JPH01112648A

JPH01112648A - 分析機能付き電子顕微鏡

Info

Publication number: JPH01112648A
Application number: JP26921587A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Kubo; 俊郎久保
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-10-27
Filing date: 1987-10-27
Publication date: 1989-05-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は透過形電子顕微鏡に係り、特に微小領域の分析
に好適な分析機能付き電子顕微鏡に関する。

（従来の技術）従来の分析機能付き電子顕微鏡では、特公昭４５−２１
３３９号公報に記載されるように、試料の微小領域から
の情報を得るために電子線を絞り、電子線プローブとし
て試料に照射する場合、照射している場所は、通常の透
過電子顕微鏡像を観察したときの螢光板の中心（すなわ
ち、光軸上）に調整されていた。

、　そこで、電子線プローブの照射位置を移動して他の
照射位置を選択する場合、一度透過電子顕微鏡像にもど
して情報のほしい場所を試料微動装置を用いて螢光板の
中心に調整してから、さらに電子線を絞って電子線プロ
ーブにするといった手順が必要であった。

（発明が解決しようとする問題点）上記従来の方法では、絞られた電子線プローブが試料の
どの部分に照射されているのかを、電子線を絞った状態
では知ることができないため、電子線プローブの照射位
置を正確に知るためには、前述のように透過電子顕微鏡
像の観察、試料微動、電子線プローブの形成という操作
をくり返すことが必要となり、操作が極めて煩雑である
という問題があった。

また、電子線偏向器を操作して照射位置を移動した場合
には、電子線プローブの正確な照射位置を知ることがで
きないという問題があった。

本発明の目的は、電子線束を絞って試料の分析を行なっ
ている状態から、電子線偏向器および試料微動装置の少
くとも一方を操作して、電子線プローブの照射位置を移
動した場合でも、透過電子顕微鏡像を観察することなし
に、絞った電子線束（プローブ）の照射位置を知り、こ
れを可視像として表示することを可能とすることにある
。

（問題点を解決するための手段）上記目的は、近年画像処理、画像ファイリング等を目的
として透過形電子顕微鏡にも付加されているＴＶ左カメ
ラよって撮影された透過電子顕微鏡像を画像メモリに取
り込み、その後電子線を細く絞り、プローブとして試料
に照射する際に、細く絞った電子線プローブの照射位置
を試料に対して相対移動させる電子線偏向器および／ま
たは試料微動装置の動作状態と連動して、電子線の試料
上での照射位置（座標）を検出し、画像メモリに取り込
まれた透過電子顕微鏡像をＣＲＴ上に表示する際に、電
子線偏向器および／または試料微動装置の動作状態に基
づいて検出された電子線プローブの試料上での照射位置
をマーカ（線画あるいは文字）によって重畳表示するこ
とによって達成される。

電子線偏向器や試料微動装置の動作量に対する電子線プ
ローブの移動量および方向は、偏向コイルの電流、試料
微動量および必要に応じては加速電圧などをパラメータ
として、予め記憶しておくことができる。

（作　用）本発明を適用することにより、電子ビームが絞られてい
るために、実際には透過電子顕微鏡像を見ることのでき
ない状態にあっても、電子線プローブの試料面上の照射
位置をあらかじめ画像メモリに蓄えられた透過電子顕微
鏡像と重ね合わせて見ることができるため、電子線プロ
ーブを目的の場所へ正確にしかも簡単かつ迅速に移動さ
せることができる。

（実施例）第１図は、本発明の一実施例の構成図を示す。

以下第１図により本発明の説明を行う。

電子銃１より射出された電子線２３は、照射系レンズ２
ａ、２ｂおよび対物レンズ４ａにより収束拡大され、試
料５を照射する。試料５を透過した電子線２３は、対物
レンズ４ｂ及び結像系レンズ７ａ、７ｂによって拡大さ
れ、螢光板８上に透過電子顕微鏡像を結像する。

結像された透過電子顕微鏡像は、ＴＶ右カメラ２および
制御器１３を介して電気信号に変換され、さらにＡ／Ｄ
変換器１４を介して、画像メモリ１９にディジタル化さ
れて記憶される。画像メモリ１９の内容は、Ｄ／Ａ変換
器１１ｈおよびＣＲＴ制御装置２１を介しＣＲＴモニタ
２２に出力され、可視画像として表示される。

一方、電子顕微鏡の加速電圧、レンズ電流、電子線偏向
器３の偏向電流は、それぞれ対応するＤ／Ａ変換器１１
ａ〜ｌｉｄを介してマイクロプロセッサ１６によって制
御されている。

これらの制御手順やそれぞれの量、大きさなどは、予め
プログラムされてＲＯＭ／ＲＡＭメモリ１５ａに格納さ
れており、マイクロプロセッサ１６によって適宜のタイ
ミングで読出され、制御の用に供されている。

一方、試料５の微小領域の分析を行うためには、点線２
４で図示したように、電子線２３を試料面上で、直径数
ナノメートルから数１０ナノメートルの電子線プローブ
に絞って試料５に照射し、放出されるＸ線２８を検出器
６で収集する。

このとき、照射系レンズ２ａ、２ｂ及び対物レンズ４ａ
の電流値は、試料面上でのスポットの大きさが希望通り
になる様に動作する。

このための各レンズ動作電流値は、あらかじめメモリ１
５ａに格納されており、マイクロプロセッサ１６によっ
て読出され、Ｄ／Ａコンバータ１１ｂ、ｌｌｃ、ｌｉｅ
を介して電源１０ａ。

１０ｂ、１０ｄの制御に用いられる。これにより、所定
のレンズ電流が照射系レンズ２ａ、２ｂ、および対物レ
ンズ４ａに供給される。

電子線プローブ２４の照射位置は、入力装置１７で入力
されたデータによってマイクロプロセッサ１６を制御し
、Ｄ／Ａコンバータ１１ｄを介して電源１０ｃを制御し
、電子線偏向器３のコイル３に流れる偏向電流を増減す
ることによって変更することができる。

第２図には、光軸上にあった電子線プローブ２４を偏向
した様子を示す。電子線プローブが偏向されていないと
き、レンズ条件（電流）を適当に調整することによって
、電子線プローブは、符号２４で示したように、試料５
の中心部分（すなわち、光軸上の点）２６に焦点を結び
、中心部分２６にスポットを形成する。

一方、電子線プローブを偏向させると、符号２５で示す
ように、電子線プローブは試料５の面上の中心（光軸上
）とは別の場所２７に焦点を結ぶ。

このとき、第１図中のマイクロプロセッサ１６゜１８は
互いに通信を行い、試料５上のどの部分に電子線プロー
ブ２５が照射されているかを演算する。

通常の分析機能付き電子顕微鏡では、加速電圧、電流を
変化させても電子線プローブ焦点がずれないように、マ
イクロプロセッサ１６は、加速電圧、電流の変化に応じ
て照射系レンズ２ａ、２ｂの電流を制御するように動作
する。

この状態で、電子線偏向器３に電流が供給されて電子線
プローブが光軸上からずらされた場合は、その偏向電流
値をマイクロプロセッサ１６からマイクロプロセッサ１
８へ転送し、マイクロプロセッサ１８において電子線プ
ローブの偏向ベクトルを演算する。

また、加速電圧、電流の変化に対応する照射系レンズ２
ａ、２ｂの電流値制御が行なわれない場合は、加速電圧
、電流および照射系レンズ電流値、ならびに偏向電流値
をマイクロプロセッサ１８に供給して、前記偏向ベクト
ルの演算を行なわせればよい。

そして、マーカ用メモリ２０に記憶されているマーカを
、第３図に示すように、光軸上の位置マーカ２９から偏
向ベクトルによって決ま葛位置マーカ３０へ移動して表
示させる。

そのための具体的手法としては、例えば、ＣＲＴ画面上
のマーカ表示座標、位置において、プロセッサ１８によ
り画像メモリ１９の信号とマーカ用メモリ２０の信号と
を同時に読出してＣＲＴ制御装置２１に供給してやれば
よい。

またマイクロプロセッサ１６とマイクロプロセッサ１８
はいずれか一方としてもよく、種々のメモリは１つにま
とめられてもよい。

また、本件の実施例では電子線偏向器の動作状態を検出
しているが、試料を微動させる場合には、試料微動機構
の動作状態を検出し、これに基づいて試料と電子線プロ
ーブの相対移動量を求め、透過電子顕微鏡像の倍率から
、マーカの所要移動量とその方向を求めることも可能で
ある。

なお、この場合には、第３図に示したＣＲＴ画面上では
、電子顕微鏡像を試料微動量に応じて移動させてもよい
し、またはその代りに、マーカ２９を、反対方向に移動
させてもよい。

さらに、電子線偏向装置と試料微動装置の両方を操作し
て、電子線プローブと試料の相対移動を行なわせる場合
にも、全く同様の手法で、マーカをＣＲＴ上の透過電子
顕微鏡像に重畳して表示させることができる。

なお、前記した電子線プローブの偏向ベクトルの演算は
、その都度演算を行なうのではなしに、偏向電流の変化
や試料微動量などをパラメータとして偏向ベクトルを予
め演算し、記憶しておき、必要な都度読み出すようにす
ることができ、その方が望ましい。

（発明の効果）以上述べたように、本発明によれば、−度透過電子顕微
鏡像を画像メモリに蓄えてＣＲＴ上に表示可能にすると
共に、電子線プローブの偏向ベクトルを演算可能とした
ことにより、電子線プローブによって試料の分析を行な
う場合に、電子線を絞った状態、つまり透過電子顕微鏡
像が観察できない状態においても、試料のどの位置に電
子線があたっているかを透過電子顕微鏡像上に表示する
ことができるため、１つの試料の異なる部位を分析する
場合でも電子線を絞る操作と透過電子顕微鏡像を観察す
る操作を繰り返す必要がなくなり、操作性が著しく向上
し、能率のよい分析を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム構成図、第２図は
絞られた電子線が偏向装置によって偏向される様子を示
す概略図、第３図はマーカを用いたＣＲＴモニタ表示例
を示す正面図である。１・・・電子銃、２ａ、２ｂ・・・照射レンズ系、３・
・・偏向コイル、４ａ、４ｂ・・・対物レンズ、５・・
・試料、６・・・Ｘ線検出器、７ａ、７ｂ・・・結像レ
ンズ系、８・・・観察螢光板、１０ａ〜１０ｆ・・・電
源、１１　ａ　〜１１　ｇ−・Ｄ／Ａ変換器、１２・Ｔ
Ｖカメラ、１３・・・ＴＶカメラ制御器、１４・・・Ａ
／Ｄ変換器、１５・・・メモリ、１６．１８・・・マイ
クロプロセッサ、１７・・・外部入力装置、１９・・・
画像メモリ、２０・・・マーカ用メモリ、２１・・・Ｃ
ＲＴ制御装置、２２・・・ＣＲＴモニタ、２３・・・電
子線、２４．２５・・・電子線プローブ、２９．３０・
・・マーカ代理人　　弁理士　平　木　道　人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定位置に設定された試料の透過電子顕微鏡像を
画像メモリに取り込む手段と、該メモリの内容を可視像
として映し出す画像表示手段と、照射電子線を試料面上
で極微小領域まで絞って電子線プローブを形成する手段
と、前記電子線プローブの照射位置を試料面上で移動さ
せるための電子線偏向器とを有する分析機能付き電子顕
微鏡において、電子線プローブの試料上での位置を検出する手段と、電子線プローブの試料上での照射位置を表示するための
マーカを記憶する手段と、検出された電子線プローブの位置に応じて、前記マーカ
を読出し、透過電子顕微鏡像に重畳して表示させる手段
とを具備したことを特徴とする分析機能付き電子顕微鏡
。
（２）電子線プローブの試料上での位置を検出する手段
は、電子線偏向器のコイル電流を検出する手段を含むこ
とを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の分析機
能付き電子顕微鏡。
（３）電子線プローブの試料上での位置を検出する手段
は、試料微動装置による試料移動の方向および量を検出
する手段を含むことを特徴とする前記特許請求の範囲第
１項記載の分析機能付き電子顕微鏡。
（４）マーカを透過電子顕微鏡像に重畳表示させる手段
は、電子線偏向器のコイル電流と電子線プローブ位置の
関係を記憶するメモリを含むことを特徴とする前記特許
請求の範囲第１項記載の分析機能付き電子顕微鏡。
（５）マーカを透過電子顕微鏡像に重畳表示させる手段
は、試料移動の方向および量と電子線プローブ位置の関
係を記憶するメモリを含むことを特徴とする前記特許請
求の範囲第１項記載の分析機能付き電子顕微鏡。