JP2000268766A - エネルギフィルタを備えた電子顕微鏡 - Google Patents
エネルギフィルタを備えた電子顕微鏡Info
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- JP2000268766A JP2000268766A JP11073456A JP7345699A JP2000268766A JP 2000268766 A JP2000268766 A JP 2000268766A JP 11073456 A JP11073456 A JP 11073456A JP 7345699 A JP7345699 A JP 7345699A JP 2000268766 A JP2000268766 A JP 2000268766A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加速電圧を上昇させるようにしながら、照射光
学系に対してのずれを可及的に抑制して、微小領域にお
いても高精度に分析可能にする。 【解決手段】相対補正演算装置１８は、重畳電圧制御手
段１４からの制御信号に基づいて照射レンズ制御電源１
５を制御することで、この照射レンズ制御電源１５から
照射レンズ３の電流が制御されるようになっている。エ
ネルギＥの電子ｅに対してフォーカス調整されたエネル
ギフィルタ１１を用いて、電子ｅのエネルギをＥにする
加速電圧Ｖで像観察を行うように設定された状態で、エ
ネルギロスΔＥのロス像を観察しようとした場合、加速
電圧をＶ＋ΔＶにして電子ｅのエネルギをＥ＋ΔＥに上
昇させるとともに、この加速電圧Ｖ＋ΔＶに基づいた電
流を照射系レンズに供給する。
学系に対してのずれを可及的に抑制して、微小領域にお
いても高精度に分析可能にする。 【解決手段】相対補正演算装置１８は、重畳電圧制御手
段１４からの制御信号に基づいて照射レンズ制御電源１
５を制御することで、この照射レンズ制御電源１５から
照射レンズ３の電流が制御されるようになっている。エ
ネルギＥの電子ｅに対してフォーカス調整されたエネル
ギフィルタ１１を用いて、電子ｅのエネルギをＥにする
加速電圧Ｖで像観察を行うように設定された状態で、エ
ネルギロスΔＥのロス像を観察しようとした場合、加速
電圧をＶ＋ΔＶにして電子ｅのエネルギをＥ＋ΔＥに上
昇させるとともに、この加速電圧Ｖ＋ΔＶに基づいた電
流を照射系レンズに供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料を透過した電
子のうち、特定のエネルギを持つ電子を出射させるエネ
ルギフィルタを備えた電子顕微鏡の技術分野に属する。
子のうち、特定のエネルギを持つ電子を出射させるエネ
ルギフィルタを備えた電子顕微鏡の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子光学系にエネルギフィルタを
組み込み、試料を透過した電子のうち特定のエネルギを
持つ電子を通過させて結像させることで、試料を観察す
る電子顕微鏡が種々開発されている。図２に示すよう
に、この電子顕微鏡１は、電子銃２で発生した電子ｅの
ビームを照射レンズ３を通して試料４に照射し、更に試
料４を透過した透過ビームを、対物レンズ５、中間レン
ズ６、スペクトロメータ７、エネルギ選択スリット８お
よび投影レンズ９を備える結像レンズ系１０を通して図
示しない蛍光板に、試料の観察像を投影するものであ
る。この結像レンズ系のスペクトロメータ７およびエネ
ルギ選択スリット８により、エネルギフィルタ１１が構
成されている。エネルギフィルタ１１はエネルギ選択ス
リット８のスリット幅によってエネルギＥの電子ｅのみ
を通過させて、このエネルギＥの電子ｅに対してフォー
カス調整されている。したがって、試料４によってエネ
ルギロスを生じた、例えばエネルギＥ−ΔＥの電子ｅは
図に示すようにエネルギ選択スリット８のスリット幅か
ら通過されず、エネルギ選択スリット８によってカット
される。
組み込み、試料を透過した電子のうち特定のエネルギを
持つ電子を通過させて結像させることで、試料を観察す
る電子顕微鏡が種々開発されている。図２に示すよう
に、この電子顕微鏡１は、電子銃２で発生した電子ｅの
ビームを照射レンズ３を通して試料４に照射し、更に試
料４を透過した透過ビームを、対物レンズ５、中間レン
ズ６、スペクトロメータ７、エネルギ選択スリット８お
よび投影レンズ９を備える結像レンズ系１０を通して図
示しない蛍光板に、試料の観察像を投影するものであ
る。この結像レンズ系のスペクトロメータ７およびエネ
ルギ選択スリット８により、エネルギフィルタ１１が構
成されている。エネルギフィルタ１１はエネルギ選択ス
リット８のスリット幅によってエネルギＥの電子ｅのみ
を通過させて、このエネルギＥの電子ｅに対してフォー
カス調整されている。したがって、試料４によってエネ
ルギロスを生じた、例えばエネルギＥ−ΔＥの電子ｅは
図に示すようにエネルギ選択スリット８のスリット幅か
ら通過されず、エネルギ選択スリット８によってカット
される。
【０００３】次に、エネルギロス値ΔＥの電子を使って
ロス像や回折図形等を得る場合、従来は、エネルギ選択
スリット８を移動する方法、もしくはスペクトロメータ
７の励磁を変える方法、もしくは照射レンズ３の偏向コ
イルでスペクトルを動かす方法、もしくは加速電圧を上
昇させて電子ｅのエネルギＥをΔＥだけ上昇させる方法
が採られている。これらの方法のうち、特に、加速電圧
を上昇させる方法は、もっとも簡便であり、操作性およ
び再現性に優れている。
ロス像や回折図形等を得る場合、従来は、エネルギ選択
スリット８を移動する方法、もしくはスペクトロメータ
７の励磁を変える方法、もしくは照射レンズ３の偏向コ
イルでスペクトルを動かす方法、もしくは加速電圧を上
昇させて電子ｅのエネルギＥをΔＥだけ上昇させる方法
が採られている。これらの方法のうち、特に、加速電圧
を上昇させる方法は、もっとも簡便であり、操作性およ
び再現性に優れている。
【０００４】図３は、このように加速電圧を上昇させて
電子銃２の電子ｅのエネルギをＥ＋ΔＥに上昇させた場
合の電子顕微鏡１を示す図である。図３に示すように、
この電子顕微鏡１においては、図２に示す電子顕微鏡１
に対して、電子銃２より出射される電子ｅのエネルギを
Ｅ＋ΔＥに上昇することだけが異なり、他の構成は同じ
である。
電子銃２の電子ｅのエネルギをＥ＋ΔＥに上昇させた場
合の電子顕微鏡１を示す図である。図３に示すように、
この電子顕微鏡１においては、図２に示す電子顕微鏡１
に対して、電子銃２より出射される電子ｅのエネルギを
Ｅ＋ΔＥに上昇することだけが異なり、他の構成は同じ
である。
【０００５】この図３に示す電子顕微鏡１では、上昇さ
れた電子ｅが試料４に照射され、結像レンズ系に入射さ
れると、結像系が図２に示す電子顕微鏡１と同様にエネ
ルギＥの電子ｅに対してフォーカス調整されていること
から、エネルギ選択スリット８によってエネルギＥの電
子ｅのみが通過されるようになる。すなわち、試料４に
よってエネルギロスΔＥを受けた電子ｅのみがフォーカ
ス結像されるようになる。この場合、電子ｅのエネルギ
はＥであるから、フォーカスの再調整は不要となる。一
方、試料４によるエネルギロスを受けないエネルギＥ＋
ΔＥの電子ｅはエネルギ選択スリット８のスリット幅か
ら通過されず、エネルギ選択スリット８によってカット
される。また、この加速電圧を上昇させる方法は、スペ
クトルを得る場合にそのオフセット値を変えるときにも
採用されている。
れた電子ｅが試料４に照射され、結像レンズ系に入射さ
れると、結像系が図２に示す電子顕微鏡１と同様にエネ
ルギＥの電子ｅに対してフォーカス調整されていること
から、エネルギ選択スリット８によってエネルギＥの電
子ｅのみが通過されるようになる。すなわち、試料４に
よってエネルギロスΔＥを受けた電子ｅのみがフォーカ
ス結像されるようになる。この場合、電子ｅのエネルギ
はＥであるから、フォーカスの再調整は不要となる。一
方、試料４によるエネルギロスを受けないエネルギＥ＋
ΔＥの電子ｅはエネルギ選択スリット８のスリット幅か
ら通過されず、エネルギ選択スリット８によってカット
される。また、この加速電圧を上昇させる方法は、スペ
クトルを得る場合にそのオフセット値を変えるときにも
採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の加速
電圧を上昇させる方法においては、図４に示すようにＣ
ＰＵ内の加速電圧制御手段１２で加速電圧電源１３を制
御することで加速電圧を発生させ、この加速電圧を基に
電子銃２で出射された電子を加速するとともに、同じく
ＣＰＵ内の重畳電圧制御手段１４でも加速電圧電源１３
を制御することで、加速電圧電源１３の加速電圧を上昇
させようにしている。なお、図４において、１５は加速
電圧制御手段１２からの制御信号に基づいて、照射レン
ズ３を制御する電流を発生する照射レンズ制御電源、１
６は加速電圧制御手段１２からの制御信号に基づいて、
結像レンズ系１０を制御する電流を発生する結像レンズ
系制御電源、１７は加速電圧制御手段１２からの制御信
号に基づいて、照射レンズ制御電源１５および結像レン
ズ系制御電源１６を相対補正制御するための相対補正演
算装置である。相対補正とは、電子の加速電圧を可変さ
せた場合にそのエネルギの違いによって発生されるフォ
ーカスずれによる電子位置ずれを補正するようにレンズ
電流を制御することである。しかしながら、このような
従来の加速電圧を上昇させる方法では、結像光学系に対
しては理想からのずれは小さく実用上問題ないが、照射
光学系に対してはずれが発生し、微小領域を分析する場
合に、分析点に間違いを生じやすくなる。
電圧を上昇させる方法においては、図４に示すようにＣ
ＰＵ内の加速電圧制御手段１２で加速電圧電源１３を制
御することで加速電圧を発生させ、この加速電圧を基に
電子銃２で出射された電子を加速するとともに、同じく
ＣＰＵ内の重畳電圧制御手段１４でも加速電圧電源１３
を制御することで、加速電圧電源１３の加速電圧を上昇
させようにしている。なお、図４において、１５は加速
電圧制御手段１２からの制御信号に基づいて、照射レン
ズ３を制御する電流を発生する照射レンズ制御電源、１
６は加速電圧制御手段１２からの制御信号に基づいて、
結像レンズ系１０を制御する電流を発生する結像レンズ
系制御電源、１７は加速電圧制御手段１２からの制御信
号に基づいて、照射レンズ制御電源１５および結像レン
ズ系制御電源１６を相対補正制御するための相対補正演
算装置である。相対補正とは、電子の加速電圧を可変さ
せた場合にそのエネルギの違いによって発生されるフォ
ーカスずれによる電子位置ずれを補正するようにレンズ
電流を制御することである。しかしながら、このような
従来の加速電圧を上昇させる方法では、結像光学系に対
しては理想からのずれは小さく実用上問題ないが、照射
光学系に対してはずれが発生し、微小領域を分析する場
合に、分析点に間違いを生じやすくなる。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、加速電圧を上昇させるよう
にしながら、照射光学系に対してのずれを可及的に抑制
して、微小領域においても高精度に分析できるエネルギ
フィルタを備えた電子顕微鏡を提供することである。
ものであって、その目的は、加速電圧を上昇させるよう
にしながら、照射光学系に対してのずれを可及的に抑制
して、微小領域においても高精度に分析できるエネルギ
フィルタを備えた電子顕微鏡を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、電子銃から放射された電子
を、照射レンズを通過させるとともに所定の加速電圧で
所定のエネルギを付与して試料を照射し、結像レンズ系
のエネルギフィルタで試料を透過した電子のうち、前記
所定のエネルギを持つ電子のみを通過させるようになっ
ている電子顕微鏡において、前記電子に付与されるエネ
ルギが前記所定のエネルギより前記試料によって受ける
エネルギロス分だけ上昇するように、前記加速電圧を上
昇させる重畳電圧制御手段と、この重畳電圧制御手段か
らの制御信号に基づいて、上昇した前記加速電圧に依存
する電流値を演算する相対補正演算装置と、この相対補
正演算装置で演算した電流値に基づいて前記照射レンズ
の電流を制御する照射レンズ電流制御手段とを少なくと
も備えていることを特徴としている。
めに、請求項１の発明は、電子銃から放射された電子
を、照射レンズを通過させるとともに所定の加速電圧で
所定のエネルギを付与して試料を照射し、結像レンズ系
のエネルギフィルタで試料を透過した電子のうち、前記
所定のエネルギを持つ電子のみを通過させるようになっ
ている電子顕微鏡において、前記電子に付与されるエネ
ルギが前記所定のエネルギより前記試料によって受ける
エネルギロス分だけ上昇するように、前記加速電圧を上
昇させる重畳電圧制御手段と、この重畳電圧制御手段か
らの制御信号に基づいて、上昇した前記加速電圧に依存
する電流値を演算する相対補正演算装置と、この相対補
正演算装置で演算した電流値に基づいて前記照射レンズ
の電流を制御する照射レンズ電流制御手段とを少なくと
も備えていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】このような構成をした本発明のエネルギフィル
タを備えた電子顕微鏡をにおいては、重畳電圧制御手段
によって加速電圧が上昇され、この上昇された加速電圧
によって、電子に付与されるエネルギが所定のエネルギ
より試料によって受けるエネルギロス分だけ上昇される
ようになる。また、同時に相対補正演算装置により、上
昇された加速電圧に依存した照射レンズの電流値が重畳
電圧制御手段からの制御信号に基づいて演算され、照射
レンズ電流制御手段により、照射レンズの電流がこの演
算された電流値に基づいて制御される。これにより、照
射レンズにおける、照射レンズの焦点位置や照射位置等
の照射条件が一定に保持されるようになり、試料の数ｎ
ｍ以下の微小領域に対しても高精度のロス像、回折像お
よびエネルギロススペクトルが得られるようになる。
タを備えた電子顕微鏡をにおいては、重畳電圧制御手段
によって加速電圧が上昇され、この上昇された加速電圧
によって、電子に付与されるエネルギが所定のエネルギ
より試料によって受けるエネルギロス分だけ上昇される
ようになる。また、同時に相対補正演算装置により、上
昇された加速電圧に依存した照射レンズの電流値が重畳
電圧制御手段からの制御信号に基づいて演算され、照射
レンズ電流制御手段により、照射レンズの電流がこの演
算された電流値に基づいて制御される。これにより、照
射レンズにおける、照射レンズの焦点位置や照射位置等
の照射条件が一定に保持されるようになり、試料の数ｎ
ｍ以下の微小領域に対しても高精度のロス像、回折像お
よびエネルギロススペクトルが得られるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明にかかるエネルギフ
ィルタを備えた電子顕微鏡の実施の形態の一例の制御ブ
ロックを示す図である。なお、前述の従来例と同じ構成
要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は
省略する。
の形態を説明する。図１は、本発明にかかるエネルギフ
ィルタを備えた電子顕微鏡の実施の形態の一例の制御ブ
ロックを示す図である。なお、前述の従来例と同じ構成
要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は
省略する。
【００１１】この例の電子顕微鏡１では、図１に示すよ
うに制御ブロックにもう１つの相対補正演算装置１８が
設けられている。この相対補正演算装置１８は、重畳電
圧制御手段１４からの制御信号に基づいて照射レンズ制
御電源１５を制御することで、この照射レンズ制御電源
１５から照射レンズ３に供給する電流が制御されるよう
になっている。一般に、あるレンズ偏向コイルの電子光
学的性質を定める場合、異なるエネルギの電子を扱うよ
うにするために必要な電流を求めると、その電流は加速
電圧Ｖの相対論補正値Ｖ*の平方根に比例する。すなわ
ち、
うに制御ブロックにもう１つの相対補正演算装置１８が
設けられている。この相対補正演算装置１８は、重畳電
圧制御手段１４からの制御信号に基づいて照射レンズ制
御電源１５を制御することで、この照射レンズ制御電源
１５から照射レンズ３に供給する電流が制御されるよう
になっている。一般に、あるレンズ偏向コイルの電子光
学的性質を定める場合、異なるエネルギの電子を扱うよ
うにするために必要な電流を求めると、その電流は加速
電圧Ｖの相対論補正値Ｖ*の平方根に比例する。すなわ
ち、
【数１】 この数式１にしたがって、照射系レンズおよび照射系偏
向コイルに供給する電流Ｉを変化させることで、異なる
エネルギの電子に対して焦点距離および偏向角が一定に
保持されるようになる。
向コイルに供給する電流Ｉを変化させることで、異なる
エネルギの電子に対して焦点距離および偏向角が一定に
保持されるようになる。
【００１２】したがって、エネルギＥの電子ｅに対して
フォーカス調整されたエネルギフィルタ１１を用いて、
電子ｅのエネルギをＥにする加速電圧Ｖで像観察を行う
ように設定された状態で、エネルギロスΔＥのロス像を
観察しようとした場合、加速電圧をＶ＋ΔＶにして電子
ｅのエネルギをＥ＋ΔＥに上昇させるとともに、照射系
レンズおよび照射系偏向コイルに供給する電流Ｉ´を
フォーカス調整されたエネルギフィルタ１１を用いて、
電子ｅのエネルギをＥにする加速電圧Ｖで像観察を行う
ように設定された状態で、エネルギロスΔＥのロス像を
観察しようとした場合、加速電圧をＶ＋ΔＶにして電子
ｅのエネルギをＥ＋ΔＥに上昇させるとともに、照射系
レンズおよび照射系偏向コイルに供給する電流Ｉ´を
【数２】 に設定する。これにより、照射レンズの焦点や照射位置
が一定に保持されるようになる。
が一定に保持されるようになる。
【００１３】この例のエネルギフィルタを備えた電子顕
微鏡によれば、電子ｅのエネルギ上昇分ΔＥを大きく設
定しても、照射系の照射レンズの焦点や照射位置等の照
射条件を一定に保持することができるようになるので、
試料４の数ｎｍ以下の微小領域に対しても高精度のロス
像、回折像、エネルギロススペクトル等を得ることがで
きる。
微鏡によれば、電子ｅのエネルギ上昇分ΔＥを大きく設
定しても、照射系の照射レンズの焦点や照射位置等の照
射条件を一定に保持することができるようになるので、
試料４の数ｎｍ以下の微小領域に対しても高精度のロス
像、回折像、エネルギロススペクトル等を得ることがで
きる。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のエネルギフィルタを備えて電子顕微鏡によれば、電子
のエネルギ上昇分ΔＥを大きく設定しても、照射系の照
射レンズの焦点や照射位置等の照射条件を一定に保持す
ることができるようにしているので、試料の数ｎｍ以下
の微小領域に対しても高精度のロス像、回折像、エネル
ギロススペクトル等を得ることができる。
のエネルギフィルタを備えて電子顕微鏡によれば、電子
のエネルギ上昇分ΔＥを大きく設定しても、照射系の照
射レンズの焦点や照射位置等の照射条件を一定に保持す
ることができるようにしているので、試料の数ｎｍ以下
の微小領域に対しても高精度のロス像、回折像、エネル
ギロススペクトル等を得ることができる。
【図１】 本発明にかかるエネルギフィルタを備えた電
子顕微鏡の実施の形態の一例の制御ブロックを示す図で
ある。
子顕微鏡の実施の形態の一例の制御ブロックを示す図で
ある。
【図２】 試料によってエネルギロスを受けないエネル
ギの電子を通過させる従来のエネルギフィルタを備えた
電子顕微鏡の一例を模式的に示す図である。
ギの電子を通過させる従来のエネルギフィルタを備えた
電子顕微鏡の一例を模式的に示す図である。
【図３】 図２に示す従来のエネルギフィルタを備えた
電子顕微鏡で、電子のエネルギを試料によって受けるエ
ネルギロス分だけ上昇させるようにした電子顕微鏡を模
式的に示す図である。
電子顕微鏡で、電子のエネルギを試料によって受けるエ
ネルギロス分だけ上昇させるようにした電子顕微鏡を模
式的に示す図である。
【図４】 図３に示す電子顕微鏡の制御ブロックを示す
図である。
図である。
１…電子顕微鏡、２…電子銃、３…照射レンズ、４…試
料、５…対物レンズ、６…中間レンズ、７…スペクトロ
メータ、８…エネルギ選択スリット、９…投影レンズ、
１０…結像レンズ系、１１…エネルギフィルタ、１２…
加速電圧制御手段、１３…加速電圧電源、１４…重畳電
圧制御手段、１５…照射レンズ制御電源、１６…結像レ
ンズ系制御電源、１７,１８…相対補正演算装置
料、５…対物レンズ、６…中間レンズ、７…スペクトロ
メータ、８…エネルギ選択スリット、９…投影レンズ、
１０…結像レンズ系、１１…エネルギフィルタ、１２…
加速電圧制御手段、１３…加速電圧電源、１４…重畳電
圧制御手段、１５…照射レンズ制御電源、１６…結像レ
ンズ系制御電源、１７,１８…相対補正演算装置
Claims (1)
- 【請求項１】 電子銃から放射された電子を、照射レン
ズを通過させるとともに所定の加速電圧で所定のエネル
ギを付与して試料を照射し、結像レンズ偏向系のエネル
ギフィルタで試料を透過した電子のうち、前記所定のエ
ネルギを持つ電子のみを通過させるようになっている電
子顕微鏡において、 前記電子に付与されるエネルギが前記所定のエネルギよ
り前記試料によって受けるエネルギロス分だけ上昇する
ように、前記加速電圧を上昇させる重畳電圧制御手段
と、この重畳電圧制御手段からの制御信号に基づいて、
上昇した前記加速電圧に依存する電流値を演算する相対
補正演算装置と、この相対補正演算装置で演算した電流
値に基づいて前記照射レンズの電流を制御する照射レン
ズ電流制御手段とを少なくとも備えていることを特徴と
するエネルギフィルタを備えた電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11073456A JP2000268766A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | エネルギフィルタを備えた電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11073456A JP2000268766A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | エネルギフィルタを備えた電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000268766A true JP2000268766A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13518776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11073456A Pending JP2000268766A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | エネルギフィルタを備えた電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000268766A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1441382A2 (en) | 2003-01-23 | 2004-07-28 | Jeol Ltd. | Electron beam apparatus having electron energy analyzer and method of controlling lenses |
-
1999
- 1999-03-18 JP JP11073456A patent/JP2000268766A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1441382A2 (en) | 2003-01-23 | 2004-07-28 | Jeol Ltd. | Electron beam apparatus having electron energy analyzer and method of controlling lenses |
| US7030389B2 (en) | 2003-01-23 | 2006-04-18 | Jeol Ltd. | Electron beam apparatus having electron analyzer and method of controlling lenses |
| EP1441382A3 (en) * | 2003-01-23 | 2009-07-29 | Jeol Ltd. | Electron beam apparatus having electron energy analyzer and method of controlling lenses |
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