JPH036616B2 - - Google Patents
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- JPH036616B2 JPH036616B2 JP17401182A JP17401182A JPH036616B2 JP H036616 B2 JPH036616 B2 JP H036616B2 JP 17401182 A JP17401182 A JP 17401182A JP 17401182 A JP17401182 A JP 17401182A JP H036616 B2 JPH036616 B2 JP H036616B2
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- 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
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子顕微鏡において試料移動時に観察
視野を固定したままで観察できるようにした電子
線の偏向制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electron beam deflection control device that enables observation in an electron microscope while keeping the field of view fixed during sample movement.
電子顕微鏡においては、排気された清浄な試料
室内の試料ステージ上に試料を載置し、試料に電
子線を投射したとき試料表面から出る電子または
試料を透過する電子あるいは試料に吸収される電
子を検出して試料の表面構造または内部構造を観
察している。 In an electron microscope, a sample is placed on a sample stage in a clean, evacuated sample chamber, and when an electron beam is projected onto the sample, the electrons emitted from the sample surface, transmitted through the sample, or absorbed by the sample are collected. Detection and observation of the surface or internal structure of the sample.
ところで、走査型電子顕微鏡では試料面上を走
査する電子線の振れ角があまり大きくなると偏向
歪を生ずるという問題があるため振れ角を大きく
しないですむように、また透過型電子顕微鏡でも
試料の希望する部位を観察できるように、試料ス
テージは外部からの操作により縦、横方向および
垂直方向に移動することができることはもちろん
のこと、さらに傾斜あるいは回転させることもで
きるようになつている。試料ステージは手動操作
のほかに試料ステージ側面に取り付けられた2つ
のステツプモータにより横(X)方向および縦
(Y)方向に定速移動できるようになつており、
モータ駆動の場合は外部に設けられたボタンの操
作でできるようになつている。 By the way, in a scanning electron microscope, there is a problem in that if the deflection angle of the electron beam that scans the sample surface becomes too large, deflection distortion occurs, so it is necessary to avoid increasing the deflection angle. The sample stage can not only be moved vertically, horizontally, and vertically by external operation, but also tilted or rotated so that the specimen can be observed. In addition to manual operation, the sample stage can be moved at a constant speed in the horizontal (X) direction and vertical (Y) direction using two step motors attached to the sides of the sample stage.
In the case of motor drive, it can be operated by operating a button provided on the outside.
ところで電子顕微鏡像を観察する際試料ステー
ジを移動させながら試料を観察することがある
が、このような場合従来の電子顕微鏡でモータ駆
動により試料ステージを平面内で移動する場合、
初心者などは移動速度や操作ボタンを離すタイミ
ングなどにより試料ステージが思い通りの位置に
停止せず、位置決め操作を何回かやらなければ試
料の希望する部位が観察できず移動操作が煩わし
いとともに試料移動中の観察が思うようにできな
いという問題があつた。 By the way, when observing an electron microscope image, the sample is sometimes observed while moving the sample stage.In such cases, when using a conventional electron microscope, when the sample stage is moved within a plane by motor drive,
For beginners, the sample stage may not stop at the desired position depending on the movement speed or the timing of releasing the operation button, and the desired part of the sample cannot be observed unless the positioning operation is performed several times. There was a problem that I could not make observations as I wanted.
本発明は上記の点にかんがみ、試料ステージ移
動中はその移動方向と移動速度に対応した偏向量
だけ電子線を偏向するようにしたものである。こ
のようにすることにより試料の停止操作のタイミ
ングと同時に観察視野の移動が停止するため観察
視野の選択が容易となる。 In view of the above points, the present invention is designed to deflect the electron beam by a deflection amount corresponding to the moving direction and moving speed of the sample stage while it is moving. By doing this, the observation field of view stops moving at the same time as the sample stop operation, making it easy to select the observation field of view.
以下図面に基づいて本発明を説明する。 The present invention will be explained below based on the drawings.
第1図は走査型電子顕微鏡における試料ステー
ジ移動時における電子線の偏向制御装置のブロツ
ク線図である。電子顕微鏡の鏡筒1の内部には、
電子銃を構成するフイラメント11および陽極1
2と、コンデンサレンズ13と、電子銃から発生
する電子線を偏向する偏向コイル14と、対物レ
ンズ15と、試料Sを載置する試料ステージ16
とが順次配置されており、試料ステージ16はモ
ータ駆動式で移動用ステツプモータ16a,16
bが取り付けられている。2は試料ステージ16
を移動するための操作ボタンなどを含む入力回
路、3は入力回路2からの入力信号に基づいて試
料ステージ16を移動するステツプモータ駆動信
号(X方向、Y方向、Z方向)を出力するととも
に試料ステージ16の移動量に対応した偏向制御
信号を出力する制御部、4は制御部3から出力す
る駆動信号に基づいて試料ステージ16のステツ
プモータ16a,16bを駆動するステツプモー
タ駆動回路、5は制御部3から出力する偏向制御
信号をアナログ信号に変換するD/A変換器、6
は電子線を偏向して試料を走査する走査信号を発
生する走査信号発生回路、7は走査信号発生回路
6から発生する走査信号とD/A変換器5から出
力する試料ステージ移動量に対応したアナログ信
号とを加算する加算器で、加算器7の出力は偏向
コイル14に与えられる。 FIG. 1 is a block diagram of an electron beam deflection control device during movement of a sample stage in a scanning electron microscope. Inside the lens barrel 1 of the electron microscope,
Filament 11 and anode 1 constituting the electron gun
2, a condenser lens 13, a deflection coil 14 that deflects the electron beam generated from the electron gun, an objective lens 15, and a sample stage 16 on which the sample S is placed.
The sample stage 16 is motor-driven and has moving step motors 16a, 16.
b is attached. 2 is sample stage 16
An input circuit 3 includes operation buttons for moving the sample stage 16, and an input circuit 3 outputs step motor drive signals (X direction, Y direction, Z direction) for moving the sample stage 16 based on input signals from the input circuit 2. A control unit outputs a deflection control signal corresponding to the amount of movement of the stage 16; 4 is a step motor drive circuit that drives the step motors 16a and 16b of the sample stage 16 based on a drive signal output from the control unit 3; 5 is a control unit; a D/A converter 6 that converts the deflection control signal output from the section 3 into an analog signal;
7 corresponds to the scanning signal generated from the scanning signal generating circuit 6 and the sample stage movement amount output from the D/A converter 5. The output of the adder 7 is given to the deflection coil 14.
次に第2図に参照して本発明による電子線の偏
向制御装置の動作を説明する。 Next, the operation of the electron beam deflection control device according to the present invention will be explained with reference to FIG.
いま説明の便宜上外部からのボタン操作により
試料ステージ16を一方向(たとえばX方向)に
移動させる場合を例にとつて説明する。 For convenience of explanation, an example will be described in which the sample stage 16 is moved in one direction (for example, in the X direction) by an external button operation.
第2図イは試料ステージ16の移動速度の時間
的な変化を示しており、時刻Aで入力回路2(操
作ボタン)を操作して移動を開始すると、試料ス
テージ16は制御部3からの指令により次第に加
速され、試料ステージ16の位置は第2図ロに示
すように変化していく。一方、このとき制御部3
からは試料ステージ16の加速度に対応した偏向
制御信号が出力され、D/A変換器5でアナログ
信号に変換される。この偏向制御信号は加算器7
において走査信号発生回路6からの走査信号と加
算され偏向コイル14に印加される。その結果、
電子線は徐々に試料ステージ16の移動方向と反
対の方向に第2図ハに示す偏向速度で偏向され始
め、その偏向量は同図ニにaで示すように増加
し、観察視野は同図ホに示すように少しずつ移動
する。 FIG. 2A shows the temporal change in the moving speed of the sample stage 16. When the input circuit 2 (operation button) is operated at time A to start moving, the sample stage 16 receives the command from the control unit 3. As a result, the position of the sample stage 16 changes as shown in FIG. 2B. On the other hand, at this time, the control unit 3
A deflection control signal corresponding to the acceleration of the sample stage 16 is output from the D/A converter 5, and is converted into an analog signal by the D/A converter 5. This deflection control signal is sent to the adder 7
The signal is added to the scanning signal from the scanning signal generating circuit 6 and applied to the deflection coil 14. the result,
The electron beam gradually begins to be deflected in the direction opposite to the moving direction of the sample stage 16 at the deflection speed shown in FIG. Move little by little as shown in E.
その後時刻Bにおいて試料ステージ16の加速
が停止し定速移動に移ると、制御部3から出力さ
れる偏向制御信号に基づく偏向速度も第2図ハに
示すように零となり、偏向量も同図ニにbで示す
ように一定となる。このとき観察視野も一定速度
で移動する。 Thereafter, at time B, when the acceleration of the sample stage 16 stops and the movement starts at a constant speed, the deflection speed based on the deflection control signal output from the control section 3 also becomes zero as shown in FIG. 2C, and the amount of deflection also decreases. D becomes constant as shown by b. At this time, the observation field also moves at a constant speed.
その後、時刻Cにおいて停止ボタンを押して入
力回路2から停止信号が出力すると、第2図イに
示すように試料ステージ16は減速運転に入り、
それに伴つて偏向速度も第2図ハに示すように
徐々に減少し電子線の偏向量も第2図ニにCで示
すように次第に小さくなる。この間観察視野は移
動しない。 Thereafter, when the stop button is pressed at time C and a stop signal is output from the input circuit 2, the sample stage 16 enters deceleration operation as shown in FIG.
Along with this, the deflection speed also gradually decreases as shown in FIG. 2C, and the amount of deflection of the electron beam also gradually decreases as shown by C in FIG. 2D. During this time, the observation field does not move.
時刻Dにおいて試料ステージ16の移動は停止
し、電子線の偏向量も零になる。 At time D, the movement of the sample stage 16 stops, and the amount of deflection of the electron beam also becomes zero.
第2図ホは試料ステージ16が移動する間にお
ける観察視野原点の移動距離を示す。 FIG. 2E shows the moving distance of the origin of the observation field while the sample stage 16 moves.
上記偏向制御において重要なことは、試料ステ
ージ16の移動速度が第2図イに示したように加
速期間および減速期間が直線的に変化するときは
観察視野が移動しないようにするためにはその期
間中における偏向制御信号を2次関数的に変化さ
せる必要があるという点である。 What is important in the above deflection control is that when the moving speed of the sample stage 16 changes linearly between the acceleration period and the deceleration period as shown in Figure 2A, it is necessary to The point is that it is necessary to change the deflection control signal quadratically during the period.
第3図は試料ステージの移動による観察視野の
状態変化を示すもので、イは停止ボタンを押した
時(第2図イにおける時刻C)における状態であ
る。ロはその後試料ステージ16が停止した時
(第2図イにおける時刻D)における状態である。
図中、21は電子線、22は試料ステージの移動
方向、23は試料、Nは走査領域(観察視野)の
中心、Mは電子レンズの軸と試料ステージとの交
点、M′は時刻Cにおける試料上の点Mの時刻D
における位置を示すものである。この図からわか
るように、試料ステージ16が定速運転に入つた
以後はいつ停止ボタンを押してもその押した時点
での観察視野で観察することができるので、停止
ボタンを押すタイミングや試料ステージの移動速
度によつて観察視野が変つてしまうことがなく、
従つて初心者の観察にも好都合である。 FIG. 3 shows changes in the state of the observation field due to movement of the sample stage, and A shows the state when the stop button is pressed (time C in FIG. 2 A). B shows the state when the sample stage 16 is subsequently stopped (time D in FIG. 2A).
In the figure, 21 is the electron beam, 22 is the moving direction of the sample stage, 23 is the sample, N is the center of the scanning area (observation field of view), M is the intersection of the axis of the electron lens and the sample stage, and M' is at time C. Time D at point M on the sample
It shows the position in . As can be seen from this figure, after the sample stage 16 enters constant speed operation, no matter when you press the stop button, you can observe with the observation field at the time you pressed the stop button. The observation field of view does not change depending on the speed of movement,
Therefore, it is convenient for beginners to observe.
上記実施例は説明の便宜上試料ステージがX方
向にのみ移動する場合を説明したが、試料ステー
ジがY方向に移動する場合もまたX,Y方向にあ
る角度をなして移動する場合も全く同じである。 For convenience of explanation, the above embodiment describes the case where the sample stage moves only in the X direction, but the case where the sample stage moves in the Y direction and the case where it moves at a certain angle in the X and Y directions are exactly the same. be.
第4図は本発明による電子線偏向制御装置を透
過型電子顕微鏡に適用した場合のブロツク線図で
あり、図中第1図と同じ参照番号は同じ構成部分
を示す。 FIG. 4 is a block diagram when the electron beam deflection control device according to the present invention is applied to a transmission electron microscope, in which the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same components.
鏡筒1内には、電子銃を構成するフイラメント
11および陽極12、コンデンサレンズ13、偏
向コイル14のほかに、試料Sを載置する試料ス
テージ17と、対物レンズ18と、中間レンズ1
9と、投影レンズ20と、螢光板21とが配置さ
れており、試料ステージ17はステツプモータ
(図示せず)により移動できるようになつている。
第1図に示した実施例と同様に、入力回路2から
試料ステージ17の移動開始または移動停止の操
作をすると、制御部3から駆動信号が出力され、
試料ステージ17はステツプモータ駆動回路4を
介して駆動される。試料ステージ17の加速、定
速、減速移動にともない制御部3からは第2図ニ
に示すような偏向制御信号が出力され、偏向コイ
ル14に印加される。その結果電子線は試料ステ
ージ17の移動方向と反対の方向に移動され、入
力回路2から停止信号が入力されたとき偏向量を
徐々に減らし、試料ステージ17が停止したとき
偏向量を零にする。 Inside the lens barrel 1, in addition to a filament 11, an anode 12, a condenser lens 13, and a deflection coil 14 that constitute an electron gun, there are a sample stage 17 on which a sample S is placed, an objective lens 18, and an intermediate lens 1.
9, a projection lens 20, and a fluorescent plate 21 are arranged, and the sample stage 17 can be moved by a step motor (not shown).
Similar to the embodiment shown in FIG. 1, when the input circuit 2 is operated to start or stop the movement of the sample stage 17, a drive signal is output from the control section 3.
The sample stage 17 is driven via the step motor drive circuit 4. As the sample stage 17 moves at an accelerated, constant speed, or decelerate, the control section 3 outputs a deflection control signal as shown in FIG. 2D, which is applied to the deflection coil 14. As a result, the electron beam is moved in the opposite direction to the moving direction of the sample stage 17, and when a stop signal is input from the input circuit 2, the amount of deflection is gradually reduced, and when the sample stage 17 stops, the amount of deflection is made zero. .
このようにすれば、外部から停止ボタンを押し
たときの観察視野のまま停止後も観察できるの
で、一回の移動操作で確実に試料の希望部位が観
察できる状態になる。なお、本発明は上述した実
施例の装置に限定されるものではなく、たとえば
試料ステージの移動開始時においては電子線を偏
向せずに、移動停止時のみ移動方向へ移動速度に
応じた偏向量だけ電子線の偏向を行つて装置の構
成を簡略化することが可能である。ただしこの場
合には試料ステージの移動開始時において観察視
野の不規則な移動が生じることと、試料ステージ
の停止後の何時かは電子線の偏向を解除する操作
が必要となることなどの問題が生じる。 In this way, the observation field of view when the stop button is pressed from the outside can be observed even after the stop, so that the desired part of the sample can be reliably observed with a single movement operation. Note that the present invention is not limited to the apparatus of the above-mentioned embodiments; for example, the electron beam is not deflected when the sample stage starts moving, but is deflected in the moving direction by an amount corresponding to the moving speed only when the sample stage stops moving. It is possible to simplify the configuration of the device by deflecting the electron beam by only a certain amount. However, in this case, there are problems such as irregular movement of the observation field when the sample stage starts moving, and the need to cancel the deflection of the electron beam sometime after the sample stage stops. arise.
以上説明したように、本発明は試料移動中はそ
の移動方向とは反対方向に電子線を偏向し、試料
が停止したときは電子線を軸上にもどすようにし
たので、試料の停止操作後は停止操作のタイミン
グや試料の移動速度によらず観察視野が固定し初
心者でも簡単な操作で試料移動の正確な停止が可
能になる。 As explained above, in the present invention, the electron beam is deflected in the opposite direction to the moving direction while the sample is moving, and when the sample stops, the electron beam is returned to the axis. The observation field of view is fixed regardless of the timing of the stop operation or the moving speed of the sample, and even beginners can accurately stop sample movement with simple operations.
第1図は本発明による電子線偏向制御装置を走
査型電子顕微鏡に適用した場合のブロツク線図、
第2図は電子線の偏向制御を説明する図で、イは
試料ステージの速度変化、ロは試料ステージの位
置、ハは電子線偏向速度の変化、ニは電子線の偏
向量の変化、ホは始動原点の視野から現在観察し
ている視野までの距離の変化をそれぞれ示す図、
第3図は試料ステージの移動による観察視野の移
動を説明する図、第4図は本発明による電子線偏
向制御装置を透過型電子顕微鏡に適用した場合の
ブロツク図である。
1…鏡筒、2…入力回路、3…制御部、4…ス
テツプモータ駆動回路、5…D/A変換器、6…
走査信号発生回路、7…加算器。
FIG. 1 is a block diagram when the electron beam deflection control device according to the present invention is applied to a scanning electron microscope.
Figure 2 is a diagram explaining the electron beam deflection control, in which A is the change in the speed of the sample stage, B is the position of the sample stage, C is the change in the electron beam deflection speed, D is the change in the amount of electron beam deflection, and H is the change in the electron beam deflection amount. are diagrams showing changes in distance from the starting point of view to the currently observed field of view, respectively.
FIG. 3 is a diagram illustrating movement of the observation field due to movement of the sample stage, and FIG. 4 is a block diagram when the electron beam deflection control device according to the present invention is applied to a transmission electron microscope. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Lens barrel, 2... Input circuit, 3... Control part, 4... Step motor drive circuit, 5... D/A converter, 6...
Scanning signal generation circuit, 7...adder.
Claims (1)
に基づいて、その後に移動する試料ステージの移
動量とほぼ同量だけ電子線を偏向し、前記停止信
号の発生時とステージ停止時における電子線の照
射領域をほぼ一致させるようにしたことを特徴と
する電子線の偏向制御装置。1 Based on a stop signal instructing the stop of movement of the sample stage, the electron beam is deflected by approximately the same amount as the amount of movement of the sample stage to be moved thereafter, and the electron beam is irradiated when the stop signal is generated and when the stage is stopped. An electron beam deflection control device characterized in that the areas are made to substantially match each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17401182A JPS5963649A (en) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | Device for deflecting and controlling electron rays |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17401182A JPS5963649A (en) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | Device for deflecting and controlling electron rays |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5963649A JPS5963649A (en) | 1984-04-11 |
JPH036616B2 true JPH036616B2 (en) | 1991-01-30 |
Family
ID=15971078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17401182A Granted JPS5963649A (en) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | Device for deflecting and controlling electron rays |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5963649A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10586676B2 (en) * | 2016-06-27 | 2020-03-10 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam device |
-
1982
- 1982-10-05 JP JP17401182A patent/JPS5963649A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10586676B2 (en) * | 2016-06-27 | 2020-03-10 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5963649A (en) | 1984-04-11 |
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