JP2004095191A

JP2004095191A - Method for regulating electron microscope

Info

Publication number: JP2004095191A
Application number: JP2002250653A
Authority: JP
Inventors: Kojin Kondo; 近藤　行人; Mitsuhide Matsushita; 松下　光英; Mitsuaki Osaki; 大崎　光明
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a method for regulating an electron microscope which can bring forward a degree of skill level of a beginner microscope by improving operability of the microscope by decreasing a regulating work by a complicated knob operation and increasing an operation by a computer. <P>SOLUTION: When pointer 52 is moved to a position of a button C1 for a variable magnification and a left button of a mouse is clicked, the computer 44 recognizes entering of a magnification variable mode, and becomes a state accessible to a storage area 45a for storing an image magnification data of a memory 45. Here, when an operator turns a wheel 57 of the mouse 47, a lens power of a lens system is set to become a predetermined magnification. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサレンズ、対物レンズにより電子ビームを試料上に集束し、試料を透過した電子を結像させるようにした透過型電子顕微鏡や、細く集束された電子ビームを試料上で走査し、試料から発生した２次電子などの信号を検出し、検出信号を電子ビームの走査に同期して表示するようにした走査電子顕微鏡等の電子顕微鏡の調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子顕微鏡には大きく分けて、透過電子顕微鏡と走査電子顕微鏡がある。透過電子顕微鏡では、電子銃から発生し加速された電子ビームをコンデンサレンズ、対物レンズにより試料上に集束し、試料を透過、散乱された電子を、蛍光板、写真フィルム、あるいは、ＴＶカメラ上に結像させるようにしている。
【０００３】
このような透過電子顕微鏡では、像の倍率を観察目的によって変化できるように構成され、また、試料上に照射される電子ビームのフォーカスも任意に変化できるように構成されている。この透過電子顕微鏡の倍率やフォーカスなどの１次元的に並んだパラメータは、透過電子顕微鏡のオペレーションパネルに設けられた倍率調整つまみやフォーカス調整つまみを調整することによって任意に変化できるようにしている。
【０００４】
例えば、倍率つまみを右側に回転させれば、その回転量にともなって、結像レンズ径の各レンズの励磁強度（レンズ強度）が倍率が高くなるように変化させられる。また、倍率つまみを左側に回転させれば、その回転量にともなって、結像レンズ径の各レンズの励磁強度（レンズ強度）が倍率が高くなるように変化させられる。フォーカス調整においても同様に、つまみの回転により、フォーカスに影響を与えるレンズ系の各レンズの励磁強度が変化させられ、試料に照射される電子ビームのフォーカスの状態が変化させられる。
【０００５】
一方、走査電子顕微鏡では、電子銃から発生し加速された電子ビームを、コンデンサレンズ、対物レンズにより試料上に細く集束すると共に、試料上の所定範囲を電子ビームで走査するようにしている。試料に細く絞った電子ビームを照射することによって、この試料から発生した２次電子や反射電子、試料を透過した電子を検出し、この検出信号を一次電子ビームの走査に応じてディスプレイに供給し、試料の走査電子顕微鏡像を表示するようにしている。
【０００６】
このような走査電子顕微鏡では、像の倍率を観察目的によって変化できるように構成され、また、試料上に照射される電子ビームのフォーカスも任意に変化できるように構成されている。この走査電子顕微鏡の倍率やフォーカスなどの１次元的に並んだパラメータは、走査電子顕微鏡のオペレーションパネルに設けられた倍率調整つまみやフォーカス調整つまみを調整することによって任意に変化できるようにしている。
【０００７】
例えば、倍率つまみを右側に回転させれば、その回転量にともなって、試料に照射される一次電子ビームの２次元走査範囲が変化させられ、表示画面上の像の倍率が変化させられる。また、試料上に照射される電子ビームのフォーカスの調整も、フォーカス調整つまみを調整することにより、コンデンサレンズと対物レンズより成る照射レンズ系の各レンズの励磁強度（レンズ強度）が変化させられ、試料に照射される電子ビームのフォーカスの状態が変化させられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近代的なコンピュータコントロール可能な電子顕微鏡においても、倍率やフォーカスなどの１次元的に並んだパラメータを変化させる際には、オペレーションパネルに設けられた倍率調整つまみやフォーカス調整つまみを回転あるいはスライドさせて行なっている。このつまみの変化は、コンピュータが読み取り、このコンピュータの制御により、その変化量に応じて電子顕微鏡の各レンズ等のパラメータを変化させている。
【０００９】
しかしながら、最新の電子顕微鏡では、オペレータが調整すべきパラメータを変化させるために、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介して行なうことが可能となってきた。このＧＵＩを用いて調整するパラメータの数が増すことによって、オペレーションパネル上のつまみの数を減らすことができる。この結果、オペレータが行なう操作を簡略化することができると共に、コストダウンを図ることもできるようになった。更に、コンピュータ自体の操作に関しては、多くのオペレータの習熟度が高く、電子顕微鏡の操作をコンピュータにより行なうことで、オペレータの電子顕微鏡の操作を習熟することが早くなることが期待される。
【００１０】
このように、電子顕微鏡の操作の多くをコンピュータにより行なうことができれば、その効果は大きい。例えば、コンピュータコントロールが可能な電子顕微鏡において、電子顕微鏡を操作しているときには、マウス等のポインターは常時オペレータが握って操作しているものである。
【００１１】
もし、電子顕微鏡につまみが配置してあるオペレーションパネルが装着してあり、オペレータがこのつまみを調整しなければならない操作を行なうことになった場合には、オペレータは、マウスから手を離さざるを得ず、操作が煩わしいものとなる。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、煩わしいつまみの操作による調整作業を減少させ、コンピュータによる操作を増やすことによって電子顕微鏡の操作性を向上させ、また初心者の電子顕微鏡の習熟度を早めることができる電子顕微鏡の調整方法を実現するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく電子顕微鏡の調整方法は、電子ビームを発生し加速する電子銃と、電子銃からの電子ビームを試料上に集束するためのレンズ系と、試料を透過した電子を結像する結像レンズ系とを備えており、各レンズ系に含まれるレンズの強度をコンピュータによって制御し得る電子顕微鏡において、コンピュータのディスプレイ上に調整すべき項目を表示させ、特定の調整項目の表示部分にディスプレイに表示されたポインターを移動させ、マウスをクリックすることにより調整項目の選択を行ない、その後マウスのホイールを回転させることによって、該調整項目についての調整を行なうようにしたことを特徴としている。
【００１４】
本発明では、コンピュータのディスプレイ上に、少なくとも１次元的に変化させる調整すべき項目を表示させ、特定の調整項目の表示部分にディスプレイに表示されたポインターを移動させ、マウスをクリックすることにより調整項目の選択を行ない、その後マウスのホイールを回転させることによって、該調整項目についての調整を行なうようにした。
【００１５】
また、本発明では、コンピュータのディスプレイ上に調整すべき項目を表示させ、特定の調整項目の表示部分にディスプレイに表示されたポインターを移動させ、マウスをクリックすることにより調整項目の選択を行なった場合、選択された特定の調整項目の表示部分の色を他の調整項目の表示部分の色とは異ならせた。
【００１６】
【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。図１は、本発明に基づく走査透過電子顕微鏡の一例を示したもので、この顕微鏡では、電子ビームを試料上で走査し、試料表面からの２次電子に基づく走査電子顕微鏡像と、同じく電子ビームを試料上で走査し、試料を透過した電子に基づく走査透過電子顕微鏡像と、電子ビームを走査せず、試料を透過した電子に基づく透過電子顕微鏡像の複数の像の観察ができるように構成されている。
【００１７】
図において、電子顕微鏡カラム１の上部に配置された電子銃２から発生した電子ビームＥＢは、加速管３によって加速される。加速管３によって例えば５０ｋＶに加速された電子ビームは、第１のコンデンサレンズ４と第２のコンデンサレンズ５によって集束される。
【００１８】
コンデンサレンズ４、５によって集束された電子ビームの中心部分は、コンデンサレンズアパーチャ６の開口を通り、電子ビームの外側の収差の大きい部分をアパーチャ５によって遮蔽するようにしている。なお、コンデンサレンズアパーチャ６には、複数の径の異なった開口が設けられており、顕微鏡の各種モードに応じていずれかの適切な径の開口が光軸上に配置されるように構成されている。加速管３とコンデンサレンズ４との間には、電子銃２から発生し、加速管３によって加速された電子ビームの軸ずれを補正するための一対のアライメントコイル７，８が配置されている。
【００１９】
コンデンサレンズアパチャー６の開口を通過した電子ビームは、コンデンサミニレンズ９によって電子ビームのフォーカスの微調整がなされた後、対物レンズ１０の磁場中に配置された試料１１に照射される。コンデンサレンズアパーチャ６と試料１１との間には、コンデンサレンズの非点収差を補正するための非点収差補正レンズ１３、コンデンサレンズ４、５によって集束された電子ビームの軸ずれを補正するためのアライメントコイル１４、１５が配置されている。なお、アライメントコイル１４、１５は、走査像観察モードの際には、電子ビームの２次元走査用のコイルとしても動作する。
【００２０】
対物レンズ１０による試料１１の前方磁場は、電子ビームのフォーカスに寄与し、試料１１の後方磁場は、後段の中間レンズ１６、１７、１８と投影レンズ１９とによって結像レンズ系を構成する。なお、対物レンズ１０の前方には、対物レンズアパーチャ２０が配置されており、電子ビームの外側の収差の大きい部分をアパーチャ２０によって遮蔽するようにしている。なお、対物レンズアパーチャ２０には、複数の径の異なった開口が設けられており、顕微鏡の各種モードに応じていずれかの適切な径の開口が光軸上に配置されるように構成されている。また、対物レンズ１０とアパーチャ２１との間には、対物レンズ１０の磁場の微調整をするための対物ミニレンズ２２が配置されている。
【００２１】
更に、対物レンズアパーチャ２０の下部には、対物レンズ１０の非点収差を補正するための非点収差補正レンズ２３、イメージシフトコイル２４、２５が設けられている。また、投影レンズ１９の後段には、電子ビームの軸合わせ用のアライメントコイル２６が配置されている。
【００２２】
試料１１の上部には、２次電子検出器２７が設けられている。この２次電子検出器は、走査電子顕微鏡像観察モードの際に動作させられるもので、例えば、シンチレータと光電子増倍管より構成される検出器が用いられ、試料からの２次電子を加速してシンチレータに導くようにされている。
【００２３】
また、結像レンズ系の後段には、上から順番に、ＣＣＤカメラのごとき第１のＴＶカメラ２８、暗視野像観察用検出器２９、明視野像観察用検出器３０、ＣＣＤカメラのごとき第２のＴＶカメラ３１が配置されている。第１のＴＶカメラ２８は、駆動機構３２によって光軸上に挿脱可能に構成されている。また、暗視野像観察用検出器２９、明視野像観察用検出器３０は、それぞれ駆動機構３３、３４によって光軸上に挿脱可能に構成されている。更に、第２のＴＶカメラ３１は、駆動機構３５によって光軸上に挿脱可能に構成されている。
【００２４】
カラム１内のレンズ、すなわち、コンデンサレンズ４、５、コンデンサレンズミニレンズ９、対物レンズ１０、対物レンズミニレンズ２２、中間レンズ１６、１７、１８、投影レンズ１９および非点収差補正レンズ１３、２３には、レンズ電源３６から励磁電流が供給される。また、前記電子銃２と加速管３には、高電圧電源３７から所望の高電圧が印加される。
【００２５】
更に、電子銃アライメントコイル７、８、コンデンサレンズアライメントコイル１４、１５、イメージシフトコイル２４、２５、投影レンズアライメントコイル２６には、アライメント電源３８からそれぞれ所望の電流が流され、それに伴って各コイルにより発生した磁場により電子ビームは適宜軸ズレが補正され、また像の位置が移動させられる。
【００２６】
また、２次電子検出器２７の駆動機構３２、第１のＴＶカメラ２８の駆動機構３３ａ、暗視野像観察用検出器２９の駆動機構３４、明視野像観察用検出器３０の駆動機構３５、第２のＴＶカメラ３１の駆動機構３３ｂは、検出器駆動電源３９からの駆動電圧により、選択的に駆動され、特定の検出器のみが光軸に配置されるか、光軸に接近させられるように構成されている。
【００２７】
また、第１のＴＶカメラ２８および第２のＴＶカメラ３１からの透過電子顕微鏡像信号取得のためのＴＶ電源４０が備えられており、また、２次電子検出器２７、暗視野像観察用検出器２９、明視野像観察用検出器３０からの走査像信号は、増幅器４１に供給される。
【００２８】
また、カラム１内の光軸に沿って配置されるアパーチャ６、２０、２１は、アパーチャ駆動電源４２によって駆動され、光軸上の各アパーチャの開口の大きさは最適なものに選択される。
【００２９】
前記レンズ電源３６、高電圧電源３７、アライメント電源３８、検出器位置駆動電源３９、ＴＶカメラ用電源４０、検出器信号増幅器４１、アパーチャ駆動電源４２は、インターフェース４３を介してコンピュータ４４に接続されている。この結果、レンズ電源３６、高電圧電源３７、アライメント電源３８、検出器駆動電源３９、ＴＶカメラ用電源４０、信号増幅器４１、アパーチャ駆動電源４２は、コンピュータ４４によって制御されることになる。
【００３０】
コンピュータ４４には、メモリー４５が接続されているが、このメモリー４５には、各レンズ強度、検出器の選択、アパーチャの開口の選択などが、電子顕微鏡の観察モード、電子銃の加速電圧や倍率に応じてテーブルの形式で記憶されている。
【００３１】
例えば、電子銃の加速電圧を変化させた場合には、選択された加速電圧で電子ビームが最適に試料１１にフォーカスされ、試料を透過した電子像が例えば指定された倍率となるように、第１のＴＶカメラ２８のスクリーン上に最適に投影されるような各レンズ強度があらかじめ記憶されている。
【００３２】
コンピュータ４４には、キーボード４６、マウス４７、コントロールパネル４８、ディスプレイ４９が接続されており、キーボード４６、マウス４７によってコンピュータ４４への指令や各種の条件設定を行なうことができるように構成されている。また、ディスプレイ４９の画面には、像表示領域５０、装置の制御のためのＧＵＩ（グラフィックユーザーインターフェイス）５１、マウス４７やキーボード４６によって画面上を移動するポインター５２が表示されている。また、当然のことながら、コンピュータ４４内には、電子顕微鏡の各種構成要素を指定されたモードや条件に応じてコントロールするためのソフトウェア５３が備えられている。このような構成の動作を次に説明する。
【００３３】
さて、図１に示した走査透過電子顕微鏡は、透過電子顕微鏡像の観察と、走査電子顕微鏡像の観察と、透過走査電子顕微鏡像の観察とを行なうことができる。透過電子顕微鏡像を観察する場合、キーボード４６やマウス４７を用いて、ディスプレイ４９に表示されているＧＵＩ５１中の例えば、ＴＥＭの表示がされている領域にポインター５２を位置させ、マウス４７をクリックするなどして、ＴＥＭモードを選択する。
【００３４】
ＴＥＭモードが選択されると、コンピュータ４４は検出器駆動電源３９を制御し、駆動機構３２により２次電子検出器２７を光軸から遠くに退避させ、駆動機構３４により暗視野像検出器２９を、駆動機構３５により明視野像検出器３０を光軸上から退避させる。そして、駆動機構３３ａと３３ｂによって、第１のＴＶカメラ２８か第２のＴＶカメラ３１のいずれか一方を光軸上に配置し、他方を光軸から退避させる。
【００３５】
この第１のＴＶカメラ２８は広視野観察用に比較的低い倍率の像を観察する際に主として用いられるもので、投影レンズ１９に近い位置に配置される。また、第２のＴＶカメラ３１は、高分解能のＴＶカメラが用いられ、比較的高い倍率で像の観察を行う際に用いられる。この２種のＴＶカメラのいずれを用いるかは、コンピュータ４４のディスプレイ４９のＧＵＩ５１によって選択することができる。
【００３６】
例えば、広視野の電子顕微鏡像を観察する場合には、第１のＴＶカメラ２８が光軸上に配置され、第２のＴＶカメラ３１は光軸から退避させられる。この状態で、コンピュータ４４はコンデンサレンズ４、５、対物レンズ１０の励磁電流を制御し、比較的太い径（１ｎｍ）のプローブが試料１１に照射されるように制御する。また、中間レンズ１６〜１８と投影レンズ１９の励磁電流を制御し、試料１１を透過した電子による像が第１のＴＶカメラ２８のスクリーン上に結像されるように制御する。
【００３７】
このように各レンズを制御して電子銃２からの電子ビームを試料１１に照射すれば、第１のＴＶカメラ２８のスクリーン上には試料の特定広視野の透過電子顕微鏡像が投影される。ＴＶカメラ２８のスクリーン上に投影された像は映像信号として読み出され、透過電子顕微鏡像取得のためのＴＶ電源４０を介してコンピュータ４４に送られる。コンピュータ４４に供給された映像信号は、ディスプレイ４９に供給され、ディスプレイ４９の画面の像表示領域５０上には、広領域の倍率の比較的低い透過電子顕微鏡像が表示される。
【００３８】
なお、比較的倍率の高い高分解能の透過電子顕微鏡像を観察する場合には、駆動機構３３ａによって第１のＴＶカメラ２８が光軸上から退避させられ、駆動機構３３ｂによって第２のＴＶカメラ３１が光軸上に配置される。その際には、中間レンズ１６〜１８、投影レンズ１９のレンズ強度が調整され、電子像がカラム１の下部に配置された第２のＴＶカメラ３１のスクリーン上に結像されるように制御される。
【００３９】
ＴＶカメラ３１のスクリーン上に投影された像は映像信号として読み出され、透過電子顕微鏡像取得のためのＴＶ電源４０を介してコンピュータ４４に送られる。コンピュータ４４に供給された映像信号は、ディスプレイ４９に供給され、ディスプレイ４９の画面の像表示領域５０上には、倍率の高い高分解能の透過電子顕微鏡像が表示される。なお、第１のＴＶカメラ２８を用いて得られた像は試料の視野探しのために用いられ、第２のＴＶカメラ３１を用いて得られた像は視野探しの結果得られた試料の所望領域の高分解能の像となる。
【００４０】
次に、走査電子顕微鏡像と透過走査電子顕微鏡像を観察する際の操作について説明する。走査電子顕微鏡像あるいは走査透過電子顕微鏡像を観察する場合、キーボード４６やマウス４７を用いて、ディスプレイ４９に表示されているＧＵＩ５１中の例えば、ＳＥＭあるいはＳＴＥＭの表示がされている領域にポインター５２を位置させ、マウス４７をクリックするなどして、ＳＥＭあるいはＳＴＥＭモードを選択する。
【００４１】
このＳＥＭモードが選択されると、コンピュータ４４は検出器駆動電源３９を制御し、駆動機構３２によって２次電子検出器２７を光軸に近い位置に移動させ、暗視野像検出器２９、明視野像検出器３０を光軸上から退避させる。そして、第１のＴＶカメラ２８と第２のＴＶカメラ３１も光軸から退避させる。
【００４２】
この状態で、コンピュータ４４はコンデンサレンズ４、５、対物レンズ１０の励磁電流を制御し、比較的細い径（０．２ｎｍ程度）のプローブが試料１１に照射されるように制御する。このように各レンズを制御して電子銃２からの電子ビームを試料１１に照射すると共に、コンデンサレンズアライメントコイル１４、１５に電子ビームの２次元走査信号を供給すれば、試料１１の所定領域で電子ビームが２次元的に走査される。
【００４３】
試料上の電子ビームの２次元走査に基づいて試料１１の表面から発生した２次電子は、２次電子検出器２７に導かれて検出される。検出された２次電子信号は、映像信号として増幅器４１を介してコンピュータ４４に供給される。コンピュータ４４に供給された映像信号は、ディスプレイ４９に供給され、その結果、像表示領域５０には、走査電子顕微鏡像が表示されることになる。
【００４４】
次に、ＳＴＥＭモードが選択されると、コンピュータ４４は検出器駆動電源３９を制御し、駆動機構３２によって２次電子検出器２７を光軸から遠くに離し、駆動機構３３ａ、３３ｂを駆動して、暗視野像検出器２９、明視野像検出器３０のいずれか一方を光軸上に配置し、他方を光軸上から退避させる。そして、第１のＴＶカメラ２８と第２のＴＶカメラ３１も光軸から退避させる。
【００４５】
この状態で、コンピュータ４４はコンデンサレンズ４、５、対物レンズ１０の励磁電流を制御し、比較的細い径（０．２ｎｍ程度）のプローブが試料１１に照射されるように制御する。このように各レンズを制御して電子銃２からの電子ビームを試料１１に照射すると共に、コンデンサレンズアライメントコイル１４、１５に電子ビームの２次元走査信号を供給すれば、試料１１の所定領域で電子ビームが２次元的に走査される。
【００４６】
試料上の電子ビームの２次元走査に基づいて試料１１を透過した電子は、光軸上に配置された暗視野像用検出器２９か明視野像用検出器３０のいずれかによって検出される。検出された透過電子信号は、映像信号として増幅器４１を介してコンピュータ４４に供給される。コンピュータ４４に供給された映像信号は、ディスプレイ４９に供給され、その結果、像表示領域５０には、明視野か暗視野の走査透過電子顕微鏡像が表示されることになる。
【００４７】
図２にＴＥＭモードとＳＥＭおよびＳＴＥＭモードの時の各レンズ強度と光路を参考として示している。図２において実線がＴＥＭモードの時のレンズ強度と光路を示しており、点線がＳＥＭおよびＳＴＥＭモードの時のレンズ強度と光路を示している。図中ＣＬはコンデンサレンズであり、図１の装置の２段のコンデンサレンズを１段で示している。また、ＯＬｐｒｅは対物レンズ１０による試料の前方磁場を示しており、ＯＬｐｏｓｔは、対物レンズ１０による試料の後方磁場を示している。
【００４８】
更に、ＩＬ１は中間レンズで、図１に示した装置の２段の中間レンズを１段で示している。ＩＬ２＋ＰＬは、図１における３段目の中間レンズと投影レンズの合成レンズを示している。この図から明らかなように、ＳＥＭ・ＳＴＥＭモードでは、ＴＥＭモードに比べて対物レンズ１０のレンズ強度が強くされ、中間レンズ系のレンズ強度は弱くされている。
【００４９】
以上説明したように、図１の装置では、透過電子顕微鏡像、走査電子顕微鏡像、走査透過電子顕微鏡像の観察が可能である。図３は図１に示したディスプレイ４９、コンピュータ４４に接続されたマウス４７、同じくコンピュータ４４に接続されたメモリー４５の詳細を示している。なお、マウス４７には左ボタン５５、右ボタン５６、ホイール５７が備えられている。
【００５０】
ディスプレイ４９には、ＧＵＩの選択表示領域５１が表示されており、この表示領域５１には、１次元的に配列したデータで制御可能な機能にそれぞれ対応したボタンＣ１〜Ｃｎが表示されている。例えば、Ｃ１は倍率を変化させるときに用いられるボタン、Ｃ２はカメラ長を調整するときに用いられるボタン、Ｃ３は顕微鏡像を回転させるときに用いられるボタン、Ｃ４は顕微鏡のフォーカスを制御するときに用いられるボタンである。
【００５１】
メモリー４５内には、調整すべき顕微鏡のパラメータに対応したメモリー領域が設けられており、メモリー領域４５ａには各倍率に対応した中間レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３、投影レンズＰＬの各レンズ設定値テーブルが記憶されている。また、メモリー領域４５ｂには各カメラ長に対応した中間レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３、投影レンズＰＬの各レンズ設定値テーブルが記憶されている。
【００５２】
更に、メモリー領域４５ｃにはディスプレイ４９の像表示領域５０に表示された像を回転させる命令がなされたときの、回転角に応じて制御されるレンズ設定値テーブル等が記憶されている。なお、この場合、透過電子顕微鏡モードのときの回転角に応じて制御されるパラメータは、中間レンズ系および投影レンズのレンズ設定値であり、走査電子顕微鏡モードのときの回転角に応じて制御されるパラメータは、アライメントコイルを兼用している走査コイル１４，１５に供給される走査信号である。
【００５３】
さて、透過電子顕微鏡モードに装置を設定すると、ディスプレイ４９の像表示領域５０には、最初に特定の倍率の透過電子顕微鏡像が表示される。この表示された像を観察し、例えば、像の倍率を高くしたい場合、オペレータは、ＧＵＩの選択表示領域５１に表示されている、倍率可変のためのボタンＣ１の位置に、ポインター５２をマウス４７の操作によって移動させる。
【００５４】
ボタンＣ１の位置にポインター５２を位置させ、例えば、マウスの左ボタンをクリックすると、コンピュータ４４は、オペレーティングシステムのコントロールソフトウェアによって、倍率可変モードに入ったことを認識し、メモリー４５の像倍率データが記憶されている記憶領域４５ａにアクセスできる状態とされる。
【００５５】
更に、コントロールソフトウェアは、オペレータに倍率可変モードが選択されたことを明確に認識させるため、選択した倍率可変用ボタンＣ１の色を特定の色、例えば赤に変える。その一方で、他の選択ボタンは排他処理がなされ、他の選択ボタンの色は、非選択色、例えばブルーに変えられる。
【００５６】
ここで、オペレータがマウス４７のホイール５７を回転させると、その回転の一定ステップごとにイベントが起こり、このイベントは、コントロールソフトウェアに伝えられる。コントロールソフトウェアは、伝えられたイベントに応じて透過電子顕微鏡の倍率を変える。実際には、コントロールソフトウェアが選択された倍率（ホイール５７の回転角）に対応した中間レンズ、投影レンズの設定値をメモリー４５内の記憶領域４５ａから読み出し、その値をインターフェイス４３を介して透過電子顕微鏡の各レンズに供給し、所定の倍率となるようにレンズ系のレンズ強度が設定される。
【００５７】
オペレータは、像表示領域５０に表示された、倍率が変えられた透過電子顕微鏡像を観察する。この観察により更に倍率を高くしたい場合には、再びマウス４７のホイール５７を、図中矢印の方向に回転させると、その回転のステップごとに像倍率が高くされ、観察目的に適した倍率にされた際には、ホイール５７の回転を停止し、像の詳細な観察を行う。なお、倍率を低くしたい場合には、ホイール５７を矢印の方向と逆の方向に回転させる。
【００５８】
次に、透過電子顕微鏡のカメラ長を変えたい場合には、ボタンＣ２の位置に、ポインター５２をマウス４７の操作によって移動させる。ボタンＣ２の位置にポインター５２を位置させ、マウスの左ボタンをクリックすると、コンピュータ４４は、オペレーティングシステムのコントロールソフトウェアによって、カメラ長を変化させるモードに入ったことを認識し、メモリー４５のカメラ長データが記憶されている記憶領域４５ｂにアクセスできる状態とされる。
【００５９】
更に、コントロールソフトウェアは、オペレータにカメラ長可変モードが選択されたことを明確に認識させるため、選択したカメラ長可変用ボタンＣ２の色を赤に変える。その一方で、今まで赤色で表示されていた倍率可変用ボタンＣ１は、ブルーに変えられる。
【００６０】
ここで、オペレータがマウス４７のホイール５７を回転させると、その回転の一定ステップごとにイベントが起こり、このイベントは、コントロールソフトウェアに伝えられる。コントロールソフトウェアは、伝えられたイベントに応じて透過電子顕微鏡のカメラ長を変える。実際には、コントロールソフトウェアが選択されたカメラ長（ホイール５７の回転角）に対応した中間レンズ、投影レンズの設定値をメモリー４５内の記憶領域４５ｂから読み出し、その値をインターフェイス４３を介して透過電子顕微鏡の各レンズに供給し、所定のカメラ長となるようにレンズ系のレンズ強度が設定される。
【００６１】
オペレータは、像表示領域５０に表示された、カメラ長が変えられた透過電子顕微鏡像を観察する。この観察により更にカメラ長を変化させたい場合には、再びマウス４７のホイール５７を、適宜回転させると、その回転のステップごとにカメラ長が変えられ、観察目的に適したカメラ長にされた際には、ホイール５７の回転を停止し、像の詳細な観察を行う。
【００６２】
このようにして、オペレータは、マウス４７の操作によって顕微鏡の観察時に１次元的に変化するパラメータの値を変化させ、所望の倍率やカメラ長、回転角の像を表示領域５０に表示させることができる。なお、像を回転させて観察したい場合は、ボタンＣ３を選択し、メモリー４５内の記憶領域４５ｃからマウスホイール５７の回転に応じた像の回転角のデータを読み出し、そのデータに応じたレンズ強度に、中間レンズ１６〜１８、投影レンズ１９のレンズ強度を設定する。
【００６３】
また、試料１１に照射される一次電子ビームのフォーカス状態を変えたい場合には、ボタンＣ４を選択し、メモリー４５内の記憶領域４５ｄからマウスホイール５７の回転に応じた像のフォーカスデータを読み出し、そのデータに応じたレンズ強度に、コンデンサレンズ４、５、対物レンズ１０等の照射系レンズのレンズ強度を設定する。
【００６４】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されず幾多の変形が可能である。例えば、透過電子顕微鏡の１次元的に値が変化するパラメータを、マウス操作によって制御する場合について説明したが、走査電子顕微鏡の１次元的に値が変化するパラメータを制御する場合にも本発明を適用することができる。
【００６５】
例えば、走査電子顕微鏡の倍率を変化させる操作に、本発明を適用する場合には、メモリー４５内の特定の記憶領域に、倍率に応じた一次電子ビームの２次元走査幅のデータを記憶させておけば良い。また、走査電子顕微鏡像を回転させて観察する場合には、メモリー４５内の特定の記憶領域に、一次電子ビームのＸ方向、Ｙ方向の走査方向を像の回転角に応じた方向とするデータを記憶させておけば良い。なお、１次元的に値が変化するパラメータとして、像の倍率、カメラ長、像の回転、一次電子ビームのフォーカスを例として説明したが、他の１次元的に変化するパラメータ、例えば、一次電子ビームの加速電圧等の制御にも本発明を適用することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に基づく電子顕微鏡の調整方法は、コンピュータのディスプレイ上に、少なくとも１次元的に変化させる調整すべき項目を表示させ、特定の調整項目の表示部分にディスプレイに表示されたポインターを移動させ、マウスをクリックすることにより調整項目の選択を行ない、その後マウスのホイールを回転させることによって、該調整項目についての調整を行なうようにしたことを特徴としている。その結果、マウスの操作だけにより多く調整項目について、電子顕微鏡の調整を行なうことができ、従来のマウスと制御パネルに設けられた調整用のつまみの操作によって調整する煩わしさを解消することができる。また、マウスの操作だけにより多くの調整項目について、電子顕微鏡の調整ができるので、電子顕微鏡のオペレータの装置操作の習熟を早めることが可能となる。
【００６７】
また、本発明では、コンピュータのディスプレイ上に調整すべき項目を表示させ、特定の調整項目の表示部分にディスプレイに表示されたポインターを移動させ、マウスをクリックすることにより調整項目の選択を行なった場合、選択された特定の調整項目の表示部分の色を他の調整項目の表示部分の色とは異ならせたことを特徴としている。その結果、オペレータは、電子顕微鏡の調整項目の内のいずれの項目について調整をしているかを良く認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく方法を実施する電子顕微鏡の一例として走査透過電子顕微鏡を示す図である。
【図２】ＳＥＭモードとＴＥＭモードのレンズ強度と光路を示す図である。
【図３】ディスプレイ４９、コンピュータ４４に接続されたマウス４７、同じくコンピュータ４４に接続されたメモリー４５の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１　カラム
２　電子銃
３　加速管
６、２０、２１　アパーチャ
７、８　電子銃アライメントコイル
１０　対物レンズ
１１　試料
１３、２３　非点補正レンズ
１４、１５　コンデンサレンズアライメントコイル
１６、１７、１８　中間レンズ
１９　投影レンズ
２４、２５　イメージシフトコイル
２６　投影レンズアライメントコイル
２７、２９、３０　検出器
２８、３１　ＴＶカメラ
３２ａ、３２ｂ　ＴＶカメラ駆動機構
３３、３４、３５　検出器駆動機構
３６　レンズ電源
３７　高電圧電源
３８　アライメントコイル用電源
３９　検出器駆動電源
４０　ＴＥＭ像のためのＴＶ電源
４１　走査像用信号増幅器
４２　アパーチャ駆動電源
４３　インターフェース
４４　コンピュータ
４５　メモリー
４６　キーボード
４７　マウス
４８　コントロールパネル
４９　ディスプレイ
５０　像表示領域
５１　ＧＵＩ
５２　ポインター[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention focuses an electron beam on a sample by a condenser lens and an objective lens, and scans a sample with a transmission electron microscope or an electron beam that is finely focused so as to image electrons transmitted through the sample, The present invention relates to a method for adjusting an electron microscope such as a scanning electron microscope which detects a signal such as secondary electrons generated from a sample and displays the detected signal in synchronization with scanning of an electron beam.
[0002]
[Prior art]
Electron microscopes are broadly classified into transmission electron microscopes and scanning electron microscopes. In a transmission electron microscope, an electron beam generated from an electron gun and accelerated is focused on a sample by a condenser lens and an objective lens, and electrons transmitted and scattered through the sample are formed on a fluorescent screen, a photographic film, or a TV camera. I try to make it image.
[0003]
Such a transmission electron microscope is configured so that the magnification of an image can be changed depending on the purpose of observation, and the focus of an electron beam irradiated onto a sample can be arbitrarily changed. The one-dimensional parameters such as the magnification and focus of the transmission electron microscope can be arbitrarily changed by adjusting a magnification adjustment knob and a focus adjustment knob provided on an operation panel of the transmission electron microscope.
[0004]
For example, if the magnification knob is rotated to the right, the excitation intensity (lens intensity) of each lens of the imaging lens diameter is changed so as to increase the magnification according to the amount of rotation. If the magnification knob is rotated to the left, the excitation intensity (lens intensity) of each lens of the imaging lens diameter is changed so as to increase the magnification according to the amount of rotation. Similarly, in the focus adjustment, the rotation of the knob changes the excitation intensity of each lens of the lens system that affects the focus, and changes the focus state of the electron beam applied to the sample.
[0005]
On the other hand, in a scanning electron microscope, an electron beam generated and accelerated from an electron gun is narrowly focused on a sample by a condenser lens and an objective lens, and a predetermined range on the sample is scanned by the electron beam. By irradiating the sample with a narrowly focused electron beam, secondary electrons and reflected electrons generated from the sample and electrons transmitted through the sample are detected, and this detection signal is supplied to the display according to the scanning of the primary electron beam. The scanning electron microscope image of the sample is displayed.
[0006]
Such a scanning electron microscope is configured so that the magnification of the image can be changed depending on the purpose of observation, and the focus of the electron beam irradiated onto the sample can be arbitrarily changed. The one-dimensional parameters such as the magnification and focus of the scanning electron microscope can be arbitrarily changed by adjusting a magnification adjustment knob and a focus adjustment knob provided on an operation panel of the scanning electron microscope.
[0007]
For example, if the magnification knob is rotated to the right, the two-dimensional scanning range of the primary electron beam applied to the sample is changed according to the amount of rotation, and the magnification of the image on the display screen is changed. Also, for the adjustment of the focus of the electron beam irradiated on the sample, the excitation intensity (lens intensity) of each lens of the irradiation lens system including the condenser lens and the objective lens is changed by adjusting the focus adjustment knob. The focus state of the electron beam irradiated on the sample is changed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, even in modern computer-controllable electron microscopes, when changing one-dimensional parameters such as magnification and focus, rotate or slide the magnification adjustment knob and focus adjustment knob provided on the operation panel. Let me do it. The change of the knob is read by a computer, and under the control of the computer, the parameters of each lens of the electron microscope are changed according to the change amount.
[0009]
However, in the latest electron microscope, it has become possible to change parameters to be adjusted by an operator through a GUI (Graphical User Interface). By increasing the number of parameters to be adjusted using this GUI, the number of knobs on the operation panel can be reduced. As a result, the operation performed by the operator can be simplified, and the cost can be reduced. Furthermore, with regard to the operation of the computer itself, many operators have a high level of proficiency, and it is expected that by operating the electron microscope with the computer, the operator will be able to quickly learn the operation of the electron microscope.
[0010]
If many operations of the electron microscope can be performed by the computer, the effect is great. For example, in an electron microscope that can be controlled by a computer, when operating the electron microscope, a pointer such as a mouse is always held and operated by an operator.
[0011]
If the electron microscope is equipped with an operation panel with knobs, and the operator must perform operations that require adjusting the knobs, the operator must release his hand from the mouse. The operation is troublesome.
[0012]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to improve the operability of an electron microscope by reducing annoying adjustment operations by adjusting knobs, increasing operations by a computer, and improving the operability of beginners. An object of the present invention is to realize a method for adjusting an electron microscope that can accelerate the proficiency of the electron microscope.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
An adjustment method of an electron microscope according to the present invention includes an electron gun for generating and accelerating an electron beam, a lens system for focusing an electron beam from the electron gun on a sample, and an imaging system for imaging electrons transmitted through the sample. In an electron microscope having an image lens system and capable of controlling the intensity of lenses included in each lens system by a computer, an item to be adjusted is displayed on a computer display, and a display portion of a specific adjustment item is displayed. Is moved, and the adjustment item is selected by clicking the mouse, and then the adjustment of the adjustment item is performed by rotating the mouse wheel.
[0014]
In the present invention, an item to be adjusted to be changed at least one-dimensionally is displayed on a display of a computer, the pointer displayed on the display is moved to a display portion of a specific adjustment item, and the mouse is adjusted by clicking the mouse. An item is selected, and then the mouse wheel is rotated to adjust the adjustment item.
[0015]
In the present invention, the item to be adjusted is displayed on the display of the computer, the pointer displayed on the display is moved to the display portion of the specific adjustment item, and the adjustment item is selected by clicking the mouse. In this case, the color of the display portion of the selected specific adjustment item is different from the color of the display portion of the other adjustment items.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a scanning transmission electron microscope according to the present invention. In this microscope, an electron beam is scanned on a sample, and a scanning electron microscope image based on secondary electrons from the sample surface is obtained. Scanning the beam over the sample and observing multiple images: a scanning transmission electron microscope image based on the electrons transmitted through the sample and a transmission electron microscope image based on the electrons transmitted through the sample without scanning the electron beam. It is configured.
[0017]
In the figure, an electron beam EB generated from an electron gun 2 arranged above an electron microscope column 1 is accelerated by an acceleration tube 3. The electron beam accelerated to, for example, 50 kV by the accelerating tube 3 is focused by the first condenser lens 4 and the second condenser lens 5.
[0018]
The central portion of the electron beam converged by the condenser lenses 4 and 5 passes through the opening of the condenser lens aperture 6, and the portion having a large aberration outside the electron beam is blocked by the aperture 5. The condenser lens aperture 6 is provided with a plurality of apertures having different diameters, and is configured such that an aperture having any appropriate diameter is arranged on the optical axis according to various modes of the microscope. I have. A pair of alignment coils 7 and 8 are disposed between the accelerating tube 3 and the condenser lens 4 to correct the axial deviation of the electron beam generated from the electron gun 2 and accelerated by the accelerating tube 3.
[0019]
The electron beam that has passed through the opening of the condenser lens aperture 6 is finely adjusted in focus of the electron beam by the condenser mini lens 9, and then is irradiated on the sample 11 arranged in the magnetic field of the objective lens 10. Between the condenser lens aperture 6 and the sample 11, an astigmatism correction lens 13 for correcting astigmatism of the condenser lens and an axis shift of the electron beam focused by the condenser lenses 4 and 5 are corrected. Alignment coils 14 and 15 are arranged. Note that the alignment coils 14 and 15 also operate as coils for two-dimensional scanning of the electron beam in the scanning image observation mode.
[0020]
The forward magnetic field of the sample 11 by the objective lens 10 contributes to the focusing of the electron beam, and the rear magnetic field of the sample 11 forms an imaging lens system by the intermediate lenses 16, 17, and 18 and the projection lens 19 at the subsequent stage. In addition, an objective lens aperture 20 is disposed in front of the objective lens 10, and a portion having a large aberration outside the electron beam is shielded by the aperture 20. The objective lens aperture 20 is provided with a plurality of openings having different diameters, and is configured such that an opening having any appropriate diameter is arranged on the optical axis according to various modes of the microscope. I have. An objective mini-lens 22 for finely adjusting the magnetic field of the objective lens 10 is arranged between the objective lens 10 and the aperture 21.
[0021]
Further, below the objective lens aperture 20, an astigmatism correction lens 23 for correcting astigmatism of the objective lens 10, and image shift coils 24 and 25 are provided. An alignment coil 26 for aligning an electron beam axis is disposed downstream of the projection lens 19.
[0022]
A secondary electron detector 27 is provided above the sample 11. This secondary electron detector is operated in the scanning electron microscope image observation mode. For example, a detector composed of a scintillator and a photomultiplier tube is used to accelerate secondary electrons from a sample. Lead to the scintillator.
[0023]
Further, at the subsequent stage of the imaging lens system, a first TV camera 28 such as a CCD camera, a detector 29 for dark-field image observation, a detector 30 for bright-field image observation 30, and a Two TV cameras 31 are arranged. The first TV camera 28 is configured to be insertable into and removable from the optical axis by a driving mechanism 32. The detector 29 for observing a dark-field image and the detector 30 for observing a bright-field image are configured to be insertable into and removable from the optical axis by driving mechanisms 33 and 34, respectively. Further, the second TV camera 31 is configured to be able to be inserted and removed on the optical axis by a driving mechanism 35.
[0024]
Lenses in column 1, namely condenser lenses 4, 5, condenser lens mini lens 9, objective lens 10, objective lens mini lens 22, intermediate lenses 16, 17, 18, projection lens 19, and astigmatism correction lenses 13, 23 Is supplied with an excitation current from the lens power supply 36. A desired high voltage is applied to the electron gun 2 and the acceleration tube 3 from a high voltage power supply 37.
[0025]
Further, a desired current flows from the alignment power supply 38 to the electron gun alignment coils 7 and 8, the condenser lens alignment coils 14 and 15, the image shift coils 24 and 25, and the projection lens alignment coil 26. The axis deviation of the electron beam is appropriately corrected by the magnetic field generated by the above, and the position of the image is moved.
[0026]
Further, a driving mechanism 32 for the secondary electron detector 27, a driving mechanism 33a for the first TV camera 28, a driving mechanism 34 for the detector 29 for dark field image observation, a driving mechanism 35 for the detector 30 for bright field image observation, The drive mechanism 33b of the second TV camera 31 is selectively driven by a drive voltage from a detector drive power supply 39 so that only a specific detector is arranged on the optical axis or is brought close to the optical axis. Is configured.
[0027]
Further, a TV power supply 40 for acquiring transmission electron microscope image signals from the first TV camera 28 and the second TV camera 31 is provided, and a secondary electron detector 27 and a detection for dark field image observation are provided. The scanning image signals from the detector 29 and the bright-field image observation detector 30 are supplied to an amplifier 41.
[0028]
The apertures 6, 20, and 21 arranged along the optical axis in the column 1 are driven by an aperture driving power supply 42, and the size of each aperture on the optical axis is selected to be optimal.
[0029]
The lens power supply 36, high voltage power supply 37, alignment power supply 38, detector position drive power supply 39, TV camera power supply 40, detector signal amplifier 41, and aperture drive power supply 42 are connected to a computer 44 via an interface 43. I have. As a result, the computer 44 controls the lens power supply 36, the high-voltage power supply 37, the alignment power supply 38, the detector drive power supply 39, the TV camera power supply 40, the signal amplifier 41, and the aperture drive power supply 42.
[0030]
A memory 45 is connected to the computer 44. In the memory 45, each lens strength, selection of a detector, selection of an aperture, and the like are determined by an observation mode of an electron microscope, an acceleration voltage and a magnification of an electron gun. Is stored in the form of a table in accordance with.
[0031]
For example, when the accelerating voltage of the electron gun is changed, the electron beam is optimally focused on the sample 11 at the selected accelerating voltage, and the electron image transmitted through the sample has, for example, a specified magnification. The lens intensities that are optimally projected on the screen of one TV camera 28 are stored in advance.
[0032]
A keyboard 46, a mouse 47, a control panel 48, and a display 49 are connected to the computer 44, and commands and instructions for the computer 44 and various conditions can be set by the keyboard 46 and the mouse 47. . On the screen of the display 49, an image display area 50, a GUI (graphic user interface) 51 for controlling the apparatus, and a pointer 52 that moves on the screen with a mouse 47 and a keyboard 46 are displayed. Naturally, the computer 44 includes software 53 for controlling various components of the electron microscope in accordance with designated modes and conditions. The operation of such a configuration will now be described.
[0033]
The scanning transmission electron microscope shown in FIG. 1 can observe a transmission electron microscope image, observe a scanning electron microscope image, and observe a transmission scanning electron microscope image. When observing a transmission electron microscope image, the pointer 52 is positioned in, for example, a region where a TEM is displayed in the GUI 51 displayed on the display 49 using the keyboard 46 and the mouse 47, and the mouse 47 is clicked. For example, the TEM mode is selected.
[0034]
When the TEM mode is selected, the computer 44 controls the detector drive power supply 39, causes the drive mechanism 32 to retract the secondary electron detector 27 far from the optical axis, and drives the dark field image detector 29 by the drive mechanism 34. The bright-field image detector 30 is retracted from the optical axis by the drive mechanism 35. Then, one of the first TV camera 28 and the second TV camera 31 is arranged on the optical axis by the driving mechanisms 33a and 33b, and the other is retracted from the optical axis.
[0035]
The first TV camera 28 is mainly used when observing an image having a relatively low magnification for wide-field observation, and is arranged at a position close to the projection lens 19. The second TV camera 31 is a high-resolution TV camera, and is used when observing an image at a relatively high magnification. Which of the two types of TV cameras to use can be selected by the GUI 51 on the display 49 of the computer 44.
[0036]
For example, when observing a wide-field electron microscope image, the first TV camera 28 is arranged on the optical axis, and the second TV camera 31 is retracted from the optical axis. In this state, the computer 44 controls the excitation currents of the condenser lenses 4 and 5 and the objective lens 10 so that the sample 11 is irradiated with a probe having a relatively large diameter (1 nm). Further, the excitation current of the intermediate lenses 16 to 18 and the projection lens 19 is controlled so that an image formed by the electrons transmitted through the sample 11 is formed on the screen of the first TV camera 28.
[0037]
By controlling each lens in this way and irradiating the sample 11 with the electron beam from the electron gun 2, a transmission electron microscope image of a specific wide field of view of the sample is projected on the screen of the first TV camera 28. The image projected on the screen of the TV camera 28 is read as a video signal and sent to the computer 44 via the TV power supply 40 for acquiring a transmission electron microscope image. The video signal supplied to the computer 44 is supplied to a display 49, and a transmission electron microscope image having a wide area and a relatively low magnification is displayed on an image display area 50 of the screen of the display 49.
[0038]
When observing a transmission electron microscope image with a relatively high magnification and a high resolution, the first TV camera 28 is retracted from the optical axis by the driving mechanism 33a, and the second TV camera 31 is moved by the driving mechanism 33b. Are arranged on the optical axis. At that time, the lens intensities of the intermediate lenses 16 to 18 and the projection lens 19 are adjusted, and control is performed so that an electronic image is formed on the screen of the second TV camera 31 arranged below the column 1. You.
[0039]
The image projected on the screen of the TV camera 31 is read out as a video signal and sent to the computer 44 via the TV power supply 40 for acquiring a transmission electron microscope image. The video signal supplied to the computer 44 is supplied to a display 49, and a high-resolution high-resolution transmission electron microscope image is displayed on an image display area 50 on the screen of the display 49. The image obtained by using the first TV camera 28 is used for searching for the visual field of the sample, and the image obtained by using the second TV camera 31 is used for searching the sample obtained by the visual field search. A high-resolution image of the area is obtained.
[0040]
Next, an operation for observing a scanning electron microscope image and a transmission scanning electron microscope image will be described. When observing the scanning electron microscope image or the scanning transmission electron microscope image, the pointer 52 is moved to an area where the SEM or STEM is displayed in the GUI 51 displayed on the display 49 by using the keyboard 46 or the mouse 47. Position and click the mouse 47 to select the SEM or STEM mode.
[0041]
When the SEM mode is selected, the computer 44 controls the detector drive power supply 39, moves the secondary electron detector 27 to a position close to the optical axis by the drive mechanism 32, and outputs the dark field image detector 29, the bright field The image detector 30 is retracted from the optical axis. Then, the first TV camera 28 and the second TV camera 31 are also retracted from the optical axis.
[0042]
In this state, the computer 44 controls the exciting currents of the condenser lenses 4 and 5 and the objective lens 10 so that the probe having a relatively small diameter (about 0.2 nm) is irradiated on the sample 11. As described above, by controlling each lens to irradiate the sample 11 with the electron beam from the electron gun 2 and supplying a two-dimensional scanning signal of the electron beam to the condenser lens alignment coils 14 and 15, a predetermined area of the sample 11 can be obtained. The electron beam is scanned two-dimensionally.
[0043]
Secondary electrons generated from the surface of the sample 11 based on the two-dimensional scanning of the electron beam on the sample are guided to the secondary electron detector 27 and detected. The detected secondary electron signal is supplied to the computer 44 via the amplifier 41 as a video signal. The video signal supplied to the computer 44 is supplied to the display 49, and as a result, the image display area 50 displays a scanning electron microscope image.
[0044]
Next, when the STEM mode is selected, the computer 44 controls the detector drive power supply 39, moves the secondary electron detector 27 away from the optical axis by the drive mechanism 32, and drives the drive mechanisms 33a and 33b. , One of the dark-field image detector 29 and the bright-field image detector 30 is arranged on the optical axis, and the other is retracted from the optical axis. Then, the first TV camera 28 and the second TV camera 31 are also retracted from the optical axis.
[0045]
In this state, the computer 44 controls the exciting currents of the condenser lenses 4 and 5 and the objective lens 10 so that the probe having a relatively small diameter (about 0.2 nm) is irradiated on the sample 11. As described above, by controlling each lens to irradiate the sample 11 with the electron beam from the electron gun 2 and supplying a two-dimensional scanning signal of the electron beam to the condenser lens alignment coils 14 and 15, a predetermined area of the sample 11 can be obtained. The electron beam is scanned two-dimensionally.
[0046]
Electrons transmitted through the sample 11 based on the two-dimensional scanning of the electron beam on the sample are detected by either the dark-field image detector 29 or the bright-field image detector 30 arranged on the optical axis. The detected transmitted electron signal is supplied to the computer 44 via the amplifier 41 as a video signal. The video signal supplied to the computer 44 is supplied to a display 49, and as a result, a bright field or dark field scanning transmission electron microscope image is displayed in the image display area 50.
[0047]
FIG. 2 shows each lens intensity and optical path in the TEM mode, the SEM mode and the STEM mode for reference. In FIG. 2, a solid line indicates the lens intensity and the optical path in the TEM mode, and a dotted line indicates the lens intensity and the optical path in the SEM and STEM modes. In the figure, CL is a condenser lens, and the two-stage condenser lens of the apparatus of FIG. OLpre indicates a forward magnetic field of the sample by the objective lens 10, and OLpost indicates a rear magnetic field of the sample by the objective lens 10.
[0048]
Further, IL1 is an intermediate lens, which indicates a two-stage intermediate lens of the apparatus shown in FIG. 1 in one stage. IL2 + PL indicates a combined lens of the third-stage intermediate lens and projection lens in FIG. As is clear from this figure, in the SEM / STEM mode, the lens strength of the objective lens 10 is increased and the lens strength of the intermediate lens system is weaker than in the TEM mode.
[0049]
As described above, the apparatus of FIG. 1 enables observation of a transmission electron microscope image, a scanning electron microscope image, and a scanning transmission electron microscope image. FIG. 3 shows details of the display 49 shown in FIG. 1, the mouse 47 connected to the computer 44, and the memory 45 also connected to the computer 44. The mouse 47 includes a left button 55, a right button 56, and a wheel 57.
[0050]
On the display 49, a GUI selection display area 51 is displayed. In the display area 51, buttons C1 to Cn corresponding to functions that can be controlled by data arranged one-dimensionally are displayed. For example, C1 is a button used to change the magnification, C2 is a button used to adjust the camera length, C3 is a button used to rotate the microscope image, and C4 is a button used to control the focus of the microscope. Button used.
[0051]
In the memory 45, a memory area corresponding to the microscope parameter to be adjusted is provided, and in the memory area 45a, each lens setting value table of the intermediate lenses L1, L2, L3 and the projection lens PL corresponding to each magnification. Is stored. In the memory area 45b, respective lens setting value tables of the intermediate lenses L1, L2, L3 and the projection lens PL corresponding to each camera length are stored.
[0052]
Further, the memory area 45c stores a lens setting value table and the like that are controlled according to the rotation angle when an instruction to rotate the image displayed on the image display area 50 of the display 49 is issued. In this case, the parameter controlled according to the rotation angle in the transmission electron microscope mode is a lens setting value of the intermediate lens system and the projection lens, and is controlled according to the rotation angle in the scanning electron microscope mode. The parameters are scanning signals supplied to the scanning coils 14 and 15 which also serve as alignment coils.
[0053]
When the apparatus is set in the transmission electron microscope mode, a transmission electron microscope image having a specific magnification is first displayed in the image display area 50 of the display 49. When observing the displayed image and, for example, wishing to increase the magnification of the image, the operator moves the pointer 52 to the position of the button C1 for changing magnification displayed in the selection display area 51 of the GUI with the mouse 47. To move.
[0054]
When the pointer 52 is positioned at the position of the button C1 and the left button of the mouse is clicked, for example, the computer 44 recognizes that the variable magnification mode has been entered by the control software of the operating system, and the image magnification data in the memory 45 is displayed. It is possible to access the stored storage area 45a.
[0055]
Further, the control software changes the color of the selected magnification changing button C1 to a specific color, for example, red, so that the operator can clearly recognize that the magnification changing mode has been selected. On the other hand, the other selection buttons are subjected to exclusive processing, and the color of the other selection buttons is changed to a non-selection color, for example, blue.
[0056]
Here, when the operator rotates the wheel 57 of the mouse 47, an event occurs at every fixed step of the rotation, and this event is transmitted to the control software. The control software changes the magnification of the transmission electron microscope according to the reported event. Actually, the control software reads the set values of the intermediate lens and the projection lens corresponding to the selected magnification (rotation angle of the wheel 57) from the storage area 45a in the memory 45, and reads the values through the interface 43 through the interface 43. The power is supplied to each lens of the microscope, and the lens strength of the lens system is set so as to have a predetermined magnification.
[0057]
The operator observes the transmission electron microscope image displayed in the image display area 50 with the magnification changed. If it is desired to further increase the magnification by this observation, by rotating the wheel 57 of the mouse 47 again in the direction of the arrow in the figure, the image magnification is increased at each rotation step, and the magnification suitable for the observation purpose is set. In this case, the rotation of the wheel 57 is stopped, and a detailed observation of the image is performed. To reduce the magnification, the wheel 57 is rotated in the direction opposite to the direction of the arrow.
[0058]
Next, when it is desired to change the camera length of the transmission electron microscope, the pointer 52 is moved to the position of the button C2 by operating the mouse 47. When the pointer 52 is positioned at the position of the button C2 and the left button of the mouse is clicked, the computer 44 recognizes that the camera length change mode has been entered by the control software of the operating system. Can be accessed to the storage area 45b in which is stored.
[0059]
Further, the control software changes the color of the selected camera length variable button C2 to red so that the operator can clearly recognize that the camera length variable mode has been selected. On the other hand, the magnification changing button C1, which has been displayed in red, is changed to blue.
[0060]
Here, when the operator rotates the wheel 57 of the mouse 47, an event occurs at every fixed step of the rotation, and this event is transmitted to the control software. The control software changes the camera length of the transmission electron microscope according to the reported event. Actually, the control software reads the set values of the intermediate lens and the projection lens corresponding to the selected camera length (rotation angle of the wheel 57) from the storage area 45b in the memory 45, and transmits the values through the interface 43. It is supplied to each lens of the electron microscope, and the lens strength of the lens system is set so as to have a predetermined camera length.
[0061]
The operator observes the transmission electron microscope image displayed in the image display area 50 with the camera length changed. If it is desired to further change the camera length by this observation, the wheel 57 of the mouse 47 is again rotated as appropriate, and the camera length is changed for each rotation step. , The rotation of the wheel 57 is stopped and a detailed observation of the image is performed.
[0062]
In this way, the operator can change the values of the parameters that change one-dimensionally when observing the microscope by operating the mouse 47, and display the image of the desired magnification, camera length, and rotation angle on the display area 50. it can. When the user wants to rotate the image for observation, the user selects the button C3, reads data of the image rotation angle corresponding to the rotation of the mouse wheel 57 from the storage area 45c in the memory 45, and sets the lens intensity according to the data. Then, the lens strengths of the intermediate lenses 16 to 18 and the projection lens 19 are set.
[0063]
To change the focus state of the primary electron beam applied to the sample 11, the user selects the button C4 and reads out the focus data of the image corresponding to the rotation of the mouse wheel 57 from the storage area 45d in the memory 45, The lens strength of the irradiation system lens such as the condenser lenses 4 and 5 and the objective lens 10 is set to the lens strength according to the data.
[0064]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made. For example, a case has been described in which a parameter whose value changes one-dimensionally in a transmission electron microscope is controlled by a mouse operation, but the present invention is also applied to a case where a parameter whose value changes one-dimensionally in a scanning electron microscope is controlled. Can be applied.
[0065]
For example, when the present invention is applied to the operation of changing the magnification of the scanning electron microscope, data of the two-dimensional scanning width of the primary electron beam corresponding to the magnification is stored in a specific storage area in the memory 45. It is good. When the scanning electron microscope image is rotated and observed, a specific storage area in the memory 45 stores data in which the scanning direction in the X and Y directions of the primary electron beam is a direction corresponding to the rotation angle of the image. Should be stored. Note that, as the parameters whose values change one-dimensionally, the magnification of the image, the camera length, the rotation of the image, and the focus of the primary electron beam have been described as examples, but other parameters that change one-dimensionally, for example, the primary electron The present invention can be applied to control of beam acceleration voltage and the like.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, the adjustment method of the electron microscope according to the present invention displays an item to be adjusted to be changed at least one-dimensionally on a display of a computer, and displays the item to be adjusted on a display portion of a specific adjustment item. The adjustment item is selected by moving the pointer and clicking the mouse, and then adjusting the adjustment item by rotating the mouse wheel. As a result, the electron microscope can be adjusted for many adjustment items only by operating the mouse, and the trouble of adjusting by the conventional mouse and the operation of the adjustment knob provided on the control panel can be eliminated. . In addition, since the electron microscope can be adjusted for many adjustment items only by operating the mouse, the operator of the electron microscope can quickly learn the device operation.
[0067]
In the present invention, the item to be adjusted is displayed on the display of the computer, the pointer displayed on the display is moved to the display portion of the specific adjustment item, and the adjustment item is selected by clicking the mouse. The case is characterized in that the color of the display portion of the selected specific adjustment item is different from the color of the display portion of the other adjustment items. As a result, the operator can easily recognize which of the adjustment items of the electron microscope is being adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a scanning transmission electron microscope as an example of an electron microscope for performing a method according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing lens intensities and optical paths in a SEM mode and a TEM mode.
3 is a diagram showing details of a display 49, a mouse 47 connected to the computer 44, and a memory 45 also connected to the computer 44. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Column 2 Electron gun 3 Accelerator tube 6, 20, 21 Aperture 7, 8 Electron gun alignment coil 10 Objective lens 11 Sample 13, 23 Astigmatism correction lens 14, 15 Condenser lens alignment coil 16, 17, 18 Intermediate lens 19 Projection lens 24, 25 Image shift coil 26 Projection lens alignment coil 27, 29, 30 Detector 28, 31 TV camera 32a, 32b TV camera drive mechanism 33, 34, 35 Detector drive mechanism 36 Lens power supply 37 High voltage power supply 38 For alignment coil Power supply 39 Detector drive power supply 40 TV power supply for TEM image 41 Scanning image signal amplifier 42 Aperture drive power supply 43 Interface 44 Computer 45 Memory 46 Keyboard 47 Mouse 48 Control panel 49 Display 50 Image display area 1 GUI
52 pointer

Claims

An electron gun for generating and accelerating an electron beam, a lens system for focusing the electron beam from the electron gun on a sample, and an imaging lens system for imaging electrons transmitted through the sample are provided. In an electron microscope in which the intensity of lenses included in the system can be controlled by a computer, an item to be adjusted is displayed on a computer display, a pointer displayed on the display is moved to a display portion of a specific adjustment item, and a mouse is moved. An adjustment method for an electron microscope in which an adjustment item is selected by clicking, and then the adjustment of the adjustment item is performed by rotating a mouse wheel.

When the item to be adjusted is displayed on the computer display, the pointer displayed on the display is moved to the display portion of the specific adjustment item, and when the adjustment item is selected by clicking the mouse, the selected item is selected. 2. The method for adjusting an electron microscope according to claim 1, wherein the color of the display portion of the adjustment item is different from the color of the display portion of the other adjustment items.

The adjustment item is an image magnification, and by rotating the wheel, each lens strength of the imaging lens system is changed according to a predetermined magnification according to the amount of rotation, and the magnification of the image is changed by rotating the wheel. The method for adjusting an electron microscope according to claim 1, wherein the magnification can be changed in a predetermined step from low magnification to high magnification and from high magnification to low magnification.

The adjustment item is the focus of the electron beam applied to the sample, and by rotating the wheel, the lens strength of the lens system for irradiating the sample with the electron beam changes to a predetermined value according to the amount of rotation. The method for adjusting an electron microscope according to claim 1, wherein the focus state of the electron beam on the sample is changed in steps determined by rotation of the wheel.

The adjustment item is the rotation amount of the image, and by rotating the wheel, each lens strength of the imaging lens system is changed according to the rotation amount according to the predetermined rotation amount of the image. 3. The method for adjusting an electron microscope according to claim 1, wherein the amount of rotation can be changed in predetermined steps by rotating the wheel.

An electron gun for generating and accelerating an electron beam, a lens system for focusing the electron beam from the electron gun on a sample, and a scanning unit for two-dimensionally scanning the irradiation position of the electron beam on the sample, A detector for detecting a signal obtained in accordance with the two-dimensional scanning of the sample with the electron beam, and an electron beam capable of controlling the scanning width of the two-dimensional scanning region of the electron beam on the sample in the X and Y directions by a computer In an electron microscope equipped with a function to scan an item, an item to be adjusted is displayed on a computer display, the pointer displayed on the display is moved to a display portion of a specific adjustment item, and the adjustment item is clicked by a mouse. And then adjusting the adjustment item by rotating the mouse wheel.

When the item to be adjusted is displayed on the computer display, the pointer displayed on the display is moved to the display portion of the specific adjustment item, and when the adjustment item is selected by clicking the mouse, the selected item is selected. 7. The method for adjusting an electron microscope according to claim 6, wherein the color of the display portion of the adjustment item is different from the color of the display portion of the other adjustment items.

The adjustment item is an image magnification. By rotating the wheel, the scanning width in the X and Y directions of the two-dimensional scanning area is changed according to the amount of rotation, according to a predetermined magnification, and the image is adjusted. 8. The method for adjusting an electron microscope according to claim 6, wherein the magnification can be changed in predetermined steps from low magnification to high magnification and from high magnification to low magnification by rotating the wheel.

The adjustment item is the focus of the electron beam applied to the sample, and by rotating the wheel, the lens strength of the lens system for irradiating the sample with the electron beam changes to a predetermined value according to the amount of rotation. 8. The method for adjusting an electron microscope according to claim 6, wherein the focus state of the electron beam on the sample is changed in steps determined by rotation of the wheel.

The adjustment item is a rotation amount of the image, and by rotating the wheel, the scanning direction of the electron beam is changed according to the rotation amount according to the rotation amount of the image, and the rotation amount of the image is changed. 8. The method for adjusting an electron microscope according to claim 6, wherein the change can be made in a predetermined step by rotating the wheel.