されており、前記対物レ
ンズを前記対物レンズの磁界中に試料６を置いて
観察する場合より弱励磁にして前記磁性体試料１
１に電子線を照射することにより発生するＸ線を
検出するための半導体Ｘ線検出素子１７を前記上
磁極片５ａの電子線通過孔の上方に設けたことを
特徴とするものである。

以下本考案を第１図に示した実施例装置に基づ
き詳説する。

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、上磁極片（以下上磁極と略記
する）５ａと下磁極片（以下下磁極と略記する）
５ｂ間のレンズ磁界の中央付近に試料６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２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、偏向コイル７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７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８に向けて加速を受け、検出
される。

前記下磁極５ｂの磁極間隙に近い部分に光軸と
直角な方向に穴９が設けられている。この穴９は
電子線通路にまで達しており、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
取り付けた強磁性体試料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１
４によつて外部から挿入される。１５はこの半導
体反射電子検出素子を導入する下磁極５ｂ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図は本考案に用いる対物レンズ磁極
片部分の拡大図と軸上磁場分布とを示すもので、
下磁極５ｂの頂部孔はその孔径を小さく、しかも
上方に開いたテーパー１６を形成し、対物レンズ
磁界の下方（試料位置）への侵入を防ぐと共に後
述する電子線照射により試料１１から発生するＸ
線の取り出しを容易にする様になしてある。又、
上磁極５ａはその孔径を充分大きくし、軸上磁場
の最大値を下磁極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。実際に本考案では
1700〜2100AT程度であり、対物レンズの磁界中
に試料を置いて観察する場合より弱励磁にして使
用される。この軸上磁場分布からわかるように
上，下磁極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。

１７は前述した試料１１から発生するＸ線Ｘを
前記下磁極５ｂ及び上磁極５ａの孔を通して検出
するための半導体Ｘ線検出素子で、支持部材１８
を介して試料室３に移動可能に取り付けられてい
る。１９は該半導体Ｘ線検出素子１７の前方にお
かれたコリメーターである。

斯くして下磁極５ａに形成した穴９より磁性体
試料１１を電子線通路上に設置すれば、この磁性
体試料に対物レンズ磁界が印加されるのを防止す
ることができ、しかも磁性体試料１１の直前にレ
ンズ磁界をおくことができるため、従来の様に第
２コンデンサレンズ２によつて電子線を集束する
ものに比べて電子プローブの径を微小（例えば
0.3μｍ程度）にすることができる。その結果こ
の微小径の電子プローブで磁性体試料１１を走査
することにより発生する反射電子を半導体反射電
子検出素子１３にて検出して図示外の陰極線管に
導入すれば、磁性体試料の磁区構造を5000倍程度
の高倍率でもつて明瞭に観察することが可能とな
る。更に電子線照射により磁性体試料１１から発
生するＸ線Ｘを対物レンズの下磁極５ｂ及び上磁
極５ａの孔（電子線通過用孔）を通して半導体Ｘ
線検出素子１７で検出、分析することができるた
め、反射電子により得られた磁区構造をになう各
場所の組成を同時に知ることができる。この場合
半導体Ｘ線検出素子１７に向う反射電子は対物レ
ンズの磁界により光軸に向つて曲げられるため、
半導体Ｘ線検出素子に入射することはない。

尚、本考案において、磁性体試料１１からの２
次電子の検出は対物レンズ４のレンズ磁界を通し
て上方に取り出され、検出器８によつて検出され
る。

又、電子プローブの走査は偏向コイルに水平、
垂直の走査信号を供給することにより行われる。
ここで第１図では対物レンズの前方に一段の偏向
コイルを設けて電子線を対物レンズの軸外を通過
させるようになしたが、他の方法として対物レン
ズの前方に二段の偏向コイルを設置して電子線を
対物レンズの中心を通過させる様に構成してもよ
い。

以上詳述したように本考案によれば、磁性試料
の磁区構造を高倍率で鮮明に観察できると共に同
一視野の微小領域の元素分析を行うことができる
走査像観察装置付電子顕微鏡が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す概略断面図、
第２図は本考案に用いる対物レンズ磁極片の拡大
図及び軸上磁場分布図である。 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、５ａ：
上磁極、５ｂ：下磁極、６：試料、７：偏向コイ
ル、８：検出器、９：穴、１０：試料ホルダー、
１１：試料、１２：ゴニオメータ、１３：半導体
反射電子検出素子、１４：保持体、１５：穴、１
６：テーパー、Ｘ：Ｘ線、１７：半導体Ｘ線検出
素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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、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
   の走査により試料から散乱する電子を検出して画
   像表示装置に導入する装置において、前記対物レ
   ンズ４の下磁極片５ｂに電子線通路に達する穴９
   が穿たれており、該穴９は下磁極片５ｂの頂面の
   近傍にあつて光軸に対して直角方向を成してお
   り、該穴９を通して磁性体試料１１を光軸上に配
   置するための試料ホルダー１０が設けられてお
   り、前記下磁極片５ｂに形成された電子線通過孔
   の径は上磁極片５ａに形成された電子線通過孔の
   径より小さく、該下磁極片５ｂに形成された電子
   線通過孔には上方に開いたテーパー１６が形成さ
   れており、前記対物レンズを前記対物レンズの磁
   界中に試料６を置いて観察する場合より弱励磁に
   して前記磁性体試料１１に電子線を照射すること
   により発生するＸ線を検出するための半導体Ｘ線
   検出素子１７を前記上磁極片５ａの電子線通過孔
   の上方に設けたことを特徴とする走査像観察装付
   電子顕微鏡。