JP3112527B2 - 電子顕微鏡 - Google Patents

電子顕微鏡

Info

Publication number
JP3112527B2
JP3112527B2 JP03298776A JP29877691A JP3112527B2 JP 3112527 B2 JP3112527 B2 JP 3112527B2 JP 03298776 A JP03298776 A JP 03298776A JP 29877691 A JP29877691 A JP 29877691A JP 3112527 B2 JP3112527 B2 JP 3112527B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
image
observation mode
diffraction image
plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03298776A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05135727A (ja
Inventor
善博 新井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Priority to JP03298776A priority Critical patent/JP3112527B2/ja
Priority to US07/972,176 priority patent/US5304801A/en
Publication of JPH05135727A publication Critical patent/JPH05135727A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3112527B2 publication Critical patent/JP3112527B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC 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
    • H01ELECTRIC 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
    • H01J37/295Electron or ion diffraction tubes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子顕微鏡に係り、特
に透過型電子顕微鏡(TEM)において電子顕微鏡像
と、回折像とを観察するための結像系レンズの構成及び
その動作に関する。
【0002】
【従来の技術】TEMにおいては、試料の拡大像である
電子顕微鏡像を観察するモード(以下、像観察モードと
称す)と、対物レンズ(OL)の後焦点面に結像される
電子線回折像(以下、単に回折像と称す)を結像系レン
ズによりスクリーンに投影して観察するモード(以下、
このモードを回折像観察モードと称す)があり、特に後
者は制限視野回折法と称されている。像観察モード時及
び回折像観察モード時の結像系レンズの動作の概略を図
3に示す。なお、図中、1は試料、2は対物絞り、3は
視野制限絞り、4はスクリーン、OLは対物レンズ、I
1 は第1中間レンズ、IL2 は第2中間レンズ、PL
は投影レンズを示す。
【0003】図3Aは像観察モード時の結像系レンズの
動作を示す図であるが、このとき対物絞り2は電子顕微
鏡像のコントラストを向上させるために挿入され、視野
制限絞り3は取り外される。また電子線は所望の明るさ
が得られるように収束されている。
【0004】さて、電子線が試料1に照射されると、対
物絞り2の位置、即ちOLの後焦点面には回折像が結像
されると共に、視野制限絞り3の位置には電子顕微鏡像
が結像される。そして、第1中間レンズIL1 は当該視
野制限絞り3の位置に結像される電子顕微鏡像を物面と
して所定の位置に電子顕微鏡像を結像し、以下、当該電
子顕微鏡像は第2中間レンズIL2 ,投影レンズRLに
より拡大されてスクリーン4上に結像される。
【0005】図3Bは回折像観察モード時の結像系レン
ズの動作を示す図であり、このとき対物絞り2は取り外
され、視野制限絞り3は挿入されている。また電子線
は、回折像の中心のスポットによりスクリーン4が焼き
付いてしまうことを防止するために、広い照射領域とな
される。そして、第1中間レンズIL1 は対物絞り2の
位置に結像されている回折像を物面として所定の位置に
回折像を結像し、以下、当該回折像は第2中間レンズI
2 ,投影レンズRLにより拡大されてスクリーン4上
に結像される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、金属等の結
晶性を有する試料を観察する場合には像観察モードと回
折像観察モードとを頻繁に切り替える必要があり、電子
顕微鏡像の写真と、当該電子顕微鏡像と同一視野の回折
像の写真の一対の写真を撮影するためには20〜30回程度
モードの切り替えを行っているのが通常である。そし
て、上述したところから明らかなように、モードを切り
替える度毎に対物絞りの挿入あるいは取り外し、視野制
限絞りの挿入あるいは取り外し、及び電子線の収束状態
の切り替えという操作を行わなければならないので非常
に操作が煩わしいものであった。
【0007】また、上述したように電子顕微鏡像を観察
する場合には対物絞りは欠くことのできないものである
が、近年の分解能が非常に高いTEMにおいてはOLの
ポールピースのギャップは数mm程度と小さいので対物
絞りをポールピース内に配置することは非常に困難であ
り、更にその位置をOLの後焦点面に合わせることは殆
ど不可能であるので、良好な電子顕微鏡像が得られない
という問題があった。本発明は、上記の課題を解決する
ものであって、対物絞りを配置できない電子顕微鏡にお
いても電子顕微鏡像及び回折像の双方を良好に観察する
ことができるばかりでなく、像観察モードと回折像観察
モードとの切り替えを容易に行うことができる電子顕微
鏡を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電子顕微鏡は、対物レンズと、前記対物
レンズの像面の近傍に配置され、且つ対物レンズ後焦点
面に結像される回折像を物面として当該回折像を視野制
限絞りの位置に結像する第1レンズと、像観察モード時
においては前記対物レンズの像面を物面とし、回折像観
察モード時においては前記第1レンズにより視野制限絞
りの位置に結像された回折像を物面とするように励磁さ
れる第2レンズとを少なくとも備えることを特徴とす
る。
【0009】
【作用】対物レンズの像面の近傍には第1レンズが配置
されている。この第1レンズは常時対物レンズ後焦点面
に結像される回折像を物面として当該回折像を視野制限
絞りの位置に結像する。また、第1レンズの後段には第
2レンズが配置されている。この第2レンズは、像観察
モード時には対物レンズの像面を物面とし、回折像観察
モード時には第1レンズにより視野制限絞りの位置に結
像された回折像を物面とするように励磁される。従っ
て、像観察モード時には対物レンズの像面に結像されて
いる電子顕微鏡像が第2レンズ及びその後段のレンズに
よりスクリーン上に拡大投影され、回折像観察モード時
には、第1レンズにより視野制限絞りの位置に結像され
た回折像が第2レンズ及びその後段のレンズによりスク
リーン上に拡大投影される。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図1は本発明に係る電子顕微鏡の一実施例の構成を示す
図であり、図中、OLは対物レンズ、MLはミニレン
ズ、IL1 は第1中間レンズ、10は電子銃、12は視
野制限絞り、13はスクリーン、14は制御装置、15
はモード設定部、16は電子銃駆動部、18はML駆動
部、19は視野制限絞り駆動部、20は偏向コイル、2
1は偏向コイル駆動部、22はOL駆動部、23は第1
中間レンズ駆動部、30は試料を示す。なお、図1にお
いては照射系レンズ及び第1中間レンズIL1 の後段に
配置される第2中間レンズ、投影レンズ等は本発明の本
質には関係ないので省略している。
【0011】図1において、ミニレンズMLは、第1中
間レンズIL1 及びその後段の結像系レンズによる軸外
収差を小さく抑えるために、対物レンズOLの像面の近
傍に配置されている。ここではミニレンズMLの主面は
対物レンズOLの像面に一致しているものとする。そし
て、ミニレンズMLには常時一定の駆動電流が供給さ
れ、対物レンズOLの後焦点面に形成される回折像を物
面とし、視野制限絞り12を像面とするように駆動され
る。
【0012】また、第1中間レンズIL1 は、像観察モ
ード時には対物レンズOLの像面を物面とし、回折像観
察モード時にはミニレンズMLの像面を物面とし、それ
ぞれ所定の位置に結像するように駆動される。そしてこ
の第1中間レンズIL1 により結像された像は、図示し
ない第2中間レンズ、投影レンズ等によりスクリーン1
3に拡大して結像される。
【0013】偏向コイル20は電子線をスクリーン13
上に照射しないようにするためのブランキング手段とし
て配置されているものである。モード設定部15は像観
察モードと回折像観察モードとの切り替えを行うもので
あり、ボタンスイッチ等の適宜のスイッチ類で構成され
る。また、制御装置14はマイクロプロセッサ及びその
周辺回路で構成されている。
【0014】さて、モード設定部15により回折像観察
モードが指示されたときには、制御装置14は、電子銃
駆動部16に対しては電子線照射領域を広くすることを
指示し、視野制限絞り駆動部19に対しては視野制限絞
り12を光軸上から外すことを指示し、第1中間レンズ
駆動部23に対してはミニレンズMLの像面、即ち視野
制限絞り12の位置を物面とするための励磁電流の発生
を指示する。
【0015】これによって電子銃10から放射される電
子線は所定の状態、例えば予め定められた回折像に適切
な照射角になるようになされ、視野制限絞り12は光軸
上から外され、第1中間レンズIL1 には所定の励磁電
流が供給される。なおこのとき制御装置14は、OL駆
動部22に対しては所定の励磁電流、即ち予め定められ
た励磁電流またはオペレータによって設定されたレンズ
条件を満足するための励磁電流の発生を指示し、またM
L駆動部18に対しては所定の定められた励磁電流の発
生を指示するので、対物レンズOL及びミニレンズML
にはそれぞれ所定の励磁電流が供給されるものである。
従って、このときには図2Aに示すように、対物レンズ
OLの後焦点面Pに形成されている回折像がミニレンズ
MLにより視野制限絞り12の位置に結像され、この像
が第1中間レンズIL1 及びその後段のレンズによりス
クリーン13上に拡大投影される。
【0016】これに対して、モード設定部15により像
観察モードが指示されたときは、制御装置14は、電子
銃駆動部16に対しては電子線を収束させることを指示
し、視野制限絞り駆動部19に対しては視野制限絞り1
2を光軸上に挿入することを指示し、第1中間レンズ駆
動部23に対しては対物レンズOLの像面を物面とする
ための励磁電流の発生を指示する。これによって電子銃
10から放射される電子線は所定の状態、例えばオペレ
ータによって設定された収束状態を満足するように収束
され、視野制限絞り12は光軸上に挿入され、第1中間
レンズIL1 には所定の励磁電流が供給される。なおこ
のとき制御装置14は、OL駆動部22に対しては所定
の励磁電流、即ち予め定められた励磁電流またはオペレ
ータによって設定されたレンズ条件を満足するための励
磁電流の発生を指示し、またML駆動部18に対しては
所定の定められた励磁電流の発生を指示するので、対物
レンズOL及びミニレンズMLにはそれぞれ所定の励磁
電流が供給されるものであることは当然である。
【0017】従って、このときには図2Bに示すよう
に、図中Qで示す対物レンズOLの像面に結像されてい
る電子顕微鏡像が第1中間レンズIL1 により所定の位
置にトランスファーされ、更に当該像がその後段のレン
ズによりスクリーン13上に拡大投影される。なお、こ
のときミニレンズMLは後焦点面に形成されている回折
像を視野制限絞り12の位置に結像するが、この回折像
は何等利用されないものである。
【0018】また、制御装置14は、像観察モードから
回折像観察モードへの切り替えが行われる場合には、モ
ード切り替えが指示されたときから、電子銃10、第1
中間レンズIL1 等の状態が回折像観察モードのための
状態設定が完了するまで偏向コイル駆動部21にブラン
キングを指示する。これにより偏向コイル20には所定
の励磁電流が供給されるので、電子線は偏向され、スク
リーン13には達しないので、モード切り替え時のスク
リーン13上の像のちらつきを防止することができる。
回折像観察モードから像観察モードに切り替えられる場
合も同様である。
【0019】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例ではモード切
り替えは手動で行うものとしたが、制御装置14により
自動的に所望の周期でモード切り替えを行わせることも
可能である。また、上記実施例ではブランキングのため
の手段として偏向コイルを用いるものとしたが、電子線
を遮断する部材を光軸上に挿入するようにしてもよいも
のであり、更に当該ブランキング手段は任意の位置に配
置することができるものである。また、上記実施例では
ミニレンズの主面は対物レンズOLの像面と一致してい
るものとしたが、本発明はこれに限定されるものではな
く結像系レンズによる軸外収差を小さくできる位置であ
ればよいものである。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、モード設定部15によりモード切り替えを指
示するだけで容易に像観察モードと回折像観察モードと
を切り替えることができる。また、本発明においては視
野制限絞りが対物絞りの機能を果たすので、ギャップの
非常に小さいポールピースを用いる場合にも良好な電子
顕微鏡像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】 図1に示す構成の動作を説明するための図で
ある。
【図3】 像観察モード時及び回折像観察モード時の結
像系レンズの動作の概略を示す図である。
【符号の説明】
OL…対物レンズ、ML…ミニレンズ、IL1 …第1中
間レンズ、10…電子銃、12…視野制限絞り、13…
スクリーン、14…制御装置、15…モード設定部、1
6…電子銃駆動部、18…ML駆動部、19…視野制限
絞り駆動部、20…偏向コイル、21…偏向コイル駆動
部、22…OL駆動部、23…第1中間レンズ駆動部、
30…試料。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対物レンズと、前記対物レンズの像面の
    近傍に配置され、且つ対物レンズ後焦点面に結像される
    回折像を物面として当該回折像を視野制限絞りの位置に
    結像する第1レンズと、像観察モード時においては前記
    対物レンズの像面を物面とし、回折像観察モード時にお
    いては前記第1レンズにより視野制限絞りの位置に結像
    された回折像を物面とするように励磁される第2レンズ
    とを少なくとも備えることを特徴とする電子顕微鏡。
JP03298776A 1991-11-14 1991-11-14 電子顕微鏡 Expired - Fee Related JP3112527B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03298776A JP3112527B2 (ja) 1991-11-14 1991-11-14 電子顕微鏡
US07/972,176 US5304801A (en) 1991-11-14 1992-11-04 Electron microscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03298776A JP3112527B2 (ja) 1991-11-14 1991-11-14 電子顕微鏡

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05135727A JPH05135727A (ja) 1993-06-01
JP3112527B2 true JP3112527B2 (ja) 2000-11-27

Family

ID=17864070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03298776A Expired - Fee Related JP3112527B2 (ja) 1991-11-14 1991-11-14 電子顕微鏡

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5304801A (ja)
JP (1) JP3112527B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038669A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-03 Arizona Board Of Regents Atomic focusers in electron microscopy
US6252412B1 (en) * 1999-01-08 2001-06-26 Schlumberger Technologies, Inc. Method of detecting defects in patterned substrates
JP2002150987A (ja) * 2000-11-16 2002-05-24 Jeol Ltd 電子顕微鏡および電子顕微鏡における透過電子像撮影方法
US7528614B2 (en) * 2004-12-22 2009-05-05 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for voltage contrast analysis of a wafer using a tilted pre-charging beam
JP4727132B2 (ja) * 2003-04-16 2011-07-20 日本電子株式会社 電子顕微鏡のフォーカス合わせ装置
US7943889B2 (en) * 2008-03-21 2011-05-17 Prairie Technologies, Inc. Apparatus for improving detection efficiency of multiphoton microscopy systems by focus compensation, pupil image division, and parallel pupil rearrangement
US10636621B2 (en) * 2015-04-14 2020-04-28 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle beam device for moving an aperture having plurality of openings and sample observation method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB962086A (en) * 1962-03-27 1964-06-24 Hitachi Ltd Energy-selecting electron microscopes
NL154050B (nl) * 1966-08-13 1977-07-15 Philips Nv Elektronenmicroscoop.

Also Published As

Publication number Publication date
US5304801A (en) 1994-04-19
JPH05135727A (ja) 1993-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3112527B2 (ja) 電子顕微鏡
JP2001357811A (ja) 走査形荷電粒子顕微鏡、並びに走査形荷電粒子顕微鏡の焦点合わせ方法及び非点収差補正方法
US6800853B2 (en) Electron microscope and method of photographing TEM images
JPH03134944A (ja) 電子線装置
JP2957610B2 (ja) 走査形電子顕微鏡
JP3876129B2 (ja) 透過型電子顕微鏡
JPH05135728A (ja) 透過型電子顕微鏡
JP2001027740A (ja) 網膜ディスプレー装置
JPS5919408B2 (ja) 電子顕微鏡
JP3153350B2 (ja) 自動焦点合わせ機能を備えた電子顕微鏡
JP2000077018A (ja) 走査電子顕微鏡の焦点合わせ装置
JPS6336109B2 (ja)
JP3156428B2 (ja) 走査形電子顕微鏡
JP3234373B2 (ja) 磁界形電子レンズおよびこれを用いた電子線装置
JPH0234750Y2 (ja)
JP2804932B2 (ja) ステレオ像観察撮影装置
JPH06231716A (ja) イオンマイクロビーム装置
JPH0578899B2 (ja)
JP3131265B2 (ja) 電子顕微鏡のフォーカス調整方式
JP2000048749A (ja) 走査電子顕微鏡および電子ビームの軸合わせ方法
JPH11273605A (ja) エネルギーフィルタ電子顕微鏡
JP2000243339A (ja) 電子顕微鏡用画像表示装置
JPH04334858A (ja) 透過型電子顕微鏡の観察モード切り替え方式
JPS5971245A (ja) 走査電子顕微鏡
JP2000285845A (ja) 電子顕微鏡調整法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000905

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080922

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees