JP2001210261A - 透過電子顕微鏡 - Google Patents

透過電子顕微鏡

Info

Publication number
JP2001210261A
JP2001210261A JP2000017993A JP2000017993A JP2001210261A JP 2001210261 A JP2001210261 A JP 2001210261A JP 2000017993 A JP2000017993 A JP 2000017993A JP 2000017993 A JP2000017993 A JP 2000017993A JP 2001210261 A JP2001210261 A JP 2001210261A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
sample
amount
movement
electron microscope
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
JP2000017993A
Other languages
English (en)
Inventor
Chiyuki Iijima
千之 飯島
Hiroyuki Kobayashi
弘幸 小林
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
Hitachi Science Systems Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Science Systems 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, Hitachi Science Systems Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000017993A priority Critical patent/JP2001210261A/ja
Publication of JP2001210261A publication Critical patent/JP2001210261A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、電子顕微鏡の照射レンズ系と結像レ
ンズ系との軸調整を高精度に行うことを目的とするもの
である。 【解決手段】本発明では、画像データを複数の領域に分
割し、分割された領域ごとの移動量を求めることによ
り、画像データの移動量を検出して電流軸または電圧軸
中心を求めるようにした。このような構成によれば高信
頼で高精度な電流軸または電圧軸中心合わせが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子顕微鏡に係わ
り、特に、照射レンズ系と結像レンズ系との電流軸また
は電圧軸中心を高信頼と高精度で合わせるのに適した透
過電子顕微鏡に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、照射レンズ系の光軸が結像レン
ズ系の光軸に対して傾いているときは、電流軸合わせま
たは電圧軸合わせとよばれる光軸調整が行われる。
【0003】電流軸合わせとは、対物レンズ電流を増減
させると拡大像がある位置(電流軸中心)を中心にして
円周方向に移動することを利用して行われるもので、対
物レンズ電流を周期的に変化させて前記電流軸中心をオ
ペレータが見出し、電流軸中心が視野の中心となるよう
に偏向器を調整する軸合わせ方法である。
【0004】一方、電圧軸合わせとは、電子銃の加速電
圧を増減させると拡大像がある位置(電圧軸中心)を中
心にして放射方向に移動することを利用して行われるも
ので、加速電圧を周期的に変化させて前記電圧軸中心を
オペレータが見出し、電圧軸中心が視野の中心となるよ
うに偏向器を調整する軸合わせ方法である。
【0005】ところが、このような軸合わせでは、拡大
像の動きと共に拡大像がボケてしまうので、電流軸また
は電圧軸中心を正確に見出すことが困難であり、オペレ
ータに相当の熟練を要する。
【0006】そこで、このような問題点を解決するため
に、様々な自動化の技術が提案されている。例えば特開
平4−192244 号公報では、対物レンズ電流または加速電
圧を変動させる前の画像データと変動させた後の画像デ
ータとの差分を求める。次に画像メモリの各座標を入力
とし、差分を出力とする近似関数を求める。そして近似
関数の極小値を示す画像メモリの座標を電流軸または電
圧軸中心とし自動的に光軸を調整する技術が提案されて
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】特開平4−192244 号公
報に記載された従来技術では、対物レンズ電流または加
速電圧を変動させる前の画像データと変動させた後の画
像データの変化量を差分により検出している。
【0008】例えば、対物レンズ電流を変動させる前の
画像データが図1(a)、変動させた後の画像データが
図1(b)の場合、差分の画像データは図1(c)とな
る。図1(c)から明らかなように電流軸中心付近での
画像データが0となるのみで、電流軸中心から離れるに
従い画像データは単に図1(a)と図1(b)を合成し
たものとなる。ここで画像メモリの各座標を入力とし、
差分の画像データを出力とする近似関数を算出した場
合、近似関数は前記公報に記載されているように明確に
電流中心で最小,電流中心から離れるにしたがって増加
するようにはならない。従ってこのような画像データの
場合、高信頼で近似関数の極小値から電流中心を求める
ことは不可能となる。
【0009】本発明の目的は、画像の移動量を検出する
ことにより高信頼と高精度で電流軸または電圧軸中心合
わせが可能な電子顕微鏡を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、第1に電子源と、当該電子源から
放出される電子線の焦点を調節するためのレンズと、前
記試料に照射される電子線の照射位置を変更するための
偏向器とを備えた透過電子顕微鏡において、前記試料を
透過した電子に基づいて試料像を形成する手段と、当該
手段で得られた試料像の複数領域毎の像の移動量を算出
する手段を備えたことを特徴とする透過電子顕微鏡を提
供する。
【0011】このような構成によれば、電流軸合わせを
行う際、試料像のどの部分を中心に像が回転しているか
を明確に特定することが可能になる。
【0012】また、第2に電子源と、当該電子源から放
出される電子線の加速電圧を調節するための手段と、試
料に照射される電子線の照射位置を変更するための偏向
器とを備えた透過電子顕微鏡において、前記試料を透過
した電子に基づいて試料像を形成する手段と、当該手段
で得られた試料像の複数領域毎の像の移動量を算出する
手段を備えたことを特徴とする透過電子顕微鏡を提供す
る。
【0013】このような構成によれば、電圧軸合わせを
行う際、試料像のどの部分を中心として、試料像が放射
状に移動するかを明確に特定することができる。
【0014】以下、本発明の詳細な構成について説明す
る。
【0015】
【発明の実施の形態】図2は本発明の実施例の電子顕微
鏡の構成図である。CPU1は加速電圧制御装置2,偏
向器制御装置3,結像レンズ制御装置4,撮像器制御装
置5,外部記憶装置6,相関演算装置7,画像メモリ8
a,画像メモリ8b,モニタ9に接続される。電子顕微
鏡の電子銃10から放出された電子線11は照射レンズ
12によって収束され、さらに偏向器13で偏向されて
試料14に照射される。試料14を透過した電子線は結
像レンズ15によって拡大され、蛍光板16上に最終像
が結像される。結像された最終像は撮像器17によって
撮像され、撮像器制御装置5を介し、画像データとして
画像メモリ8aまたは画像メモリ8bに記録される。外
部記憶装置6には、電子顕微鏡の各種制御プログラム、
及び下記アルゴリズム等が記憶されている。
【0016】また、図2に示す透過電子顕微鏡鏡体に
は、図示しない対物レンズが組み込まれている。対物レ
ンズも他のレンズと同様に、CPU1に接続されてい
る。当該対物レンズは、理想的には電磁レンズで構成さ
れ、励磁電流を制御することで焦点を調節することが可
能である。
【0017】本発明による軸合わせについて、電流軸合
わせを例にして図2に示す電子顕微鏡の構成図、図3に
示す第一の実施例のフローチャート、図4乃至図15に
示す表示の実施例及び説明図を用いて第一の実施例を説
明する。
【0018】A1で任意の対物レンズ電流における画像
データAが画像メモリ8aに格納される。
【0019】A2で画像メモリ8aに格納された画像デ
ータAがモニタ9に表示される。(図4) A3で対物レンズ電流が増減され、拡大像が電流軸中心
を中心にして、中心軸からの距離の2乗に比例して円周
方向に移動される。
【0020】A4で移動された画像データBが画像メモ
リ8bに格納される。(図5) A5で対物レンズ電流が復帰される。
【0021】A6で画像データA,Bが複数の同一領域
Aij,Bijに分割される。(図6,図7) A7でCPU1に制御された相関演算装置7によって各
分割領域Aij,Bij間で相関演算が行われ、2つの画
像の移動量(ΔX,ΔY)ijが求められる。A8でモ
ニタ9に分割された各領域ごとに移動量が前記画像に重
ねてベクトル表示される。(図8) A9で各領域ごとの移動量が√(ΔX×ΔX+ΔY×Δ
Y)ijで表わされ、これをCijとして画像メモリの
座標との関係を表わす近似関数Cij=F(i,j)が最
小二乗法等により求められる。画像データBは電流軸中
心を中心にして、中心軸からの距離の2乗に比例して円
周方向に移動されているため、近似関数は放物面を表わ
したものとなる。(図9) A10で近似関数F(i,j)の最小値を与える座標が
求められ電流軸中心となる。
【0022】A11でモニタ9に求められた電流軸中心
位置が前記画像に重ねて表示され、さらに視野中心を原
点とした電流軸中心座標が表示される。(図10) A12でオペレータの終了要求がない場合、A1へ戻り
同様の処理が繰り返される。この状態でオペレータが偏
向器13を調整すると電流軸中心表示は逐次更新されて
モニタ9に表示される。
【0023】オペレータが電流軸を合わせるには、電流
軸中心が合っていない場合、電流軸中心は図10に示す
ように視野の中心からずれて表示されるため、モニタ9
に表示されている電流軸中心を見ながら電流軸中心が視
野中心となるように偏向器13を調整する。またはモニ
タ9に表示されている電流軸中心座標がX,Yともに0
となるように偏向器13を調整する。電流軸中心が合っ
た状態での移動量表示を図11,移動量近似関数を図1
2,電流軸中心表示を図13に示す。
【0024】上記した第一の実施例では電流軸合わせを
例にして説明したが、電圧軸合わせの場合、画像データ
が放射方向に移動するため、分割領域の移動量が放射方
向になるのみで同様に適用することができる。電圧軸中
心が合っていない状態での電圧軸中心表示を図14,偏
向器13を調整し電圧軸中心が合った状態での電圧軸中
心表示を図15に示す。
【0025】次に自動的に軸合わせを行う第二の実施例
を、電流軸合わせを例にして図2に示す電子顕微鏡の構
成図、図16に示す第二の実施例のフローチャートを用
いて説明する。
【0026】B1で任意の対物レンズ電流における画像
データAが画像メモリ8aに格納される。
【0027】B2で対物レンズ電流が増減され、拡大像
が電流軸中心を中心にして、中心軸からの距離の2乗に
比例して円周方向に移動される。
【0028】B3で移動された画像データBが画像メモ
リ8bに格納される。
【0029】B4で対物レンズ電流が復帰される。
【0030】B5で画像データA,Bが複数の同一領域
Aij,Bijに分割される。
【0031】B6でCPU1に制御された相関演算装置
7によって各分割領域Aij,Bij間で相関演算が行わ
れ、2つの画像の移動量(ΔX,ΔY)ijが求められ
る。B7で各領域ごとの移動量が√(ΔX×ΔX+ΔY
×ΔY)ijで表わされ、これをCijとして画像メモ
リの座標との関係を表わす近似関数Cij=F(i,j)
が最小二乗法等により求められる。
【0032】B8で近似関数F(i,j)の最小値を与
える座標が求められ電流軸中心となる。
【0033】B9で精度向上のため、B5に戻り、今度
は電流軸中心が存在する領域Aij,Bijの内部が同
様に分割されB6〜B8が実行される。
【0034】B10で前記電流軸中心の座標と拡大像の
中心座標との差分Δx,Δyが求められ、予め実験的に
求められている電流軸中心の移動量に対する偏向器13
の制御量から、電流軸中心の座標が拡大像の中心座標と
なるための偏向器の制御量が求められる。
【0035】B11で前記制御量に基づいて偏向器13
が制御され、電流軸合わせが実行される。
【0036】上記した第二の実施例では電流軸合わせを
例にして説明したが、電圧軸合わせの場合、画像が放射
方向に移動するため、分割領域の移動量が放射方向にな
るのみで同様に適用することができる。
【0037】また、上記した実施例では本発明を透過電
子顕微鏡を例にして説明したが、走査電子顕微鏡にも適
用することができる。
【0038】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果が期待される。
【0039】(1)対物レンズ電流または加速電圧を変
動させる前の画像データと変動させた後の画像データの
変化量を複数領域ごとの移動量により検出しているた
め、高信頼な電流軸または電圧軸中心の検出が可能とな
る。
【0040】(2)対物レンズ電流または加速電圧を変
動させる前の画像データと変動させた後の画像データの
移動量が画像データに重ねてモニタに表示されるため、
オペレータは画像データの移動量を確認しながら電流軸
または電圧軸合わせを行うことができる。
【0041】(3)電流軸または電圧軸中心位置が画像
データに重ねてモニタに表示されるため、また電流軸ま
たは電圧軸中心座標がモニタにされるためオペレータが
容易に電流軸または電圧軸合わせを行うことができる。
【0042】(4)自動軸調整においては高信頼な電流
軸または電圧軸中心が検出されるため、高信頼な光軸調
整の自動化が行える。また検出された軸中心付近の画像
データの領域をさらに細かく分割することにより、より
高精度な光軸調整の自動化が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明が解決しようとする課題の説明図。
【図2】実施例の電子顕微鏡の構成図。
【図3】第一の実施例のフローチャート。
【図4】本発明実施例の画像データを示す図(画像デー
タA表示)。
【図5】本発明実施例の画像データを示す図(画像デー
タB)。
【図6】本発明実施例の画像データを示す図(画像デー
タA分割)。
【図7】本発明実施例の画像データを示す図(画像デー
タB分割)。
【図8】移動量の表示を示す図。
【図9】移動量近似関数を表示した例を示す図。
【図10】電流軸中心表示例を示す図。
【図11】移動量の表示を示す図。
【図12】移動量近似関数を表示した例を示す図。
【図13】移動量の表示を示す図。
【図14】電流軸中心表示例を示す図。
【図15】電流軸中心表示例を示す図。
【図16】第二の実施例のフローチャート。
【符号の説明】
1…CPU、2…加速電圧制御装置、3…偏向器制御装
置、4…結像レンズ制御装置、5…撮像器制御装置、6
…外部記憶装置、7…相関演算装置、8a,8b…画像
メモリ、9…モニタ、10…電子銃、11…電子線、1
2…照射レンズ、13…偏向器、14…試料、15…結
像レンズ、16…蛍光板、17…撮像器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 弘幸 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 Fターム(参考) 5C030 AA08 AB01

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子源と、当該電子源から放出される電子
    線の焦点を調節するためのレンズと、前記試料に照射さ
    れる電子線の照射位置を変更するための偏向器とを備え
    た透過電子顕微鏡において、 前記試料を透過した電子に基づいて試料像を形成する手
    段と、 当該手段で得られた試料像の複数領域毎の像の移動量を
    算出する手段を備えたことを特徴とする透過電子顕微
    鏡。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記レンズによる収束条件が変動した場合での前記複数
    領域の中で前記像の移動が少ない部分の位置情報を表示
    する手段を備えたことを特徴とする透過電子顕微鏡。
  3. 【請求項3】請求項1において、 前記試料を透過した電子に基づいて画像データを形成す
    る手段と、当該手段で形成された画像データを記憶する
    画像メモリと、前記画像データの座標データと前記像の
    移動量に基づいて近似関数を算出する手段とを備えたこ
    とを特徴とする透過電子顕微鏡。
  4. 【請求項4】電子源と、当該電子源から放出される電子
    線の加速電圧を調節するための手段と、試料に照射され
    る電子線の照射位置を変更するための偏向器とを備えた
    透過電子顕微鏡において、 前記試料を透過した電子に基づいて試料像を形成する手
    段と、 当該手段で得られた試料像の複数領域毎の像の移動量を
    算出する手段を備えたことを特徴とする透過電子顕微
    鏡。
  5. 【請求項5】請求項4において、 前記電子線の加速電圧が変動した場合での前記複数領域
    の中で前記像の移動が少ない部分の位置情報を表示する
    手段を備えたことを特徴とする透過電子顕微鏡。
  6. 【請求項6】請求項4において、 前記試料を透過した電子に基づいて画像データを形成す
    る手段と、当該手段で形成された画像データを記憶する
    画像メモリと、前記画像データの座標データと前記像の
    移動量に基づいて近似関数を算出する手段とを備えたこ
    とを特徴とする透過電子顕微鏡。
  7. 【請求項7】電子源と、当該電子源から放出される電子
    線の焦点を調節するためのレンズと、前記試料に照射さ
    れる電子線の照射位置を変更するための偏向器とを備え
    た透過電子顕微鏡において、 前記試料を透過した電子に基づいて試料像を形成する手
    段と、 当該手段で得られた試料像の複数領域毎の像の移動量を
    算出する手段と、 前記複数領域の中で前記像の移動量が少ない領域に前記
    電子線を位置づけるよう前記偏向器を制御する手段を備
    えたことを特徴とする透過電子顕微鏡。
  8. 【請求項8】請求項7において、前記移動量を算出する
    手段は、前記レンズの収束条件を変動させた際の像の移
    動量を算出するものであることを特徴とする透過電子顕
    微鏡。
  9. 【請求項9】請求項8において、前記移動量の算出と前
    記偏向器の制御を、複数回行うことを特徴とする透過電
    子顕微鏡。
  10. 【請求項10】電子源と、当該電子源から放出される電
    子線の加速電圧を調節するための手段と、前記試料に照
    射される電子線の照射位置を変更するための偏向器とを
    備えた透過電子顕微鏡において、 前記試料を透過した電子に基づいて試料像を形成する手
    段と、 当該手段で得られた試料像の複数領域毎の像の移動量を
    算出する手段と、 前記複数領域の中で前記像の移動量が少ない領域に前記
    電子線を位置づけるよう前記偏向器を制御する手段を備
    えたことを特徴とする透過電子顕微鏡。
  11. 【請求項11】請求項10において、前記移動量を算出
    する手段は、前記電子線の加速電圧を変動させた際の像
    の移動量を算出するものであることを特徴とする透過電
    子顕微鏡。
  12. 【請求項12】請求項11において、前記移動量の算出
    と前記偏向器の制御を、複数回行うことを特徴とする透
    過電子顕微鏡。
JP2000017993A 2000-01-25 2000-01-25 透過電子顕微鏡 Pending JP2001210261A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000017993A JP2001210261A (ja) 2000-01-25 2000-01-25 透過電子顕微鏡

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000017993A JP2001210261A (ja) 2000-01-25 2000-01-25 透過電子顕微鏡

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001210261A true JP2001210261A (ja) 2001-08-03

Family

ID=18544902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000017993A Pending JP2001210261A (ja) 2000-01-25 2000-01-25 透過電子顕微鏡

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001210261A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7307711B2 (en) 2004-10-29 2007-12-11 Hitachi Via Mechanics (Usa), Inc. Fluorescence based laser alignment and testing of complex beam delivery systems and lenses
US7548323B2 (en) 2004-10-29 2009-06-16 Hitachi Via Mechanics, Ltd Displacement and flatness measurements by use of a laser with diffractive optic beam shaping and a multiple point sensor array using the back reflection of an illuminating laser beam
JP2010198826A (ja) * 2009-02-24 2010-09-09 Jeol Ltd 透過型電子顕微鏡のアライメント装置
JP2010212067A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 Jeol Ltd 電子顕微鏡の自動試料傾斜装置
JP2013239343A (ja) * 2012-05-15 2013-11-28 Jeol Ltd 荷電粒子ビームの軸合わせ方法および荷電粒子ビーム装置
JP2020042957A (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 日本電子株式会社 電子顕微鏡および電子顕微鏡の調整方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7307711B2 (en) 2004-10-29 2007-12-11 Hitachi Via Mechanics (Usa), Inc. Fluorescence based laser alignment and testing of complex beam delivery systems and lenses
US7548323B2 (en) 2004-10-29 2009-06-16 Hitachi Via Mechanics, Ltd Displacement and flatness measurements by use of a laser with diffractive optic beam shaping and a multiple point sensor array using the back reflection of an illuminating laser beam
JP2010198826A (ja) * 2009-02-24 2010-09-09 Jeol Ltd 透過型電子顕微鏡のアライメント装置
JP2010212067A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 Jeol Ltd 電子顕微鏡の自動試料傾斜装置
JP2013239343A (ja) * 2012-05-15 2013-11-28 Jeol Ltd 荷電粒子ビームの軸合わせ方法および荷電粒子ビーム装置
JP2020042957A (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 日本電子株式会社 電子顕微鏡および電子顕微鏡の調整方法
JP7114417B2 (ja) 2018-09-10 2022-08-08 日本電子株式会社 電子顕微鏡および電子顕微鏡の調整方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7605381B2 (en) Charged particle beam alignment method and charged particle beam apparatus
US7235784B2 (en) Transmission electron microscope and image observation method using it
JP2877624B2 (ja) 走査電子顕微鏡の対物レンズアライメント制御装置及び制御方法
EP1672672A2 (en) Charged particle beam apparatus, method of displaying sample image, and method of measuring image shift sensitivity
JP5094282B2 (ja) ローカル帯電分布精密計測方法及び装置
JP2001210261A (ja) 透過電子顕微鏡
GB2321555A (en) Charged particle beam apparatus
JP2008016608A (ja) 描画装置、及び描画装置における描画方法
JPS6134221B2 (ja)
US5243191A (en) Electron microscope
JPH0982257A (ja) 荷電粒子光学鏡筒における非点収差の補正及び焦点合わせ方法
WO2020235091A1 (ja) 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置の制御方法
CN113538596B (zh) 一种基于三目视觉的运动目标跟踪系统
JP2005147671A (ja) 荷電粒子線調整方法および装置
US20070114460A1 (en) Charged particle beam processing method and charged particle beam apparatus
JPH053009A (ja) 電子顕微鏡における軸上コマ補正方式
JP3717202B2 (ja) 電子顕微鏡及びその軸合わせ方法
JP3488075B2 (ja) 薄膜試料作製方法及びシステム
JPH04209453A (ja) 電子ビーム装置の光軸調整方法
JP4007561B2 (ja) 試料ステージ移動装置
KR20230141597A (ko) 하전 입자빔 시스템
JP2713562B2 (ja) 電子顕微鏡における焦点合わせ方法
JPS6174249A (ja) 電子顕微鏡の焦点合せ装置
JPH02197051A (ja) 透過型位相差電子顕微鏡
JP2017191749A (ja) 電子顕微鏡および焦点合わせ方法