JP6783178B2 - 電子顕微鏡 - Google Patents
電子顕微鏡 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6783178B2 JP6783178B2 JP2017080367A JP2017080367A JP6783178B2 JP 6783178 B2 JP6783178 B2 JP 6783178B2 JP 2017080367 A JP2017080367 A JP 2017080367A JP 2017080367 A JP2017080367 A JP 2017080367A JP 6783178 B2 JP6783178 B2 JP 6783178B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- energy
- monochromator
- electron microscope
- line profile
- optical system
- 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.)
- Active
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 110
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 48
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 33
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 19
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 claims description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 34
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 11
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 238000000851 scanning transmission electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005430 electron energy loss spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 238000000779 annular dark-field scanning transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004947 transmission electron energy loss spectroscopy Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/153—Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/05—Electron or ion-optical arrangements for separating electrons or ions according to their energy or mass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/12—Lenses electrostatic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/14—Lenses magnetic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/21—Means for adjusting the focus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/22—Optical, image processing or photographic arrangements associated with the tube
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/22—Optical, image processing or photographic arrangements associated with the tube
- H01J37/222—Image processing arrangements associated with the tube
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/05—Arrangements for energy or mass analysis
- H01J2237/057—Energy or mass filtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/153—Correcting image defects, e.g. stigmators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/153—Correcting image defects, e.g. stigmators
- H01J2237/1532—Astigmatism
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/21—Focus adjustment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/24485—Energy spectrometers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
- H01J2237/24571—Measurements of non-electric or non-magnetic variables
- H01J2237/24578—Spatial variables, e.g. position, distance
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
- H01J2237/24571—Measurements of non-electric or non-magnetic variables
- H01J2237/24585—Other variables, e.g. energy, mass, velocity, time, temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/26—Electron or ion microscopes
- H01J2237/28—Scanning microscopes
- H01J2237/2802—Transmission microscopes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
ーはその構造の複雑さのために、実際の装置の光学系においてこれらの条件を実現することは困難を伴う。特に、モノクロメーター出射後の収束面における色消しの調整の可否の判断は難しい。
電子線を運動エネルギーに応じて分散させる第1エネルギーフィルターと、エネルギー分散面上に配置されたエネルギー選択スリットと、前記エネルギー選択スリットを通過した電子線のエネルギー分散をキャンセルする第2エネルギーフィルターと、を有するモノクロメーターを備えた電子顕微鏡であって、
前記モノクロメーターの後段側に設けられた絞りによって形成される電子線の干渉縞を含む電子顕微鏡像を取得する画像取得部と、
前記電子顕微鏡像上の前記絞りの中心を通るラインプロファイルを複数取得するラインプロファイル取得部と、
前記ラインプロファイル取得部で取得された複数のラインプロファイルに基づいて、前記モノクロメーターのエネルギー分散方向を特定するエネルギー分散方向特定部と、
前記エネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、前記モノクロメーターを出射した電子線の収束面と色消し面とが一致するように、光学系を制御する光学系制御部と、
を含む。
前記エネルギー分散方向特定部は、複数のラインプロファイルの各々について極大値と
極小値との比を求め、当該比に基づいて前記エネルギー分散方向を特定してもよい。
前記光学系制御部は、前記エネルギー分散方向のラインプロファイルの極大値と極小値との比に基づいて、前記光学系を制御してもよい。
前記光学系制御部は、前記エネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、前記第1エネルギーフィルターおよび前記第2エネルギーフィルターの少なくとも一方の電磁場の強度を制御して、前記色消し面を前記収束面に一致させてもよい。
前記光学系制御部は、前記エネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、前記モノクロメーターの前段に設けられた静電レンズを制御して、前記収束面を前記色消し面に一致させてもよい。
前記光学系制御部は、前記エネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、前記モノクロメーターの前段に設けられた磁界レンズを制御して、前記収束面を前記色消し面に一致させてもよい。
前記光学系制御部は、前記エネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、前記モノクロメーターが発生させる非点を制御して、前記収束面を前記色消し面に一致させてもよい。
1.1. 電子顕微鏡の構成
まず、第1実施形態に係る電子顕微鏡の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る電子顕微鏡100の構成を示す図である。
次に、第1実施形態に係る電子顕微鏡100における、モノクロメーター20を出射した電子線の収束面と色消し面を一致させる処理について説明する。
、ラインプロファイルに現れる複数の極小値のうち、極大値Aと隣り合う極小値とする。図6に示す例では、極小値Bは、ラインプロファイルにおいて、極大値Aの次に現れる極小値である。
最大となるように、エネルギーフィルター22,26の制御を行ったが、光学系制御部58は、コントラスト比A/Bが所定値以上となるように、エネルギーフィルター22,26の制御を行ってもよい。
次に、第1実施形態に係る電子顕微鏡100の変形例について説明する。上述した電子顕微鏡100では、光学系制御部58がモノクロメーター20のエネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、第1エネルギーフィルター22および第2エネルギーフィルター26の少なくとも一方の電磁場の強度を制御して、モノクロメーター20の出射側の色消し面を、収束面に一致させていたが、以下に説明する変形例では、この光学系制御部58の処理が異なる。以下では、上述した図1に示す電子顕微鏡100の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
第1変形例に係る電子顕微鏡では、光学系制御部58は、モノクロメーター20のエネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、モノクロメーター20の前段に設けられた第1静電レンズ14を制御して、モノクロメーター20出射後の電子線の収束面を、色消し面に一致させる点で、電子顕微鏡100と異なる。
第2変形例に係る電子顕微鏡では、光学系制御部58が、モノクロメーター20のエネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、モノクロメーター20が発生させる非点を制御して、モノクロメーター20出射後の電子線の収束面を、色消し面に一致させる点で、電子顕微鏡100と異なる。
ことで、色消し面と収束面とを一致させることができる。
第3変形例に係る電子顕微鏡では、第2変形例と同様に、光学系制御部58が、モノクロメーター20のエネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、モノクロメーター20が発生させる非点を制御して、モノクロメーター20出射後の電子線の収束面を、色消し面に一致させる点で、電子顕微鏡100と異なる。ただし、第3変形例では、モノクロメーター20が四極子磁界を発生させることが可能に構成されている。
次に、第2実施形態に係る電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図9は、第2実施形態に係る電子顕微鏡200の構成を示す図である。以下、第2実施形態に係る電子顕微鏡200において、第1実施形態に係る電子顕微鏡100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
の出射側の色消し面の位置を固定したまま、収束面の位置を独立して変化させることができる。第1磁界レンズ15のレンズ強度を変化させた結果、収束面が色消し面に一致すると、TEM像上に現れる干渉縞は最も高いコントラストを示す。
ができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
Claims (7)
- 電子線を運動エネルギーに応じて分散させる第1エネルギーフィルターと、エネルギー分散面上に配置されたエネルギー選択スリットと、前記エネルギー選択スリットを通過した電子線のエネルギー分散をキャンセルする第2エネルギーフィルターと、を有するモノクロメーターを備えた電子顕微鏡であって、
前記モノクロメーターの後段側に設けられた絞りによって形成される電子線の干渉縞を含む電子顕微鏡像を取得する画像取得部と、
前記電子顕微鏡像上の前記絞りの中心を通るラインプロファイルを複数取得するラインプロファイル取得部と、
前記ラインプロファイル取得部で取得された複数のラインプロファイルに基づいて、前記モノクロメーターのエネルギー分散方向を特定するエネルギー分散方向特定部と、
前記エネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、前記モノクロメーターを出射した電子線の収束面と色消し面とが一致するように、光学系を制御する光学系制御部と、
を含む、電子顕微鏡。 - 請求項1において、
前記エネルギー分散方向特定部は、複数のラインプロファイルの各々について極大値と極小値との比を求め、当該比に基づいて前記エネルギー分散方向を特定する、電子顕微鏡。 - 請求項1または2において、
前記光学系制御部は、前記エネルギー分散方向のラインプロファイルの極大値と極小値との比に基づいて、前記光学系を制御する、電子顕微鏡。 - 請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記光学系制御部は、前記エネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、前記第1エネルギーフィルターおよび前記第2エネルギーフィルターの少なくとも一方の電磁場の強度を制御して、前記色消し面を前記収束面に一致させる、電子顕微鏡。 - 請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記光学系制御部は、前記エネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、前記モノクロメーターの前段に設けられた静電レンズを制御して、前記収束面を前記色消し面に一致させる、電子顕微鏡。 - 請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記光学系制御部は、前記エネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、前記モノクロメーターの前段に設けられた磁界レンズを制御して、前記収束面を前記色消し面に一致させる、電子顕微鏡。 - 請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記光学系制御部は、前記エネルギー分散方向のラインプロファイルに基づいて、前記モノクロメーターが発生させる非点を制御して、前記収束面を前記色消し面に一致させる、電子顕微鏡。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017080367A JP6783178B2 (ja) | 2017-04-14 | 2017-04-14 | 電子顕微鏡 |
US15/952,989 US10276342B2 (en) | 2017-04-14 | 2018-04-13 | Electron microscope |
EP18167278.3A EP3389079B1 (en) | 2017-04-14 | 2018-04-13 | Electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017080367A JP6783178B2 (ja) | 2017-04-14 | 2017-04-14 | 電子顕微鏡 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018181624A JP2018181624A (ja) | 2018-11-15 |
JP6783178B2 true JP6783178B2 (ja) | 2020-11-11 |
Family
ID=63790243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017080367A Active JP6783178B2 (ja) | 2017-04-14 | 2017-04-14 | 電子顕微鏡 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10276342B2 (ja) |
EP (1) | EP3389079B1 (ja) |
JP (1) | JP6783178B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10522323B2 (en) * | 2018-04-05 | 2019-12-31 | Fei Company | Electron energy loss spectroscopy with adjustable energy resolution |
US20220367141A1 (en) * | 2019-09-03 | 2022-11-17 | Cornell University | A monochromator device and methods of use thereof |
CN110890256B (zh) * | 2019-11-26 | 2021-07-27 | 华中科技大学 | 一种会聚角可调无磁飞秒电子源装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5836171B2 (ja) * | 2012-03-21 | 2015-12-24 | 日本電子株式会社 | 透過型電子顕微鏡の調整方法 |
JP6283563B2 (ja) * | 2014-05-08 | 2018-02-21 | 日本電子株式会社 | 収差計算装置、収差計算方法、画像処理装置、画像処理方法、および電子顕微鏡 |
US9443696B2 (en) * | 2014-05-25 | 2016-09-13 | Kla-Tencor Corporation | Electron beam imaging with dual Wien-filter monochromator |
-
2017
- 2017-04-14 JP JP2017080367A patent/JP6783178B2/ja active Active
-
2018
- 2018-04-13 EP EP18167278.3A patent/EP3389079B1/en active Active
- 2018-04-13 US US15/952,989 patent/US10276342B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3389079B1 (en) | 2020-08-12 |
EP3389079A1 (en) | 2018-10-17 |
JP2018181624A (ja) | 2018-11-15 |
US10276342B2 (en) | 2019-04-30 |
US20180301315A1 (en) | 2018-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5836171B2 (ja) | 透過型電子顕微鏡の調整方法 | |
JP4553889B2 (ja) | 粒子光学レンズの収差関数における収差係数の決定方法 | |
JP5855836B2 (ja) | 透過電子顕微鏡 | |
US9136087B2 (en) | Method of investigating and correcting aberrations in a charged-particle lens system | |
US9892886B2 (en) | Charged particle beam system and method of aberration correction | |
JP6783178B2 (ja) | 電子顕微鏡 | |
JP4997013B2 (ja) | 電子分光器を備えた電子顕微鏡 | |
US20240258067A1 (en) | Transmission charged particle microscope with an electron energy loss spectroscopy detector | |
JP6266467B2 (ja) | 電子顕微鏡、およびモノクロメーターの調整方法 | |
US10446362B2 (en) | Distortion correction method and electron microscope | |
JP2016039119A (ja) | 電子顕微鏡、および電子顕微鏡の調整方法 | |
US9018581B2 (en) | Transmission electron microscope | |
JP7328477B2 (ja) | 光電子顕微鏡 | |
JP6914993B2 (ja) | モノクロメーターおよび荷電粒子線装置 | |
US20220148849A1 (en) | Method of determining an energy width of a charged particle beam |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191021 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200907 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200929 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201021 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6783178 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |