JPH0562629A - 電子顕微鏡におけるフオーカス調整方式 - Google Patents
電子顕微鏡におけるフオーカス調整方式Info
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- JPH0562629A JPH0562629A JP3002093A JP209391A JPH0562629A JP H0562629 A JPH0562629 A JP H0562629A JP 3002093 A JP3002093 A JP 3002093A JP 209391 A JP209391 A JP 209391A JP H0562629 A JPH0562629 A JP H0562629A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 走査型電子顕微鏡のＥＣＰモード及び焦点深
度が深い像観察モードにおいて、試料位置を変更しても
プローブ電流が変化しないようにする。 【構成】 ＥＣＰモードにおいて、試料が６で示す位置
にあるときには、実線で示すレイパスのように、第２Ｃ
Ｌ３はＯＬ５の焦点Ｆに結像するように励磁される。試
料が６′の位置に移動されたときには、第２ＣＬ３はＯ
Ｌ５の焦点Ｆ′に結像するように励磁されるが、このと
き第１ＣＬ２の励磁も変更され、電子銃１から開き角α
0 で放出されるプローブのみがＯＬ５の焦点Ｆ′に結像
されるようになされる。これによって、試料の位置の如
何に拘らず、試料に照射されるプローブ電流は一定とな
るので、像の明るさは変化しない。焦点深度が深い観察
モードにおいても同様である。
度が深い像観察モードにおいて、試料位置を変更しても
プローブ電流が変化しないようにする。 【構成】 ＥＣＰモードにおいて、試料が６で示す位置
にあるときには、実線で示すレイパスのように、第２Ｃ
Ｌ３はＯＬ５の焦点Ｆに結像するように励磁される。試
料が６′の位置に移動されたときには、第２ＣＬ３はＯ
Ｌ５の焦点Ｆ′に結像するように励磁されるが、このと
き第１ＣＬ２の励磁も変更され、電子銃１から開き角α
0 で放出されるプローブのみがＯＬ５の焦点Ｆ′に結像
されるようになされる。これによって、試料の位置の如
何に拘らず、試料に照射されるプローブ電流は一定とな
るので、像の明るさは変化しない。焦点深度が深い観察
モードにおいても同様である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に、走査型電子顕微
鏡（以下、ＳＥＭと称す）において電子チャンネリング
パターン（electron channeling pattern、以下、ＥＣ
Ｐと称す）モードあるいは焦点深度を深くして観察する
モード（以下、深焦点深度モードと称す）におけるフォ
ーカス調整に適用して好適な電子顕微鏡におけるフォー
カス調整方式に関するものである。
鏡（以下、ＳＥＭと称す）において電子チャンネリング
パターン（electron channeling pattern、以下、ＥＣ
Ｐと称す）モードあるいは焦点深度を深くして観察する
モード（以下、深焦点深度モードと称す）におけるフォ
ーカス調整に適用して好適な電子顕微鏡におけるフォー
カス調整方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＳＥＭは試料の形状を観察するものとし
て知られているが、このような通常の画像観察モードの
外にも、図２に示すように、平行電子ビームを、Ｂ1,Ｂ
2,Ｂ3のように試料５０の一定点に入射角度を変化させ
ながら照射し、試料５０から放出された反射電子を検出
することによって、当該試料５０の特定の局所領域の結
晶構造を観察するＥＣＰモード、そして、図３に示すよ
うに、凹凸のある試料５０の形状を観察する場合に、電
子ビームの開き角が図のＢ2 に示すように大きい場合に
は電子顕微鏡像にはボケが生じるので、図のＢ1 に示す
ように開き角を小さくして電子顕微鏡像のボケの幅を小
さくして観察する深焦点深度モードが知られている。な
お、図３において、５１は対物レンズ（以下、ＯＬと称
す）の主面を示す。
て知られているが、このような通常の画像観察モードの
外にも、図２に示すように、平行電子ビームを、Ｂ1,Ｂ
2,Ｂ3のように試料５０の一定点に入射角度を変化させ
ながら照射し、試料５０から放出された反射電子を検出
することによって、当該試料５０の特定の局所領域の結
晶構造を観察するＥＣＰモード、そして、図３に示すよ
うに、凹凸のある試料５０の形状を観察する場合に、電
子ビームの開き角が図のＢ2 に示すように大きい場合に
は電子顕微鏡像にはボケが生じるので、図のＢ1 に示す
ように開き角を小さくして電子顕微鏡像のボケの幅を小
さくして観察する深焦点深度モードが知られている。な
お、図３において、５１は対物レンズ（以下、ＯＬと称
す）の主面を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＥＣＰモー
ド及び深焦点深度モードは、通常の画像観察モードと併
用して用いられる。例えば、ＥＣＰモードは、画像観察
モードで結晶構造を観察したい箇所を探してから行われ
ることが多く、深焦点深度モードは、通常の画像観察モ
ードで高分解能で画像の観察を行う前に先立って、観察
したい所望の領域を探す場合や、既に注目して観察して
いる状態の周辺を深い焦点深度で観察する場合に使用さ
れることが多い。通常の観察モードでは当該試料表面の
凹凸等のために、試料の高さ、即ちＯＬの下面と試料表
面の間の距離（作動距離）の変化に応じてＯＬの励磁を
変化させてフォーカスを合わせる。このため試料の高さ
に応じてＯＬの焦点距離は変わるので、通常の観察モー
ドからＥＣＰモードや深焦点深度モードに切り換えたと
きには、試料の高さに応じてＯＬ励磁または集束レンズ
（以下、ＣＬと称す）励磁を変更しなければ各モードの
機能を果たすことができない。ここで、フォーカス調整
を行う際に画像が回転することは好ましくないので、フ
ォーカス調整は、ＯＬの励磁電流を変更して行うのでは
なく、ＣＬの励磁電流を変更することで行うのが一般的
である。
ド及び深焦点深度モードは、通常の画像観察モードと併
用して用いられる。例えば、ＥＣＰモードは、画像観察
モードで結晶構造を観察したい箇所を探してから行われ
ることが多く、深焦点深度モードは、通常の画像観察モ
ードで高分解能で画像の観察を行う前に先立って、観察
したい所望の領域を探す場合や、既に注目して観察して
いる状態の周辺を深い焦点深度で観察する場合に使用さ
れることが多い。通常の観察モードでは当該試料表面の
凹凸等のために、試料の高さ、即ちＯＬの下面と試料表
面の間の距離（作動距離）の変化に応じてＯＬの励磁を
変化させてフォーカスを合わせる。このため試料の高さ
に応じてＯＬの焦点距離は変わるので、通常の観察モー
ドからＥＣＰモードや深焦点深度モードに切り換えたと
きには、試料の高さに応じてＯＬ励磁または集束レンズ
（以下、ＣＬと称す）励磁を変更しなければ各モードの
機能を果たすことができない。ここで、フォーカス調整
を行う際に画像が回転することは好ましくないので、フ
ォーカス調整は、ＯＬの励磁電流を変更して行うのでは
なく、ＣＬの励磁電流を変更することで行うのが一般的
である。
【０００４】しかし、従来のＥＣＰモードにおけるフォ
ーカス調整、及び深焦点深度モードにおけるフォーカス
調整においては、試料高さに応じたＣＬ励磁の変更に伴
ってプローブ電流が変化し、その結果画像の明るさが変
化するので、フォーカス調整が非常に面倒になるという
問題があった。
ーカス調整、及び深焦点深度モードにおけるフォーカス
調整においては、試料高さに応じたＣＬ励磁の変更に伴
ってプローブ電流が変化し、その結果画像の明るさが変
化するので、フォーカス調整が非常に面倒になるという
問題があった。
【０００５】ＥＣＰモードにおいてＣＬ励磁を変更した
場合にプローブ電流が変化する理由を図４を参照して説
明すると次のようである。図４において、１は電子銃、
２は第１ＣＬ、３は第２ＣＬ、４は対物絞り、５はＯ
Ｌ、６は試料、Ｏは光軸を示す。なお、図中レンズは主
面のみを示し、また偏向コイル、検出器等は省略してい
る。いま、試料６がＯＬ５の主面からＺOLの距離にあ
り、ＯＬ５の焦点距離がｆＯＬであるときに通常の画像
観察モードからＥＣＰモードに変更したとすると、観察
モードの変更に伴って像の回転が生じないように、ＯＬ
５の焦点距離はｆＯＬに保持される。このとき、第２Ｃ
Ｌ３は、電子銃１から放射され、第１ＣＬ２を通過して
きた電子ビームを焦点Ｆに集束するように励磁される。
これによって電子銃１から開き角α0 で放出された電子
ビームは、第１ＣＬ２により、その主面からＺ1 の距離
に結像し、第２ＣＬ３の主面上でＡの位置に至り、第２
ＣＬ３のレンズ作用により、ＯＬ５の焦点Ｆに集束され
る。そしてＯＬ５のレンズ作用によって平行ビームとな
され、試料６に照射される。即ち、このときには電子ビ
ームのレーパスは実線で示すようになるので、試料６に
は、電子銃１から放射される電子のうち、開き角がα0
の範囲内に含まれる電子が照射されることになる。次
に、通常の画像観察モードに戻って試料位置を図の６′
で示す位置に変更したとする。このときにはＯＬ５の励
磁電流を変更することによってフォーカス調整が行わ
れ、ＯＬ５の焦点距離はｆOL′に変更される。そして、
その後ＥＣＰモードに変更したとすると、この焦点距離
が保たれ、従って、このとき第２ＣＬ３の励磁は、電子
ビームを焦点Ｆ′に集束させるように変更される。その
結果、電子ビームはＯＬ５で平行ビームとなされて試料
６′に照射されることになるが、ＯＬ５の焦点Ｆ′に集
束される電子ビームは第２ＣＬ３の主面上ではＢの広が
りを有し、試料が６の位置にある場合の広がりＡよりも
大きくなる。ところが、このとき第１ＣＬ２の励磁は変
更されないから、図の破線で示すように、第１ＣＬ２の
主面上でＢ′の範囲にある電子ビームまでが第２ＣＬ３
の主面上のＢの範囲に入ることになり、試料に照射され
るトータルのプローブ電流は試料が６で示す位置にある
場合よりも大きくなり、像の明るさが増すことになる。
場合にプローブ電流が変化する理由を図４を参照して説
明すると次のようである。図４において、１は電子銃、
２は第１ＣＬ、３は第２ＣＬ、４は対物絞り、５はＯ
Ｌ、６は試料、Ｏは光軸を示す。なお、図中レンズは主
面のみを示し、また偏向コイル、検出器等は省略してい
る。いま、試料６がＯＬ５の主面からＺOLの距離にあ
り、ＯＬ５の焦点距離がｆＯＬであるときに通常の画像
観察モードからＥＣＰモードに変更したとすると、観察
モードの変更に伴って像の回転が生じないように、ＯＬ
５の焦点距離はｆＯＬに保持される。このとき、第２Ｃ
Ｌ３は、電子銃１から放射され、第１ＣＬ２を通過して
きた電子ビームを焦点Ｆに集束するように励磁される。
これによって電子銃１から開き角α0 で放出された電子
ビームは、第１ＣＬ２により、その主面からＺ1 の距離
に結像し、第２ＣＬ３の主面上でＡの位置に至り、第２
ＣＬ３のレンズ作用により、ＯＬ５の焦点Ｆに集束され
る。そしてＯＬ５のレンズ作用によって平行ビームとな
され、試料６に照射される。即ち、このときには電子ビ
ームのレーパスは実線で示すようになるので、試料６に
は、電子銃１から放射される電子のうち、開き角がα0
の範囲内に含まれる電子が照射されることになる。次
に、通常の画像観察モードに戻って試料位置を図の６′
で示す位置に変更したとする。このときにはＯＬ５の励
磁電流を変更することによってフォーカス調整が行わ
れ、ＯＬ５の焦点距離はｆOL′に変更される。そして、
その後ＥＣＰモードに変更したとすると、この焦点距離
が保たれ、従って、このとき第２ＣＬ３の励磁は、電子
ビームを焦点Ｆ′に集束させるように変更される。その
結果、電子ビームはＯＬ５で平行ビームとなされて試料
６′に照射されることになるが、ＯＬ５の焦点Ｆ′に集
束される電子ビームは第２ＣＬ３の主面上ではＢの広が
りを有し、試料が６の位置にある場合の広がりＡよりも
大きくなる。ところが、このとき第１ＣＬ２の励磁は変
更されないから、図の破線で示すように、第１ＣＬ２の
主面上でＢ′の範囲にある電子ビームまでが第２ＣＬ３
の主面上のＢの範囲に入ることになり、試料に照射され
るトータルのプローブ電流は試料が６で示す位置にある
場合よりも大きくなり、像の明るさが増すことになる。
【０００６】また、深焦点深度モードにおいてＣＬ励磁
を変更した場合にプローブ電流が変化する理由を図５を
参照して説明すると次のようである。なお、図中、図４
と同じものには同一の符号を付す。いま、試料６がＯＬ
５の主面からＺOLの距離にあるとし、第２ＣＬ３は電子
ビームをＰ点に集束するように励磁されているとする。
これによって電子ビームはＯＬ５の集束作用によって試
料６に集束されている。即ち、このときにはレイパスは
実線で示すようになり、試料６には、電子銃１から放射
される電子のうち、開き角がα0 の範囲内に含まれる電
子が照射されることになる。次に、何等かの事由、例え
ば試料の凹凸等によって試料の位置を図中６′で示すよ
うに、ＯＬ５の主面からＺOL′の距離まで移動したとす
る。このときには観察する像が回転しないようにＯＬ５
の励磁は変更せず、第２ＣＬ３の励磁のみを変更し、電
子ビームがＱ点に集束するようにする。これによって電
子ビームはＯＬ５の集束作用によって曲げられ、試料
６′上に集束される。このとき、第２ＣＬ３以降のレイ
パスは一点鎖線で示すようになり、第２ＣＬ３の主面上
での電子ビームの広がりは、試料が６の位置にあるとき
よりも狭くなり、従って試料６′には図の破線で示す範
囲内の電子しか照射されないので、トータルのブローブ
電流は減ることになり、像の明るさが減少することにな
る。
を変更した場合にプローブ電流が変化する理由を図５を
参照して説明すると次のようである。なお、図中、図４
と同じものには同一の符号を付す。いま、試料６がＯＬ
５の主面からＺOLの距離にあるとし、第２ＣＬ３は電子
ビームをＰ点に集束するように励磁されているとする。
これによって電子ビームはＯＬ５の集束作用によって試
料６に集束されている。即ち、このときにはレイパスは
実線で示すようになり、試料６には、電子銃１から放射
される電子のうち、開き角がα0 の範囲内に含まれる電
子が照射されることになる。次に、何等かの事由、例え
ば試料の凹凸等によって試料の位置を図中６′で示すよ
うに、ＯＬ５の主面からＺOL′の距離まで移動したとす
る。このときには観察する像が回転しないようにＯＬ５
の励磁は変更せず、第２ＣＬ３の励磁のみを変更し、電
子ビームがＱ点に集束するようにする。これによって電
子ビームはＯＬ５の集束作用によって曲げられ、試料
６′上に集束される。このとき、第２ＣＬ３以降のレイ
パスは一点鎖線で示すようになり、第２ＣＬ３の主面上
での電子ビームの広がりは、試料が６の位置にあるとき
よりも狭くなり、従って試料６′には図の破線で示す範
囲内の電子しか照射されないので、トータルのブローブ
電流は減ることになり、像の明るさが減少することにな
る。
【０００７】以上のように、従来のＥＣＰモード及び深
焦点深度モードではＣＬの励磁を変更することによりフ
ォーカス調整を行っているので、像の回転が生じない、
あるいは極端には変化しないという利点を有するが、フ
ォーカス調整に伴って像の明るさが変化するので、フォ
ーカス調整が面倒になり、手間がかかるという問題を有
していた。
焦点深度モードではＣＬの励磁を変更することによりフ
ォーカス調整を行っているので、像の回転が生じない、
あるいは極端には変化しないという利点を有するが、フ
ォーカス調整に伴って像の明るさが変化するので、フォ
ーカス調整が面倒になり、手間がかかるという問題を有
していた。
【０００８】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、ＥＣＰモード及び深焦点深度モードにおけるフォ
ーカス調整の際に像の明るさが変化しない電子顕微鏡に
おけるフォーカス調整方式を提供することを目的とす
る。
って、ＥＣＰモード及び深焦点深度モードにおけるフォ
ーカス調整の際に像の明るさが変化しない電子顕微鏡に
おけるフォーカス調整方式を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】ところで、従来の問題点
は、フォーカス調整に際して、第２ＣＬ３の励磁のみを
変更していることに起因している。即ち、ＥＣＰモード
においては、試料の高さをＺOLからＺOL′へ移動するに
際に第２ＣＬ３の主面上での電子ビームの広がりがＡか
らＢに広がり、破線で示す範囲内の電子ビームまでもが
試料に照射されてしまうことによって像の明るさが変化
するのであるが、このとき、第１ＣＬ２の励磁をも変更
し、Ａ′とＢとを結ぶ一点鎖線で示すレイパスになるよ
うにすれば、試料に照射されるプローブ電流は、試料位
置の移動に拘らず一定となり、像の明るさが変化するこ
とはない。深焦点深度モードについても同様である。
は、フォーカス調整に際して、第２ＣＬ３の励磁のみを
変更していることに起因している。即ち、ＥＣＰモード
においては、試料の高さをＺOLからＺOL′へ移動するに
際に第２ＣＬ３の主面上での電子ビームの広がりがＡか
らＢに広がり、破線で示す範囲内の電子ビームまでもが
試料に照射されてしまうことによって像の明るさが変化
するのであるが、このとき、第１ＣＬ２の励磁をも変更
し、Ａ′とＢとを結ぶ一点鎖線で示すレイパスになるよ
うにすれば、試料に照射されるプローブ電流は、試料位
置の移動に拘らず一定となり、像の明るさが変化するこ
とはない。深焦点深度モードについても同様である。
【００１０】本発明の電子顕微鏡におけるフォーカス調
整方式は、上記の原理により上記の目的を達成するもの
であり、集束レンズの励磁電流を変化させることにより
フォーカス調整を行う電子顕微鏡におけるフォーカス調
整方式において、少なくとも二つの集束レンズを備え、
前記集束レンズの中の少なくとも二つの集束レンズの焦
点距離を互いに関連させて変化させることによって像の
明るさを変化させることなくフォーカス調整を行うこと
を特徴とする。
整方式は、上記の原理により上記の目的を達成するもの
であり、集束レンズの励磁電流を変化させることにより
フォーカス調整を行う電子顕微鏡におけるフォーカス調
整方式において、少なくとも二つの集束レンズを備え、
前記集束レンズの中の少なくとも二つの集束レンズの焦
点距離を互いに関連させて変化させることによって像の
明るさを変化させることなくフォーカス調整を行うこと
を特徴とする。
【００１１】
【作用】ＥＣＰモード時の作用は次のようである。図４
において、試料が６で示す位置にあるときの第２ＣＬ３
の主面上における電子ビームの広がりがＡであり、試料
を６′で示す位置に移動したときに第２ＣＬ３の主面上
での広がりがＢに広がるものとすると、試料位置の移動
の際にフォーカス調整のために第２ＣＬ３の励磁を変更
するが、このとき同時に、第１ＣＬ２の励磁をも関連さ
せて変更し、開き角α0 の範囲内にある電子ビームのみ
が試料に照射されるようにする。即ち、第１ＣＬ２の主
面上でＡ′の範囲にある電子ビームが、試料が６の位置
にあるときには第２ＣＬ３の主面上でＡの範囲に納ま
り、試料が６′の位置にあるときにはＢの範囲に納まる
ように第１ＣＬ２の励磁を変更する。これによって、試
料の位置の如何に拘らず照射されるプローブ電流は一定
となるので、像の明るさは変化しない。
において、試料が６で示す位置にあるときの第２ＣＬ３
の主面上における電子ビームの広がりがＡであり、試料
を６′で示す位置に移動したときに第２ＣＬ３の主面上
での広がりがＢに広がるものとすると、試料位置の移動
の際にフォーカス調整のために第２ＣＬ３の励磁を変更
するが、このとき同時に、第１ＣＬ２の励磁をも関連さ
せて変更し、開き角α0 の範囲内にある電子ビームのみ
が試料に照射されるようにする。即ち、第１ＣＬ２の主
面上でＡ′の範囲にある電子ビームが、試料が６の位置
にあるときには第２ＣＬ３の主面上でＡの範囲に納ま
り、試料が６′の位置にあるときにはＢの範囲に納まる
ように第１ＣＬ２の励磁を変更する。これによって、試
料の位置の如何に拘らず照射されるプローブ電流は一定
となるので、像の明るさは変化しない。
【００１２】深焦点深度モード時の作用は次のようであ
る。図５において、試料が６で示す位置にあるときに第
２ＣＬ３の主面上での電子ビームの広がりがＡであり、
試料を６′で示す位置に移動したときに第２ＣＬ３の主
面上での広がりがＢに狭まるものとすると、試料位置の
移動の際にフォーカス調整のために第２ＣＬ３の励磁を
変更するが、このとき同時に、第１ＣＬ２の励磁をも関
連させて変更し、開き角α0 の範囲内にある電子ビーム
のみが試料に照射されるようにする。即ち、第１ＣＬ２
の主面上でＡ′の範囲にある電子ビームが、試料が６の
位置にあるときには第２ＣＬ３の主面上でＡの範囲に納
まり、試料が６′の位置にあるときにはＢの範囲に納ま
るように第１ＣＬ２の励磁を変更する。これによって、
試料の位置の如何に拘らず照射されるプローブ電流は一
定となるので、像の明るさは変化しない。
る。図５において、試料が６で示す位置にあるときに第
２ＣＬ３の主面上での電子ビームの広がりがＡであり、
試料を６′で示す位置に移動したときに第２ＣＬ３の主
面上での広がりがＢに狭まるものとすると、試料位置の
移動の際にフォーカス調整のために第２ＣＬ３の励磁を
変更するが、このとき同時に、第１ＣＬ２の励磁をも関
連させて変更し、開き角α0 の範囲内にある電子ビーム
のみが試料に照射されるようにする。即ち、第１ＣＬ２
の主面上でＡ′の範囲にある電子ビームが、試料が６の
位置にあるときには第２ＣＬ３の主面上でＡの範囲に納
まり、試料が６′の位置にあるときにはＢの範囲に納ま
るように第１ＣＬ２の励磁を変更する。これによって、
試料の位置の如何に拘らず照射されるプローブ電流は一
定となるので、像の明るさは変化しない。
【００１３】
【実施例】以下、実施例につき図面を参照して説明す
る。図１は本発明に係る電子顕微鏡におけるフォーカス
調整方式の一実施例の構成を示す図であり、図中、１０
は制御装置、１１は操作部を示す。なお、図４及び図５
と同じものについては同一の符号を付す。また、偏向コ
イル、検出器等は省略している。制御装置１０は、フォ
ーカス調整等の各種の調整摘み、あるいはキーボード等
からなる操作部１１から指示された調整に応じて、電子
銃１の加速電圧、第１ＣＬ２、第２ＣＬ３及びＯＬ５の
励磁電流を設定し、供給するものであり、マイクロプロ
セッサ等で構成される。さて、図１の構成において、電
子銃１の種類や性質及び加速電圧が定まると、電子銃１
の輝度β及び仮想光源の大きさｄg が定まる。次に対物
絞り４の径ｒAPを定め、試料位置、即ちＯＬ５の主面か
らの距離ＺOL、プローブ電流ＩP 、必要な観察モードを
操作部１１で選択すると、制御装置１０はフォーカスが
合うように第１ＣＬ２，第２ＣＬ３，ＯＬ５の焦点距離
ｆ1,ｆ2,ｆOLを定め、これに対応する励磁電流をそれぞ
れに供給する。そして、試料位置が変わった場合には、
制御装置１０は、第１ＣＬ２の焦点距離ｆ1 及び第２Ｃ
Ｌ３の焦点距離ｆ2 を以下に説明する態様で互いに関連
させて変化させ、フォーカス調整時にプローブ電流ＩP
が変化しないようにする。
る。図１は本発明に係る電子顕微鏡におけるフォーカス
調整方式の一実施例の構成を示す図であり、図中、１０
は制御装置、１１は操作部を示す。なお、図４及び図５
と同じものについては同一の符号を付す。また、偏向コ
イル、検出器等は省略している。制御装置１０は、フォ
ーカス調整等の各種の調整摘み、あるいはキーボード等
からなる操作部１１から指示された調整に応じて、電子
銃１の加速電圧、第１ＣＬ２、第２ＣＬ３及びＯＬ５の
励磁電流を設定し、供給するものであり、マイクロプロ
セッサ等で構成される。さて、図１の構成において、電
子銃１の種類や性質及び加速電圧が定まると、電子銃１
の輝度β及び仮想光源の大きさｄg が定まる。次に対物
絞り４の径ｒAPを定め、試料位置、即ちＯＬ５の主面か
らの距離ＺOL、プローブ電流ＩP 、必要な観察モードを
操作部１１で選択すると、制御装置１０はフォーカスが
合うように第１ＣＬ２，第２ＣＬ３，ＯＬ５の焦点距離
ｆ1,ｆ2,ｆOLを定め、これに対応する励磁電流をそれぞ
れに供給する。そして、試料位置が変わった場合には、
制御装置１０は、第１ＣＬ２の焦点距離ｆ1 及び第２Ｃ
Ｌ３の焦点距離ｆ2 を以下に説明する態様で互いに関連
させて変化させ、フォーカス調整時にプローブ電流ＩP
が変化しないようにする。
【００１４】まず、深焦点深度モードの場合について図
５を用いて説明する。試料に対する電子プローブの開き
角αOLが設定されると、第１ＣＬ２の焦点距離ｆ1 ，第
２ＣＬ３の焦点距離ｆ2 及びＯＬ５の焦点距離ｆOLは、
それぞれ下記の式で表される。
５を用いて説明する。試料に対する電子プローブの開き
角αOLが設定されると、第１ＣＬ２の焦点距離ｆ1 ，第
２ＣＬ３の焦点距離ｆ2 及びＯＬ５の焦点距離ｆOLは、
それぞれ下記の式で表される。
【００１５】 ｆ1 ＝ｌ0×Ｚ1／（ｌ0＋Ｚ1） …（１） ｆ2 ＝（ｌ1−Ｚ1）×Ｚ2／（（ｌ1−Ｚ1）＋Ｚ2） …（２） ｆOL＝ｂ×ＺOL／（ｂ−ＺOL） …（３） ここで、図５から明らかなように、ｌ0 は電子銃１の先
端から第１ＣＬ２の主面までの距離、Ｚ1 は第１ＣＬ２
の主面とその結像点との距離、ｌ1 は第１ＣＬ２の主面
と第２ＣＬ３の主面との距離、ｌ2 は第２ＣＬ３の主面
と対物絞り４との距離、Ｚ2 は第２ＣＬ３の主面とその
結像点との距離、ｌ3 は対物絞り４とＯＬ主面５との距
離、ｂはＯＬ５の主面と第２ＣＬ３の結像点との距離を
それぞれ示す。次に、試料位置が６から６′に変わった
場合、第１ＣＬ２の主面からその結像点までの距離をＺ
1′、第２ＣＬ３の主面からその結像点までの距離を
Ｚ2′、ＯＬ５の主面からその結像点までの距離を
ＺOL′、ＯＬ５の主面から第２ＣＬ３の結像点までの距
離をｂ′、第１ＣＬ２の主面上での電子ビームの広がり
の半径をｒ1 、第２ＣＬ３の主面上での電子ビームの広
がりの半径をｒ2 ′、ＯＬ５の主面上での電子ビームの
広がりの半径をｒOL′、第１ＣＬ２に入射する電子ビー
ム包絡線と光軸Ｏとの角度をα0 、第２ＣＬ３に入射す
る電子ビーム包絡線と光軸Ｏとの角度をα1′ 、ＯＬ５
に入射する電子ビーム包絡線と光軸Ｏとの角度をα
2 ′、試料に入射する電子ビーム包絡線と光軸Ｏとの角
度をαOL′とするとき ｂ′＝ｆOL×ＺOL′／（ｆOL−ＺOL′） …（４） が成立し、従って、 α2′＝ｒAP／（ｌ3＋ｂ′） …（５） Ｚ2′＝ｌ2＋ｌ3＋ｂ′ …（６） が成立する。また、（４）、（５）式から ｒOL′＝α2′×ｂ′ …（７） が求められ、更に（５）、（６）式から ｒ2′＝Ｚ2′×α2′ …（８） が求められる。また、（７）式から αOL′＝ｒOL′／ＺOL′ …（９） が求められる。
端から第１ＣＬ２の主面までの距離、Ｚ1 は第１ＣＬ２
の主面とその結像点との距離、ｌ1 は第１ＣＬ２の主面
と第２ＣＬ３の主面との距離、ｌ2 は第２ＣＬ３の主面
と対物絞り４との距離、Ｚ2 は第２ＣＬ３の主面とその
結像点との距離、ｌ3 は対物絞り４とＯＬ主面５との距
離、ｂはＯＬ５の主面と第２ＣＬ３の結像点との距離を
それぞれ示す。次に、試料位置が６から６′に変わった
場合、第１ＣＬ２の主面からその結像点までの距離をＺ
1′、第２ＣＬ３の主面からその結像点までの距離を
Ｚ2′、ＯＬ５の主面からその結像点までの距離を
ＺOL′、ＯＬ５の主面から第２ＣＬ３の結像点までの距
離をｂ′、第１ＣＬ２の主面上での電子ビームの広がり
の半径をｒ1 、第２ＣＬ３の主面上での電子ビームの広
がりの半径をｒ2 ′、ＯＬ５の主面上での電子ビームの
広がりの半径をｒOL′、第１ＣＬ２に入射する電子ビー
ム包絡線と光軸Ｏとの角度をα0 、第２ＣＬ３に入射す
る電子ビーム包絡線と光軸Ｏとの角度をα1′ 、ＯＬ５
に入射する電子ビーム包絡線と光軸Ｏとの角度をα
2 ′、試料に入射する電子ビーム包絡線と光軸Ｏとの角
度をαOL′とするとき ｂ′＝ｆOL×ＺOL′／（ｆOL−ＺOL′） …（４） が成立し、従って、 α2′＝ｒAP／（ｌ3＋ｂ′） …（５） Ｚ2′＝ｌ2＋ｌ3＋ｂ′ …（６） が成立する。また、（４）、（５）式から ｒOL′＝α2′×ｂ′ …（７） が求められ、更に（５）、（６）式から ｒ2′＝Ｚ2′×α2′ …（８） が求められる。また、（７）式から αOL′＝ｒOL′／ＺOL′ …（９） が求められる。
【００１６】次に、プローブ電流ＩP は一定であるの
で、対応するα0 及びｒ1 は、 α0 ＝（４ＩP／（π2×β×ｄg 2））1/2 …（１０） ｒ1 ＝α0 ×ｌ0 …（１１） で一定である。従って、 ｒ1／Ｚ1′＝（ｒ1＋ｒ2′）／ｌ1＝α1′ …（１２） であるから Ｚ1′＝ｌ1×ｒ1／（ｒ1＋ｒ2′） …（１３） となり、以上のことから ｆ1 ＝ｌ0×Ｚ1′／（ｌ0＋Ｚ1′） …（１４） ｆ2 ＝（ｌ1−Ｚ1′）×Ｚ2′／（（ｌ1−Ｚ1′）＋Ｚ2′）…（１５） とすれば、試料位置がＺOLからＺOL′に変わった場合
に、ＯＬ５の焦点距離ｆOL及びプローブ電流ＩP を一定
に保った状態でフォーカス調整を行うことができること
は明らかである。なお、試料への電子プローブの開き角
はαOLからαOL′に変化するが、ＯＬ５の焦点距離は一
定であるので、像の回転は生じないものである。以上の
ように、深焦点深度モード時においては制御装置１０
は、試料位置の変化に対し操作部１１でフォーカス調整
を行うと、メモリデータを利用するか、または上記の
（１４）式及び（１５）式に対応する演算を行って、第
１ＣＬ２及び第２ＣＬ３の焦点距離を求め、対応する励
磁電流を決定して第１ＣＬ２及び第２ＣＬ３に供給す
る。その際、メモリデータまたは演算のためのデータ
は、現在のＯＬ５の励磁データを参照して操作部１１に
よるフォーカス調整に応じて選ばれるか、または周知の
試料位置検知手段を設けて制御装置１０が自動的に試料
位置を取り込めるようにしてもよい。
で、対応するα0 及びｒ1 は、 α0 ＝（４ＩP／（π2×β×ｄg 2））1/2 …（１０） ｒ1 ＝α0 ×ｌ0 …（１１） で一定である。従って、 ｒ1／Ｚ1′＝（ｒ1＋ｒ2′）／ｌ1＝α1′ …（１２） であるから Ｚ1′＝ｌ1×ｒ1／（ｒ1＋ｒ2′） …（１３） となり、以上のことから ｆ1 ＝ｌ0×Ｚ1′／（ｌ0＋Ｚ1′） …（１４） ｆ2 ＝（ｌ1−Ｚ1′）×Ｚ2′／（（ｌ1−Ｚ1′）＋Ｚ2′）…（１５） とすれば、試料位置がＺOLからＺOL′に変わった場合
に、ＯＬ５の焦点距離ｆOL及びプローブ電流ＩP を一定
に保った状態でフォーカス調整を行うことができること
は明らかである。なお、試料への電子プローブの開き角
はαOLからαOL′に変化するが、ＯＬ５の焦点距離は一
定であるので、像の回転は生じないものである。以上の
ように、深焦点深度モード時においては制御装置１０
は、試料位置の変化に対し操作部１１でフォーカス調整
を行うと、メモリデータを利用するか、または上記の
（１４）式及び（１５）式に対応する演算を行って、第
１ＣＬ２及び第２ＣＬ３の焦点距離を求め、対応する励
磁電流を決定して第１ＣＬ２及び第２ＣＬ３に供給す
る。その際、メモリデータまたは演算のためのデータ
は、現在のＯＬ５の励磁データを参照して操作部１１に
よるフォーカス調整に応じて選ばれるか、または周知の
試料位置検知手段を設けて制御装置１０が自動的に試料
位置を取り込めるようにしてもよい。
【００１７】次に、ＥＣＰモードの場合について図４を
用いて説明する。なお、数式等で用いる記号は深焦点深
度モードと同様の意味を持つものである。通常の画像観
察モード時におけるＯＬ５の焦点処理をｆOLとすれば、
周知の手法によって、与えられたプローブ電流ＩP に対
してＯＬ５の焦点処理ｆOLを一定に保ったまま、試料へ
入射する電子プローブが平行ビームとなるために必要な
第１ＣＬ２の焦点距離ｆ1 及び第２ＣＬ３の焦点距離ｆ
2 が求められる。次に、試料位置がＺOLからＺOL′に変
わったとき、通常の画像観察モードにおけるＯＬ５の焦
点距離がｆOLからｆOL′に変化したとすると、変化後の
焦点距離ｆOL′はＥＣＰモード時でも一定に保たれるか
ら、 Ｚ2′＝ｌ2＋ｌ3−ｆOL′ …（１６） α2′＝ｒAP／（ｌ3−ｆOL′） …（１７） となり、このことから、 ｒ2′＝Ｚ2′×α2′ …（１８） が求められ、 ｒ1／Ｚ1′＝（ｒ1＋ｒ2′）／ｌ1＝α1′ …（１９） 従って、 Ｚ1′＝ｒ1×ｌ1／（ｒ1＋ｒ2′） …（２０） が求められる。ここでプローブ電流ＩP を一定にする条件から、 α0 ＝（４ＩP／（π2×β×ｄg 2））1/2 …（２１） ｒ1 ＝α0 ×ｌ0 …（２２） は一定である。以上のことから、プローブ電流ＩP 及びＯＬ５の焦点距離ｆOL′ を変更することなくフォーカス調整を行うための条件は、 ｆ1 ＝ｌ0×Ｚ1′／（ｌ0＋Ｚ1′） …（２３） ｆ2 ＝（ｌ1−Ｚ1′）×Ｚ2′／（（ｌ1−Ｚ1′）＋Ｚ2′）…（２４） で求められる。 以上のように、ＥＣＰモード時においては制御装置１０
は、試料位置の変化に対して操作部１１でフォーカス調
整を行うと、メモリデータを利用するか、または（２
３）式及び（２４）式に対応する演算を行って、第１Ｃ
Ｌ２及び第２ＣＬ３の焦点距離を求め、対応する励磁電
流を決定して第１ＣＬ２及び第２ＣＬ３に供給する。な
お、深焦点深度モードと同様に周知の試料位置検知手段
を設けて制御装置１０が自動的に試料位置を取り込める
ようにしてもよい。
用いて説明する。なお、数式等で用いる記号は深焦点深
度モードと同様の意味を持つものである。通常の画像観
察モード時におけるＯＬ５の焦点処理をｆOLとすれば、
周知の手法によって、与えられたプローブ電流ＩP に対
してＯＬ５の焦点処理ｆOLを一定に保ったまま、試料へ
入射する電子プローブが平行ビームとなるために必要な
第１ＣＬ２の焦点距離ｆ1 及び第２ＣＬ３の焦点距離ｆ
2 が求められる。次に、試料位置がＺOLからＺOL′に変
わったとき、通常の画像観察モードにおけるＯＬ５の焦
点距離がｆOLからｆOL′に変化したとすると、変化後の
焦点距離ｆOL′はＥＣＰモード時でも一定に保たれるか
ら、 Ｚ2′＝ｌ2＋ｌ3−ｆOL′ …（１６） α2′＝ｒAP／（ｌ3−ｆOL′） …（１７） となり、このことから、 ｒ2′＝Ｚ2′×α2′ …（１８） が求められ、 ｒ1／Ｚ1′＝（ｒ1＋ｒ2′）／ｌ1＝α1′ …（１９） 従って、 Ｚ1′＝ｒ1×ｌ1／（ｒ1＋ｒ2′） …（２０） が求められる。ここでプローブ電流ＩP を一定にする条件から、 α0 ＝（４ＩP／（π2×β×ｄg 2））1/2 …（２１） ｒ1 ＝α0 ×ｌ0 …（２２） は一定である。以上のことから、プローブ電流ＩP 及びＯＬ５の焦点距離ｆOL′ を変更することなくフォーカス調整を行うための条件は、 ｆ1 ＝ｌ0×Ｚ1′／（ｌ0＋Ｚ1′） …（２３） ｆ2 ＝（ｌ1−Ｚ1′）×Ｚ2′／（（ｌ1−Ｚ1′）＋Ｚ2′）…（２４） で求められる。 以上のように、ＥＣＰモード時においては制御装置１０
は、試料位置の変化に対して操作部１１でフォーカス調
整を行うと、メモリデータを利用するか、または（２
３）式及び（２４）式に対応する演算を行って、第１Ｃ
Ｌ２及び第２ＣＬ３の焦点距離を求め、対応する励磁電
流を決定して第１ＣＬ２及び第２ＣＬ３に供給する。な
お、深焦点深度モードと同様に周知の試料位置検知手段
を設けて制御装置１０が自動的に試料位置を取り込める
ようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、集束レンズの励磁変更によるフォーカス調整
が必要な観察モードにおいて、フォーカス調整の際にプ
ローブ電流が変化しないために、フォーカス調整に伴う
像のコントラスト、明るさの変化がなくフォーカス調整
の操作性が向上し、また、プローブ電流設定の操作性が
向上する。更に、像観察のモードを切り換えてもプロー
ブ電流が変化しないので操作性が向上する。
によれば、集束レンズの励磁変更によるフォーカス調整
が必要な観察モードにおいて、フォーカス調整の際にプ
ローブ電流が変化しないために、フォーカス調整に伴う
像のコントラスト、明るさの変化がなくフォーカス調整
の操作性が向上し、また、プローブ電流設定の操作性が
向上する。更に、像観察のモードを切り換えてもプロー
ブ電流が変化しないので操作性が向上する。
【図１】 本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図２】 ＥＣＰモードを説明するための図である。
【図３】 深焦点深度モードを説明するための図であ
る。
る。
【図４】 ＥＣＰモードにおける問題点と本発明の動作
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図５】 深焦点深度モードにおける問題点と本発明の
動作を説明するための図である。
動作を説明するための図である。
１…電子銃、２…第１ＣＬ、３…第２ＣＬ、４…対物絞
り、５…ＯＬ、６…試料、１０…制御装置、１１…操作
部。
り、５…ＯＬ、６…試料、１０…制御装置、１１…操作
部。
Claims (1)
- 【請求項１】 集束レンズの励磁電流を変化させること
によりフォーカス調整を行う電子顕微鏡におけるフォー
カス調整方式において、少なくとも二つの集束レンズを
備え、前記集束レンズの中の少なくとも二つの集束レン
ズの焦点距離を互いに関連させて変化させることによっ
て像の明るさを変化させることなくフォーカス調整を行
うことを特徴とする電子顕微鏡におけるフォーカス調整
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3002093A JPH0562629A (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 電子顕微鏡におけるフオーカス調整方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3002093A JPH0562629A (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 電子顕微鏡におけるフオーカス調整方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562629A true JPH0562629A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=11519739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3002093A Withdrawn JPH0562629A (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 電子顕微鏡におけるフオーカス調整方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0562629A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08138600A (ja) * | 1994-11-04 | 1996-05-31 | Shimadzu Corp | 荷電粒子光学系 |
| EP1313125A1 (en) * | 2001-11-20 | 2003-05-21 | Jeol Ltd. | Charged-particle beam apparatus equipped with aberration corrector |
-
1991
- 1991-01-11 JP JP3002093A patent/JPH0562629A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08138600A (ja) * | 1994-11-04 | 1996-05-31 | Shimadzu Corp | 荷電粒子光学系 |
| EP1313125A1 (en) * | 2001-11-20 | 2003-05-21 | Jeol Ltd. | Charged-particle beam apparatus equipped with aberration corrector |
| US6852983B2 (en) | 2001-11-20 | 2005-02-08 | Jeol Ltd. | Charged-particle beam apparatus equipped with aberration corrector |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |