JP5337100B2 - 電子顕微鏡、試料ステージおよび試料ステージの制御方法 - Google Patents
電子顕微鏡、試料ステージおよび試料ステージの制御方法Info
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なお、ユーセントリックとは、電子顕微鏡などにおいて、試料を傾斜させたり回転したりしても、観察対象部分が視野から外れたり、焦点がぼけたりしないことをいう。
s=−b・θ
によって与えられる。
(ΔX,ΔY,ΔZ)=(a・sinθ,0,a・cosθ−a)
で与えられる。
(δX,δY,δZ)=(−a・sinθ,0,a−a・cosθ)
となる。すなわち、試料台42をZ軸に対して傾斜角θだけ傾斜させた後、基体ステージ10をX軸の正方向に−a・sinθの距離だけ移動させ、Z軸の正方向にa−a・cosθの距離だけ移動させれば、観察対象領域部分の点A’は、元の点Aへ戻ることになり、観察対象領域部分の傾斜に対するユーセントリック性が確保されることになる。
(x,y)=(a・sinθ・cosγ,a・sinθ・sinγ)
となる。
(ΔX,ΔY,ΔZ)=
(a・sinθ・cosγ,a・sinθ・sinγ,a・cosθ−a)
で与えられる。よって、基体ステージ10のユーセントリック補正移動量(δX,δY,δZ)は、
(δX,δY,δZ)=
(−a・sinθ・cosγ,−a・sinθ・sinγ,a−a・cosθ)
となる。
s=−b・θ
によって与えられ、そのそれぞれのX方向成分sxおよびY方向成分syは、
(sx,sy)=(−b・θ・cosγ,−b・θ・sinγ)
となる。
(Vx,Vy)=(−b・θ・cosγ/Δt,−b・θ・sinγ/Δt)
で与えられる移動速度で、球体駆動Xステージ31および球体駆動Yステージ32を駆動する。
ΔX=a・sinθ・cosγ,ΔY=a・sinθ・sinγ,ΔZ=a・cosθ−a
である。
(x’,y’)=(a・sinθ・cos(γ−β),a・sinθ・sin(γ−β))
となる。
従って、基体ステージ10におけるXY座標系に基づいたユーセントリック補正移動量(δX,δY,δZ)のδXおよびδYは、
δX=−a・sinθ・cos(γ−β)
δY=−a・sinθ・sin(γ−β)
として、簡単に求めることができる。
10 基体ステージ
11 基体Xステージ
12 基体Yステージ
13 基体Zステージ
20 回転ステージ
21 接続部材
22 球体保持部材
23 ベアリング
30 球体駆動ステージ
31 球体駆動Xステージ
32 球体駆動Yステージ
40 試料傾斜駆動球体
41 支持部材
42 試料台
50 鏡体
50a 電子銃
50b 電子レンズ
51 電子ビーム
52 二次電子
53 二次電子検出器
60 真空試料室
65 ステージ駆動部
70 制御装置
71 CPU
72 メモリ
73 信号処理部
74 鏡体制御部
75 ステージ制御部
76 表示部
80 試料
100 電子顕微鏡
Claims (9)
- 電子銃および電子レンズを含んでなる鏡体と、試料を保持する試料ステージと、前記試料ステージを収納する真空試料室と、前記試料ステージの動作を制御する制御装置と、を含んで構成された電子顕微鏡であって、
前記試料ステージは、
前記真空試料室内に配設されて、その室内をX軸,Y軸およびZ軸の各方向に自在に移動する基体ステージと、
前記基体ステージの上面に支持されるとともに、その上面に平行な平面内でX軸およびY軸の各方向に自在に移動する球体駆動ステージと、
前記球体駆動ステージの上面に載置され、その載置された球体駆動ステージの上面を回転する試料傾斜駆動球体と、
観察対象の前記試料を保持する試料台と、
を含んで構成され、
前記試料傾斜駆動球体は、
前記基体ステージと、前記基体ステージに支持されて前記球体駆動ステージの上方に配設された支持部材と、によって自身の回転中心位置が前記基体ステージの上方の所定の位置に固定されるように保持され、
前記試料台は、
前記試料傾斜駆動球体の表面の法線方向の上方に、自身の上面が前記試料傾斜駆動球体の前記表面に接する平面と平行になるように前記試料傾斜駆動球体に固定して配設され、
前記制御装置は、
前記試料台を傾斜させる方向角と傾斜角の入力を受付けたときには、その方向角と傾斜角と前記試料傾斜駆動球体の半径とに基づき、前記球体駆動ステージのX軸およびY軸の各方向の移動量を算出し、その算出した移動量だけ前記球体駆動ステージを移動させ、
前記試料台を傾斜させたことによる前記試料台に保持された前記試料の観察対象領域部分のX軸,Y軸およびZ軸の各方向の移動量を算出し、その算出した移動量だけ、その移動方向とは反対方向に、前記基体ステージを移動させること
を特徴とする電子顕微鏡。 - 前記試料ステージは、さらに、回転ステージを含んで構成され、
前記回転ステージは、
前記基体ステージの上面に、その上面に平行な平面内で回転自在に支持されて配設されるとともに、
前記球体駆動ステージは、
前記回転ステージの上面に、その上面におけるX軸およびY軸の各方向に移動自在に配設されること
を特徴とする請求項1に記載の電子顕微鏡。 - 前記制御装置は、
前記球体駆動ステージを移動させる場合には、前記試料傾斜駆動球体が回転するときに前記球体駆動ステージの上面と接する点の軌跡が直線を描くように、X軸方向およびY軸方向のそれぞれの移動速度を調節して前記球体駆動ステージを移動させること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子顕微鏡。 - 電子銃および電子レンズを含んでなる鏡体と、試料を保持する試料ステージと、前記試料ステージを収納する真空試料室と、前記試料ステージの動作を制御する制御装置と、を含んで構成された電子顕微鏡における試料ステージであって、
前記真空試料室内に配設されて、その室内をX軸,Y軸およびZ軸の各方向に自在に移動する基体ステージと、
前記基体ステージの上面に支持されるとともに、その上面に平行な平面内でX軸およびY軸の各方向に自在に移動する球体駆動ステージと、
前記球体駆動ステージの上面に載置され、その載置された球体駆動ステージの上面を回転する試料傾斜駆動球体と、
観察対象の前記試料を保持する試料台と、
を含んで構成され、
前記試料傾斜駆動球体は、
前記基体ステージと、前記基体ステージに支持されて前記球体駆動ステージの上方に配設された支持部材と、によって自身の回転中心位置が前記基体ステージの上方の所定の位置に固定されるように保持され、
前記試料台は、
前記試料傾斜駆動球体の表面の法線方向の上方に、自身の上面が前記試料傾斜駆動球体の前記表面に接する平面と平行になるように前記試料傾斜駆動球体に固定して配設され、
前記制御装置が前記試料台を傾斜させる方向角と傾斜角の入力を受付けたときには、
前記球体駆動ステージは、
前記制御装置が前記方向角と前記傾斜角と前記試料傾斜駆動球体の半径とに基づき算出したX軸およびY軸の各方向への移動量に従って移動し、
その後、前記基体ステージは、
前記制御装置が算出した、前記球体駆動ステージが移動し、前記試料台が傾斜することに伴う前記試料台に保持された前記試料の観察対象領域部分のX軸,Y軸およびZ軸の各方向への移動量と同じ移動量だけ、その移動方向とは反対方向に移動すること
を特徴とする試料ステージ。 - 前記試料ステージは、さらに、回転ステージを含んで構成され、
前記回転ステージは、
前記基体ステージの上面に、その上面に平行な平面内で回転自在に支持されて配設されるとともに、
前記球体駆動ステージは、
前記回転ステージの上面に、その上面におけるX軸およびY軸の各方向に移動自在に配設されること
を特徴とする請求項4に記載の試料ステージ。 - 前記球体駆動ステージは、移動する場合には、
前記試料傾斜駆動球体が回転するときに自身の上面と接する点の軌跡が直線を描くように、X軸方向およびY軸方向のそれぞれの移動速度を調節して移動すること
を特徴とする請求項4または請求項5に記載の試料ステージ。 - 電子銃および電子レンズを含んでなる鏡体と、試料を保持する試料ステージと、前記試料ステージを収納する真空試料室と、前記試料ステージの動作を制御する制御装置と、を含んで構成された電子顕微鏡における試料ステージの制御方法であって、
前記試料ステージは、
前記真空試料室内に配設されて、その室内をX軸,Y軸およびZ軸の各方向に自在に移動する基体ステージと、
前記基体ステージの上面に支持されるとともに、その上面に平行な平面内でX軸およびY軸の各方向に自在に移動する球体駆動ステージと、
前記球体駆動ステージの上面に載置され、その載置された球体駆動ステージの上面を回転する試料傾斜駆動球体と、
観察対象の前記試料を保持する試料台と、
を含んで構成され、
前記試料傾斜駆動球体は、
前記基体ステージと、前記基体ステージに支持されて前記球体駆動ステージの上方に配設された支持部材と、によって自身の回転中心位置が前記基体ステージの上方の所定の位置に固定されるように保持され、
前記試料台は、
前記試料傾斜駆動球体の表面の法線方向の上方に、自身の上面が前記試料傾斜駆動球体の前記表面に接する平面と平行になるように前記試料傾斜駆動球体に固定して配設され、
前記制御装置は、
前記試料台を傾斜させる方向角と傾斜角の入力を受付けたときには、その方向角と傾斜角と前記試料傾斜駆動球体の半径とに基づき、前記球体駆動ステージのX軸およびY軸の各方向の移動量を算出し、その算出した移動量だけ前記球体駆動ステージを移動させ、
前記試料台を傾斜させたことによる前記試料台に保持された前記試料の観察対象領域部分のX軸,Y軸およびZ軸の各方向の移動量を算出し、その算出した移動量だけ、その移動方向とは反対方向に、前記基体ステージを移動させること
を特徴とする試料ステージの制御方法。 - 前記試料ステージは、さらに、回転ステージを含んで構成され、
前記回転ステージは、
前記基体ステージの上面に、その上面に平行な平面内で回転自在に支持されて配設されるとともに、
前記球体駆動ステージは、
前記回転ステージの上面に、その上面におけるX軸およびY軸の各方向に移動自在に配設されること
を特徴とする請求項7に記載の試料ステージの制御方法。 - 前記制御装置は、
前記球体駆動ステージを移動させる場合には、前記試料傾斜駆動球体が回転するときに前記球体駆動ステージの上面と接する点の軌跡が直線を描くように、X軸方向およびY軸方向のそれぞれの移動速度を調節して前記球体駆動ステージを移動させること
を特徴とする請求項7または請求項8に記載の試料ステージの制御方法。
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