JPS63318052A - 直接的画像化式の単色光電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般的には電子顕微鏡、詳言すればＸ線光電
子及びオージェ電子のために有用な直接的画像化式の単
色光電子顕微鏡に関する。

従来の技術 多種多様な電子顕微鏡及びそれに関連した表面分析器か
最近開発された。一般的背景は、例えば１ＩＩｎｔｒｏ
ｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｏ　Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ”、Ｐｌｅｎｕｍ　Ｐｒｅｓ　（Ｎｅｗ　Ｙ
ｏｒｋ　１９７９）に記載されている。一般的タイプは
、走査電子顕微鏡であり、この場合には焦点が合わされ
る電子ビームは試料の」二を走査し、二次電子を走査位
置との関係で検出しかつ電子的に処理して地図的外見の
画一３＝ 像を提供する。表面の化学的成分の関連した写像は、電
子ビームによって発生せしめられる特性的Ｘ線で達成さ
れる。しかしながら、Ｘ線からの解像は、地図的解像の
ためにはふされしくない。又、Ｘ線は低い原子数を有す
る元素を検出するため及び近表面感度のためには不適当
である。

表面を分析するためのもう１つの方法は、焦点が合わさ
れた一次電子ビームによって試料表面で発生した二次オ
ージェ電子を利用することより成る。オージェマイクロ
ブローへは、低い原子数を有する元素を検出するために
好適でありかつ僅かな原子層に対して感度を有する。元
素の表面マツピングは、−次電子ビームで走査すること
により達成される。走査オージェマイクロプローへの例
は、米国特許第４０８４４９８号明細書に記載されてい
る。走査オージェは分析領域において、表面領域内の一
次ビームの走査によって約５００オングストロームに制
ｆｕｌｌされる。

表面分析のもう１つのアプローチは、化学分析のための
電子分光分析法であり、該分析法は試料表面をＸ線で照
射しかつ放出された特性的光電子を検出することより成
る。光電子は、特殊化されたエネルギーを有する電子の
みを通過させることかできる、静電気又は磁気装置によ
ってフィルタリングされる。そうして得られたビームの
強度が、試料表面の所定の化学的成分を反射する。米国
特許第３６１７７４１号及び同第３７６６３８１号明細
書には、このようなシステムが記載されている。表面の
化学的マツピングは、表面の種々の部分からの電子を検
出するための部材又はアパーチャを運動させることを必
要とする。それというのもＸ線は高い解像力をもって走
査するために表面の小さな領域に十分に焦点を合わせる
ことができないからである。

従って、絶ゆ間ない努力は、特性的放出の直接的画像化
に向けられてきた。その１つのアプローチは、１９８５
年２月２５日〜３月１日にニューオリンズで開催された
シンポジウム゛小領域の固体及び表面分析（Ｓｍａｌｌ
　Ａｒｅａ　５ｏｌｉｄａｎｄ　５ｕｒｆａｃｅ　Ａｎ
ａｌｙｓｉｓ”で発表された、グリフイス（０，Ｔｌａ
ｙｓ　Ｇｒｉｆｆｉｔｈ）著”　Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔ
ｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ−Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｓ　ｔｏ　ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｆａｃｅ”に記
載されている。該刊行物に記載されたシステムは、紫外
線からの低いエネルギー光電子を画像化している。該刊
行物では、元素分析は提供されないことが認識されてい
る。

又、高エネルギー電子での画像化はあまり成功しなかっ
た、それというもの収差が一層顕著に成るからである。

前記グリフイスの論文の第１６頁には、もう１つのアプ
ローチが記載されており、それは放射された電子を磁束
線に沿って螺旋状の軌跡で焦点を合わせることより成る
。解像力は螺旋の直径に依存し、かつその主な制限は最
大磁化、ひいては解像力が低いということが指摘されて
いる。

電子ビームのエネルギーフィルタリングは、分析される
元素の単色光ビーム特性を得ることが重要である。静電
気的フィルタリングは、前記米国特許第３７６６３８１
号明細書に記載されているように、それらの両者間に印
加される電圧を有する同心的半球状導体で達成すること
ができる。

電子をフィルタリングするための磁石系は、ニガートン
（Ｒ，Ｆ、　　ＥｇｅｒｔＯｎ）、フリップ（Ｊ、　Ｇ
。

Ｐｈ１ｌｉｐ）、ターナ（Ｐ、Ｓ＋、　Ｔｕｒｎｅｒ）
及びウニラン（Ｍ、Ｊ、　　Ｗｈｅｌａｎ）著、”Ｊｏ
ｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｕｓｉｃｓ　Ｅ：５ｃｉｅｎｔ
ｉｆｉｃ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）”、第８巻、１０
３３〜１０３７（１９７５）の“°エネルギーフィルタ
リングした画像及び回折パターン、及び電子エネルギー
ロススペクトルを得るための透過型電子顕微鏡の改造（
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆａ　Ｔｒａｎｓｍｉｓ
ｓｉｏｎ　ＥｌｅｃｔｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ　ｔｏ
　Ｇｉｖｅ　Ｅｎｅｒｇｙ−Ｆｉｌｔｅｒｅｄ　Ｉｍａ
ｇｅｓａｎｄ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　Ｐａｔｔｅｒ
ｎｓ、　ａｎｄ　ＥｌｅｃｔｒｏｎＥｎｅｒｇｙ　Ｌｏ
ｓｓ　５ｐｅｃｔｒａ）　”に記載されている。

この引用文献は、透過型電子顕微鏡を開示している。エ
ネルギーフィルタは、電子を２回プリズムを透過させる
静電型ミラーと協動する磁気プリズムである。表面元素
の直接的画像化は、比較的高いエネルギー電子（例えば
８０　ｋｅｙ）によって達成される。しかしながら、透
過した電子のフィルタリングされたエネルギーは元素成
分を表すにも拘わらず、この装置は透過の際に特別に調
製された薄いフィルムを使用し、固体の表面を分析する
ものではない。

表面からの二次電子の画像化のための装置は、キャステ
ィング（Ｒ，Ｃａｓｔａｉｎｇ）著、“Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ　ｉｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　
５ｃｉｅｎｃｅｓ”、Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ　
（Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ　１９７１）の“′二次イオンの微
量分析及びエネルギー選択電子顕微鏡（Ｓｅｃｏｎｄａ
ｒｙ　ｔｏｎｓ　Ｍｉｃｒｏａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ
　Ｅｎｅｒｇｙ−８ｅｌｅｃｔｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）”に記載されている。この
装置は、表面からの極めて低いエネルギー（例えば１０
　ｅＶ）の二次イオンを加速しかつ質量及びエネルギー
分析を実施すると同時に二次元的画像を形成する。

種々の静電気及び磁気電子レンズは、例えばヘレン（）
ｌｒｅｎ）他著の前記文献に記載されているように、公
知である。このような磁気レンズの１つは前記文献の第
６８〜６９頁にパンケーキ及びソノ−ケルレンズとして
記載されているような単極片レンズである。スノーケル
レンズのそれ以上の詳細は、ジュツ（Ｓ、　Ｍ、　Ｊｕ
ｍａ）、クハリク（Ａ、Ａ、　Ｋｈａｌｉｑ）及びアン
タル（Ｆ、Ｈ，Ａｎｔａｒ）著“Ｊｏｕｎａｌ　ｏｆ　
Ｆｈｙｓｉｃｓ　Ｅ；　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｉｎｓ
ｔｒｕ−ｍ　ｅ　ｎ　ｔ　ｓ　”第１６巻、１０６３〜
１０６８（１９８３）に記載されている。単極片レンズ
は、明らかに実際の電子顕微鏡において有用であるよう
に開発されていない。

発明が解決しようとする課題 前記の見地において、本発明の第１の課題は、放出され
た電子が処理過程で単色光化される、固体表面から放出
された中程度のエネルギー（５０〜３０００　ｅＶ）の
二次電子の二次元的画像化を行うための電子顕微鏡を提
供することであった。

もう１つの課題は、表面のＸ線光電子化学分析のために
特に有用である、新規の直接的画像化顕微鏡を提供する
ことであった。

もう１つの課題は、オージェ電子を用いた化学的マツピ
ングのために特に有用である、新規の直接的画像化顕微
鏡を提供することであった更にもう１つの課題は、試料
表面からの電子の改良された捕獲効率を有する単色光電
子顕微鏡を提供することであった。

課題を解決するための手段 前記のかつその他の課題は、本発明によれば、例えばオ
ージェ電子又はＸ線光電子のための、直接的画像化、単
色光電子顕微鏡によって解決される。該顕微鏡は、試料
表面を横切る少なくとも１つの、有利には多数のスポッ
トから電子を放出させる放出装置と、試料表面から放出
された電子の大部分を捕獲する磁気対物レンズと、放出
された電子の大部分を多数の群の電子ビームに焦点を合
わせる焦点合わせ装置とを有する。更に、該電子顕微鏡
は、前記群のビームを受信して選択されたエネルギーを
有する単色光ビームを透過させるエネルギーフィルタと
、該単色光ビームを受信して該ビームを多数のスポツ１
−の画像を形成するために焦点を合わせる画像化装置と
、該画像を検出する検出器とを有する。

対物レンズ装置は磁気対物レンズ、有利にばか磁界を発
生するトロイダルコイルと、該１へロイタルコイル上に
同心的に嵌合された皿状に成形された透磁性部材とから
成る。該透磁性部材はより有利にはコイル内の中心孔を
貫通して延ひるネック部分を有する。対物レンズは、該
対物レンズの近くに間挿された、最も有利には対物レン
ズと、エネルギーフィルタとの間にある試料表面から放
出される電子の大部分を捕獲する位置に配置されている
。

エネルギーフィルタにとって最も有利なものは、焦点合
わせ装置からの電子ビームを受信する入力アパーチャと
、該入力アパーチャの直径方向で反対側に配置されたス
ロット状に成形された出力アパーチャとを有する半球形
状の球状アナライザである。該電子顕微鏡は又単色光の
電子ビームのためのエネルギーを選択する装置を備えて
いるべきである。

実施例 次に、図面に示した実施例により本発明の詳細な説明す
る。

本発明による直接画像化式の単色光電子顕微鏡は、第１
図に略示されている。該系の構成部材は、高真空内で操
作するように適当な閉鎖容器内に収容されている。該顕
微鏡の主要な目的は、試料１４の表面１２又はそれに著
しく接近した箇所の選択された元素成分のその濃度に基
づく二次元的マツプを表示することである。

該表面は常法でエネルギー源１６、有利には電子又はＸ
線源からのビーム１５で照射される。

電子ビーム源の場合には、該ビームが試料からオージェ
電子を放出せしめるように適当なエネルギーを有するの
が特に有用である。Ｘ線が入射すると、光電子放出が起
こりかつそれか利−１２＝ 用される。前記の供給源のいずれか又は電子放出又は透
過の別の類似した関係を用いて、本発明による電子顕微
鏡は、電子のエネルギーをフィルタリングしてマツピン
グされる構成元素の選択されたエネルギー特性を有する
単色光ビームのパケットを発生しかつ画像化する。

供給源１２から放出された電子は、前記のへレン他著の
刊行文献第６８〜６９頁及びジュマ他著の刊行文献に記
載されたような、パンケーキレンズ及び最も有利にはス
ノーケルレンズのような、単極片タイプを有する磁気タ
イプの対物レンズ２０によって捕獲される。ここでかつ
特許請求の範囲で使用した“レンズ′°とは、電子光学
的成分を表す。このようなスノーケルレンズは、本願明
細書の第２図に図示されている。該スノーケルレンズは
、内部に中心孔２４を有するワイヤの磁界発生トロイダ
ルコイル２２を包含する。コイルからのリード線２６は
、電流源２８に接続されている。例えばコイルは５００
回巻かれており、かつ１アンペアの電流が使用される。

皿形に成形された透磁性部材３０は、トロイタルコイル
２２上に同心的に嵌合されている。

透磁性部材は、コイルの中心孔２４の大部分を貫通して
延びるチップ３６を備えたネック部分３２を有する。１
例として、該ネックの外径は２０ｍｍでありかつその全
長は３０ｍｍである。冷媒が必要な場合もある、その場
合にはアルミニウムのような非磁性材料のケースカバー
プレート３８が透磁性部材３０と協動して、電流によっ
てコイル内に発生した熱を分散させる冷媒のための流入
導管４２及び流出導管４２を備えた冷媒室内にコイルを
封入する。

レンズのネックのチップ３６は、試料表面１２に向けて
配置されている。この有利な実施例においては、試料は
、ネックチップ３６と、以下に説明するような焦点面５
４との間に配置される。このレンズの特性に基づき、表
面１２からの電子の受信の極めて広い立体角度は、実際
にはまさに６０’に近付く。単極レンズの磁界は、電子
が第１の画像面５４に焦点が合わせられるように構成さ
れている（第１図）。約１０倍の倍率が有利である。

電子光学の原理に基づき、電子ビームの群は対物レンズ
開口５５を通って画像面５４に試料表面の種々の電子放
出スポットと相関したパターンて焦点か合わされる。こ
のような２つの群５６．６０は、第１図にはそれぞれ実
線及び破線として示されている。系の殆ど全体に亙って
軌跡が示されている（破線は一部分簡明化のために省略
されている）。アパーチャ５５は対物レンズからの収差
を制限する。画像面５４内の孔６１は、表面１２上の領
域をマツピングするために電子ビームを選択する。図示
されていないが、該対物レンズ系は、特にしばしばより
高い倍率か必要とされるオージェ電子の画像化のために
、単極片レンズ２０と孔６１との間に、所望の又は常用
のタイプの付加的な磁気もしくは静電気レンズを有する
ことができる。

トランファーレンズ６２は、各々の群ヲ平行＝１５− 電子ビームの群に反射するようにトランファーレンズの
焦点距離に相当する距離だけ画像面５４の向こうに間隔
をおいて配置されている。トランファーレンズは、任意
の常用の高品質タイプのレンズであってよいが、但し静
電気もしくは磁気レンズは、５０ｃｙ＋未満、有利には
３０ｃｍ未満の収差の全係数を有するへきである。

特に好ましいトランファーレンズ６２は、第３図に示さ
れておりかつオルロフ（Ｊ、　０ｒｌｏｆｆ）及びスワ
ンソン（Ｌ、！、　Ｓｗａｎｓｏｎ）著”′電界放出マ
イクロプローブ用途のための非対称形の静電気レンズ（
Ａｎ　Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｓｔａｔｉ
ｃ　Ｌｅｎｓｆｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　
Ｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ′”
（１９７８年６月）に記載されたタイプのものである。

内部に第１の孔６６を有するワッシャ状に成形された第
１の成分６４は、ビームのための入力面を構成する。カ
ップ状に成形された第２の部材６８は、第１の部材６４
に対してほぼ同心的に間隔をおいて配置された平坦なカ
ップ状底部分７０を有する。ワソンヤ状に成形された一
１６＝ 第３の部材７２は、部材６４に類似して、カップ状に成
形された第２の部材６８のリム７４に対してほぼ同心的
に間隔をおいて配置されている。第１、第２及び第３の
部材は、協動して電子を貫通させるために類似した直径
の同心的孔６６．７６．７８を有する。レンズ６２は好
ましくは第１及び第３の部材６４．７２ではアース電位
（即ち一般に系のための閉鎖容器の電位、図示せず）で
動作し、かつ第２の部材６８は電圧源８０からの、アー
ス電位に対して負の電圧で動作する。

再び第１図に関して言及すれば、工不ルキーフィルタ８
２は電子ビームを受信して、選択されたエネルギーを有
する相応する単色光ビームを透過（通過）させる。該フ
ィルタは、エグレトン他著の前記文献に記載されている
プリズム−ミラー系のような公知の又は所望のタイプを
有する。しかしながら、特にＸ線光電子のためには、該
フィルタは好ましくは内側半球８４と外側半球８６を有
する常用の半球形の形状を有する球状アナライザである
。このアナライザは、Ｘ線光電子画像化のために必要で
ある大きな入力側の立体角度及び面積を提供する。

入力アパーチャ８８はトランスファーレンズからの電子
ビームを受信する。スロット状に成形された出力アパー
チャ９０は入力アパーチャの直径方向で反対側にある。

内側の半球８４に対する負の偏向電圧が、電圧源９６及
び導線９７から外側半球８６に印加される。ビームは電
子工不ルキー及び印加電圧に依存して半球８４．８６の
間で軌跡を描き、かつ選択された狭いエネルギー範囲の
ビームだけが出力アパーチャ９０を通過することが認識
されるべきである。収差は１８０°の半球状通路出力ア
パーチャ９０で最低である。

単色光電子ビームのためのエネルギーの選択は、公知の
又は所望の手段によって、例えば供給源９６から印加さ
れた電圧を調整することによって行われる。選択的に、
エネルギーフィルタ８２によって受信される電子を選択
的に変更する常用の電子レンズ９８を使用することもで
きる。該レンズはトランスファーレンズ６２と組合わせ
られていてもよく又はそれを構成することかできる。エ
ネルギー変更レンズ９８は、第１図にトランスファーレ
ンズ６２とフィルタ８２の間に示されている。該レンズ
９８のための電子制御装置１００は、フィルタ８２と協
動して、アパーチャ９０から単色光ビームイメージング
の選択されたエネルギーをもたらす。任意にかつ有利に
は、エネルギー変更レンズはトランスファーレンズ６２
と対物レンズ２０との間の９８°に制御器１００°　と
−緒に配置されていてもよい。又、更に倍率を高めるた
めに、９８”　において１つ以上のレンズを使用するこ
ともできる。適当なレンズ９８（又は９８°）は、前記
の米国特許第３７６６３８１号及び第３６１７７４１号
明細書に記載されている。

単色光ビームを受信して該ビームの焦点を再調整するた
めに出力アパーチャ９０の向こうに第２のトランスファ
ーレンズ１０２が配置されている。該第２のトランスフ
ァーレンズは、第１のトランスファーレンズと実質的に
同一であってよいが、但し反対向きに配置されているべ
きである。従って、第２のレンズ１０２は、再調整され
たビームが、第１のレンズ６２の入力側に構造的には一
致して出る出力側を有する。

レンズ６２の出力側は、第３図に示した第１の部材６４
によって表される。

次イで、前記ビームは、第２のトランスファーレンズの
焦点距離に配置された、内部に孔１０５が設けられた第
２の画像面１０４に焦点が合わせられる。再調整された
ビームを受信する投影レンズ１０６は、該ビームを、チ
ャンネルプレート電子増幅器１１０が配置された投影面
１０８に結像する。典型的には、チャンネルプレート増
幅器からの信号は、常法で検出されかつ位置感知装置を
含む系（図示せず）で処理されかつモニタ又はカメラに
画像として表示するために処理される。このような画像
は単色光ビームのために選択された特性的電子放出工不
ルキーを有する選択された構成元素のために、試料表面
１２の二次元的領域内の組成変化を示す磁気レンズ、特
に第２図に示されているようなスノーケルレンズは、こ
こに記載したかつ本発明による電子顕微鏡の別の部品と
組合わせた配向モードにおいて使用すると、直接的イメ
ージングのための十分な電子強度、ひいては表面に沿っ
た組成における変化の高い解像力をもって、広角のピッ
クアップ並びに低い収差での放出電子の焦点合わせを可
能にする。例えばＥＳＣＡ系において、約５００〜１０
００電子ボルトのエネルギーを有するＸ線光電子を用い
ると、０．５μｍの表面スポット解像が実施可能である
。同様なエネルギーを有するオージェ電子のためには、
解像力は１００〜２００オングストロームであり、信号
強度によってのみ制限される。高効率のもう１つの主な
利点は、表面で供給源の比較的低い局所的強度を使用す
ることができ、ひいては小さなスポットに対する表面損
傷か低減せしめられることにある。

前記には、試料表面」−の複数のスポットをマツピング
に関して記載した。しかしなから、高い強度のビームを
用いて全表面領域を分析して高い全信号を得るために、
増幅器１０８の全領域からの総ての電子を捕獲するのが
好ましいこともある。選択的に、電子ビームのようなエ
ネルギー源１６を表面上のスポットに焦点を合わせ、か
つ走査モードで表面」二を走査することもできる。いず
れにせよ、本発明による顕微鏡は、高捕獲率、ひいては
感度でもって、直接的画像化を行わない分析装置として
有利に使用される。

前記には、特殊な実施例につき本発明の詳細な説明した
が、本発明の技術思想及び特許請求の範囲内に包含され
る種々の変化及び変更が可能であることは、当業者にと
って自明である。

従って、本発明は前記特許請求の範囲及びその等価思想
のみによって制限される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による部材を有する電子顕微鏡の略示線
図（第２図は第１図の電子顕微鏡で使用される対物レン
ズの軸線方向断面図及び第３図は第１図の電子顕微鏡て
使用されるトランスファーレンズの軸線方向断面図であ
る。 １２・・・試料の表面、１４・・・試料、１５・・・ビ
ーム、１６・・・エネルギー源、２０・・対物レンズ、
２２・・・トロイダルコイル、２４・・・中心孔、２６
・・リード線、２８・・・電流源、３０・・・透磁性部
材、３２・・・ネック部分、３６・・・チップ、３８・
・・ケースのカバープレート、４０・・冷却室、４２・
・・流入導管、４４・・・流出導管、５４・・・焦点面
（第１の画像面）、５５・・・対物レンズアパーチャ、
６１・・・孔、６２　・）ランスファーレンズ、６４・
・第１のワッシャ状部分、６６．７６．７８・・・孔、
６８・・・第２の孔、７０・・・平坦なカップ底部分、
７２・・第３のワッシャ状部材、８０・・・電圧源、８
２・・エネルギーフィルタ、８４・・・内部半球、８６
・・・外部半球、８８・・入力アパーチャ、９０・・・
出力アパーチャ、９６・・・電圧源、９７・・・導線、
９８．９８“・・・電子レンズ、１０２・・第２のトラ
ンスファーレンズ、１０４　第２の結像面、１０６・・
・投影レンズ、１０８・・・投影面、１１０・・・チャ
ンネルプレート電子増幅器］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試料表面の少なくとも１つのスポットから電子を放
   出させる放出装置と、試料表面から放出される電子の大
   部分を捕獲する磁気対物レンズと、放出された電子の大
   部分をビームに焦点を合わせるための焦点合わせ装置と
   、該ビームを受信して選択されたエネルギーを有する単
   色光ビームを透過させるエネルギーフィルタと、該単色
   光ビームを受信して該ビームをスポットの画像を形成す
   るために焦点を合わせる画像化装置と、該画像を検出す
   る検出器とから成ることを特徴とする、直接的画像化式
   の単色光電子顕微鏡。 ２、対物レンズが磁界を発生するトロイダルコイルと、
   該トロイダルコイル上に同心的に嵌合された皿状に成形
   された透磁性部材とから成る請求項１記載の電子顕微鏡
   。 ３、コイルが自体内に中心孔を有しかつ透磁性部材が上
   記中心孔の大部分を貫通して延びるネック部分を有する
   請求項２記載の電子顕微鏡。 ４、対物レンズが、該対物レンズと、その最も近くのエ
   ネルギーフィルタとの間に間挿された試料表面から放出
   された電子の大部分を捕獲する位置に配置されている請
   求項１記載の電子顕微鏡。 ５、エネルギーフィルタが、焦点合わせ装置からの電子
   ビームを受信する入力アパーチャ及び該入力アパーチャ
   の直径方向で反対側に配置されたスロット状に成形され
   た出力アパーチャとを有する半球形状の球状分析器から
   成る請求項１記載の電子顕微鏡。 ６、単色光の電子ビームのためのエネルギーを選択する
   装置が設けられている請求項１記載の電子顕微鏡。 ７、放射装置が、試料表面からのオージェ電子放出を惹
   起するために試料に向けられる電子銃から成る請求項１
   記載の電子顕微鏡。 ８、放出装置が、試料表面からの光電子の放出を惹起す
   るために試料表面に向けられたＸ線源から成る請求項１
   記載の電子顕微鏡。 ９、試料表面を横切る複数のスポットから電子を放出さ
   せる放出装置と、試料表面から放出された電子の大部分
   を捕獲するための対物レンズ装置と、放出された電子の
   大部分を電子ビームの複数の群に焦点を合わせる焦点合
   わせ装置と、該ビームを受信して選択されたエネルギー
   を有する単色光ビームを透過させるエネルギーフィルタ
   と、該単色光ビームを受信して該ビームをスポットの画
   像を形成するために焦点を合わせる画像化装置と、該画
   像を検出する検出器とから成っており、前記対物レンズ
   装置が、内部に中心孔を有する磁界発生トロイダルコイ
   ルと、該トロイダルコイル上に同心的に嵌合された皿状
   に成形された透磁性部材とから構成された対物レンズか
   ら成り、透磁性部材が上記中心孔の大部分を貫通して延
   びるネック部分を有し、かつ対物レンズが該対物レンズ
   と、前記ネック部分の最も近くの焦点合わせ装置との間
   に間挿された試料表面から放出される電子の大部分を捕
   獲する位置に配置されていることを特徴とする直接的画
   像化式の単色光電子顕微鏡。