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JPH065237A - Position detector and electron microscope device including the same - Google Patents

Position detector and electron microscope device including the same

Info

Publication number
JPH065237A
JPH065237A JP4160620A JP16062092A JPH065237A JP H065237 A JPH065237 A JP H065237A JP 4160620 A JP4160620 A JP 4160620A JP 16062092 A JP16062092 A JP 16062092A JP H065237 A JPH065237 A JP H065237A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detector
position detector
light guide
light
photomultiplier tube
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.)
Pending
Application number
JP4160620A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
由夫 ▲高▼橋
Yoshio Takahashi
Yusuke Yajima
裕介 矢島
Masakazu Ichikawa
昌和 市川
Tokushichi Igarashi
得七 五十嵐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP4160620A priority Critical patent/JPH065237A/en
Publication of JPH065237A publication Critical patent/JPH065237A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】走査型透過電子顕微鏡などに使われる電子ビー
ムの偏向を検出する位置検出器の操作性を向上する。 【構成】シンチレータ2に入射した荷電粒子ビーム1に
より発光した光4を真空外へ導き、光学レンズ5を使う
ことによって、真空外に設置したライトガイド6,光電
子増倍管7へ送る。ライトガイド6,光電子増倍管7は
一体で、回転機構11がつき、検出器全体は光のシール
ド21によって囲まれている。 【効果】検出器が大気圧中にあるため、非常に容易に交
換やメンテナンス作業が行える。また、電子ビームの偏
向方向にあわせて、検出器の方向を変えることも容易に
出来る。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve the operability of a position detector for detecting the deflection of an electron beam used in a scanning transmission electron microscope or the like. [Structure] Light 4 emitted by a charged particle beam 1 incident on a scintillator 2 is guided to the outside of a vacuum and is sent to a light guide 6 and a photomultiplier tube 7 installed outside the vacuum by using an optical lens 5. The light guide 6 and the photomultiplier tube 7 are integrated, a rotation mechanism 11 is provided, and the entire detector is surrounded by a light shield 21. [Effect] Since the detector is at atmospheric pressure, replacement and maintenance work can be performed very easily. Further, it is possible to easily change the direction of the detector according to the deflection direction of the electron beam.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、走査型透過電子顕微鏡
に付属する電子ビームの位置検出器として用いられ、例
えば、電子ビームが試料中を透過するときに被るローレ
ンツ力による偏向を検出する分割型検出器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used as a position detector for an electron beam attached to a scanning transmission electron microscope, and for example, a division for detecting a deflection due to a Lorentz force applied when the electron beam passes through a sample. Type detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】走査型透過電子顕微鏡は、電子ビームを
非常に小さく絞ることが出来るため、電子ビームが試料
を透過するときに受けるローレンツ力による偏向を検出
することにより、薄膜磁性体中のミクロな磁気構造を非
常に分解能高く調べることが出来る。その電子ビームの
偏向は、分割型位置検出器からの差信号を取ることによ
り検出されている。これは、ウルトラマイクロスコピ
ー、第3巻(1978年)203項−214項、(Ultr
amicroscopy 3 (1978) 203−214, Thedirec
t deter mination of magnetic domain wall profiles
by differentialphase contrast electron microscop
y)に示されているように、電子ビームを2分割された
シンチレータに照射し、そこで発光した光を、ライトガ
イドによってそれぞれの光電子増倍管に分割して導入,
増幅する。その信号の差を電子ビームの位置信号として
検出するものである。この位置信号は、電子ビームの偏
向角度に対応し、これは試料中の磁気誘導の大きさと向
きに対応させることが出来る。
2. Description of the Related Art A scanning transmission electron microscope is capable of narrowing an electron beam to a very small size. It is possible to investigate various magnetic structures with very high resolution. The deflection of the electron beam is detected by taking the difference signal from the split position detector. This is Ultra Microscopy, Volume 3 (1978) 203-214, (Ultr
amicroscopy 3 (1978) 203-214, Thedirec
t determination of magnetic domain wall profiles
by differentialphase contrast electron microscop
As shown in y), the scintillator divided into two is irradiated with the electron beam, and the light emitted there is divided into each photomultiplier tube by the light guide and introduced.
Amplify. The difference between the signals is detected as a position signal of the electron beam. This position signal corresponds to the deflection angle of the electron beam, which can correspond to the magnitude and orientation of the magnetic induction in the sample.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、電子ビー
ムの微小な位置変化を検出できる優れた方法であるが、
以下の点で問題がある。
The prior art is an excellent method capable of detecting a minute position change of the electron beam.
There are problems in the following points.

【0004】第1に、従来技術はシンチレータとライト
ガイドが一体となっており、しかもそれが真空中に設置
されているため、検出器のメンテナンスを行ったり、交
換を行う場合、電子顕微鏡装置の真空を破らなければな
らずはなはだ操作性が悪い。
First, in the prior art, the scintillator and the light guide are integrated, and since they are installed in a vacuum, when performing maintenance or replacement of the detector, the electron microscope apparatus The vacuum must be broken and the operability is very poor.

【0005】第2に、電子ビームの偏向の方向は、必ず
しも検出器の感度の良い方向と一致しないが、従来技術
では、シンチレータが真空中に固定されており、容易に
検出器の方向を変えることが出来ない。
Second, although the direction of deflection of the electron beam does not necessarily coincide with the direction in which the detector has good sensitivity, in the prior art, the scintillator is fixed in a vacuum and the direction of the detector can be easily changed. I can't.

【0006】本発明の目的は、分割型検出器のメンテナ
ンスや交換を行うときの操作性を良くすることにある。
また、本発明の他の目的は、検出器の感度の良い方向
と、荷電粒子線の偏向される方向とを容易に一致させる
ことの出来る手段を提供することにある。
An object of the present invention is to improve the operability when performing maintenance or replacement of the split type detector.
Another object of the present invention is to provide means capable of easily matching the sensitive direction of the detector and the deflected direction of the charged particle beam.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、シンチレータ
で発光した光を真空外へ導き、さらに光学レンズによっ
て、分割されたライトガイド、及び光電子増倍管に導く
ことにより、真空外で検出器を操作出来るようにしたも
のである。
According to the present invention, a light emitted from a scintillator is guided to the outside of a vacuum, and further guided to a divided light guide and a photomultiplier tube by an optical lens to detect the detector outside the vacuum. It is the one that can be operated.

【0008】また、検出器に回転機構を取り付けること
により、荷電粒子線の偏向方向と、検出器の感度の良い
方向を一致させることの出来る構成にしたものである。
Further, by attaching a rotating mechanism to the detector, the deflection direction of the charged particle beam and the direction with good sensitivity of the detector can be made to coincide with each other.

【0009】[0009]

【作用】検出器の主要部分が真空外にあるので、電子顕
微鏡の真空を破ることなく、検出器のメンテナンスや、
交換が出来る。また、回転機構があるため、検出器の感
度の良い方向を電子ビームの偏向方向へ容易に向けるこ
とが出来る。
[Operation] Since the main part of the detector is outside the vacuum, maintenance of the detector and
Can be exchanged. Further, since the rotation mechanism is provided, the direction with good sensitivity of the detector can be easily oriented to the deflection direction of the electron beam.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明による位置検出器の一実施例
を示したものである。同図において、シンチレータ2に
入射した電子ビーム1は、そのエネルギを光に変換し、
光透過窓3を透過する。この光4は、光学レンズにより
ライトガイド6の光入射面上に結像する。ライトガイド
6は4分割されており、それぞれのライトガイド6に入
った光4が光電子増倍管7,ブリーダ8,前置増幅器1
5により増幅され、演算回路へと送られる。なお、光学
レンズ5、及びステージ13は、上下移動が可能であ
り、シンチレータ2で発生した光4をライトガイド6の
光入射面上に結像するように調整できるようになってい
る。ライトガイド6,光電子増倍管7,前置増幅器15
は、xyθゴニオメータ11により水平移動及び回転が
できるようになっているため、光4の入射位置を検出器
の最適な位置へ移動することが出来る。また、検出器の
感度は、ライトガイド6を分割している線に直行する方
向が最も良いので、電子ビーム1の照射位置の変化する
方向にあわせて、回転させることも可能である。これら
の移動は、ユニバーサルジョイント10,つまみ12に
よってシールド21の外から、信号出力を見ながら調整
することが出来る。
FIG. 1 shows an embodiment of the position detector according to the present invention. In the figure, the electron beam 1 incident on the scintillator 2 converts its energy into light,
The light is transmitted through the light transmitting window 3. The light 4 is imaged on the light incident surface of the light guide 6 by the optical lens. The light guide 6 is divided into four, and the light 4 entering each light guide 6 has a photomultiplier tube 7, a bleeder 8, and a preamplifier 1.
It is amplified by 5 and sent to the arithmetic circuit. The optical lens 5 and the stage 13 can be moved up and down, and can be adjusted so that the light 4 generated by the scintillator 2 is imaged on the light incident surface of the light guide 6. Light guide 6, photomultiplier tube 7, preamplifier 15
Can be horizontally moved and rotated by the xyθ goniometer 11, so that the incident position of the light 4 can be moved to the optimum position of the detector. Further, the sensitivity of the detector is best in the direction perpendicular to the line that divides the light guide 6, so that it can be rotated in accordance with the direction in which the irradiation position of the electron beam 1 changes. These movements can be adjusted from the outside of the shield 21 by the universal joint 10 and the knob 12 while watching the signal output.

【0011】図2は、本発明により先に説明した分割型
位置検出器を半導体位置検出器に変えた例である。シー
ルド21の内部は大気圧であるため、電子顕微鏡の真空
を破らずに交換作業が出来る。また、交換作業はライト
ガイド6,光電子増倍管7,前置増幅器15のみを交換
すれば良く、非常に容易に作業が進められる。交換後
は、ステージ13の上下移動によってシンチレータ2で
発生した光4を半導体位置検出器24の光入射面上に結
像する様に調整し、ケーブル17を接続することによっ
て使用可能となる。
FIG. 2 shows an example in which the split position detector described above according to the present invention is replaced with a semiconductor position detector. Since the inside of the shield 21 is at atmospheric pressure, replacement work can be performed without breaking the vacuum of the electron microscope. Further, the replacement work only needs to replace the light guide 6, the photomultiplier tube 7, and the preamplifier 15, and the work can be carried out very easily. After the replacement, the stage 4 is vertically moved so that the light 4 generated by the scintillator 2 is adjusted to form an image on the light incident surface of the semiconductor position detector 24, and the cable 17 is connected to enable the use.

【0012】図3は、図1、及び図2で説明した位置検
出器を電子顕微鏡に組み込んだシステムの概略図であ
る。電子ビーム1は、ビーム偏向回路109により制御
された偏向器104によって偏向し、試料105上を走
査する。試料105を透過する際に受けたローレンツ力
による電子ビーム1の偏向は、位置検出器108で検出
する。ここで対物レンズ106は偏向器104による電
子ビームの偏向中心を臨んでいるため、ビーム偏向によ
る信号は位置検出器108には現れない。また、結像レ
ンズ107は、位置検出器108に入射する電子ビーム
のスポットの大きさを調整することが出来る。位置検出
器108により得られた各分割された信号は、位置信号
演算回路110でその差を計算し、これを位置信号とす
る。そして、ビーム偏向回路109からのビーム照射位
置の情報と合わせて表示装置111に表示する。一方、
位置信号演算回路110で信号の和を取ることによっ
て、走査透過電子顕微鏡像を得ることも出来る。
FIG. 3 is a schematic diagram of a system in which the position detector described in FIGS. 1 and 2 is incorporated in an electron microscope. The electron beam 1 is deflected by the deflector 104 controlled by the beam deflection circuit 109, and scans the sample 105. The position detector 108 detects the deflection of the electron beam 1 due to the Lorentz force received when passing through the sample 105. Here, since the objective lens 106 faces the deflection center of the electron beam by the deflector 104, a signal due to beam deflection does not appear in the position detector 108. Further, the imaging lens 107 can adjust the size of the spot of the electron beam incident on the position detector 108. The position signal calculation circuit 110 calculates the difference between the respective divided signals obtained by the position detector 108, and uses this difference as the position signal. Then, the information is displayed on the display device 111 together with the information on the beam irradiation position from the beam deflection circuit 109. on the other hand,
A scanning transmission electron microscope image can also be obtained by taking the sum of the signals in the position signal calculation circuit 110.

【0013】以上、本発明を実施例に沿って説明した
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の
変形が可能である。例えば、実施例では走査型透過電顕
微鏡に適用した場合を説明したが、従来型の透過電子顕
微鏡や、イオンビーム装置において位置検出器を使う場
合にも適用できる。
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to these and various modifications can be made. For example, although the embodiment has been described as applied to a scanning transmission electron microscope, it can be applied to a conventional transmission electron microscope or a position detector used in an ion beam apparatus.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明によれば、回転機能を持った位置
検出器を真空装置外に設置することによって、操作性の
良い位置検出器を得ることが出来る。
According to the present invention, a position detector having a rotating function can be installed outside the vacuum device to obtain a position detector with good operability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による位置検出器の一実施例の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a position detector according to the present invention.

【図2】本発明により分割型検出器を、半導体位置検出
器に変えた説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram in which a split type detector is replaced by a semiconductor position detector according to the present invention.

【図3】本発明による位置検出器を、走査型透過電子顕
微鏡へ組み込んだ説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram in which the position detector according to the present invention is incorporated into a scanning transmission electron microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電子ビーム、2…シンチレータ、3…光透過窓、4
…光、5…光学レンズ、6…ライトガイド、7…光電子
増倍管、8…ブリーダ、10…ユニバーサルジョイン
ト、11…xyθゴニオメータ、12…つまみ、13…
ステージ、15…前置増幅器。
1 ... Electron beam, 2 ... Scintillator, 3 ... Light transmission window, 4
... light, 5 ... optical lens, 6 ... light guide, 7 ... photomultiplier tube, 8 ... bleeder, 10 ... universal joint, 11 ... xyθ goniometer, 12 ... knob, 13 ...
Stage, 15 ... Preamplifier.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 得七 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tokushige Igarashi 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Metropolitan Research Center, Hitachi, Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】荷電粒子線をシンチレータに照射し発光し
た光を、2分割もしくは4分割した、それぞれ独立なラ
イトガイド及び光電子増倍管に導き、増幅した信号の差
をとることによって、荷電粒子線の微小な位置変化を検
出する分割型位置検出器において、光学レンズを用いて
前記シンチレータで発光した光を前記ライトガイド上に
結像させることにより、前記ライトガイド及び前記光電
子増倍管を前記シンチレータから離したことを特徴とす
る位置検出器。
1. A charged particle is produced by irradiating a scintillator with a charged particle beam and emitting light to an independent light guide and a photomultiplier tube, which are divided into two or four, and take the difference between the amplified signals. In a division type position detector for detecting a minute position change of a line, the light emitted from the scintillator is imaged on the light guide by using an optical lens, so that the light guide and the photomultiplier tube are A position detector characterized by being separated from the scintillator.
【請求項2】請求項1において、前記ライトガイド及び
前記光電子増倍管が回転できる機構を備えた位置検出
器。
2. The position detector according to claim 1, comprising a mechanism capable of rotating the light guide and the photomultiplier tube.
【請求項3】請求項1または2に記載の前記位置検出器
を備えた電子顕微鏡装置。
3. An electron microscope apparatus equipped with the position detector according to claim 1.
JP4160620A 1992-06-19 1992-06-19 Position detector and electron microscope device including the same Pending JPH065237A (en)

Priority Applications (1)

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JPH065237A true JPH065237A (en) 1994-01-14

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ID=15718873

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JP (1) JPH065237A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6730915B2 (en) * 2002-04-15 2004-05-04 Star Tech Instruments, Inc. Position sensor for ultraviolet and deep ultraviolet beams
JP2010212233A (en) * 2009-02-10 2010-09-24 Univ Of Tokyo Transmission electron microscope
JP2010538268A (en) * 2007-08-31 2010-12-09 リガク イノベイティブ テクノロジーズ インコーポレイテッド Automatic X-ray optical alignment with 4-sector sensor

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