JP2002343294A - Complex electron microscope - Google Patents

Complex electron microscope

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JP2002343294A
JP2002343294A JP2002063728A JP2002063728A JP2002343294A JP 2002343294 A JP2002343294 A JP 2002343294A JP 2002063728 A JP2002063728 A JP 2002063728A JP 2002063728 A JP2002063728 A JP 2002063728A JP 2002343294 A JP2002343294 A JP 2002343294A
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Japan
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sem
stem
tem
rotation angle
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Application number
JP2002063728A
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Japanese (ja)
Inventor
Kojin Kondo
行人 近藤
Original Assignee
Jeol Ltd
日本電子株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/261Details
    • H01J37/265Controlling the tube; circuit arrangements adapted to a particular application not otherwise provided, e.g. bright-field-dark-field illumination
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28Scanning microscopes
    • H01J2237/2802Transmission microscopes

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a complex electron capable of obtaining accurate correspon dence between the SEM/STEM image and TEM image. SOLUTION: This complex electron microscope, capable of observing the SEM/STEM image and the TEM image, is provided with a first storage means 44 for storing SEM/STEM image rotation angle, magnification of the TEM image and the current value supplied to an imaging lens, in order to make the TEM image correspond to the SEM/STEM image rotation angle; a second storage means 45 for storing the magnification of the TEM image and the rotation angle, in order to make the SEM/STEM image correspond to the TEM image rotation angle; a computer 40 for correcting the magnification and the rotation angle according to the display mode, based on the data stored in the first and the second storage means; and a display means 35 for displaying the image corrected by the computer 40.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、SEM/STEM
画像とTEM画像を表示することができる複合電子顕微
鏡に関し、更に詳しくは視野探しに要する時間を短縮す
ることができる電子顕微鏡に関する。
[0001] The present invention relates to a SEM / STEM.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compound electron microscope capable of displaying an image and a TEM image, and more particularly to an electron microscope capable of reducing a time required for searching for a visual field.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のTEM/STEM/SEM複合装
置は、TEMのアタッチメントとして開発されてきた。
また、近年ではこれらの装置にX線分光による元素分析
や電子線エネルギー損失分光法などによる分析機能を付
加して使用されるようになってきている。また、分析は
点、線、面のスキャン法すなわちSEM/STEMモー
ドにより試料の局所的な元素の情報を得ている。
2. Description of the Related Art Conventional TEM / STEM / SEM composite devices have been developed as TEM attachments.
In recent years, these devices have come to be used by adding an analysis function such as elemental analysis by X-ray spectroscopy or electron beam energy loss spectroscopy. In the analysis, information on local elements of the sample is obtained by a point, line, and plane scanning method, that is, a SEM / STEM mode.

【0003】図8はSEM/STEMモードにおける構
成概念図である。電子レンズL1で集束された電子線
(電子ビーム)は、偏向器8により偏向走査され、試料
1上に照射される。この時、試料1の表面から発生した
2次電子は、検出器2により検出される。検出器2とし
ては、例えば電子が当ると光を発するシンチレータとこ
のシンチレータが発した光を受けて再び電子に変換し増
倍するPMT(光電子増倍管)とを組合わせた検出器が
用いられる。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing the configuration in the SEM / STEM mode. The electron beam (electron beam) focused by the electron lens L <b> 1 is deflected and scanned by the deflector 8 and irradiated onto the sample 1. At this time, the secondary electrons generated from the surface of the sample 1 are detected by the detector 2. As the detector 2, for example, a detector is used in which a scintillator that emits light when an electron strikes it and a PMT (photomultiplier tube) that receives the light emitted by the scintillator, converts it again into electrons, and multiplies the electrons again. .

【0004】検出器2で得られた2次電子信号は、続く
増幅器3で増幅された後、CRT4に輝度信号として送
られるため、CRT4の画面には試料1で発生した2次
電子の強度に応じてCRT4の輝度を変化させた像(S
EM像)が表示される(以上をSEMモードあるいはS
EM像表示モードと呼ぶことにする)。
The secondary electron signal obtained by the detector 2 is amplified by the following amplifier 3 and then sent to the CRT 4 as a luminance signal, so that the screen of the CRT 4 shows the intensity of the secondary electron generated in the sample 1. The image (S
(EM image) is displayed (SEM mode or S
This will be referred to as an EM image display mode).

【0005】一方、試料1を透過した電子線(電子ビー
ム)は、電子レンズL2で集束され検出器5に入力され
る。検出器5は、入力された透過電子線に応じた電気信
号を発生する。ここで、検出器5としては、例えば前記
の如きシンチレータとPMTとを組合わせた検出器が用
いられる。この検出器5の出力は続く増幅器6に入り増
幅される。増幅された透過電子信号は、試料1を透過し
た電子線の強度に応じてCRT7上の輝度を変化させC
RT7上に像(STEM像)を表示する(以上をSTE
MモードあるいはSTEM像表示モードと呼ぶことにす
る)。なお、ここでCRT4、7としては、共通化して
もよい。
On the other hand, the electron beam (electron beam) transmitted through the sample 1 is focused by the electron lens L 2 and input to the detector 5. The detector 5 generates an electric signal corresponding to the input transmitted electron beam. Here, as the detector 5, for example, a detector in which the above-described scintillator and PMT are combined is used. The output of the detector 5 enters the following amplifier 6 and is amplified. The amplified transmitted electron signal changes the luminance on the CRT 7 in accordance with the intensity of the
Display an image (STEM image) on RT7 (STE above)
M mode or STEM image display mode). Here, the CRTs 4 and 7 may be shared.

【0006】ここで、SEM系とSTEM系の検出器
2,5としては、双方共にシンチレータとPMTとを組
合わせた検出器が用いられるが、SEM系の検出器2に
は2次電子を引き込むための電極が設けられ、+10k
V程度の電圧が印加されている点で検出器5と異なる。
Here, as the detectors 2 and 5 of the SEM system and the STEM system, detectors each combining a scintillator and a PMT are used, but secondary electrons are drawn into the detector 2 of the SEM system. Electrodes are provided, and + 10k
The difference from the detector 5 is that a voltage of about V is applied.

【0007】図9はTEMモードにおける構成概念図で
ある。電子レンズL3を通過した電子線EBは、試料1
に照射される。この時、試料1を透過した電子線は、電
子レンズL4により蛍光スクリーン10上に拡大投射さ
れる。オペレータは、この蛍光スクリーン上の画像を観
察することができる。
FIG. 9 is a conceptual diagram of the configuration in the TEM mode. The electron beam EB that has passed through the electron lens L3 is
Irradiated. At this time, the electron beam transmitted through the sample 1 is enlarged and projected on the fluorescent screen 10 by the electron lens L4. The operator can observe the image on the fluorescent screen.

【0008】更に、蛍光スクリーン10上に表示された
透過像は、光学レンズ(又は光ファイバ)11により、
TVカメラ12上に結像され、該TVカメラ12で撮影
され、CRT13に表示される(以上をTEMモードあ
るいはTEM像表示モードと呼ぶことにする)。ここ
で、SEM/STEM/TEM複合装置の場合、CRT
13はCRT4又は7と共通化されてもよい。SEM/
STEM像とTEM像の相違点は、SEM/STEMモ
ードでは細く絞った電子線で試料上を走査するのに対
し、TEMモードでは平行で太いビームで試料上を照射
する点である。
Further, the transmitted image displayed on the fluorescent screen 10 is transmitted through an optical lens (or an optical fiber) 11.
An image is formed on the TV camera 12, photographed by the TV camera 12, and displayed on the CRT 13 (the above is referred to as a TEM mode or a TEM image display mode). Here, in the case of the SEM / STEM / TEM composite device, the CRT
13 may be shared with the CRT 4 or 7. SEM /
The difference between the STEM image and the TEM image is that, in the SEM / STEM mode, the sample is scanned with a narrowly focused electron beam, whereas in the TEM mode, the sample is irradiated with a parallel and thick beam.

【0009】通常、ユーザはTEMで結晶欠陥や結晶界
面等の特徴的な視野を探し、その視野の分析を行なって
いる。また、特徴的な興味ある視野をSEM/STEM
モードで探し、その場所の高分解能像や電子回折パター
ンをTEMモードによって得ることもある。
Normally, a user searches for a characteristic visual field such as a crystal defect or a crystal interface using a TEM and analyzes the visual field. In addition, SEM / STEM
In some cases, a high-resolution image or an electron diffraction pattern at that location is obtained in a TEM mode.

【0010】このような目的で上記複合装置を使用する
場合、TEM像とSEM/STEM像の視野の対応は非
常に重要であり、裸野が大きく異なると、ユーザはそれ
ぞれのモードで目的の視野を探すことを強いられること
になる。このような不具合を解決するため、TEMモー
ドとSEM/STEMモードにそれぞれ電子線偏向器の
電流値を記憶する回路を設け、モード問で視野が一致す
るようにしている。
When the above-described composite apparatus is used for such a purpose, the correspondence between the TEM image and the field of view of the SEM / STEM image is very important. You will be forced to look for In order to solve such a problem, a circuit for storing the current value of the electron beam deflector is provided in each of the TEM mode and the SEM / STEM mode so that the fields of view match in each mode.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、SEM/S
TEM像とTEM像とでは像の性質が異なり(SEM像
は例えば粒子があるところが光り、STEM像、TEM
像は粒子があるところが暗くなる)、視野の対応がつき
にくい。
However, the SEM / S
The TEM image and the TEM image have different image properties (for example, the SEM image shines where particles are present, the STEM image, the TEM image
The image becomes dark where particles are present), and it is difficult to correspond to the visual field.

【0012】更に、従来の電子顕微鏡では、それぞれの
モードで検出方法が異なるために、TEMモードにおい
ては結像する間に像が回転するために、それぞれのモー
ドで視野の確認をとることが困難であった。また、従来
の顕微鏡では、TEM像は像観察室の蛍光スクリーン上
に、SEM/STEM像はCRT上にそれぞれ像が表示
されるので、2つのモード間の像を比較することは困難
であった。
Further, in the conventional electron microscope, since the detection method is different in each mode, the image rotates in the TEM mode during image formation, so that it is difficult to confirm the visual field in each mode. Met. Further, in the conventional microscope, since the TEM image is displayed on the fluorescent screen in the image observation room and the SEM / STEM image is displayed on the CRT, it is difficult to compare the images between the two modes. .

【0013】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、SEM/STEM像とTEM像との対応
を正確にとることができる複合電子顕微鏡を提供するこ
とを目的としている。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a compound electron microscope capable of accurately associating a SEM / STEM image with a TEM image.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
本件第1の発明は、走査型電子顕微鏡(SEM)モード
/走査透過型電子顕微鏡(STEM)モード及び透過型
電子顕微鏡(TEM)モードとを備え、SEM/STE
M像とTEM像を観察することができる複合電子顕微鏡
であって、走査型電子顕微鏡(SEM)モード/走査透
過型電子顕微鏡(STEM)モードのための走査手段
と、TEM像の倍率とその倍率における像の回転角とが
記憶された記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている
データに基づいて走査型電子顕微鏡(SEM)モード/
走査透過型電子顕微鏡(STEM)モードにおけるSE
M/STEM像をTEM像の回転角に合わせるための補
正を行なうコンピュータと、該コンピュータにより補正
された画像を表示する表示手段とを具備して構成される
ことを特徴とする。
Means for Solving the Problems The first invention for solving the above-mentioned problems is a scanning electron microscope (SEM) mode / scanning transmission electron microscope (STEM) mode and a transmission electron microscope (TEM) mode. With SEM / STE
A compound electron microscope capable of observing an M image and a TEM image, comprising scanning means for a scanning electron microscope (SEM) mode / scanning transmission electron microscope (STEM) mode, a magnification of the TEM image, and a magnification thereof. And a scanning electron microscope (SEM) mode based on the data stored in the storage means.
SE in scanning transmission electron microscope (STEM) mode
The M / STEM image is characterized by comprising: a computer for performing a correction for adjusting the M / STEM image to the rotation angle of the TEM image; and a display unit for displaying an image corrected by the computer.

【0015】このように構成することによって、倍率に
応じて回転するTEM像に対してSEM/STEM像の
回転角(像の方向)を合わせることができる。これによ
って、SEM/STEM像とTEM像の対応する領域を
同一の表示手段に倍率と回転角の対応がとれた状態で表
示するので、SEM/STEM像とTEM像との対応を
正確にとることができる。
With such a configuration, the rotation angle (the direction of the image) of the SEM / STEM image can be adjusted with respect to the TEM image that rotates according to the magnification. As a result, the corresponding area between the SEM / STEM image and the TEM image is displayed on the same display means in a state where the correspondence between the magnification and the rotation angle is established, so that the correspondence between the SEM / STEM image and the TEM image is accurately obtained. Can be.

【0016】本件第2の発明は、走査型電子顕微鏡(S
EM)モード/走査透過型電子顕微鏡(STEM)モー
ド及び透過型電子顕微鏡(TEM)モードとを備え、S
EM/STEM像とTEM像を観察することができる複
合電子顕微鏡であって、走査型電子顕微鏡(SEM)モ
ード/走査透過型電子顕微鏡(STEM)モードのため
の走査手段と、透過型電子顕微鏡(TEM)モードのた
めの結像系の複数のレンズと、SEM/STEM像の回
転角にTEM像の回転角を合わせるための、SEM/S
TEM像の回転角に対するTEM像の倍率とTEMの結
像系の各レンズに流す電流値が記憶された第1の記憶手
段と、TEM像の回転角にSEM/STEM像の回転角
を合わせるための、TEM像の倍率に対する像の回転角
が記憶された第2の記憶手段と、前記第1又は第2の記
憶手段に記憶されているデータに基づいて表示モードに
応じた回転角の補正を行なうコンピュータと、該コンピ
ュータにより補正された画像を表示する表示手段とを具
備して構成されることを特徴とする。
The second invention of the present invention relates to a scanning electron microscope (S
EM) mode / scanning transmission electron microscope (STEM) mode and transmission electron microscope (TEM) mode.
A composite electron microscope capable of observing an EM / STEM image and a TEM image, comprising a scanning means for a scanning electron microscope (SEM) mode / scanning transmission electron microscope (STEM) mode, and a transmission electron microscope ( A plurality of lenses of an imaging system for a (TEM) mode, and an SEM / S for adjusting the rotation angle of the TEM image to the rotation angle of the SEM / STEM image.
A first storage unit in which the magnification of the TEM image with respect to the rotation angle of the TEM image and a current value flowing through each lens of the TEM imaging system are stored, and the rotation angle of the SEM / STEM image is adjusted to the rotation angle of the TEM image. A second storage unit in which the rotation angle of the image with respect to the magnification of the TEM image is stored, and correcting the rotation angle in accordance with the display mode based on the data stored in the first or second storage unit. And a display means for displaying an image corrected by the computer.

【0017】このように構成すれば、任意に回転させて
表示されたSEM/STEM像にTEM像の方向を合わ
せることができ、かつ、倍率に応じて回転するTEM像
に対してSEM/STEM像の回転角(像の方向)を合
わせることができる。これによって、SEM/STEM
像とTEM像の対応する領域を同一の表示手段に倍率と
回転角の対応がとれた状態で表示するので、SEM/S
TEM像とTEM像との対応を正確にとることができ
る。
According to this structure, the direction of the TEM image can be adjusted to the SEM / STEM image displayed by being arbitrarily rotated, and the SEM / STEM image is rotated with respect to the TEM image rotated according to the magnification. Can be adjusted to the rotation angle (the direction of the image). Thereby, SEM / STEM
Since the corresponding area between the image and the TEM image is displayed on the same display means in a state where the correspondence between the magnification and the rotation angle is established, the SEM / S
The correspondence between the TEM image and the TEM image can be accurately determined.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は本発明の一実施の形態例を示す構成
図である。本発明では、視野の一致ばかりでなく、視野
の倍率や回転角を同時に又はそれぞれどちらか一方を他
方に一致させるようになっている。また、本発明では、
TEM像をCRT上で観察できるようにTV装置を備え
ていることを前提としている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the present invention, not only the matching of the visual fields, but also the magnification and the rotation angle of the visual fields are made simultaneously or one of them is made to coincide with the other. In the present invention,
It is assumed that a TV device is provided so that a TEM image can be observed on a CRT.

【0020】図において、20は電子線(電子ビーム)
を発生する電子銃、CL1、CL2は電子銃20から発
生された電子線を集束するコンデンサレンズ、CMは同
じく電子線を集束するコンデンサミニレンズである。C
LA1、CLA2は、それぞれ電子線をX方向及びY方
向に走査/偏向する走査/偏向コイル(スキャンコイ
ル)である。21は前記電子線が照射される試料、22
は該試料21の表面から発生する2次電子を検出するS
EM信号検出器である。該SEM信号検出器22として
は、例えば電子が当ると光を発するシンチレータとこの
シンチレータが発した光を受けて再び電子に変換し増倍
するPMT(光電子増倍管)とを組合わせた検出器が用
いられる。
In the figure, reference numeral 20 denotes an electron beam (electron beam)
, CL1 and CL2 are condenser lenses that focus the electron beam generated from the electron gun 20, and CM is a condenser mini-lens that also focuses the electron beam. C
LA1 and CLA2 are scanning / deflection coils (scan coils) for scanning / deflecting the electron beam in the X and Y directions, respectively. 21 is a sample irradiated with the electron beam, 22
S is for detecting secondary electrons generated from the surface of the sample 21.
EM signal detector. The SEM signal detector 22 is, for example, a detector that combines a scintillator that emits light when an electron hits it and a PMT (photomultiplier tube) that receives the light emitted by the scintillator, converts it again into electrons, and multiplies the electrons again. Is used.

【0021】以上説明した電子銃20、コンデンサレン
ズCL1、CL2、CM、走査/偏向コイルCLA1、
CLA2及びSEM信号検出器22とで走査電子顕微鏡
(SEM)の検出系を構成している。
The above-described electron gun 20, condenser lenses CL1, CL2, CM, scanning / deflection coil CLA1,
The CLA 2 and the SEM signal detector 22 constitute a detection system of a scanning electron microscope (SEM).

【0022】OLは、試料21を透過した電子線を拡大
する対物レンズ、OMは同じく試料21を透過した電子
線を拡大する対物ミニレンズである。OLは、像の拡大
倍率が大きい時に用いられ、OMは像の拡大倍率が小さ
い時に用いられる。OLとOMが同時に用いられること
はない。ISC1、ISC2は結像系のレンズ軸の軸合
わせを行なう像シフトコイルであり、X方向及びY方向
にそれぞれ設けられている。
OL is an objective lens for expanding an electron beam transmitted through the sample 21, and OM is an objective mini lens for expanding an electron beam transmitted through the sample 21. OL is used when the magnification of the image is large, and OM is used when the magnification of the image is small. OL and OM are not used at the same time. ISC1 and ISC2 are image shift coils for aligning the lens axes of the imaging system, and are provided in the X and Y directions, respectively.

【0023】IL1、IL2、IL3及びPLは透過電
子線を結像するための結像レンズである。PLはプロジ
ェクタレンズと呼ばれ、IL1、IL2、IL3と比べ
て倍率が高くなっている。TEMに用いられるレンズは
一般には電磁型であるため、そのレンズの倍率に従って
像の回転が起こてしまう。しかし、IL1、IL2、I
L3、PLの如く複数のレンズを用いて各レンズの倍率
をうまく組み合わせるようにすれば、複数のレンズを組
み合わせて得られる総合倍率を一定に保ったままで、像
が回転しないようにしたり、像に任意の回転を与えたり
することができる。PLAは、像の拡大中心が中心位置
よりずれることを補正するための投影像シフトコイルで
ある。
IL1, IL2, IL3 and PL are imaging lenses for imaging a transmitted electron beam. PL is called a projector lens and has a higher magnification than IL1, IL2, and IL3. Since a lens used in a TEM is generally of an electromagnetic type, an image is rotated according to the magnification of the lens. However, IL1, IL2, I
If a plurality of lenses such as L3 and PL are used to properly combine the magnifications of the lenses, the image is prevented from rotating while the total magnification obtained by combining the plurality of lenses is kept constant. Arbitrary rotation can be given. The PLA is a projected image shift coil for correcting that the center of enlargement of the image is shifted from the center position.

【0024】23は透過電子を受ける第1の蛍光スクリ
ーン、24は該蛍光スクリーン23上に結像された像を
検出するSTEM信号検出器である。第1の蛍光スクリ
ーン23としては、例えば透過電子を受けて発光する蛍
光物質が用いられ、STEM信号検出器24としては、
例えば光信号を電気信号に変換するPMT(光電子増倍
管)が用いられる。25は透過電子を受ける第2の蛍光
スクリーンである。第2の蛍光スクリーン25は、蛍光
面を持ち、入射した電子線により発光するようになって
いる。第1の蛍光スクリーン23と第2の蛍光スクリー
ン25は図に示す向きに移動可能に構成されている。例
えば、TEM像を得る場合には、蛍光スクリーン23は
移動して電子線が第2の蛍光スクリーン25に直接照射
されるようになっている。
Reference numeral 23 denotes a first fluorescent screen for receiving transmitted electrons, and reference numeral 24 denotes a STEM signal detector for detecting an image formed on the fluorescent screen 23. As the first fluorescent screen 23, for example, a fluorescent substance that emits light by receiving transmitted electrons is used, and as the STEM signal detector 24,
For example, a PMT (photomultiplier tube) that converts an optical signal into an electric signal is used. Reference numeral 25 denotes a second fluorescent screen that receives transmitted electrons. The second fluorescent screen 25 has a fluorescent screen, and emits light by an incident electron beam. The first fluorescent screen 23 and the second fluorescent screen 25 are configured to be movable in the directions shown in the figure. For example, when obtaining a TEM image, the fluorescent screen 23 moves so that the electron beam is directly applied to the second fluorescent screen 25.

【0025】26は第2の蛍光スクリーン25で光学像
に変換された透過電子像を光学的に導く光ファイバ、2
7は該光ファイバ26から伝送されてきた透過電子像を
撮影するTVカメラである。なお、図示されていない
が、透過電子像を蛍光面にうける第3の蛍光スクリーン
が設けられており、肉眼で透過電子像を観察することも
できる。この時、第1、第2の蛍光スクリーン23、2
5は脇に移動し、第3の蛍光スクリーンに透過電子像が
可視化されるようになっている。
An optical fiber 26 optically guides the transmitted electron image converted into an optical image by the second fluorescent screen 25.
Reference numeral 7 denotes a TV camera that captures a transmitted electron image transmitted from the optical fiber 26. Although not shown, a third fluorescent screen that receives the transmitted electron image on the phosphor screen is provided, and the transmitted electron image can be observed with the naked eye. At this time, the first and second fluorescent screens 23, 2
Reference numeral 5 moves to the side so that the transmitted electron image is visualized on the third fluorescent screen.

【0026】コンデンサレンズCL1、CL2、CM、
走査/偏向コイルCLA1、CLA2、対物レンズOL
(又はミニレンズOM)、像シフトコイルISC1、I
SC2、結像レンズIL1、IL2、IL3、PL、投
影像シフトコイルPLA、蛍光スクリーン23、STE
M信号検出器24とでSTEMの検出系を構成してい
る。また、コンデンサレンズCL1、CL2、CM、対
物レンズOL(又はミニレンズOM)、像シフトコイル
ISC1、ISC2、結像レンズIL1、IL2、IL
3、PL、投影像シフトコイルPLA、蛍光スクリーン
25、光ファイバ26及びTVカメラ27とでTEMの
検出系を示している。
The condenser lenses CL1, CL2, CM,
Scan / deflection coils CLA1, CLA2, objective lens OL
(Or mini lens OM), image shift coil ISC1, I
SC2, imaging lenses IL1, IL2, IL3, PL, projected image shift coil PLA, fluorescent screen 23, STE
The M signal detector 24 constitutes a STEM detection system. Further, condenser lenses CL1, CL2, CM, objective lens OL (or mini lens OM), image shift coils ISC1, ISC2, imaging lenses IL1, IL2, IL.
3, a PL, a projection image shift coil PLA, a fluorescent screen 25, an optical fiber 26, and a TV camera 27 represent a TEM detection system.

【0027】28は走査系の制御を行なう走査系制御部
(scan control circuit)、29は偏向系を制御する偏
向系制御部(deflector control circuit)、30はレ
ンズ系の制御を行なうレンズ系制御部(lens control c
ircuit)である。なお、走査系制御部28においては、
走査/偏向コイルCLA1、CLA2に供給する電流の
X方向およびY方向の成分を調節することによって、S
EM/STEM像を任意に回転させることができるよう
になっている。なお、このとき、ある走査の方向を回転
角0°と定めておく。同様に、レンズ系制御部30にお
いては、結像レンズIL1、IL2、IL3、PLに供
給する電流の組合わせを変えることによって、TEM像
の倍率を一定に保ったままで、TEM像を任意に回転さ
せることができるようになっている。この場合も、上記
のSEM/STEM像の回転角0°と一致する方向をT
EM像の回転角0°と定めておく。
Reference numeral 28 denotes a scanning system control unit (scan control circuit) for controlling the scanning system, 29 denotes a deflection system control unit (deflector control circuit) for controlling the deflection system, and 30 denotes a lens system control unit for controlling the lens system. (Lens control c
ircuit). In the scanning system control unit 28,
By adjusting the components in the X and Y directions of the current supplied to the scanning / deflection coils CLA1 and CLA2, S
The EM / STEM image can be arbitrarily rotated. At this time, a certain scanning direction is defined as a rotation angle of 0 °. Similarly, the lens system controller 30 arbitrarily rotates the TEM image while keeping the magnification of the TEM image constant by changing the combination of currents supplied to the imaging lenses IL1, IL2, IL3, and PL. It can be made to be. Also in this case, the direction corresponding to the rotation angle of 0 ° of the SEM / STEM image is defined as T
The rotation angle of the EM image is set to 0 °.

【0028】31は走査系制御部28及び偏向系制御部
29からの信号を受けてこれら信号を加算し、前記走査
/偏向コイルCLA1、CLA2に与える加算回路であ
る。該加算回路31は、走査系制御部28から与えられ
る走査信号と、偏向系制御部29から与えられる光軸調
整用の信号を受けて、走査信号に光軸調整用信号を加算
して走査/偏向コイルCLA1、CLA2に与える。
Reference numeral 31 denotes an addition circuit which receives signals from the scanning system control unit 28 and the deflection system control unit 29, adds these signals, and supplies the signals to the scanning / deflection coils CLA1 and CLA2. The addition circuit 31 receives the scanning signal supplied from the scanning system control unit 28 and the optical axis adjustment signal supplied from the deflection system control unit 29, and adds the optical axis adjustment signal to the scanning signal to perform scanning / scanning. This is applied to the deflection coils CLA1 and CLA2.

【0029】また、偏向系制御部29の出力は、像シフ
トコイルISC1、ISC2及び投影像シフトコイルP
LAにも与えられており、電子線の偏向を制御してい
る。レンズ系制御部30はコンデンサレンズCL1、C
L2、CM、対物レンズOL(又はOM)及び結像系レ
ンズIL1、IL2、IL3、PLに制御信号を与えて
いる。
The outputs of the deflection system controller 29 are output from the image shift coils ISC1, ISC2 and the projected image shift coil PSC.
It is also provided to the LA and controls the deflection of the electron beam. The lens system controller 30 includes condenser lenses CL1, C
Control signals are given to L2, CM, objective lens OL (or OM), and imaging lenses IL1, IL2, IL3, and PL.

【0030】32は、SEM信号検出器22及びSTE
M信号検出器24の出力を受けて増幅する画像信号増幅
部(image signal amp.)である。40は装置全体の制
御を行なうコンピュータである。33は前記画像信号増
幅部32とコンピュータ40間に接続され、画像信号増
幅部32の出力(アナログ信号)をディジタル画像信号
に変換する画像信号インタフェース(ITF)、34は
TVカメラ27とコンピュータ40間に接続され、TV
カメラ27の出力信号をディジタル画像信号に変換する
キャプチャカードである。35はコンピュータ40と接
続され、各モード(SEM/STEMモード、TEMモ
ード)の画像情報を表示する表示手段としての表示部で
ある。該表示部35としては、例えばCRTが用いられ
る。36は、コンピュータ40に表示画像モードの指定
を行なう他、各種のコマンドを入力する操作部である。
該操作部36としては、例えばキーボードが用いられ
る。
Reference numeral 32 denotes the SEM signal detector 22 and the STE
An image signal amplifier (image signal amplifier) that receives and amplifies the output of the M signal detector 24. Reference numeral 40 denotes a computer for controlling the entire apparatus. An image signal interface (ITF) 33 is connected between the image signal amplifying unit 32 and the computer 40 and converts an output (analog signal) of the image signal amplifying unit 32 into a digital image signal. Connected to the TV
The capture card converts an output signal of the camera 27 into a digital image signal. A display unit 35 is connected to the computer 40 and displays image information in each mode (SEM / STEM mode, TEM mode). As the display unit 35, for example, a CRT is used. An operation unit 36 is used to specify a display image mode to the computer 40 and to input various commands.
As the operation unit 36, for example, a keyboard is used.

【0031】コンピュータ40において、41は走査系
制御部28とコンピュータ40間に接続されるスキャン
インタフェース(ITF)、42は偏向系制御部29と
コンピュータ40間に接続される偏向インタフェース
(ITF)、43はレンズ系制御部30とコンピュータ
40間に接続されるレンズインタフェース(ITF)で
ある。
In the computer 40, 41 is a scan interface (ITF) connected between the scanning system control unit 28 and the computer 40, 42 is a deflection interface (ITF) connected between the deflection system control unit 29 and the computer 40, 43 Is a lens interface (ITF) connected between the lens system control unit 30 and the computer 40.

【0032】44は、SEM/STEM像の回転角にT
EM像を合わせる時のSEM/STEM像の倍率と回転
角と、TEMの結像系レンズ(IL1、IL2、IL
3、PL)に流す電流値が記憶される第1の記憶手段と
してのメモリ(以下、メモリ1と略す)、45はTEM
像の回転角にSEM/STEM像を合わせる時のTEM
像の倍率と回転角と、SEM/STEMの走査/偏向コ
イル(CLA1、CLA2)に流す電流値が記憶される
第2の記憶手段としてのメモリ(以下、メモリ2と略
す)である。46は各表示モード(SEM/STEMモ
ード、TEMモード)における画像信号が記憶される画
像メモリである。このように構成された装置の動作を説
明すれば、以下の通りである。
Reference numeral 44 denotes T as the rotation angle of the SEM / STEM image.
The magnification and rotation angle of the SEM / STEM image when aligning the EM images, and the TEM imaging system lenses (IL1, IL2, IL
3, PL), a memory (hereinafter abbreviated as memory 1) as first storage means for storing a current value flowing through
TEM when matching SEM / STEM image to image rotation angle
This is a memory (hereinafter abbreviated as memory 2) as second storage means for storing the magnification and rotation angle of the image and the current value flowing through the scanning / deflection coils (CLA1, CLA2) of the SEM / STEM. Reference numeral 46 denotes an image memory for storing image signals in each display mode (SEM / STEM mode, TEM mode). The operation of the device configured as described above will be described below.

【0033】(1)SEM/STEM像表示モード 操作部36からSEM像/STEM像表示モードを設定
してやると、コンピュータ40はSEM像/STEM像
表示動作を行なう。即ち、試料21上に照射される電子
線により発生した2次電子はSEM信号検出器22で検
出され電気信号に変換される。SEM信号検出器22の
出力は、画像信号増幅部32で増幅される。該画像信号
増幅部32は2次電子信号を画像信号インタフェース3
3へ与え、該画像信号インタフェース33は、2次電子
信号をディジタル画像信号に変換する。このディジタル
画像信号は、画像メモリ46に一旦記憶される。画像メ
モリ46に記憶された画像信号は、コンピュータ40に
より読み出されて、表示部35に表示される。
(1) SEM / STEM image display mode When the SEM image / STEM image display mode is set from the operation unit 36, the computer 40 performs the SEM image / STEM image display operation. That is, secondary electrons generated by the electron beam irradiated on the sample 21 are detected by the SEM signal detector 22 and converted into electric signals. The output of the SEM signal detector 22 is amplified by the image signal amplifier 32. The image signal amplifier 32 converts the secondary electron signal into an image signal
3, the image signal interface 33 converts the secondary electron signal into a digital image signal. This digital image signal is temporarily stored in the image memory 46. The image signal stored in the image memory 46 is read out by the computer 40 and displayed on the display unit 35.

【0034】一方、試料21を透過した電子線は結像系
レンズIL1、IL2、IL3、PLを経て対物レンズ
OL(又はOM)により集束された後蛍光スクリーン2
3に照射される。蛍光スクリーン23は、蛍光物質で構
成されており、照射された電子線の強度に応じた光を発
光させる。この光は、STEM信号検出器(PMT:光
電子増倍管)24により電気信号に変換され、続く画像
信号増幅部32で増幅される。該画像信号増幅部32の
出力は画像信号インタフェース33に入り、ディジタル
画像信号に変換される。このディジタル画像信号は、画
像メモリ46に一旦記憶される。画像メモリ46に記憶
された画像信号はコンピュータ40により読み出され
て、表示部35に表示される。
On the other hand, the electron beam transmitted through the sample 21 is focused by the objective lens OL (or OM) through the imaging lenses IL1, IL2, IL3 and PL, and then the fluorescent screen 2
3 is irradiated. The fluorescent screen 23 is made of a fluorescent substance, and emits light according to the intensity of the emitted electron beam. This light is converted into an electric signal by a STEM signal detector (PMT: photomultiplier tube) 24 and then amplified by an image signal amplifier 32. The output of the image signal amplifier 32 enters the image signal interface 33 and is converted into a digital image signal. This digital image signal is temporarily stored in the image memory 46. The image signal stored in the image memory 46 is read out by the computer 40 and displayed on the display unit 35.

【0035】このようにして、表示部35には、SEM
像とSTEM像が同時に或いは個々に表示される。
As described above, the SEM is displayed on the display unit 35.
The image and the STEM image are displayed simultaneously or individually.

【0036】(2)TEM像表示モード 操作部36からTEM像表示モードを設定してやると、
コンピュータ40はTEM像表示動作を行なう。ただ
し、ここでは説明の都合上、像の倍率のみを優先して像
の回転は無視した動作であるものとする。従って、像の
倍率が決まると、その倍率を実現するに適した条件で各
結像系レンズIL1〜IL3、PLが制御されるが、そ
れに伴って像は回転することになる。そこで、像の倍率
に対する回転量を、例えば実験的に予め求めておく。
(2) TEM image display mode When the TEM image display mode is set from the operation unit 36,
The computer 40 performs a TEM image display operation. However, here, for the sake of explanation, it is assumed that the operation is performed by giving priority only to the magnification of the image and ignoring the rotation of the image. Therefore, when the magnification of the image is determined, each of the imaging lenses IL1 to IL3 and PL is controlled under conditions suitable for realizing the magnification, but the image is rotated accordingly. Therefore, the amount of rotation with respect to the magnification of the image is, for example, experimentally obtained in advance.

【0037】TEM像表示モードの場合、試料21に平
行で太い電子線が照射される。この場合には、走査/偏
向コイルCLA1、CLA2には走査信号は加算しな
い。試料21を透過した電子線は各結像系レンズIL1
〜IL3、PLを透過する毎に回転され、結像レンズP
Lを透過して蛍光スクリーン25上に像が投影される。
この光に変換された像は、光ファイバ26によりTVカ
メラ27に導かれる。TVカメラ27はTEM画像を撮
影する。TVカメラ27で撮影されたTEM画像信号
は、画像信号増幅部32で増幅された後、画像信号イン
タフェース33でディジタル画像信号に変換され、画像
メモリ46に記憶される。
In the case of the TEM image display mode, the sample 21 is irradiated with a parallel and thick electron beam. In this case, no scanning signal is added to the scanning / deflection coils CLA1 and CLA2. The electron beam transmitted through the sample 21 is transmitted to each imaging lens IL1.
~ IL3 and PL are rotated each time they pass, and the imaging lens P
An image is projected on the fluorescent screen 25 through the L.
The image converted into the light is guided to a TV camera 27 by an optical fiber 26. The TV camera 27 captures a TEM image. The TEM image signal captured by the TV camera 27 is amplified by the image signal amplifying unit 32, converted into a digital image signal by the image signal interface 33, and stored in the image memory 46.

【0038】(3)SEM/STEM像表示モードから
TEM像表示モードへの切り替え 操作部36により、(1)で説明したSEM像/STE
M像表示モードからTEM像表示モードに切り替えたも
のとする。コンピュータ40は、切り替え指示を判読す
ると、SEM/STEM像と同じ倍率、同じ回転角でT
EM像が表示されるように、結像系レンズ(IL1、I
L2、IL3、PL)に流れる電流値を調整する。
(3) Switching from SEM / STEM image display mode to TEM image display mode The SEM image / STE described in (1) is operated by the operation unit 36.
It is assumed that the mode is switched from the M image display mode to the TEM image display mode. When reading the switching instruction, the computer 40 reads the switching instruction at the same magnification and the same rotation angle as the SEM / STEM image.
The imaging lens (IL1, I
L2, IL3, and PL).

【0039】この目的のために、コンピュータ40は、
メモリ1に記憶されているデータを読み出す。図2はメ
モリ1に記憶されているデータの内容を示す図である。
図において、×1000はSEM/STEM像の倍率
(実は、SEM/STEMモードでは倍率を変えても像
は回転しない。従って正しくはTEM像の倍率というべ
きであるが、ここではSEM/STEM像の倍率とTE
M像の倍率とを一致させることを前提としているので、
SEM/STEM像の倍率とした)、角度はSEM/S
TEM像の回転角、IL1、IL2、IL3、PLは結
像系の各レンズを示す。そして、指定された倍率、指定
された回転角で表示されるSEM/TEM像と同じ倍率
と同じ回転角のTEM像を得るために必要な結像系のレ
ンズに流れる電流値Kθiが記憶されている(θは回転
角度、iは結像系の各レンズの番号を示す)。ここで
は、角度は0°から359°まで1°間隔で設定されて
いるが、これに限るものではない。そして、このような
テーブルは、倍率毎に設けられている。このデータテー
ブルの電流値は、例えば実験的に予め求めておくことが
できる。
For this purpose, the computer 40
The data stored in the memory 1 is read. FIG. 2 is a diagram showing the contents of data stored in the memory 1.
In the figure, × 1000 indicates the magnification of the SEM / STEM image (actually, even if the magnification is changed in the SEM / STEM mode, the image does not rotate. Therefore, it should be correctly referred to as the magnification of the TEM image. Magnification and TE
Since it is assumed that the magnification of the M image is matched,
SEM / STEM image magnification), angle is SEM / S
The rotation angle of the TEM image, IL1, IL2, IL3, and PL indicate each lens of the imaging system. Then, a current value Kθi flowing through the lens of the imaging system necessary to obtain a TEM image having the same magnification and the same rotation angle as the SEM / TEM image displayed at the specified magnification and the specified rotation angle is stored. (Θ is the rotation angle, i is the number of each lens in the imaging system). Here, the angle is set at an interval of 1 ° from 0 ° to 359 °, but the angle is not limited to this. Such a table is provided for each magnification. The current value of this data table can be obtained in advance, for example, experimentally.

【0040】TEM像表示モードの場合、試料21に平
行で太い電子線が照射される。この場合には、走査/偏
向コイルCLA1、CLA2には走査信号は加算しな
い。試料21を透過した電子線は各結像系レンズIL1
〜IL3、PLを透過する毎に回転され、結像レンズP
Lを透過して蛍光スクリーン25上に像が投影される。
この光に変換された像は、光ファイバ26によりTVカ
メラ27に導かれる。TVカメラ27はTEM画像を撮
影する。TVカメラ27で撮影されたTEM画像信号
は、画像信号増幅部32で増幅された後、画像信号イン
タフェース33でディジタル画像信号に変換され、画像
メモリ46に記憶される。
In the case of the TEM image display mode, the sample 21 is irradiated with a parallel and thick electron beam. In this case, no scanning signal is added to the scanning / deflection coils CLA1 and CLA2. The electron beam transmitted through the sample 21 is transmitted to each imaging lens IL1.
~ IL3 and PL are rotated each time they pass, and the imaging lens P
An image is projected on the fluorescent screen 25 through the L.
The image converted into the light is guided to a TV camera 27 by an optical fiber 26. The TV camera 27 captures a TEM image. The TEM image signal captured by the TV camera 27 is amplified by the image signal amplifying unit 32, converted into a digital image signal by the image signal interface 33, and stored in the image memory 46.

【0041】例えば、SEM/STEM像の回転角が0
°で走査されている場合、表示部35に表示されるSE
M/STEM像は回転のない像となる。ここで、TEM
の結像系レンズの電流値を任意に設定しておくと、電子
線は1つの結像レンズを透過する度に回転させられるの
で、表示部35に表示されるTEM像はSEM/STE
M像とは倍率と回転角が異なり、対比観察が困難とな
る。
For example, when the rotation angle of the SEM / STEM image is 0
When scanning is performed in degrees, the SE displayed on the display unit 35 is displayed.
The M / STEM image is an image without rotation. Where TEM
If the current value of the imaging lens is set arbitrarily, the electron beam is rotated each time it passes through one imaging lens, so that the TEM image displayed on the display unit 35 is SEM / STE
The magnification and the rotation angle are different from those of the M image, making it difficult to perform contrast observation.

【0042】そこで、SEM/STEM像の倍率が×1
000、回転角が0°の場合、コンピュータ40は、メ
モリ1に記憶されているそれぞれの結像系レンズに流す
べき電流値K01、K02、K03、K04を読み込
み、レンズインタフェース43を介してレンズ系制御部
30から結像系レンズに前記した電流値を流すように動
作する。この結果、表示部35に表示されるTEM像
は、SEM/STEM像と同じ倍率、同じ回転角(ここ
では0°)の画像として表示され、SEM/STEM像
との対比観察が可能となる。
Therefore, the magnification of the SEM / STEM image is x1.
000, and the rotation angle is 0 °, the computer 40 reads the current values K01, K02, K03, and K04 to be passed through the respective imaging system lenses stored in the memory 1 and outputs the lens system via the lens interface 43. It operates so that the above-mentioned current value flows from the control unit 30 to the imaging lens. As a result, the TEM image displayed on the display unit 35 is displayed as an image having the same magnification and the same rotation angle (here, 0 °) as the SEM / STEM image, and enables observation in comparison with the SEM / STEM image.

【0043】次に、SEM/STEM像を回転した時の
調整法について説明する。図3(a)は回転角0°の時
の試料を示している。横軸はX、縦軸はYである。この
ような試料を回転角0°で走査すると、表示部35に表
示されるSEM像は、(a)に示すような像となる。こ
こで、試料の走査方向を(b)に示すようにX軸(水平
方向)に対してθだけ回転させて走査すると、この時、
表示部35に表示されるSEM像は、(c)に示すよう
なものとなる。
Next, an adjustment method when rotating the SEM / STEM image will be described. FIG. 3A shows the sample when the rotation angle is 0 °. The horizontal axis is X and the vertical axis is Y. When such a sample is scanned at a rotation angle of 0 °, the SEM image displayed on the display unit 35 becomes an image as shown in FIG. Here, when the scanning direction of the sample is rotated by θ with respect to the X axis (horizontal direction) as shown in FIG.
The SEM image displayed on the display unit 35 is as shown in FIG.

【0044】そこで、操作部36からSEM/STEM
像からTEM像への切り替えを指示した場合、コンピュ
ータ40は表示されるTEM像がSEM/STEM像の
表示状態(c)と同じ倍率、同じ角度になるように、結
像系レンズに流す電流値を調整する。図2に示すテーブ
ルを参照すると、角度θだけ回転させて走査した時の結
像系レンズに流す電流値は、それぞれKθ1、Kθ2、
Kθ3、Kθ4である。コンピュータ40は、この電流
値が結像系レンズに流れるように、レンズ系制御部30
を制御する。
Therefore, the SEM / STEM
When the switching from the image to the TEM image is instructed, the computer 40 sets the current value flowing through the imaging lens so that the displayed TEM image has the same magnification and the same angle as the display state (c) of the SEM / STEM image. To adjust. Referring to the table shown in FIG. 2, current values flowing through the imaging system lens when scanning while rotating by an angle θ are Kθ1, Kθ2,
Kθ3 and Kθ4. The computer 40 controls the lens system controller 30 so that this current value flows through the imaging lens.
Control.

【0045】この結果、得られるTEM像は図4に示す
ようなものとなる。ここで、パターン「H」の明暗が図
3の(c)の場合と逆になっているのは、透過像の場
合、パターンの部分が電子線を通さないためである。
As a result, the obtained TEM image is as shown in FIG. Here, the reason why the brightness of the pattern “H” is opposite to that in the case of FIG. 3C is that, in the case of a transmission image, the pattern portion does not allow an electron beam to pass.

【0046】(4)TEM像からSEM/STEM像へ
の切り替え 最初に装置が(2)TEM像表示モードで説明した像の
回転は無視したTEMモードに設定され、TEM像が表
示部35に表示されているものとする。ここで、操作部
36からSEM/STEM像への切り替えを指示する
と、コンピュータ40は切り替え指示を認識する。ここ
で、コンピュータ40は、TEM像からSEM/STE
M像に切り替えた時に、TEM像と倍率、回転角が同じ
になるように走査/偏向コイルCLA1、CLA2に流
す電流値を調整する。この目的のために、メモリ2を参
照する。
(4) Switching from TEM image to SEM / STEM image First, the apparatus is set to the TEM mode in which the image rotation described in (2) TEM image display mode is ignored, and the TEM image is displayed on the display unit 35. It is assumed that Here, when an instruction to switch to the SEM / STEM image is issued from the operation unit 36, the computer 40 recognizes the switching instruction. Here, the computer 40 uses the SEM / STE from the TEM image.
When switching to the M image, the current value flowing through the scanning / deflection coils CLA1 and CLA2 is adjusted so that the magnification and the rotation angle are the same as those of the TEM image. For this purpose, reference is made to the memory 2.

【0047】図5はメモリ2に記憶されているデータの
内容を示す図である。このテーブルは、TEM像の倍率
とその倍率における回転角で構成されている。
FIG. 5 is a diagram showing the contents of the data stored in the memory 2. This table includes the magnification of the TEM image and the rotation angle at the magnification.

【0048】今、例えばTEM像が、回転角θ(倍率×
1000のとき、θ=θ1)で表示されている場合、コ
ンピュータ40はメモリ2のテーブルを参照して、同じ
倍率、同じ回転角でSEM/STEM像が表示されるた
めに必要な走査/偏向コイルCLA1、CLA2に流す
べき電流値Ix、IyをIxo、Iyo、θから計算す
る。Ixo、Iyoは、それぞれ回転補正を行なわない
時の各コイルの電流値であり、SEM/STEM像の倍
率によって決まる。
Now, for example, when the TEM image is obtained from the rotation angle θ (magnification ×
When 1000 is displayed at θ = θ1), the computer 40 refers to the table of the memory 2 and scans / deflects the coils required to display the SEM / STEM image at the same magnification and the same rotation angle. Current values Ix and Iy to be passed through CLA1 and CLA2 are calculated from Ixo, Iyo, and θ. Ixo and Iyo are current values of each coil when rotation correction is not performed, and are determined by the magnification of the SEM / STEM image.

【0049】 Ix=Ixo・cosθ+Iyo・sinθ Iy=Iyo・cosθ−Ixo・sinθ そして、スキャンインタフェース41を介して走査系制
御部28を制御し、走査/偏向コイルCLA1、CLA
2にそれぞれ電流値Ix、Iyを加算して流すようにす
る。この結果、SEM/STEM像は、TEM像と同じ
倍率、同じ回転角で表示され、比較観察を容易に行なう
ことができる。なお、電流値Ixo、Iyoと回転角θ
との演算結果の上記電流値Ix、Iyをテーブルにし
て、メモリ2に追加して記憶してもよい。
Ix = Ixo · cos θ + Iyo · sin θ Iy = Iyo · cos θ−Ixo · sin θ Then, the scanning system control unit 28 is controlled via the scan interface 41, and the scanning / deflection coils CLA1 and CLA are controlled.
The current values Ix and Iy are respectively added to the values 2 and 2 to flow. As a result, the SEM / STEM image is displayed at the same magnification and the same rotation angle as the TEM image, and comparative observation can be easily performed. Note that the current values Ixo and Iyo and the rotation angle θ
The current values Ix and Iy of the calculation result of the above may be added to the memory 2 and stored in a table.

【0050】図6は表示部35の表示例を示す図であ
る。TEM像と、STEM像と、SEM像がそれぞれ表
示されている。本発明によれば、SEM/STEMの画
像信号及びTEM画像信号を画像メモリ46に記憶させ
ておくことができるので、これらSEM/STEM像及
びTEM像を表示部35に同時に或いは個々に表示する
ことができる。ここで、TEM像/STEM像とSEM
像の画像が反転しているのは、SEM像が試料の表面か
ら発生する2次電子像を表示しているのに対し、STE
M/TEM像は試料の透過電子像を表示しているためで
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a display example of the display unit 35. A TEM image, a STEM image, and an SEM image are displayed. According to the present invention, since the SEM / STEM image signal and the TEM image signal can be stored in the image memory 46, the SEM / STEM image and the TEM image can be displayed on the display unit 35 simultaneously or individually. Can be. Here, the TEM image / STEM image and SEM
The image is inverted because the SEM image shows a secondary electron image generated from the surface of the sample, while the STE image shows
This is because the M / TEM image displays a transmission electron image of the sample.

【0051】図7は試料とTEM像との位置関係の説明
図である。図1と同一のものは、同一の符号を付して示
す。図において、50はSEM/STEMモードにおけ
る電子線をx,y方向に偏向する偏向器、21は試料、
51は試料21を透過した電子線をm倍に拡大する電子
レンズ、52はTV用蛍光スクリーン上に結像されたT
EM像である。偏向器50は図1の偏向/走査コイルC
LA1、CLA2に対応し、電子レンズ51は図1の結
像系レンズIL1、IL2、IL3、PLに対応してい
る。試料21を透過した電子線は、電子レンズ51によ
りm倍に拡大され、TV用蛍光スクリーン上に結像さ
れ、図に示すようなTEM像が得られる。ここで、試料
21のx方向の長さをLx、y方向の長さをLy、電子
レンズ51によりTV蛍光スクリーン上に結像されたT
EM像の試料21からの回転角をθ、x方向の長さをL
dx、y方向の長さをLdy、倍率をm、x方向の視野
ずれddx、y方向の視野ずれddyとすると、Lx、
Lyはそれぞれ次式で表される。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the positional relationship between the sample and the TEM image. 1 are denoted by the same reference numerals. In the figure, reference numeral 50 denotes a deflector for deflecting an electron beam in x and y directions in the SEM / STEM mode, 21 denotes a sample,
Reference numeral 51 denotes an electron lens that magnifies the electron beam transmitted through the sample 21 by m times, and 52 denotes a T image formed on a TV fluorescent screen.
It is an EM image. The deflector 50 is the deflection / scanning coil C of FIG.
The electron lens 51 corresponds to the imaging lenses IL1, IL2, IL3, and PL of FIG. 1 corresponding to LA1 and CLA2. The electron beam transmitted through the sample 21 is magnified m times by the electron lens 51, and is imaged on the fluorescent screen for TV to obtain a TEM image as shown in the figure. Here, the length of the sample 21 in the x direction is Lx, the length of the sample 21 in the y direction is Ly, and the image formed on the TV fluorescent screen by the electron lens 51 is Tx.
The rotation angle of the EM image from the sample 21 is θ, and the length in the x direction is L
Assuming that dx, the length in the y direction is Ldy, the magnification is m, the visual field deviation ddx in the x direction, and the visual field deviation ddy in the y direction, Lx,
Ly is represented by the following equations.

【0052】Lx=(Ldx・cosθ+Ldy・si
nθ+ddx)/m Ly=(Ldy・cosθ−Ldx・sinθ+dd
y)/m 上述の実施の形態例では、SEM/STEM像とTEM
像を同一のしかもコンピュータ40の表示部35に表示
するようにしているが、複数の表示部に表示してもよい
し、コンピュータ40の表示部35上ではなく、SEM
/STEM像の専用表示部やTEM像専用の表示部に表
示してもよい。また、このように倍率と回転角を一致さ
せるモードと従来通り一致させないモードを切り換える
ことができるようにしてもよい。この場合の切り換えは
コンピュータ40に付属の操作部36から行なうことが
できる。
Lx = (Ldx · cos θ + Ldy · si
nθ + ddx) / m Ly = (Ldy · cos θ−Ldx · sin θ + dd
y) / m In the above embodiment, the SEM / STEM image and the TEM
Although the same image is displayed on the display unit 35 of the computer 40, the image may be displayed on a plurality of display units.
It may be displayed on a dedicated display section for the / STEM image or a display section dedicated to the TEM image. Further, the mode in which the magnification and the rotation angle are made to coincide with each other and the mode in which the magnification and the rotation angle are not made to coincide with each other in the conventional manner may be switched. The switching in this case can be performed from the operation unit 36 attached to the computer 40.

【0053】また、上記説明では、結像系のレンズはI
L1、IL2、IL3、PLの4段としたが、通常、3
段以上であれば、本発明の目的は達せられる。更に、対
物レンズOL、対物ミニレンズOMもTEM像を回転さ
せるが、これを考慮しない上記説明でも、本発明の目的
は達せられる。更に加えて、上記説明では、SEM/S
TEM像の倍率とTEM像の倍率とは同一の倍率である
ことを前提としているが、SEM/STEM像の倍率と
TEM像の倍率とが異なる倍率であって、回転角だけを
補正することも、上記説明から容易に可能である。
In the above description, the lens of the imaging system is I
L1, IL2, IL3, and PL were set in four stages.
With more than one step, the object of the present invention is achieved. Furthermore, the objective lens OL and the objective mini-lens OM also rotate the TEM image, but the above description without considering this also achieves the object of the present invention. In addition, in the above description, the SEM / S
Although it is assumed that the magnification of the TEM image and the magnification of the TEM image are the same, the magnification of the SEM / STEM image and the magnification of the TEM image are different, and only the rotation angle may be corrected. It is easily possible from the above description.

【0054】[0054]

【発明の効果】倍率に応じて回転するTEM像に対して
SEM/STEM像の回転角(像の方向)を合わせるこ
とができる。任意に回転させて表示されたSEM/ST
EM像にTEM像の方向を合わせることができ、かつ、
倍率に応じて回転するTEM像に対してSEM/STE
M像の回転角(像の方向)を合わせることができる。
The rotation angle (the direction of the image) of the SEM / STEM image can be adjusted with respect to the TEM image which rotates according to the magnification. SEM / ST displayed with any rotation
The direction of the TEM image can be matched to the EM image, and
SEM / STE for TEM image rotating according to magnification
The rotation angle (image direction) of the M image can be adjusted.

【0055】以上、詳細に説明したように、本発明によ
れば、(1)倍率に応じて回転するTEM像に対してS
EM/STEM像の回転角(像の方向)を合わせること
ができるし、(2)任意に回転させて表示されたSEM
/STEM像にTEM像の方向を合わせることができ
る。このようにSEM/STEM像とTEM像の倍率と
回転角を一致させて表示部上に像を表示することによっ
て、視野の対応をよくすることができる。また、それぞ
れのモードの画像情報を記憶しているので、ユーザは表
示部上でそれぞれの像を比較観察することができる。ま
た、倍率と回転角が一致しているので、ユーザは視野探
しをすることなく、直感的に視野を確認することができ
る。
As described above in detail, according to the present invention, (1) the TEM image rotated according to the magnification
The rotation angle (the direction of the image) of the EM / STEM image can be adjusted, and (2) the SEM displayed by rotating it arbitrarily
The direction of the TEM image can be matched with the / STEM image. As described above, by displaying the image on the display unit with the magnification and the rotation angle of the SEM / STEM image and the TEM image matched, the correspondence of the visual field can be improved. Further, since the image information of each mode is stored, the user can compare and observe each image on the display unit. Also, since the magnification and the rotation angle match, the user can intuitively check the visual field without searching for the visual field.

【0056】[0056]

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

【図1】本発明の一実施の形態例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】メモリ1に記憶されているデータの内容を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing contents of data stored in a memory 1;

【図3】試料の走査方向の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a sample in a scanning direction.

【図4】TEM像の表示例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a display example of a TEM image.

【図5】メモリ2に記憶されているデータの内容を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing the contents of data stored in a memory 2;

【図6】表示部の表示例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a display example of a display unit.

【図7】試料とTEM像との位置関係の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a positional relationship between a sample and a TEM image.

【図8】SEM/STEMモードにおける構成概念図で
ある。
FIG. 8 is a conceptual diagram of a configuration in a SEM / STEM mode.

【図9】TEMモードにおける構成概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram of a configuration in a TEM mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 電子銃、21 試料、22 SEM信号検出器、
23 第1の蛍光スクリーン、24 STEM信号検出
器、25 第2の蛍光スクリーン、26 光フアイバ、
27 TVカメラ、28 走査系制御部、29 偏向系
制御部、30 レンズ系制御部、31 加算回路、32
画像信号増幅部、33 画像信号インタフェース(I
TF)、34 キャプチャカード、35 表示部、36
操作部、40 コンピュータ、41 スキャンインタ
フェース、42 偏向インタフェース、43 レンズイ
ンタフェース、44 メモリ1、45 メモリ2、46
画像メモリ、CL1、CL2、CM コンデンサレン
ズ、CLA1、CLA2 走査/偏向コイル、OL 対
物レンズ、OM 対物ミニレンズ、ISC1、ISC2
像シフトコイル、IL1、IL2、IL3、PL 結
像系レンズ、PLA 投影像シフトコイル
20 electron gun, 21 sample, 22 SEM signal detector,
23 first fluorescent screen, 24 STEM signal detector, 25 second fluorescent screen, 26 optical fiber,
27 TV camera, 28 scanning system controller, 29 deflection system controller, 30 lens system controller, 31 addition circuit, 32
Image signal amplifier 33 Image signal interface (I
TF), 34 capture card, 35 display, 36
Operation unit, 40 computer, 41 scan interface, 42 deflection interface, 43 lens interface, 44 memory 1, 45 memory 2, 46
Image memory, CL1, CL2, CM condenser lens, CLA1, CLA2 scanning / deflection coil, OL objective lens, OM objective mini lens, ISC1, ISC2
Image shift coil, IL1, IL2, IL3, PL Imaging lens, PLA Projected image shift coil

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 走査型電子顕微鏡(SEM)モード/走
査透過型電子顕微鏡(STEM)モード及び透過型電子
顕微鏡(TEM)モードとを備え、SEM/STEM像
とTEM像を観察することができる複合電子顕微鏡であ
って、 走査型電子顕微鏡(SEM)モード/走査透過型電子顕
微鏡(STEM)モードのための走査手段と、 TEM像の倍率とその倍率における像の回転角とが記憶
された記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されているデータに基づいて走査型
電子顕微鏡(SEM)モード/走査透過型電子顕微鏡
(STEM)モードにおけるSEM/STEM像をTE
M像の回転角に合わせるための補正を行なうコンピュー
タと、 該コンピュータにより補正された画像を表示する表示手
段とを具備して構成される複合電子顕微鏡。
1. A composite having a scanning electron microscope (SEM) mode / scanning transmission electron microscope (STEM) mode and a transmission electron microscope (TEM) mode for observing a SEM / STEM image and a TEM image. An electron microscope, comprising: scanning means for a scanning electron microscope (SEM) mode / scanning transmission electron microscope (STEM) mode; and storage means for storing a TEM image magnification and an image rotation angle at the magnification. And SEM / STEM images in a scanning electron microscope (SEM) mode / scanning transmission electron microscope (STEM) mode based on the data stored in the storage means.
A compound electron microscope comprising: a computer for performing a correction for adjusting to a rotation angle of an M image; and display means for displaying an image corrected by the computer.
【請求項2】 前記補正は、前記コンピュータが前記記
憶手段に記憶された回転角に基づいて所定の演算を施
し、その結果で前記走査手段を制御するようになしたこ
とを特徴とする請求項1記載の複合電子顕微鏡。
2. The method according to claim 1, wherein the correction is performed by the computer based on a rotation angle stored in the storage unit, and the scanning unit is controlled based on a result of the calculation. 2. The composite electron microscope according to 1.
【請求項3】 前記記憶手段には、前記TEM像の回転
角に基づいてSEM/STEM像に対する補正すべき値
を演算した結果をあらかじめ記憶しておき、それに基づ
いて前記走査手段を制御するようになしたことを特徴と
する請求項1記載の複合電子顕微鏡。
3. The storage means stores in advance a result of calculating a value to be corrected for an SEM / STEM image based on a rotation angle of the TEM image, and controls the scanning means based on the result. 2. The compound electron microscope according to claim 1, wherein:
【請求項4】 走査型電子顕微鏡(SEM)モード/走
査透過型電子顕微鏡(STEM)モード及び透過型電子
顕微鏡(TEM)モードとを備え、SEM/STEM像
とTEM像を観察することができる複合電子顕微鏡であ
って、 走査型電子顕微鏡(SEM)モード/走査透過型電子顕
微鏡(STEM)モードのための走査手段と、 透過型電子顕微鏡(TEM)モードのための結像系の複
数のレンズと、 SEM/STEM像の回転角にTEM像の回転角を合わ
せるための、SEM/STEM像の回転角に対するTE
M像の倍率とTEMの結像系の各レンズに流す電流値が
記憶された第1の記憶手段と、 TEM像の回転角にSEM/STEM像の回転角を合わ
せるための、TEM像の倍率に対する像の回転角が記憶
された第2の記憶手段と、 前記第1又は第2の記憶手段に記憶されているデータに
基づいて表示モードに応じた回転角の補正を行なうコン
ピュータと、 該コンピュータにより補正された画像を表示する表示手
段とを具備して構成される複合電子顕微鏡。
4. A composite having a scanning electron microscope (SEM) mode / scanning transmission electron microscope (STEM) mode and a transmission electron microscope (TEM) mode for observing a SEM / STEM image and a TEM image. An electron microscope, comprising: scanning means for a scanning electron microscope (SEM) mode / scanning transmission electron microscope (STEM) mode; and a plurality of imaging system lenses for a transmission electron microscope (TEM) mode. TE for the rotation angle of the SEM / STEM image to adjust the rotation angle of the TEM image to the rotation angle of the SEM / STEM image
First storage means for storing a magnification of the M image and a current value flowing through each lens of the TEM image forming system; and a magnification of the TEM image for adjusting the rotation angle of the SEM / STEM image to the rotation angle of the TEM image. A second storage unit in which the rotation angle of the image with respect to is stored, a computer that corrects the rotation angle according to the display mode based on the data stored in the first or second storage unit, and the computer. And a display means for displaying an image corrected by the method.
【請求項5】 前記補正は、前記コンピュータが前記第
1の記憶手段に記憶された回転角に対するTEM像の倍
率とTEMの結像系の各レンズに流す電流値に基づいて
前記結像系の複数のレンズを制御する、あるいは、 前記コンピュータが前記第2の記憶手段に記憶された回
転角に基づいて所定の演算を施し、その結果で前記走査
手段を制御するようになしたことを特徴とする請求項4
記載の複合電子顕微鏡。
5. The correction of the imaging system by the computer based on a magnification of a TEM image with respect to a rotation angle stored in the first storage means and a current value flowing through each lens of the TEM imaging system. Controlling a plurality of lenses, or the computer performs a predetermined calculation based on the rotation angle stored in the second storage means, and controls the scanning means based on the result. Claim 4
A composite electron microscope as described.
【請求項6】 前記第2の記憶手段には、前記TEM像
の回転角に基づいてSEM/STEM像に対する補正す
べき値を演算した結果をあらかじめ記憶しておき、それ
に基づいて前記走査手段を制御するようになしたことを
特徴とする請求項4記載の複合電子顕微鏡。
6. The second storage means stores in advance a result of calculating a value to be corrected for an SEM / STEM image based on the rotation angle of the TEM image, and based on the result, stores the scanning means in the second storage means. 5. The compound electron microscope according to claim 4, wherein said compound electron microscope is controlled.
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