JPH06300899A - Soft x-ray microscope - Google Patents
Soft x-ray microscopeInfo
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- JPH06300899A JPH06300899A JP8761793A JP8761793A JPH06300899A JP H06300899 A JPH06300899 A JP H06300899A JP 8761793 A JP8761793 A JP 8761793A JP 8761793 A JP8761793 A JP 8761793A JP H06300899 A JPH06300899 A JP H06300899A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、X線顕微鏡、特に生体
観察や半導体検査等に好適な高解像度の軟X線顕微鏡装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray microscope, and more particularly to a high resolution soft X-ray microscope apparatus suitable for living body observation, semiconductor inspection and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】可視光を用いる通常の光学顕微鏡の分解
能はほぼ0.2μmであるので、より高解像度を必要と
する観察の場合には電子顕微鏡を用いることになる。し
かし、電子顕微鏡により生体等を観察するためには、脱
水、固定等の前処理が必要となるとともに、観察を真空
中で行わなければならないという制約を受ける。そこ
で、軟X線領域の光を用いることにより高解像度および
空気中での観察を実現するようにした軟X線顕微鏡の開
発が進められるようになった。その中でも、特に生体観
察を目的とするものとして、「水の窓」と呼ばれる23
〜43Åの波長領域を用いる軟X線顕微鏡の開発が進め
られている。2. Description of the Related Art Since the resolution of an ordinary optical microscope using visible light is approximately 0.2 μm, an electron microscope is used for observation requiring higher resolution. However, in order to observe a living body or the like with an electron microscope, pretreatment such as dehydration and fixation is required, and there is a restriction that the observation must be performed in a vacuum. Therefore, the development of a soft X-ray microscope which realizes high resolution and observation in air by using light in the soft X-ray region has been advanced. Among them, the one called “water window” for the purpose of observing the living body 23
Development of a soft X-ray microscope using a wavelength region of up to 43Å is underway.
【0003】軟X線顕微鏡は、軟X線光源と、該軟X線
光源から放射された軟X線を試料上に集光するコンデン
サレンズと、試料から反射または透過した軟X線や蛍光
等を拡大して結像する対物レンズと、結像された像を検
出する検出器等から構成され、検出された像はCRT等
に表示される。軟X線領域においては、あらゆる物質の
屈折率は1に近い値となり、屈折や反射はほとんど起こ
らず、吸収も大きくなる。したがって、対物レンズとし
ては、全反射現象を用いた斜入射光学系や、多層膜を用
いた直入射反射光学系や、回折を用いたゾーンプレート
光学系が用いられる。The soft X-ray microscope includes a soft X-ray light source, a condenser lens that collects the soft X-rays emitted from the soft X-ray light source on a sample, and soft X-rays or fluorescence reflected or transmitted from the sample. Is composed of an objective lens for enlarging and forming an image, a detector for detecting the formed image, and the like, and the detected image is displayed on a CRT or the like. In the soft X-ray region, the refractive index of any substance is a value close to 1, refraction or reflection hardly occurs, and absorption is large. Therefore, as the objective lens, an oblique incidence optical system using a total reflection phenomenon, a direct incidence reflection optical system using a multilayer film, or a zone plate optical system using diffraction is used.
【0004】一般的に、結像光学系においては、分解能
(解像力)δは、δ=0.61λ/NAで与えられる
(ただし、λ;波長、NA;対物レンズの開口数)。こ
こで、使用する波長を40Åとすると、斜入射光学系で
は、全反射角の関係からNAは最大0.06程度と見積
もられるので、分解能δは上式から約400Å、すなわ
ち0.04μm程度となる。また、球面のみを用いた直
入射反射光学系では、幾何学的な収差量からNAは0.
25程度が限界と考えられており、分解能は約100
Å、すなわち0.01μmとなる。したがって、軟X線
顕微鏡の分解能は、0,01〜0.04μm程度になる
が、この分解能は、今後の技術改良によりさらに向上す
ることが期待できる。そして、使い易い大きさの軟X線
顕微鏡を考えた場合、対物レンズの倍率が100倍程度
で、検出器の分解能が数μm以下であることが必要とな
る。Generally, in an imaging optical system, the resolution (resolution) δ is given by δ = 0.61λ / NA (where λ is the wavelength, NA is the numerical aperture of the objective lens). Here, assuming that the wavelength to be used is 40 Å, in the oblique incidence optical system, the NA is estimated to be about 0.06 at maximum due to the relationship of the total reflection angle, so the resolution δ is about 400 Å from the above formula, that is, about 0.04 μm. Become. Further, in a direct-incidence reflection optical system using only spherical surfaces, NA is 0.
It is thought that about 25 is the limit, and the resolution is about 100.
Å, that is, 0.01 μm. Therefore, the resolution of the soft X-ray microscope is about 0.01 to 0.04 μm, and it is expected that this resolution will be further improved by future technical improvement. When considering a soft X-ray microscope with a size that is easy to use, it is necessary that the objective lens has a magnification of about 100 and the resolution of the detector is several μm or less.
【0005】一般に、軟X線の検出器としてはマイクロ
チャンネルプレート(MCP)、CCD等の固体撮像素
子を用いるが、その場合、各画素間の間隔は何れも10
μm以上なので、分解能が不足する。したがって、何ら
かの手法で像を再拡大してからMCPやCCDで検出す
る方法が用られている。像の再拡大の方法としては、電
子光学的に像を拡大するイメージ型検出器を用いる方法
や、対物レンズによる拡大像をさらに拡大レンズによっ
て拡大する方法が提案されている。Generally, a solid-state image pickup device such as a microchannel plate (MCP) or a CCD is used as a soft X-ray detector. In that case, the distance between each pixel is 10 or less.
Since it is more than μm, the resolution is insufficient. Therefore, a method is used in which the image is re-enlarged by some method and then detected by the MCP or CCD. As a method for re-enlarging an image, a method using an image-type detector for electron-optically enlarging an image or a method for enlarging an enlarged image by an objective lens by a magnifying lens has been proposed.
【0006】上記電子光学的に像を拡大する方法は、図
3に示すようにして行う。すなわち、電子銃40から放
出される電子をコンデンサ電子レンズ41によってター
ゲット42上に収束し、特性X線(軟X線顕微鏡の場合
は、発生するX線の中から軟X線を用いる)を発生させ
て試料43に照射する。試料43を透過したX線をウォ
ルタ型対物レンズ44によってCaI等の光電変換面4
5上に拡大投影して、光電変換面45でX線を一旦電子
に変換する。その電子を電子レンズ46によって電子光
学的に再拡大し、電子による拡大像をMCP47上に結
像させる。MCP47によって増幅した像を蛍光面48
によって可視光に変換し、CCDカメラ49によって検
出する。なお、以上の系はチェンバ50によって真空に
保たれている。The above-mentioned method of electronically enlarging the image is performed as shown in FIG. That is, the electrons emitted from the electron gun 40 are focused on the target 42 by the condenser electron lens 41, and characteristic X-rays (in the case of a soft X-ray microscope, soft X-rays are used among the generated X-rays) are generated. Then, the sample 43 is irradiated. The X-ray transmitted through the sample 43 is converted by the Walter objective lens 44 into the photoelectric conversion surface 4 such as CaI.
The image is magnified and projected on 5, and the photoelectric conversion surface 45 once converts the X-rays into electrons. The electrons are electro-optically re-enlarged by the electronic lens 46, and an enlarged image by the electrons is formed on the MCP 47. The image amplified by the MCP 47 is used as a fluorescent screen 48.
It is converted into visible light by and is detected by the CCD camera 49. The above system is kept in vacuum by the chamber 50.
【0007】また、上記軟X線のままで拡大像をさらに
拡大する方法は、図4に示すようにして行う。すなわ
ち、軟X線を照射された試料51を斜入射型対物レンズ
(この例ではウォルタ型を用いる)52によって拡大し
て最初の像53を得て、その最初の像53をさらに斜入
射型全反射鏡(この例ではウォルタ型を用いる)54に
よって再拡大する。そして、再拡大された軟X線による
像55をMCPまたはCCD56によって検出する。A method for further enlarging the magnified image with the above soft X-rays is performed as shown in FIG. That is, the sample 51 irradiated with soft X-rays is magnified by the grazing incidence type objective lens (Walter type is used in this example) 52 to obtain a first image 53, and the first image 53 is further grazing incidence type. Re-magnification by a reflector (using Walter type in this example) 54. Then, the image 55 by the re-enlarged soft X-ray is detected by the MCP or CCD 56.
【0008】ところで、上述の電子光学的に像を拡大す
る方法は、装置が複雑化し、電子レンズによる収差が問
題になる上に、光電変換面で変換されずに透過した軟X
線が直接検出器に入射して画像に悪影響を与える問題が
ある。また、上述の軟X線のままで拡大像をさらに拡大
する方法は、軟X線のままで拡大するため、光量損失が
大きくなる上に、装置の大型化を招く問題がある。By the way, in the above-mentioned method of enlarging an image electronically and optically, the apparatus becomes complicated, the aberration due to the electron lens becomes a problem, and the soft X transmitted without being converted by the photoelectric conversion surface.
There is a problem that the line directly enters the detector and adversely affects the image. Further, the above-described method of further enlarging the magnified image with the soft X-rays entails enlargement with the soft X-rays, resulting in a large light amount loss and an increase in the size of the apparatus.
【0009】このような問題点に鑑み、特開平3−20
0099号公報に記載の顕微鏡が提案されている。この
公報記載の従来例によれば、フォスファ(phospher;軟
X線を可視光に変換する蛍光体、燐光体等の部材)によ
って軟X線を紫外線を含む可視光に変換した後に、通常
の光学顕微鏡の対物レンズによって拡大してからMCP
やCCDによって画像検出する構成とすることにより、
10μm程度の分解能を有する軟X線検出器を使用し得
るようにして、0.01μmの分解能を実現する顕微鏡
としている。In view of these problems, Japanese Patent Laid-Open No. 3-20
A microscope described in Japanese Patent Publication No. 0099 has been proposed. According to the conventional example described in this publication, after converting soft X-rays into visible light including ultraviolet rays by a phospher (a member such as a phosphor or a phosphor that converts soft X-rays into visible light), normal optical MCP after enlarging with the microscope objective lens
By adopting a configuration in which images are detected by a CCD or CCD,
A soft X-ray detector having a resolution of about 10 μm is used so that the microscope has a resolution of 0.01 μm.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】軟X線のエネルギーは
高いので、軟X線を試料に長時間照射すると試料に与え
るダメージが大きくなり、好ましくない。しかし、上記
従来例では、例えば0.01μmの分解能となる高解像
度を得るためには総合倍率で2000倍以上になるまで
拡大する必要があるので視野が極端に狭くなることか
ら、短時間で所望の部位を探査することが困難になり、
限られた試料の許容軟X線被曝時間内では試料の見たい
部位を探査することが困難になる。また、ピント合わせ
に要する時間もできる限り短くする必要があるので、正
確なピント合わせを実現することも困難になる。したが
って、所望の部位を探査し、正確にピントを合わせるた
めには長時間の軟X線照射が避けられず、その長時間の
軟X線照射により試料にダメージを与えることが避けら
れなくなる。Since the energy of soft X-rays is high, irradiating the sample with soft X-rays for a long time causes a large damage to the sample, which is not preferable. However, in the above-mentioned conventional example, in order to obtain a high resolution of, for example, 0.01 μm, it is necessary to enlarge the total magnification to 2000 times or more, so the field of view becomes extremely narrow. It becomes difficult to explore the part of
It is difficult to search a desired part of the sample within the limited soft X-ray exposure time of the sample. In addition, since it is necessary to shorten the time required for focusing as much as possible, it is difficult to achieve accurate focusing. Therefore, long-time soft X-ray irradiation is unavoidable in order to search a desired site and focus accurately, and damage to the sample due to the long soft X-ray irradiation cannot be avoided.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、試
料に軟X線を照射する軟X線光源と、該試料の軟X線に
よる像を拡大する軟X線対物レンズと、拡大された像を
可視光に変換するフォスファと、可視光に変換された像
を再拡大する光学顕微鏡の対物レンズと、再拡大された
像を検出する可視光感応性の撮像素子とを具える軟X線
顕微鏡において、前記試料に可視光を照射する可視光光
源を設け、該試料の可視光による拡大像を前記軟X線対
物レンズにより得ることにより、可視光による観察がで
きるようにしたから、上記試料にダメージを与える問題
を解決することができる。The present invention has been expanded by a soft X-ray light source for irradiating a sample with soft X-rays, and a soft X-ray objective lens for magnifying an image of the sample by soft X-rays. A soft X-ray including a phosphor that converts an image into visible light, an objective lens of an optical microscope that re-enlarges the image converted into visible light, and a visible-light-sensitive image sensor that detects the re-enlarged image. In a microscope, a visible light source for irradiating the sample with visible light is provided, and a magnified image of the sample by the visible light is obtained by the soft X-ray objective lens to enable observation with visible light. You can solve the problem of damage to.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1は本発明の軟X線顕微鏡の第1実施例の
構成を示す図である。この実施例は、軟X線光源として
レーザプラズマ光源を用い、コンデンサレンズとして回
転楕円鏡を用い、対物レンズとして多層膜を用いた直入
射反射鏡から成るシュヴァルツシルド型を用いている。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of a soft X-ray microscope of the present invention. In this embodiment, a laser plasma light source is used as a soft X-ray light source, a spheroidal mirror is used as a condenser lens, and a Schwarzschild type which is a direct-incidence reflecting mirror using a multilayer film is used as an objective lens.
【0013】図1において、軟X線像を観察する際に
は、軟X線光源としての高出力のパルスレーザ1から放
射されるレーザ光は集光レンズ2によって真空容器3内
に設けられたターゲット4上に集光される。真空容器3
にはレーザ光を容器内に導入する図示しない窓が設けら
れている。ターゲット4は、テープ状の薄膜ターゲット
として構成され、パルスレーザ1の1ショット毎に前記
テープを微小距離移動させる。図示しないテープの移動
機構は、例えば録音用のコンパクトカセットと同様な機
構になっている。In FIG. 1, when observing a soft X-ray image, laser light emitted from a high-power pulse laser 1 as a soft X-ray light source is provided in a vacuum container 3 by a condenser lens 2. It is focused on the target 4. Vacuum container 3
Has a window (not shown) for introducing laser light into the container. The target 4 is configured as a tape-shaped thin film target, and moves the tape a minute distance for each shot of the pulse laser 1. The tape moving mechanism (not shown) is similar to that of a compact cassette for recording, for example.
【0014】集光されたレーザ光によってターゲット4
上に高温、高密度のプラズマが生じて軟X線が発生す
る。ここで、高出力のパルスレーザ1としては、例えば
Nd:YAGレーザで出力1J/pulse、繰返し周
波数10Hzのものを用いる。発生した軟X線は、全反
射を利用した回転楕円鏡のコンデンサレンズ5によって
試料室6内の試料7上に照射される。試料室6は、試料
7の水分を保つために試料を真空に対し隔離する構造に
なっている。したがって、試料室6には窓8が設けられ
ており、窓8を通して試料7を観察できるようになって
いる。窓8は、軟X線を透過するとともに大気圧に耐え
得るように,直径200μm、厚さ0.12μmのSi
3 N4 薄膜で構成されている。なお、材料をポリイミド
等にしてもよい。The target 4 by the condensed laser light
High-temperature, high-density plasma is generated on the top to generate soft X-rays. Here, as the high-output pulse laser 1, for example, an Nd: YAG laser having an output of 1 J / pulse and a repetition frequency of 10 Hz is used. The generated soft X-rays are irradiated onto the sample 7 in the sample chamber 6 by the condenser lens 5 of the spheroidal mirror using total reflection. The sample chamber 6 has a structure that isolates the sample from the vacuum in order to retain the water content of the sample 7. Therefore, the sample chamber 6 is provided with the window 8 so that the sample 7 can be observed through the window 8. The window 8 is made of Si having a diameter of 200 μm and a thickness of 0.12 μm so that it can transmit soft X-rays and withstand atmospheric pressure.
It is composed of a 3 N 4 thin film. The material may be polyimide or the like.
【0015】試料7を透過した軟X線はシュヴァルツシ
ルド型対物レンズ9に入射する。シュヴァルツシルド型
対物レンズ9は、この例では倍率100倍、NA=0.
25であり、したがって分解能は0,01μmである。
このシュヴァルツシルド型対物レンズ9により100倍
に拡大された軟X線による試料7の像は、フォスファ1
0によって可視光に変換される。フォスファ10として
は、1μm程度の分解能を有するものが必要であり、G
d2 O2 S:Tb 、 Gd2 O2 S:Eu 、 La
2 O2 S:Tb 、 La2 O2 S:Eu 、 BaM
g2 Al16O27:Eu 、 CeMgAl11O19:Tb
、 Y2 O6 Eu等のY 、 La 、 Ce 、
Eu 、 Tb、 Tm 、 Yb系の材料や、Ca10
(PO4 )6 (F,Cl)2 :Sb,Mn 、 Caw
O4 、 CsI:Na等を用いる。The soft X-rays transmitted through the sample 7 enter the Schwarzschild type objective lens 9. The Schwarzschild type objective lens 9 has a magnification of 100 times and NA = 0.
25, so the resolution is 0.01 μm.
The image of the sample 7 magnified 100 times by the Schwarzschild type objective lens 9 is a phosphor 1
Converted to visible light by 0. The phosphor 10 needs to have a resolution of about 1 μm.
d 2 O 2 S: Tb, Gd 2 O 2 S: Eu, La
2 O 2 S: Tb, La 2 O 2 S: Eu, BaM
g 2 Al 16 O 27 : Eu, CeMgAl 11 O 19 : Tb
, Y 2 O 6 Eu, Y, La, Ce,
Eu, Tb, Tm, Yb-based materials and Ca 10
(PO 4 ) 6 (F, Cl) 2 : Sb, Mn, Caw
O 4 , CsI: Na or the like is used.
【0016】ところで、軟X線顕微鏡は、軟X線拡大像
の焦点深度が深いので、変換効率の点からはフォスファ
10をできる限り厚くして多量の軟X線を可視光に変換
するのがよいが、厚くし過ぎると光学顕微鏡の対物レン
ズで像を拡大するときにデフォーカス像となって重なり
分解能を劣化させる原因となるので、それを避けるため
にはフォスファ10の厚さを以下のように設定する必要
がある。By the way, since the soft X-ray microscope has a deep depth of focus of the soft X-ray magnified image, from the viewpoint of conversion efficiency, it is preferable to make the phosphor 10 as thick as possible to convert a large amount of soft X-rays into visible light. It is good, but if it is made too thick, it becomes a defocused image when enlarging the image with the objective lens of the optical microscope, which causes deterioration of the resolution. Therefore, in order to avoid it, the thickness of the phosphor 10 should be as follows. Must be set to.
【0017】すなわち、フォスファの厚さDF は、フォ
スファによる蛍光像を拡大する光学顕微鏡の対物レンズ
の焦点深度で制限するのが望ましく、光学顕微鏡の対物
レンズの開口数をNA0 とし、蛍光の波長をλF とした
とき、DF <λF /(2・NA0 2)を満たすように設定
する。この設定においては、フォスファ10で変換され
ずに透過してきた軟X線が光学顕微鏡の対物レンズによ
って吸収されるので、像を劣化させる惧れはない。ただ
し、フォスファ10で変換された可視光(紫外光を含
む)の波長域が対物レンズの色収差補正領域よりも大き
い場合には、適切なフィルタを用いて波長領域を限定す
る必要がある。[0017] That is, the thickness D F of Phosphor is desirably limited by the depth of focus of the optical microscope objective lens for magnifying the fluorescence image by Phosphor, the numerical aperture of the optical microscope objective and NA 0, fluorescent When the wavelength is λ F , it is set so as to satisfy D F <λ F / (2 · NA 0 2 ). With this setting, the soft X-rays that have been transmitted without being converted by the phosphor 10 are absorbed by the objective lens of the optical microscope, so there is no risk of degrading the image. However, when the wavelength range of visible light (including ultraviolet light) converted by the phosphor 10 is larger than the chromatic aberration correction area of the objective lens, it is necessary to limit the wavelength area by using an appropriate filter.
【0018】可視光に変換された像は、光学顕微鏡の対
物レンズ12で再拡大される。その対物レンズ12は、
生物用の場合で倍率20倍、NA0 0.7である。蛍光
波長を0.545μm(Tbの場合およびEuの場合は
0.612μm)とすると、Dfは約0.6μmであ
り、0.17mm厚のカバーガラス11上に蛍光体が塗
布されている。The image converted into visible light is re-enlarged by the objective lens 12 of the optical microscope. The objective lens 12 is
In the case of biological use, the magnification is 20 times and NA 0 0.7. When the fluorescence wavelength is 0.545 μm (0.612 μm for Tb and Eu), Df is about 0.6 μm, and the phosphor is applied on the cover glass 11 having a thickness of 0.17 mm.
【0019】上記2回の拡大により2000倍に拡大さ
れた像は、真空容器3の図示しない窓を経て、可視光に
対し感応性を有する撮像素子であるイメージインテンシ
ファイア13内に10μmピッチで設けられたMCP1
4上の光電変換面15に結像する。基本的には、パルス
レーザ1の1パルスにつき1画像を検出するものとする
が、ショット雑音等を軽減するために積算平均化処理等
を行うこともある。MCP14の分解能は、10μmピ
ッチで設けられているので約20μmであるから、その
200分の1の0.01μmを解像することができる。The image magnified 2000 times by the above-mentioned two times magnification passes through a window (not shown) of the vacuum container 3 and is arranged at a pitch of 10 μm in an image intensifier 13 which is an image pickup element sensitive to visible light. MCP1 provided
An image is formed on the photoelectric conversion surface 15 on the surface 4. Basically, one image is detected for each pulse of the pulse laser 1, but integrated averaging processing or the like may be performed to reduce shot noise and the like. Since the resolution of the MCP 14 is about 20 μm because it is provided at a pitch of 10 μm, it is possible to resolve 0.01 μm, which is 1/200 of that.
【0020】MCP14は、可視光に対し感応性を有す
る光電変換面15および蛍光面16に挟まれており、こ
の部分で光量増幅がなされる。蛍光面16はレンズ17
を介してCCD18によって撮像され、この撮像により
最終的な画像が得られ、図示しないCRT等で観察され
る。なお、十分な光量を有する場合は、イメージインテ
ンシファイア13の代わりにCCD等の撮像素子によっ
て再拡大された像を直接検出することもできる。また、
レーザの散乱光が強い場合には、レーザ光の特定の波長
をカットするフィルタ19を出し入れ可能に設けること
により、ノイズの少ない像を得ることができる。The MCP 14 is sandwiched between a photoelectric conversion surface 15 and a fluorescent surface 16 which are sensitive to visible light, and the amount of light is amplified in this portion. The fluorescent screen 16 is a lens 17
The image is picked up by the CCD 18 via the, and a final image is obtained by this picking up and observed by a CRT or the like (not shown). When the light intensity is sufficient, it is possible to directly detect the re-enlarged image by an image pickup device such as CCD instead of the image intensifier 13. Also,
When the scattered light of the laser is strong, an image with less noise can be obtained by providing the filter 19 that cuts out a specific wavelength of the laser light so that it can be taken in and out.
【0021】以下、この実施例における、可視光による
試料観察について説明する。試料7の観察部位を探査す
る際には、まず、可視光を反射するミラー20をターゲ
ット4からコンデンサレンズ5へ至る光路内の20aで
示す位置に移動し、可視光光源21からの可視光をレン
ズ22を用いてコンデンサレンズ5に導入する。この可
視光の導入のため、真空容器3には図示しない導入用の
窓を設ける。また、真空容器3の外部には、ミラー20
の移動を容器外部から行うための図示しない移動機構を
設ける。The sample observation by visible light in this embodiment will be described below. When exploring the observation site of the sample 7, first, the mirror 20 that reflects visible light is moved to a position indicated by 20 a in the optical path from the target 4 to the condenser lens 5, and the visible light from the visible light source 21 is transferred. It is introduced into the condenser lens 5 using the lens 22. In order to introduce the visible light, the vacuum container 3 is provided with an introduction window (not shown). In addition, the mirror 20 is provided outside the vacuum container 3.
A moving mechanism (not shown) for moving the container from outside the container is provided.
【0022】次に、シュヴァルツシルド型対物レンズ9
から対物レンズ12へ至る光路内のフォスファ10を1
0aで示す位置に移動して光路から除外する。それと同
時に、カバーガラス11による光路長変化を補正するガ
ラス板23をフォスファ10が存在していた位置に移動
する。このガラス板23としては、通常、カバーガラス
11と同一材料、同一板厚のものを用いる。なお、この
ガラス板23は、フォスファ10が薄膜のままで用いる
ものである場合には省略することができる。また、真空
容器3の外部には、ガラス板23の移動を容器外部から
行うための図示しない移動機構を設ける。可視光を照射
された試料7のシュヴァルツシルド型対物レンズ9によ
る像は、ガラス板23上に結像し、対物レンズ12によ
って再拡大された後に、イメージインテンシファイア1
3によって撮像される。Next, the Schwarzschild type objective lens 9
1 from the phosphor 10 in the optical path from the lens to the objective lens 12.
It is moved to the position indicated by 0a and excluded from the optical path. At the same time, the glass plate 23 that corrects the optical path length change due to the cover glass 11 is moved to the position where the phosphor 10 was present. The glass plate 23 is usually made of the same material and the same thickness as the cover glass 11. The glass plate 23 can be omitted when the phosphor 10 is used as a thin film. Further, outside the vacuum container 3, a moving mechanism (not shown) for moving the glass plate 23 from outside the container is provided. The image of the sample 7 irradiated with visible light by the Schwarzschild type objective lens 9 is formed on the glass plate 23, re-enlarged by the objective lens 12, and then the image intensifier 1
3 is imaged.
【0023】次に、試料観察を行うため、試料7を試料
室6とともに軟X線顕微鏡にセットし、真空容器3内の
空気を図示しない排気装置によって排気し、真空容器3
内を真空にする。このとき、高真空度を必要とするMC
P14は真空容器3と独立しているので、真空容器3内
の真空度は軟X線を透過する程度であれば十分であり高
真空度を必要としないので、排気作業を短時間で行える
という利点がある。次に、ミラー20を光路中に移動
し、可視光光源21より試料7に可視光を照射する。そ
の後、フォスファ10をガラス板23に入れ替えてイメ
ージインテンシファイア13によって可視光による像を
観察する。その際、像が明る過ぎる場合には、入射する
可視光の明るさを調整するフィルタ19として光路中に
出し入れ可能に設けたアッテネータを用いて、イメージ
インテンシファイア13に必要以上の光が入射しないよ
うにすることは言うまでもない。Next, in order to perform sample observation, the sample 7 is set in the soft X-ray microscope together with the sample chamber 6, and the air in the vacuum container 3 is exhausted by an exhaust device (not shown), and the vacuum container 3
Make a vacuum inside. At this time, MC that requires a high degree of vacuum
Since P14 is independent of the vacuum vessel 3, it is sufficient that the degree of vacuum in the vacuum vessel 3 is such that it can transmit soft X-rays, and a high degree of vacuum is not required, so that the exhaust work can be performed in a short time. There are advantages. Next, the mirror 20 is moved into the optical path, and the visible light source 21 irradiates the sample 7 with visible light. Then, the phosphor 10 is replaced with the glass plate 23, and the image by the visible light is observed by the image intensifier 13. At that time, when the image is too bright, an attenuator provided so as to be able to be put in and taken out from the optical path is used as a filter 19 for adjusting the brightness of incident visible light, and more light than necessary is not incident on the image intensifier 13. Needless to say,
【0024】次に、図示しない試料移動機構により、真
空容器外から試料室6ごと試料7を移動して所望の観察
部位を探査し、同時にピント合わせも行う。次に、ター
ゲット4およびコンデンサレンズ5間の光路内に点線で
示すように位置しているミラー20を実線で示す位置に
移動して光路から除外してから可視光の照射を中止し、
シュヴァルツシルド型対物レンズ9から対物レンズ12
へ至る光路内にフォスファ10を実線で示すように移動
して導入する。その後、パルスレーザ1を1ショット発
振させて軟X線画像を得る。このとき、ノイズが多い場
合には積算処理を行う他、画像を図示しないメモリに記
憶する等の各種画像処理を行っておくことは言うまでも
ない。Next, a sample moving mechanism (not shown) moves the sample 7 together with the sample chamber 6 from the outside of the vacuum container to search for a desired observation site and, at the same time, to perform focusing. Next, the mirror 20 positioned in the optical path between the target 4 and the condenser lens 5 as shown by the dotted line is moved to the position shown by the solid line to exclude it from the optical path, and then the irradiation of visible light is stopped.
Schwarzschild type objective lens 9 to objective lens 12
The phosphor 10 is moved and introduced into the optical path leading to as shown by the solid line. Then, the pulse laser 1 is oscillated for one shot to obtain a soft X-ray image. At this time, needless to say, when there is a lot of noise, in addition to the integration process, various image processes such as storing an image in a memory (not shown) are performed.
【0025】このようにして、軟X線を試料に照射する
前に可視光で観察部位の選択およびピント合わせを行う
とともに、軟X線により試料にダメージを与えずに0.
01〜0.04μmの分解能で試料観察を行い得る、簡
単な構成の軟X線顕微鏡を提供することができる。その
際、軟X線観察に用いる撮像素子であるイメージインテ
ンシファイア13をそのまま用いて可視光観察を行うこ
とができる。なお、像の再拡大に用いる対物レンズ12
を、複数の倍率の異なる対物レンズをレボルバーに装着
したものに置き換え、それら複数の対物レンズの中から
任意の対物レンズを選択するようにすれば、低倍率から
高倍率までの任意の倍率の対物レンズの選択的使用が可
能になる。In this way, the observation site is selected and focused with visible light before irradiating the sample with soft X-rays, and the sample is exposed to 0.
It is possible to provide a soft X-ray microscope having a simple configuration, which enables sample observation with a resolution of 01 to 0.04 μm. At that time, visible light observation can be performed using the image intensifier 13, which is an image pickup element used for soft X-ray observation, as it is. The objective lens 12 used for re-enlargement of the image
Is replaced with an objective lens with different magnifications mounted on a revolver, and by selecting any objective lens from among these multiple objective lenses, an objective of any magnification from low magnification to high magnification can be selected. Allows selective use of lenses.
【0026】ところで、上記観察に使用しているフォス
ファは感度ムラを有しているので、試料室6に試料7を
置かない状態で画像データIc(x,y)を求めてNc
回積算平均処理し、得られた積算平均値の逆数を補正デ
ータC(x,y)とし、それを用いて感度ムラの補正を
行う。ここで、積算平均処理を行うのは、MCPまたは
CCD等の検出器のショット雑音の影響を除去するため
である。この積算平均処理により、MCP14およびC
CD18の画素間の感度ムラや軟X線光源(パルスレー
ザ1)による光線照射ムラの影響も軽減することができ
る。すなわち、試料7を試料室6に載置したときの観察
画像データのノイズを軽減するためにN回積算平均処理
したときの値をIo(x,y)とすると、観察画像I
(x,y)は、By the way, since the phosphor used in the above observation has uneven sensitivity, the image data Ic (x, y) is obtained without the sample 7 placed in the sample chamber 6 to obtain Nc.
The integrated cumulative averaging process is performed, and the reciprocal of the integrated cumulative value obtained is used as correction data C (x, y) to correct sensitivity unevenness. Here, the integration and averaging process is performed in order to remove the influence of shot noise of the detector such as MCP or CCD. By this integrated averaging process, MCP14 and C
It is also possible to reduce the effects of uneven sensitivity between the pixels of the CD 18 and uneven light irradiation by the soft X-ray light source (pulse laser 1). That is, assuming that the value of the integrated average processing N times in order to reduce the noise of the observed image data when the sample 7 is placed in the sample chamber 6 is Io (x, y), the observed image I
(X, y) is
【数2】I(x,y)=Io(x,y)×C(x,y) となり、この式により上記感度ムラや光線照射ムラを補
正することができる。## EQU00002 ## I (x, y) = Io (x, y) .times.C (x, y), and this expression can correct the sensitivity unevenness and the light beam irradiation unevenness.
【0027】また、フォスファがどのような材料である
かによって、粒塊が目立つ場合がある。この場合には、
フォスファ10を光軸に垂直な方向に微小量(例えばフ
ォスファ面の粒塊の大きさの数分の1ずつ)移動しなが
ら露光して画像を検出し、検出した画像を積算平均処理
することにより、材料による影響を除去する。その際、
振動の影響を避けるため、フォスファ10の移動にはP
ZT等の電歪素子を用いるのが好ましい。例えば、粒塊
の大きさが2μmで積算処理回数が10回の場合、0.
2μmずつ移動しながら検出処理を行うことになるの
で、本実施例では10Hzのパルスレーザ1を用いてい
ることから、1秒の処理時間を必要とする。Further, depending on what kind of material the phosphor is, the agglomerates may be conspicuous. In this case,
By exposing the phosphor 10 while moving a small amount (for example, a fraction of the size of the agglomerate on the phosphor surface) in the direction perpendicular to the optical axis, detecting the image, and performing the average processing of the detected images. Eliminate the effects of materials. that time,
To avoid the influence of vibration, move the phosphor 10 by P
It is preferable to use an electrostrictive element such as ZT. For example, when the size of the agglomerate is 2 μm and the number of times of integration processing is 10, the value of 0.
Since the detection processing is performed while moving by 2 μm, the processing time of 1 second is required because the pulse laser 1 of 10 Hz is used in this embodiment.
【0028】図2は本発明の軟X線顕微鏡の第2実施例
の構成を示す図である。この実施例は、軟X線光源とし
て放射光光源を用い、コンデンサレンズとして回転楕円
鏡を用い、対物レンズとして回転双曲面および回転楕円
面を一体加工した斜入射反射型のウォルタ型光学素子を
用いている。FIG. 2 shows the configuration of the second embodiment of the soft X-ray microscope of the present invention. In this embodiment, a synchrotron radiation source is used as a soft X-ray source, a spheroidal mirror is used as a condenser lens, and a grazing-incidence reflection type Walter optical element in which a rotary hyperboloid and a spheroidal surface are integrally processed is used as an objective lens. ing.
【0029】図2において、軟X線像を観察する際に
は、図示しない放射光光源から指向性のよい軟X線25
が真空容器3内に照射され、この軟X線25は分光器の
機能を有するゾーンプレート26を介してピンホール2
7に入射する。ゾーンプレート26は、軸上の色収差が
大きく、波長によって焦点距離が異なるので、ピンホー
ル27を用いることにより軟X線を単色化することがで
きる。前記放射光光源からの指向性のよい軟X線25の
中のある波長の光はゾーンプレート26によって1点に
集光される。したがって、その集光位置にピンホール2
7を配置すると当該波長の光だけをピンホール27の後
方に取り出すことができる。その際、ゾーンプレート2
6およびピンホール27の間隔を変更することにより任
意の波長を選択することができる。なお、この間隔の変
更はゾーンプレート26を光軸方向に移動させることに
よって行う。In FIG. 2, when observing a soft X-ray image, a soft X-ray 25 having good directivity is emitted from a radiation light source (not shown).
Is radiated into the vacuum container 3, and the soft X-rays 25 are transmitted through the zone plate 26 having the function of the spectroscope to the pinhole 2
It is incident on 7. Since the zone plate 26 has a large axial chromatic aberration and the focal length differs depending on the wavelength, the soft X-ray can be monochromaticized by using the pinhole 27. Light of a certain wavelength in the soft X-ray 25 having good directivity from the radiant light source is condensed by the zone plate 26 at one point. Therefore, the pinhole 2 is placed at the focusing position.
By arranging 7, it is possible to extract only the light of the relevant wavelength behind the pinhole 27. At that time, zone plate 2
An arbitrary wavelength can be selected by changing the distance between 6 and the pinhole 27. The interval is changed by moving the zone plate 26 in the optical axis direction.
【0030】ピンホール27を通過することにより選択
された波長の軟X線は、回転楕円面を有するコンデンサ
レンズ5によって試料室6中の試料7に照射される。な
お、放射光光源が高真空度を必要とするので軟X線顕微
鏡の光学系を真空容器3内に収容し、試料室6としては
第1実施例と同様の構造のものを用いる。試料7を透過
した軟X線はウォルタ型対物レンズ28に入射して拡大
された後に、フォスファ10上に結像する。その後、光
学顕微鏡の対物レンズ12によって再拡大され、可視光
に対し感応性を有する撮像素子であるイメージインテン
シファイア13により撮像される。なお、上述した以外
の軟X線結像部の詳細は第1実施例と同様である。A soft X-ray having a wavelength selected by passing through the pinhole 27 is applied to the sample 7 in the sample chamber 6 by the condenser lens 5 having a spheroidal surface. Since the synchrotron radiation source requires a high degree of vacuum, the optical system of the soft X-ray microscope is housed in the vacuum container 3, and the sample chamber 6 has the same structure as that of the first embodiment. The soft X-rays that have passed through the sample 7 are incident on the Wolter type objective lens 28 to be magnified and then form an image on the phosphor 10. After that, the image is re-enlarged by the objective lens 12 of the optical microscope, and an image is picked up by the image intensifier 13 which is an image pickup element having sensitivity to visible light. The details of the soft X-ray imaging unit other than those described above are the same as in the first embodiment.
【0031】以下、この実施例における、可視光による
試料観察について説明する。まず、可視光を反射するミ
ラー20をピンホール27からコンデンサレンズ5へ至
る光路内の20aで示す位置に移動し、図示しない可視
光光源から可視光を真空容器3内に導入し、試料7に照
射する。次に、可視光反射ミラー29をウォルタ型対物
レンズ28からフォスファ10へ至る光路内の29aで
示す位置に移動する。このウォルタ型対物レンズ28
は、可視光の像も結像するので、このミラー29の移動
により、可視光が反射されて真空容器外の接眼鏡(接眼
レンズ)30の方向に分岐するので、可視光による試料
7の像を接眼鏡30によって観察することができる。The sample observation by visible light in this embodiment will be described below. First, the mirror 20 that reflects visible light is moved to a position indicated by 20a in the optical path from the pinhole 27 to the condenser lens 5, and the visible light is introduced into the vacuum container 3 from a visible light source (not shown), and the sample 7 is applied to the sample 7. Irradiate. Next, the visible light reflection mirror 29 is moved to a position indicated by 29a in the optical path from the Walter objective lens 28 to the phosphor 10. This Walter type objective lens 28
Also forms an image of visible light, and the movement of the mirror 29 reflects the visible light and branches it toward the eyepiece (eyepiece) 30 outside the vacuum container. Can be observed through the eyepiece 30.
【0032】このようにして、可視光によって観察しな
がら試料の観察部位を選定することができるので、軟X
線による試料の被曝を防止することができる。なお、こ
の軟X線顕微鏡の場合、軟X線の波長を任意に選択する
ことができるので、観察したい物質の吸収端波長の前後
の波長で画像を得て、2つの画像の引き算を行うことに
より、観察したい物質の分布を観察することができる。In this way, the observation site of the sample can be selected while observing with visible light.
It is possible to prevent the sample from being exposed to the rays. In addition, in the case of this soft X-ray microscope, the wavelength of the soft X-ray can be arbitrarily selected. Therefore, obtain an image at a wavelength before and after the absorption edge wavelength of the substance to be observed, and subtract the two images. Thus, the distribution of the substance to be observed can be observed.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、試
料7に軟X線を照射する軟X線光源と、該試料の軟X線
による像を拡大する軟X線対物レンズと、拡大された像
を可視光に変換するフォスファと、可視光に変換された
像を再拡大する光学顕微鏡の対物レンズと、再拡大され
た像を検出する可視光感応性の撮像素子とを具える軟X
線顕微鏡において、前記試料に可視光を照射する可視光
光源を設け、該試料の可視光による拡大像を前記軟X線
対物レンズにより得ることにより、可視光による観察が
できるようにしたから、上記試料にダメージを与える問
題を解決することができる。As described above, according to the present invention, a soft X-ray light source for irradiating the sample 7 with soft X-rays, a soft X-ray objective lens for magnifying an image of the sample by soft X-rays, and magnifying A phosphor that converts the magnified image into visible light, an objective lens of an optical microscope that magnifies the converted image into visible light, and a visible light-sensitive image sensor that detects the magnified image. X
In a line microscope, a visible light source for irradiating the sample with visible light is provided, and an enlarged image of the sample with visible light is obtained by the soft X-ray objective lens to enable observation with visible light. It is possible to solve the problem of damaging the sample.
【図1】本発明の軟X線顕微鏡の第1実施例の構成を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a soft X-ray microscope of the present invention.
【図2】本発明の軟X線顕微鏡の第2実施例の構成を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the soft X-ray microscope of the present invention.
【図3】従来技術を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional technique.
【図4】従来技術を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional technique.
1 パルスレーザ(軟X線光源) 2 集光レンズ 3 真空容器 4 ターゲット 5 コンデンサレンズ 6 試料室 7 試料 9 シュヴァルツシルド型対物レンズ 10 フォスファ 12 対物レンズ 13 イメージインテンシファイア 14 MCP 15 光電変換面 16 蛍光面 18 CCD 19 フィルタ 20 ミラー 21 可視光光源 23 ガラス板 1 pulse laser (soft X-ray light source) 2 condenser lens 3 vacuum container 4 target 5 condenser lens 6 sample chamber 7 sample 9 Schwarzschild type objective lens 10 phosphor 12 objective lens 13 image intensifier 14 MCP 15 photoelectric conversion surface 16 fluorescence Surface 18 CCD 19 Filter 20 Mirror 21 Visible Light Source 23 Glass Plate
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─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成5年5月11日[Submission date] May 11, 1993
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項5[Name of item to be corrected] Claim 5
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【数1】DF <λF /(2・NA0 2 ) ただし、λF :
蛍光の波長、NA0 :再拡大用の対物レンズの開口数 を満たすように設定したことを特徴とする、請求項1〜
4の何れか1項に記載の軟X線顕微鏡。[Formula 1] D F <λ F / (2 · NA 0 2 ) where λ F :
The wavelength of fluorescence, NA 0 : The numerical aperture of the objective lens for re-magnification is set to satisfy:
4. The soft X-ray microscope according to any one of 4 above.
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0006】上記電子光学的に像を拡大する方法を、図
3によって説明する。電子銃40から放出される電子を
コンデンサ電子レンズ41によってターゲット42上に
収束し、特性X線(軟X線顕微鏡の場合は、発生するX
線の中から軟X線を用いる)を発生させて試料43に照
射する。試料43を透過したX線をウォルタ型対物レン
ズ44によってCaI等の光電変換面45上に拡大投影
して、光電変換面45でX線を一旦電子に変換する。そ
の電子を電子レンズ46によって電子光学的に再拡大
し、電子による拡大像をMCP47上に結像させる。M
CP47によって増幅した像を蛍光面48によって可視
光に変換し、CCDカメラ49によって検出する。な
お、以上の系はチェンバ50によって真空に保たれてい
る。A method of enlarging an image electronically will be described with reference to FIG. Electrons emitted from the electron gun 40 are converged by the condenser electron lens 41 onto the target 42, and the characteristic X-rays (in the case of a soft X-ray microscope, the generated X-rays are generated).
A soft X-ray is generated from among the lines to irradiate the sample 43. The X-rays transmitted through the sample 43 are enlarged and projected onto the photoelectric conversion surface 45 such as CaI by the Walter objective lens 44, and the X-rays are once converted into electrons by the photoelectric conversion surface 45. The electrons are electro-optically re-enlarged by the electronic lens 46, and an enlarged image by the electrons is formed on the MCP 47. M
The image amplified by the CP 47 is converted into visible light by the fluorescent screen 48 and detected by the CCD camera 49. The above system is kept in vacuum by the chamber 50.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0013】図1において、軟X線像を観察する方法に
ついて説明する。高出力のパルスレーザ1から放射され
るレーザ光は集光レンズ2によって真空容器3内に設け
られたターゲット4上に集光される。真空容器3にはレ
ーザ光を容器内に導入する図示しない窓が設けられてい
る。ターゲット4は、テープ状の薄膜ターゲットとして
構成され、パルスレーザ1の1ショット毎に前記テープ
を微小距離移動させる。図示しないテープの移動機構
は、例えば録音用のコンパクトカセットと同様な機構に
なっている。A method of observing a soft X-ray image in FIG. 1 will be described. Laser light emitted from the high-power pulse laser 1 is condensed by a condenser lens 2 onto a target 4 provided in a vacuum chamber 3. The vacuum container 3 is provided with a window (not shown) for introducing laser light into the container. The target 4 is configured as a tape-shaped thin film target, and moves the tape a minute distance for each shot of the pulse laser 1. The tape moving mechanism (not shown) is similar to that of a compact cassette for recording, for example.
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0015[Name of item to be corrected] 0015
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0015】試料7を透過した軟X線はシュヴァルツシ
ルド型対物レンズ9に入射する。シュヴァルツシルド型
対物レンズ9は、この例では倍率100倍、NA=0.
25であり、したがって分解能は0,01μmである。
このシュヴァルツシルド型対物レンズ9により100倍
に拡大された軟X線による試料7の像は、フォスファ1
0によって可視光に変換される。フォスファ10として
は、1μm程度の分解能を有するものが必要であり、G
d2 O2 S:Tb、Gd2 O2 S:Eu、La2 O2
S:Tb、La2 O2 S:Eu、BaMg2 Al
16O27:Eu、CeMgAl11O19:Tb、Y2 O6 E
u等のY、La、Ce、Eu、Tb、Tm、Yb系の材
料や、Ca10(PO4 )6(F,Cl)2 :Sb,M
n、CaWO4 、CsI:Na等を用いる。The soft X-rays transmitted through the sample 7 enter the Schwarzschild type objective lens 9. The Schwarzschild type objective lens 9 has a magnification of 100 times and NA = 0.
25, so the resolution is 0.01 μm.
The image of the sample 7 magnified 100 times by the Schwarzschild type objective lens 9 is a phosphor 1
Converted to visible light by 0. The phosphor 10 needs to have a resolution of about 1 μm.
d 2 O 2 S: Tb, Gd 2 O 2 S: Eu, La 2 O 2
S: Tb, La 2 O 2 S: Eu, BaMg 2 Al
16 O 27 : Eu, CeMgAl 11 O 19 : Tb, Y 2 O 6 E
u, Y, La, Ce, Eu, Tb, Tm, Yb-based materials, Ca 10 (PO 4 ) 6 (F, Cl) 2 : Sb, M
n, CaWO 4 , CsI: Na or the like is used.
【手続補正5】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0019】上記2回の拡大により2000倍に拡大さ
れた像は、真空容器3の図示しない窓を経て、可視光に
対し感応性を有する撮像素子であるイメージインテンシ
ファイア13内に10μmピッチで設けられたMCP1
4上の光電変換面15に結像する。基本的には、パルス
レーザ1の1パルスにつき1画像を検出するものとする
が、ショット雑音等を軽減するために積算平均化処理等
を行うこともある。MCP14の分解能は、10μmピ
ッチで設けられているので約20μmであるから、その
2000分の1の0.01μmを解像することができ
る。The image magnified 2000 times by the above-mentioned two times magnification passes through a window (not shown) of the vacuum container 3 and is arranged at a pitch of 10 μm in an image intensifier 13 which is an image pickup element sensitive to visible light. MCP1 provided
An image is formed on the photoelectric conversion surface 15 on the surface 4. Basically, one image is detected for each pulse of the pulse laser 1, but integrated averaging processing or the like may be performed to reduce shot noise and the like. Since the resolution of the MCP 14 is about 20 μm because it is provided at a pitch of 10 μm, 0.01 μm, which is 1/2000 of that, can be resolved.
【手続補正6】[Procedure correction 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of code
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【符号の説明】 1 パルスレーザ 2 集光レンズ 3 真空容器 4 ターゲット 5 コンデンサレンズ 6 試料室 7 試料 9 シュヴァルツシルド型対物レンズ 10 フォスファ 12 対物レンズ 13 イメージインテンシファイア 14 MCP 15 光電変換面 16 蛍光面 18 CCD 19 フィルタ 20 ミラー 21 可視光光源 23 ガラス板[Explanation of Codes] 1 pulse laser 2 condenser lens 3 vacuum vessel 4 target 5 condenser lens 6 sample chamber 7 sample 9 Schwarzschild type objective lens 10 phosphor 12 objective lens 13 image intensifier 14 MCP 15 photoelectric conversion surface 16 fluorescent surface 18 CCD 19 Filter 20 Mirror 21 Visible Light Source 23 Glass Plate
Claims (7)
該試料の軟X線による像を拡大する軟X線対物レンズ
と、拡大された像を可視光に変換するフォスファと、可
視光に変換された像を再拡大する光学顕微鏡の対物レン
ズと、再拡大された像を検出する可視光感応性の撮像素
子とを具える軟X線顕微鏡において、 前記試料に可視光を照射する可視光光源を設け、該試料
の可視光による拡大像を前記軟X線対物レンズにより得
ることにより、可視光による観察ができるようにしたこ
とを特徴とする、軟X線顕微鏡。1. A soft X-ray light source for irradiating a sample with soft X-rays,
A soft X-ray objective lens that magnifies an image of the sample by soft X-rays, a phosphor that converts the magnified image into visible light, and an objective lens of an optical microscope that re-magnifies the image converted into visible light. In a soft X-ray microscope including a visible light sensitive image sensor for detecting an enlarged image, a visible light source for irradiating the sample with visible light is provided, and an enlarged image of the sample with visible light is used for the soft X A soft X-ray microscope characterized in that it can be observed with visible light by being obtained with a linear objective lens.
視光反射ミラーを出し入れ可能に設けて軟X線光路およ
び可視光光路を切り換え可能にするとともに、前記軟X
線対物レンズおよびフォスファ間の光路に可視光反射ミ
ラーを出し入れ可能に設けて軟X線観察光路および可視
光観察光路を切り換え可能にしたことを特徴とする、請
求項1記載の軟X線顕微鏡。2. A visible light reflecting mirror is provided in the optical path between the soft X-ray light source and the sample so as to be removable so that the soft X-ray optical path and the visible light optical path can be switched.
2. The soft X-ray microscope according to claim 1, wherein a visible light reflection mirror is provided in the optical path between the line objective lens and the phosphor so as to be able to be taken in and out so that the soft X-ray observation optical path and the visible light observation optical path can be switched.
間の光路に可視光反射ミラーを出し入れ可能に設けて軟
X線光路および可視光光路を切り換え可能にするととも
に、前記フォスファを光路から除外する機構を設けたこ
とを特徴とする、請求項1記載の軟X線顕微鏡。3. A mechanism for providing a visible light reflecting mirror in and out of the optical path between the soft X-ray light source and the condenser lens to switch the soft X-ray optical path and the visible light optical path and to exclude the phosphor from the optical path. The soft X-ray microscope according to claim 1, further comprising:
像素子間の光路に、アッテネータを出し入れ可能に設け
たことを特徴とする、請求項3記載の軟X線顕微鏡。4. The soft X-ray microscope according to claim 3, wherein an attenuator is provided in an optical path between the visible light source and the visible light sensitive image pickup device so that the attenuator can be inserted and removed.
蛍光の波長、NA0 :再拡大用の対 物レンズの開口数 を満たすように設定したことを特徴とする、請求項1〜
4の何れか1項に記載の軟X線顕微鏡。5. The thickness Df of the phosphor is expressed by the following formula: D F <λ F / (2 · NA 0 ), where λ F :
The wavelength of fluorescence, NA 0 : The numerical aperture of the object lens for re-expansion is set to satisfy:
4. The soft X-ray microscope according to any one of 4 above.
逆数相当値を試料のある状態で検出した画像データに乗
算して、前記フォスファによる感度ムラを補正するよう
にしたことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に
記載の軟X線顕微鏡。6. The image data detected in the state where the sample is present is multiplied by the reciprocal equivalent value of the image data detected in the state where the sample is not present to correct sensitivity unevenness due to the phosphor. The soft X-ray microscope according to claim 1.
動しながら検出した複数の画像を積算平均化処理して、
前記フォスファの粒塊による感度ムラを補正された観察
画像を得るようにしたことを特徴とする、請求項1〜5
の何れか1項に記載の軟X線顕微鏡。7. A plurality of images detected while moving the phosphor by a small amount in the optical axis direction are integrated and averaged,
An observation image in which sensitivity unevenness due to the agglomerates of the phosphor is corrected is obtained.
The soft X-ray microscope according to any one of 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8761793A JPH06300899A (en) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | Soft x-ray microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8761793A JPH06300899A (en) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | Soft x-ray microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06300899A true JPH06300899A (en) | 1994-10-28 |
Family
ID=13919939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8761793A Withdrawn JPH06300899A (en) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | Soft x-ray microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06300899A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011247870A (en) * | 2010-04-28 | 2011-12-08 | Hamamatsu Photonics Kk | X-ray photoelectron spectroscopy device and x-ray photoelectron spectroscopy method |
-
1993
- 1993-04-14 JP JP8761793A patent/JPH06300899A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011247870A (en) * | 2010-04-28 | 2011-12-08 | Hamamatsu Photonics Kk | X-ray photoelectron spectroscopy device and x-ray photoelectron spectroscopy method |
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