JPH0378950A

JPH0378950A - 電子顕微鏡用偏向装置

Info

Publication number: JPH0378950A
Application number: JP1215386A
Authority: JP
Inventors: Kojin Kondo; 行人近藤; Hisayuki Tsuno; 津野　久幸
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1991-04-04
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPH0760659B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は、電子顕微鏡に組み込まれる電子線偏向装置の
改良に関する。

［発明が解決しようとする問題点］透過型電子顕微鏡においては、電子銃から発散する電子
線を平行な電子線束として電子光学系の光軸に沿って試
料面に垂直に照射させる通常の試料照射モードの他に、
幾つかの試料照射モードがある。

第４図は、傾斜モードにおける電子線束の中心経路を表
した略図で、傾斜モードにおいては、光軸１と角度α傾
けた方向から電子線２を試料２に照射するため、第１段
目の偏向子Ａと第２段目の偏向子Ｂによって電子線を夫
々逆方向に偏向する。

第５図は、（視野）移動モードにおける電子線束の中心
経路を表した略図で、移動モードにおいては、電子線を
光軸１と平行を保ったまま移動させて試料３の所望領域
を照射するため、第１段目の偏向子Ａと第２段目の偏向
子Ｂによって電子線２を夫々逆方向に偏向する。

第４図及び第５図に示す電子線経路は、試料３と偏向子
Ａとの間に電子レンズ場がない場合のものであるが、実
際の装置においては第６図に示すように、試料３の近傍
に対物レンズ場の前磁場４やミニ対物レンズ磁場５の形
成されることが多い。

このような光学系において、移動モードの電子線照射を
行うためには、光軸１上の定点Ｐを偏向支点として電子
線を偏向する必要があり、傾斜モードの電子線照射を行
うためには、光軸１上の定点Ｑを偏向支点として電子線
を偏向する必要がある。

これらの偏向支点ＰおよびＱの位置は、対物レンズやミ
ニ対物レンズの励磁変化に応じて移動する。

所で、二段の偏向子Ａ、Ｂを用いることにより、光軸に
沿って入射する電子線を光軸上の任意の点を偏向支点と
して偏向することが可能である。第７図は、偏向子Ｂの
下方の位置６を偏向支点とする場合の光学図で、第１段
目の偏向子Ａによる偏向角βに対して、偏向子Ｂに対し
てに１を定数としてＫａ・βの偏向角を与えるようにす
れば（偏向角βが小さい場合には）偏向支点を一定に保
つことができる。この場合、各偏向子によって偏向され
る電子線の偏向角は、偏向子に供給される励磁電流また
は励磁電圧等の信号強度に比例するので、第１段目の偏
向子Ａに供給する励磁信号強度ｌに対して、定数Ｋａ倍
の励磁信号を偏向子Ｂに供給すれば、目的とする偏向を
行うことができる。このような偏向を行うための偏向電
源は、二つの定電流電源を連動させ、一方の定電流電源
の出力を調整する制御手段と、二つの電源の出力比を調
整する制御手段を設けるのが普通である。

第８図は、偏向子Ａの上方の定点７を偏向支点とする場
合の光学図で、第１段目の偏向子Ａによる偏向角γに対
して、偏向子Ｂに対してＫｂを定数としてＫｂ・γの偏
向角を与えるようにすればよく、第１段目の偏向子Ａに
供給する励磁信号強度■に対して、定数Ｋｂ倍の励磁信
号を偏向子Ｂに供給すれば、目的とする偏向を行うこと
ができる。

第９図は、偏向支点の位置（座標）と二段の偏向子に供
給する偏向信号強度比の関係を表す略図であり、横軸は
偏向支点の座標を、縦軸は偏向信号強度の比（係数）を
表している。曲線ａは、第１段目の偏向子Ａに供給する
偏向信号Ｉａに対して一定の定数Ｋａを乗じた励磁信号
１ｂを第２段目の偏向子Ｂに供給する第１段主導モード
に使用される定数Ｋａ　　（−Ｉｂ／Ｉａ）の変化を表
しており、曲線すは、第２段目の偏向子Ｂに供給する偏
向信号Ｉｂに対して一定の定数Ｋｂを乗じた励磁信号Ｉ
ａを第１段目の偏向子Ｂに供給する第２段主導モードに
使用される定数Ｋｂ（−１ａ／Ｉｂ）の変化を表してい
る。

第９図から明らかなように、偏向支点が偏向子Ａの近傍
にくるとＫｂの値が著しく大きな値となり、その様な係
数を演算することが困難となる。

同様に、偏向支点が偏向子Ｂの近傍に達するとＫｂの値
が著しく大きな値となり、その様な係数を演算すること
が困難となる。従って、第１段主導モードのみ又は第２
段主導モードのみでしか作動しない偏向電源では、任意
の点を偏向支点とする電子線偏向が困難となるので、第
１段主導モードと第２段主導モードのいずれでも作動で
きるように構成する必要がある。しかしながら、最適偏
向支点の座標は、前述したように電子レンズの使用条件
によって変化するため、定数ＫａやＫｂが余り大きな値
を取らないようにするためには、第１段主導モードと第
２段主導モードのいずれを使用すべきかの判断が困難で
、オペレーターの試行錯誤によって選択されるため、電
子顕微鏡の操作性を難しくする一因となっていた。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、透過型電子顕微鏡における試料照射系の電子
線偏向操作をより簡便に行うことを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の透過型電子顕微鏡においては、電子銃と観察試
料位置との間に設けられた２段の偏向子と、試料位置と
偏向子との間に設けられた電子レンズと、第１段目の偏
向子に供給する励起信号に可変定数を乗じた励起信号を
第２段目の偏向子に供給する第１段主導モードと、第２
段目の偏向子に供給する励起信号に可変定数を乗じた励
起信号を第１段目の偏向子に供給する第２段主導モード
とを切り替える機能を有する偏向電源を具備した装置に
加えて、試料に入射する電子線を傾斜させる傾斜モード
又は試料に入射する電子線の照射位置を移動させる移動
モードを行うに必要な電子線偏向支点の位置を前記電子
レンズの強度から求める手段と、該手段の出力に基づい
て前記第１段主導モードと第２段主導モードのいずれを
選択すべきかを表示する手段を設ける事により、前述し
た課題を解決する。

［作用］本発明においては、試料位置と偏向子との間に形成され
る電子レンズの強度から所望の偏向を行うための偏向支
点位置を求め、該結果により２段偏向子による最適偏向
モードを求めるようにしているので、透過型電子顕微鏡
における試料照射系の電子線偏向操作をより容易に行う
ことが出来る。

［実施例］第１図は、本発明の一実施例装置の構成を示す略図であ
る。透過型電子顕微鏡の真空筐体１０の上部には、電子
銃１１が設けられており、電子銃１１より発散した電子
線は、集束レンズ１２、ミニ対物レンズ１３及び対物レ
ンズ１４の前方磁場により順次集束されて、対物レンズ
１４の磁場中に置かれた観察試料１５を照射する。集束
レンズ１２とミニ対物レンズ１３の間には第１段目の偏
向子Ａと第２段目の偏向子Ｂが設けられている。

偏向子Ａ、Ｂには切替手段１６を介して偏向電源１７の
出力端子Ｓ又はｔに接続されており、偏向電源１７には
、キーボード等の入力手段を経て偏向強度指定手段１８
と係数指定手段１９から制御信号が印加されており、そ
の出力端子Ｓには偏向強度調整手段１８より指定される
偏向信号ＩＯが出力され、出力端子ｔには係数調整手段
１９より指定された係数Ｋｏを偏向信号１ｏに乗じた偏
向信号ＫｏＸＩｏが出力される。切替手段１６を操作す
ることにより、第１段主導モードと第２段主導モードの
いずれかが選択される。

ミニ対物レンズ１３と対物レンズ１４の各レンズ電源２
０．２１の出力の一部は、演算装置２２に入力されてお
り、移動モード又は傾斜モードのモードを指定する照射
モード指定手段２３からの入力信号と共に、予め記憶さ
れたデータを基にして偏向支点の座標を計算する。次に
、この座標値が第９図における偏向子Ａと偏向子Ｂの中
間点Ｃよりも上（図で右側）にある場合には第１段主導
モードを、また座標値が偏向子Ａと偏向子Ｂの中間点Ｃ
よりも下（図で左側）にある場合には第２段主導モード
を表示するように切替表示手段２４に出力する。偏向系
の操作者は、照射モード指定手段２３による指示を行っ
た後、切替水手段２４の表示を観察しながら、切替手段
１６によって第１段主導モード又は第２段主導モードを
選択する。

次に、偏向強度調整手段１８と係数調整手段１９を操作
して所望の電子線偏向を行う。この様に、偏向支点の座
標が偏向子Ａと偏向子Ｂの中間点Ｃより上にあるか下に
あるかによって第１段主導モードと第２段主導モードの
切替えを行うと、係数ノ値が−１から＋１の間の範囲に
収まるため、偏向電源の設計が容易となる。

第２図は、本発明の他の実施例装置の要部を示す略図で
あり、第１図と同じ符号を付したものは同じ構成要素を
表している。第２図の装置においては、第１図の装置の
ように演算装置２２によって得た結果を切替表示手段２
４に表示する代わりに、直接切替手段１６を制御して自
動的に第１段主導モードと第２段主導モードの切替えが
行われるように構成している。

第３図は、本発明の更に他の実施例装置を示す略図であ
る。第３図の実施例装置においては、演算装置２２から
出力される第１段主導モードまたは第２段主導モードの
指示信号が、偏向制御装置２５に印加される。偏向制御
装置２５は、偏向強度調整手段１８と係数調整手段１９
からの入力信号と演算装置２２からの指示信号に基づい
て第１偏向電源２６と第２偏向電源２７に制御信号を送
り、第１段主導モードまたは第２段主導モードによる偏
向が行われるように制御する。

［発明の効果工本発明により、透過型電子顕微鏡における試料照射電子
線に対する偏向操作が容易に行われるようになり、操作
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の構成を示す略図、第２
図及び第３図は夫々本発明の他の実施例装置を示す略図
、第４図は試料に入射する電子線を傾斜させる傾斜モー
ドを説明するための略図、第５図は試料に入射する電子
線を移動させる移動モードを説明するための略図、第６
図は傾斜モードと移動モードを行うために必要な電子線
の偏向支点を説明するための略図、第７図及び第８図は
２段偏向子により電子線の偏向支点を任意に選定する際
の光学系を説明するための略図、第９図は二段偏向系に
おける偏向信号強度比と偏向支点の関係を説明するため
の略図である。１　・・・　光軸２　・・・　電子線３　・・・　試料４　・・・　対物レンズの前磁場５　・・・　ミニ対物レンズ磁場６．７・・・偏向支点１０・・・　真空筐体１１・・・　電子銃１２・・・　集束レンズ１３・・・　ミニ対物レンズ１４・・・　対物レンズ１５・・・１６・・・１７・・・１８・・・１９・・・２０・・・２１・・・２２・・・２３・・・２４・・・２５・・・２６・・・２７・・・試料切替手段偏向電源偏向強度調整手段係数調整手段ミニ対物レンズ電源対物レンズ電源演算装置照射モード指定手段切替表示手段偏向制御装置第１偏向電源第２偏向電源

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子銃と観察試料位置との間に設けられた２段の
偏向子と、試料位置と偏向子との間に設けられた電子レ
ンズと、第１段目の偏向子に供給する励起信号に可変定
数を乗じた励起信号を第２段目の偏向子に供給する第１
段主導モードと第２段目の偏向子に供給する励起信号に
可変定数を乗じた励起信号を第１段目の偏向子に供給す
る第２段主導モードとを切り替える機能を有する偏向電
源を具備した装置において、試料に入射する電子線を傾
斜させる傾斜モード又は試料に入射する電子線の照射位
置を移動させる移動モードを行うに必要な電子線偏向支
点の位置を前記電子レンズの強度から求める手段と、該
手段の出力に基づいて前記第１段主導モードと第２段主
導モードのいずれを選択すべきかを表示する手段を設け
た事を特徴とする電子顕微鏡用偏向装置。
（２）電子銃と観察試料位置との間に設けられた２段の
偏向子と、試料位置と偏向子との間に設けられた電子レ
ンズと、一方の偏向子に供給する励起信号に所望の可変
定数を乗じた励起信号を他方の偏向子に供給する偏向電
源を具備した装置において、試料に入射する電子線を傾
斜させる傾斜モード又は試料に入射する電子線の位置を
移動させる移動モードを行うに必要な電子線偏向支点の
位置を前記電子レンズの強度から求める手段と、該手段
の結果に基づいて偏向電源から第１段目の偏向子と第２
段目の偏向子に供給する二つの偏向信号の切り替えを制
御する手段を設けた事を特徴とする電子顕微鏡用偏向装
置。