JPH07335159A - Intensity damping mechanism of electron microscope with electronic spectrometer - Google Patents

Intensity damping mechanism of electron microscope with electronic spectrometer

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JPH07335159A
JPH07335159A JP6128547A JP12854794A JPH07335159A JP H07335159 A JPH07335159 A JP H07335159A JP 6128547 A JP6128547 A JP 6128547A JP 12854794 A JP12854794 A JP 12854794A JP H07335159 A JPH07335159 A JP H07335159A
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JP
Japan
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electron
image
electron microscope
electron beam
spectroscope
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Application number
JP6128547A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kimoto
浩司 木本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent incidence of an electron beam from exceeding a measurable limit onto an image sensing device by deflecting the electron beam at certain periods using deflecting means in an electron spectrometer. CONSTITUTION:An electron beam 2 is deflected at certain periods by deflecting means 9a, 9b in an electron spectrometer 8. The deflecting means 9a, 9b are operated so that the spectral image does not move on an image sensing device 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子分光器を備えた透過
型電子顕微鏡およびそれを用いた材料評価解析機構に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission electron microscope equipped with an electron spectroscope and a material evaluation and analysis mechanism using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子分光器と画像検出装置とを備
えた透過型電子顕微鏡において、画像検出装置の保護や
定量的な画像検出のために、入射する画像の電子線強度
を減衰させる手段として、例えば、可変減衰器付パラレ
ル検出器(USP 4,831,255)が存在した。しかし、その方
法は画像検出装置の直前に偏向手段を設置し、電子線を
偏向させるものであり、2次元の画像に適用することは
できなかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a transmission electron microscope equipped with an electron spectroscope and an image detection device, means for attenuating the electron beam intensity of an incident image for the purpose of protecting the image detection device and quantitative image detection. For example, there was a parallel detector with a variable attenuator (USP 4,831,255). However, in this method, a deflecting means is installed immediately before the image detecting device to deflect the electron beam, and it cannot be applied to a two-dimensional image.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】電子分光器を備えた透
過型電子顕微鏡において、画像検出装置に測定限界以上
の電子線強度をもつ画像が画像検出装置に入射した場
合、画像の検出ができないことに加え画像検出器が故障
もしくは一部が損傷をうけるなどの問題が生じていた。
従来技術として、可変減衰器付パラレル検出器が存在す
るが、この方式は画像検出装置上で像を走査するため、
画像が検出器上で振動し二次元の画像を正しく撮影する
ことはできなかった。
In a transmission electron microscope equipped with an electron spectroscope, when an image having an electron beam intensity exceeding the measurement limit is incident on the image detecting device, the image cannot be detected. In addition to this, there were problems such as failure of the image detector or partial damage.
As a conventional technique, there is a parallel detector with a variable attenuator, but since this method scans an image on an image detection device,
The image vibrated on the detector and a two-dimensional image could not be taken correctly.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、透過型電子顕
微鏡と、それに設置された電子分光器,電子分光器内に
備えられた偏向手段,偏向手段を駆動しその波形や振動
数,振幅を制御する制御装置,分光された後特定のエネ
ルギの電子線を選択するエネルギスリット,選択された
後の電子顕微鏡画像を記録検出する画像検出装置よりな
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a transmission electron microscope, an electron spectroscope installed therein, a deflecting means provided in the electron spectroscope, and driving the deflecting means to drive its waveform, frequency and amplitude. A control device for controlling the above, an energy slit for selecting an electron beam having a specific energy after being dispersed, and an image detecting device for recording and detecting the electron microscope image after being selected.

【0005】[0005]

【作用】本発明において、電子分光器内に備えられた偏
向手段は、制御装置により偏向動作の波形や振動数,振
幅を制御され、電子線を偏向させる。電子分光器は電子
線のエネルギの差により電子線を分光する。エネルギス
リットは分光された電子線のうち特定の位置の電子線の
みを透過することにより、特定のエネルギの電子線を選
択する。選択された電子線による電子顕微鏡画像は画像
検出器により検出される。
In the present invention, the deflection means provided in the electron spectroscope deflects the electron beam by controlling the waveform, frequency and amplitude of the deflection operation by the control device. The electron spectroscope separates the electron beam by the difference in energy of the electron beam. The energy slit selects an electron beam having a specific energy by transmitting only an electron beam at a specific position among the split electron beams. The electron microscope image by the selected electron beam is detected by the image detector.

【0006】[0006]

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図1は本発明の全体図を示したものである。1は透過型
電子顕微鏡、2は電子線、3は収束レンズ、4は試料、
5は対物レンズ、6は結像レンズ系、7は蛍光板、8は
電子分光器、9a,9bは偏向手段、10はエネルギス
リット、11は歪補正用レンズ系、12は画像検出装置
である。
Embodiments will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall view of the present invention. 1 is a transmission electron microscope, 2 is an electron beam, 3 is a converging lens, 4 is a sample,
Reference numeral 5 is an objective lens, 6 is an image forming lens system, 7 is a fluorescent plate, 8 is an electron spectroscope, 9a and 9b are deflecting means, 10 is an energy slit, 11 is a distortion correcting lens system, and 12 is an image detecting device.

【0007】電子線2は、収束レンズ3により収束され
た後、試料4の目的とする部位に入射する。試料4を透
過した電子線は、対物レンズ5および結像レンズ系6に
より拡大され、蛍光板7上に画像を結像する。蛍光板7
を光軸からずらした場合、電子線2は電子分光器8内に
入射し、エネルギの差により異なる軌道をとる。図には
ある特定のエネルギの軌道13aを示した。この際、結
像レンズ系の最終レンズにより最も収束された点14a
(クロスオーバ)が電子分光器の物点となっており、エ
ネルギスリット10の位置がその像点14bとなってい
る。そのためクロスオーバ14aは、通常電子分光器に
より半径方向(x方向)にエネルギ分散を起こし、エネ
ルギの一定のものがほぼ点となって、エネルギスリット
上に線状のスペクトル14b,14b′を形成する。実
際にはY方向に完全に点として収束することは困難であ
るため、Y方向に若干広がった帯状のスペクトルとな
る。特定のエネルギを選択するためエネルギスリットは
Y方向に平行となっている。エネルギスリットにより選
択された特定のエネルギの電子線13aは歪補正用レン
ズ系11により画像の歪曲や焦点を補正された後、画像
検出装置12によって二次元の画像として検出および記
録される。
After being converged by the converging lens 3, the electron beam 2 is incident on a target portion of the sample 4. The electron beam transmitted through the sample 4 is magnified by the objective lens 5 and the imaging lens system 6 to form an image on the fluorescent plate 7. Fluorescent plate 7
When is shifted from the optical axis, the electron beam 2 enters the electron spectroscope 8 and takes different trajectories depending on the difference in energy. The figure shows a trajectory 13a of a specific energy. At this time, the point 14a most converged by the final lens of the imaging lens system
(Crossover) is the object point of the electron spectroscope, and the position of the energy slit 10 is the image point 14b. Therefore, the crossover 14a normally causes energy dispersion in the radial direction (x direction) by an electron spectroscope, and when the energy is constant, it becomes almost a point to form linear spectra 14b and 14b 'on the energy slit. . In reality, it is difficult to completely converge as a point in the Y direction, so that a band-shaped spectrum slightly spread in the Y direction is obtained. The energy slits are parallel to the Y direction to select a specific energy. The electron beam 13a having a specific energy selected by the energy slit is subjected to image distortion and focus correction by the distortion correction lens system 11, and then detected and recorded as a two-dimensional image by the image detection device 12.

【0008】本発明では、電子分光器内に設置された電
子線偏向手段9aおよび9bになど複数の偏向手段を組
み合せて、電子線を偏向した場合には13bの軌跡をた
どり電子線の像が画像検出装置12上で移動しないよう
に制御される。その波形や振動数,振幅は制御装置によ
り制御される。偏向される方向は電子分光器の半径方向
(X方向)であり、エネルギスリットの方向とは垂直で
ある。偏向された場合、電子行路上にエネルギスリット
が存在するため、電子線は遮られる。この偏向操作を周
期的に行うことにより、電子線のある一定の割合のみが
画像検出装置上に到達し、更に強度が変化する以外に、
偏向による画像の変化が検出器上では認められなくな
る。その結果電子線強度減衰機構を提供することができ
る。
In the present invention, when a plurality of deflecting means such as the electron beam deflecting means 9a and 9b installed in the electron spectroscope are combined and the electron beam is deflected, the trajectory of 13b is traced to form an image of the electron beam. It is controlled so as not to move on the image detection device 12. The waveform, frequency, and amplitude are controlled by the controller. The deflected direction is the radial direction (X direction) of the electron spectrometer, and is perpendicular to the direction of the energy slit. When deflected, the electron beam is blocked because of the presence of energy slits on the electron path. By performing this deflection operation periodically, only a certain proportion of the electron beam reaches the image detection device, and the intensity further changes.
Changes in the image due to deflection will not be visible on the detector. As a result, an electron beam intensity attenuation mechanism can be provided.

【0009】図2は従来の実施例を示したものである。
従来はライン状の電子線検出器17の前に偏向手段16
aを設け、電源16bにより周期的に偏向していた。そ
の結果エネルギスペクトル15はライン状の電子線検出
器を横切り、装置上を横切る場合にのみ検出されるた
め、強度の一部分のみを観察することが可能になってい
た。これは、ライン状の画像の強度を検出する場合には
有効であるが、二次元の画像を検出する場合には横方向
(Y方向)にぶれのある像しか得ることができない。
FIG. 2 shows a conventional embodiment.
Conventionally, the deflection means 16 is provided before the line-shaped electron beam detector 17.
a is provided and the power source 16b periodically deflects. As a result, the energy spectrum 15 is detected only when it crosses the line-shaped electron beam detector and when it crosses over the device, so that it is possible to observe only a part of the intensity. This is effective when detecting the intensity of a line-shaped image, but when detecting a two-dimensional image, only an image with blur in the lateral direction (Y direction) can be obtained.

【0010】図3は、偏向手段に制御方法において、偏
向を制御する信号(例えば電圧値)の波形を変化させ例
を説明するための図である。18aは変化させる前の波
形、18bは変化後の波形である。電子線が画像検出装
置に到達する場合をH到達しない場合をLで示した。こ
のように波形を変化させることにより、画像検出装置上
に到達する電子線量を変化させることができる。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of changing the waveform of a signal (for example, a voltage value) for controlling deflection in the control method of the deflection means. 18a is a waveform before changing, and 18b is a waveform after changing. The case where the electron beam reaches the image detection apparatus is indicated by L when it does not reach H. By changing the waveform in this way, the electron dose reaching the image detection device can be changed.

【0011】[0011]

【発明の効果】本発明によれば、透過型電子顕微鏡の観
察時に、画像検出装置に測定可能な電子線量以上の電子
線が入った場合の保護機能を提供する。また、波形を変
化させることにより実際に測定する時間を変化させて測
定することが可能となり、定量的な測定が可能となる。
According to the present invention, there is provided a protection function when an electron beam having an electron dose larger than the measurable electron dose enters the image detecting device during observation of the transmission electron microscope. Further, by changing the waveform, it is possible to change the actual measurement time and perform the measurement, which enables quantitative measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】従来例の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional example.

【図3】偏向するための動作の波形図。FIG. 3 is a waveform diagram of an operation for deflecting.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…透過型電子顕微鏡、2…電子線、3…収束レンズ、
4…試料、5…対物レンズ、6…結像レンズ系、7…蛍
光板、8…電子分光器、9a,9b…偏向手段、10…
エネルギスリット、11…歪補正用レンズ系、12…画
像検出装置。
1 ... Transmission electron microscope, 2 ... Electron beam, 3 ... Converging lens,
4 ... Sample, 5 ... Objective lens, 6 ... Imaging lens system, 7 ... Fluorescent plate, 8 ... Electron spectroscope, 9a, 9b ... Deflection means, 10 ...
Energy slit, 11 ... Distortion correction lens system, 12 ... Image detection device.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子分光器と、前記電子分光器により分光
された電子線の一部を選択するエネルギスリットと、前
記エネルギスリットにより選択された電子による電子顕
微鏡画像を検出する画像検出装置とを備えた透過型電子
顕微鏡において、前記電子分光装置内に周期的に動作す
る偏向手段を設けたことを特徴とする電子分光器付電子
顕微鏡の強度減衰機構。
1. An electron spectroscope, an energy slit for selecting a part of an electron beam split by the electron spectroscope, and an image detection device for detecting an electron microscope image by electrons selected by the energy slit. An intensity attenuation mechanism of an electron microscope with an electron spectroscope, characterized in that, in the transmission electron microscope provided, a deflection means that operates periodically is provided in the electron spectroscope.
【請求項2】請求項1において、前記偏向手段は前記画
像検出装置上で像を動かさないように偏向する電子分光
器付電子顕微鏡の強度減衰機構。
2. The intensity attenuating mechanism of an electron microscope with an electron spectroscope according to claim 1, wherein the deflecting means deflects an image so as not to move on the image detecting device.
【請求項3】請求項1,2または3において、前記偏向
手段の波形,周波数,振幅を変化させ得る電子分光器付
電子顕微鏡の強度減衰機構。
3. The intensity attenuation mechanism of an electron microscope with an electron spectroscope according to claim 1, 2 or 3, wherein the waveform, frequency and amplitude of the deflection means can be changed.
【請求項4】請求項1において、前記偏向手段の偏向方
向を電子分光器の半径方向とした電子分光器付電子顕微
鏡の強度減衰機構。
4. The intensity attenuating mechanism of an electron microscope with an electron spectroscope according to claim 1, wherein a deflection direction of the deflection means is a radial direction of the electron spectroscope.
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