JPH0982253A - Field emission type electron microscope - Google Patents

Field emission type electron microscope

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Publication number
JPH0982253A
JPH0982253A JP7230549A JP23054995A JPH0982253A JP H0982253 A JPH0982253 A JP H0982253A JP 7230549 A JP7230549 A JP 7230549A JP 23054995 A JP23054995 A JP 23054995A JP H0982253 A JPH0982253 A JP H0982253A
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JP
Japan
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electron beam
beam source
position adjusting
tunnel current
piezo device
Prior art date
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Pending
Application number
JP7230549A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuyoshi Matsuda
強 松田
Shojiro Asai
彰二郎 浅井
Shigeo Kubota
重雄 窪田
Akira Tonomura
彰 外村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a correction for the vibration of an electron beam source for an electron beam holography or the like, regarding the optical device of a field emission type electron microscope. SOLUTION: Regarding a support body 21 with an electron beam source 1 mounted on one end thereof, an X-direction position adjusting piezoelectric device 14 and a Y-direction position adjusting piezoelectric device 15 are provided at the side of the other end of the support body 21 in directions different from each other at 90 degrees. The free ends of the piezoelectric devices 14 and 15 are fixed to a support part 25 used for securing a takeout electrode 12 to an outer cylinder 20. The support body 21 is provided with an X-direction tunnel current measurement chip 16 having a position adjusting piezoelectric device 18, as well as a Y-direction tunnel current measurement chip 17 having a position adjusting piezoelectric device 19 on the side near the electron beam source 1, in parallel to the X direction position adjusting piezoelectric device 14 and the Y direction position adjusting piezoelectric device 15. The X direction position adjusting piezoelectric device 14 and the Y direction position adjusting piezoelectric device 15 are controlled by the output of these tunnel current measurement chips 16 and 17.

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、電子線ホログラフィー
用電子顕微鏡等の電界放出型電子顕微鏡の光学装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device for a field emission electron microscope such as an electron microscope for electron holography.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、電子線ホログラフィー用光学装
置では、試料の電子線ホログラムが作成される。このホ
ログラムには試料を透過後の電子線のすべての情報が記
録されているので、このホログラムにレーザー光を当て
ると、試料の像を、光学ベンチの上で、光の波面として
再生することができる。そのため、電子顕微鏡では得ら
れない干渉顕微鏡像や位相顕微鏡像などの観察が可能と
なる。
2. Description of the Related Art For example, in an optical device for electron holography, an electron beam hologram of a sample is created. Since all the information of the electron beam after passing through the sample is recorded in this hologram, irradiating the hologram with laser light can reproduce the image of the sample as a wavefront of light on the optical bench. it can. Therefore, it becomes possible to observe an interference microscope image, a phase microscope image, and the like that cannot be obtained with an electron microscope.

【0003】図1は電子線ホログラムを作成する従来の
電子線ホログラフィー用光学装置の概略図である。電子
線源1と引出電極12から成る電子銃から出た電子線は
コンデンサレンズ2で照射条件を調整され試料3を照射
する。対物レンズ4と中間レンズ5の間にアース電位の
平行平板電極6とその中央に張られた細い芯線7から構
成された電子線プリズム8が設けられている。その芯線
7に正の電圧を印加すると芯線の両側を通る電子線はそ
れぞれ芯線のほうに曲げられ、下方で重畳される。この
時、芯線の片側に試料3を透過しない電子線を通し、も
う一方には、試料の内部分を通った電子線を通すと、下
方で2つの電子線が重畳し干渉パターン9が形成され
る。これをさらに下方の中間レンズ5および投射レンズ
10などで拡大してフィルム11に記録する。これがホ
ログラムとなる。装置全体は、真空容器としての外筒2
0の中に設けられる。
FIG. 1 is a schematic view of a conventional electron beam holographic optical device for producing an electron beam hologram. An electron beam emitted from an electron gun composed of the electron beam source 1 and the extraction electrode 12 is irradiated onto a sample 3 whose irradiation condition is adjusted by a condenser lens 2. Between the objective lens 4 and the intermediate lens 5, an electron beam prism 8 composed of a parallel plate electrode 6 having a ground potential and a thin core wire 7 stretched in the center thereof is provided. When a positive voltage is applied to the core wire 7, the electron beams passing through both sides of the core wire are bent toward the core wire and are superposed below. At this time, if an electron beam that does not pass through the sample 3 is passed through one side of the core wire and an electron beam that has passed through the inner portion of the sample is passed through the other side, two electron beams are superposed below and an interference pattern 9 is formed. It This is further magnified by the intermediate lens 5 and the projection lens 10 below and recorded on the film 11. This becomes a hologram. The entire device is an outer cylinder 2 as a vacuum container.
It is provided in 0.

【0004】ホログラムには試料の透過度に応じた明暗
のコントラスト(電子線の強度の情報)だけではなく、
試料を透過するとき電子線が受けた位相変化の情報(電
子線の位相情報)も記録されている。位相情報はホログ
ラム中の基本周期干渉縞の縞間隔の変化として記録され
ている。
In the hologram, not only the contrast of light and dark according to the transmittance of the sample (information of the intensity of the electron beam),
Information on the phase change received by the electron beam while passing through the sample (electron beam phase information) is also recorded. The phase information is recorded as a change in the fringe spacing of the fundamental periodic interference fringes in the hologram.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このようなホログラフ
ィー用光学装置において、電子線源1が振動すると、像
のぼけが生じるだけでなく、干渉縞の位置が動きその結
果干渉縞のコントラストが低下する。振動が大きい場合
は干渉縞のコントラストが消滅し、ホログラムを作成す
ることができなくなる。このため良質のホログラムを作
成するためには、電子線源の振動をできるだけ小さくす
る必要がある。
In such a holographic optical device, when the electron beam source 1 vibrates, not only does the image become blurred, but the position of the interference fringes moves, resulting in a decrease in the contrast of the interference fringes. . When the vibration is large, the contrast of the interference fringes disappears and it becomes impossible to create a hologram. Therefore, in order to create a high quality hologram, it is necessary to minimize the vibration of the electron beam source.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、電子線源の振
動を、振動と相対的に伸縮する支持手段により支持する
ことにより実現される。
The present invention is realized by supporting the vibration of an electron beam source by a supporting means that expands and contracts relative to the vibration.

【0007】[0007]

【作用】電子線源の振動を、振動と相対的に伸縮する支
持手段により支持することにより、電子線源の振動は実
質的に打ち消されることになる。
By supporting the vibration of the electron beam source by the supporting means that expands and contracts relatively to the vibration, the vibration of the electron beam source is substantially canceled.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図2により説明す
る。図2は、図1における電子線源1と引出電極12の
部分を主体として示すものである。外筒20に固定され
た引出電極12と電界放出型電子線源1および該電子線
源1を保持する支持体21から電界放出電子銃は構成さ
れる。勿論、電子線源1と引出電極12との間には、電
子を引き出すための電圧が印加されなければならないの
で、これらの間は適当な絶縁が施された構造であるが、
図を簡単にするため、これらの表示は省略する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 2 mainly shows the portions of the electron beam source 1 and the extraction electrode 12 in FIG. The field emission electron gun is composed of the extraction electrode 12 fixed to the outer cylinder 20, the field emission electron beam source 1, and the support 21 that holds the electron beam source 1. Of course, since a voltage for drawing out electrons must be applied between the electron beam source 1 and the extraction electrode 12, a suitable insulation is provided between them.
To simplify the drawing, these displays are omitted.

【0009】一端に電子線源1が設けられた支持体21
の他端部側面にはX方向位置調整用ピエゾ装置14およ
びY方向位置調整用ピエゾ装置15とが角度を90°異
ならせた方向に設けられる。これらのピエゾ装置14、
15の他端は引出電極12を外筒20に固定するための
支持部25に固定される。さらに、支持体21には、電
子線源1に近い側面に、位置調整用ピエゾ装置18を備
えたX方向トンネル電流測定用チップ16および位置調
整用ピエゾ装置19を備えたY方向トンネル電流測定用
チップ17が、X方向位置調整用ピエゾ装置14および
Y方向位置調整用ピエゾ装置15と平行して配置された
構成になっている。これらのトンネル電流測定用チップ
16、17は引出電極12を外筒20に固定するための
支持部25の内面に対向した状態になされる。
Support 21 having electron beam source 1 at one end
An X-direction position adjusting piezo device 14 and a Y-direction position adjusting piezo device 15 are provided on the side surface of the other end portion thereof in directions different in angle by 90 °. These piezo devices 14,
The other end of 15 is fixed to a support portion 25 for fixing the extraction electrode 12 to the outer cylinder 20. Further, the support 21 is provided on the side surface close to the electron beam source 1 with an X direction tunnel current measuring chip 16 having a position adjusting piezoelectric device 18 and a position adjusting piezoelectric device 19 for measuring a Y direction tunnel current. The chip 17 is arranged in parallel with the X-direction position adjustment piezo device 14 and the Y-direction position adjustment piezo device 15. These tunnel current measuring chips 16 and 17 are placed in a state of facing the inner surface of a supporting portion 25 for fixing the extraction electrode 12 to the outer cylinder 20.

【0010】トンネル電流測定用チップ16、17と支
持部25との間にトンネル電流が流れる程度に、これら
を接近させておけば、電子線源1の振動は、支持部25
を介して外筒20に堅牢に固定された引出電極12と電
界放出型電子線源1間の相対的な位置の変動となるの
で、トンネル電流測定用チップ16、17に流れるトン
ネル電流を変動させることとなる。すなわち、引出電極
12と電界放出型電子線源1の相対位置変動のX方向変
動成分は、X方向トンネル電流測定用チップ16のトン
ネル電流の変化として検出され、同様に、位置変動のY
方向変動成分は、Y方向トンネル電流測定用チップ17
に流れるトンネル電流の変化として検出される。
If the tunnel current measuring chips 16 and 17 and the supporting portion 25 are brought close to each other to such an extent that a tunnel current flows, the vibration of the electron beam source 1 will be vibrated.
Since the relative position between the extraction electrode 12 and the field emission type electron beam source 1 which are rigidly fixed to the outer tube 20 via the change, the tunnel current flowing in the tunnel current measuring chips 16 and 17 is changed. It will be. That is, the X-direction fluctuation component of the relative position fluctuation between the extraction electrode 12 and the field emission electron beam source 1 is detected as a change in the tunnel current of the X-direction tunnel current measurement chip 16, and similarly, the position fluctuation Y is detected.
The direction fluctuation component is the Y direction tunnel current measuring chip 17.
It is detected as a change in the tunnel current flowing through.

【0011】これらのトンネル電流の変化を打ち消す方
向に、電子線源1の位置調整用ピエゾ装置14、15に
印加する電圧を変化させてピエゾ素子を伸縮させると、
引出電極12と電界放出型電子線源1の支持体21間の
相対的な位置を、振動による変化方向と反対方向に変化
させることができる。すなわち、X方向トンネル電流測
定用チップ16に流れるトンネル電流が一定になるよう
にX方向位置調整用ピエゾ装置14に印加する電圧を調
整すれば、該チップ16と引出電極間の距離の変動、す
なわち電子線源と引出電極間の相対位置のX方向変動成
分を補償することができる。同様にして、Y方向トンネ
ル電流測定用チップ17に流れるトンネル電流が一定に
なるようにY方向位置調整用ピエゾ装置15に印加する
電圧を調整すれば、Y方向変動成分を補償することがで
きる。
When the voltage applied to the position adjusting piezoelectric devices 14 and 15 of the electron beam source 1 is changed in the direction of canceling the change in the tunnel current to expand and contract the piezoelectric elements,
The relative position between the extraction electrode 12 and the support 21 of the field emission electron beam source 1 can be changed in the direction opposite to the direction of change due to vibration. That is, if the voltage applied to the X-direction position adjusting piezo device 14 is adjusted so that the tunnel current flowing through the X-direction tunnel current measuring chip 16 becomes constant, fluctuations in the distance between the chip 16 and the extraction electrode, that is, It is possible to compensate the X-direction fluctuation component of the relative position between the electron beam source and the extraction electrode. Similarly, by adjusting the voltage applied to the Y-direction position adjusting piezo device 15 so that the tunnel current flowing through the Y-direction tunnel current measuring chip 17 becomes constant, the Y-direction fluctuation component can be compensated.

【0012】位置調整用ピエゾ装置14、15およびト
ンネル電流測定用チップ16、17の初期設定およびこ
れらの制御回路の一例を次に説明する。
An example of initial setting of the position adjusting piezo devices 14 and 15 and the tunnel current measuring chips 16 and 17 and control circuits thereof will be described below.

【0013】図3は位置調整用ピエゾ装置14、15お
よびトンネル電流測定用チップ16、17の位置調整用
ピエゾ装置18、19の電圧−伸縮特性を示す。すなわ
ち、これらのピエゾ装置は電圧の正負に対応して伸縮す
る特性とした。ホログラフィー用光学装置作成時には、
これらのピエゾ装置には電圧が加えられていないから、
電圧ゼロの状態にあり、この状態で、位置調整用ピエゾ
装置18、19はトンネル電流測定用チップ16、17
を含めた長さが位置調整用ピエゾ装置14、15の長さ
よりやや短いものとなるように製作されて一端が支持体
21に装着される。位置調整用ピエゾ装置14、15の
他端は、さらに、支持部25に固定される。すなわち、
トンネル電流測定用チップ16、17が、支持部25に
対向した状態になるように、支持体21が位置調整用ピ
エゾ装置14、15によって、支持部25に固定される
のである。
FIG. 3 shows voltage-expansion / contraction characteristics of the position adjusting piezoelectric devices 14 and 15 and the position adjusting piezoelectric devices 18 and 19 of the tunnel current measuring chips 16 and 17. That is, these piezo devices have the characteristic of expanding and contracting according to the positive and negative of the voltage. When creating an optical device for holography,
Since no voltage is applied to these piezo devices,
In the state where the voltage is zero, in this state, the position adjusting piezo devices 18 and 19 are connected to the tunnel current measuring chips 16 and 17, respectively.
The length including the above is manufactured to be slightly shorter than the length of the position adjusting piezo devices 14 and 15, and one end is attached to the support 21. The other ends of the position adjusting piezo devices 14 and 15 are further fixed to the support portion 25. That is,
The support body 21 is fixed to the support portion 25 by the position adjusting piezo devices 14 and 15 so that the tunnel current measuring chips 16 and 17 face the support portion 25.

【0014】図4は、X方向制御の回路例であり、1
4、18及び16は図2に示した位置調整用ピエゾ装置
14、位置調整用ピエゾ装置18およびトンネル電流測
定用チップ16である。Y方向制御についても同様の回
路が備えられるが、説明は省略する。31、32はそれ
ぞれ位置調整用ピエゾ装置14、位置調整用ピエゾ装置
18に対する制御電源であり、両電源31、32は、後
述する加算回路33、34の信号電圧に応じて、図3に
示すように正負の両極性に変化する電圧を出力するもの
とされる。加算回路33、34は入力端子に付された極
性で信号入力電圧を加算する。
FIG. 4 shows an example of an X direction control circuit.
4, 18 and 16 are the position adjusting piezo device 14, the position adjusting piezo device 18 and the tunnel current measuring chip 16 shown in FIG. A similar circuit is provided for Y-direction control as well, but description thereof will be omitted. Reference numerals 31 and 32 are control power supplies for the position adjusting piezo device 14 and the position adjusting piezo device 18, respectively. Both power supplies 31 and 32 are as shown in FIG. 3 according to signal voltages of adder circuits 33 and 34 to be described later. It is supposed to output a voltage that changes to both positive and negative polarities. The adder circuits 33 and 34 add the signal input voltages with the polarities attached to the input terminals.

【0015】加算回路33には、以下の二つの信号電圧
が図示の極性で加えられる。信号線35から、例えば、
手動操作で正または負の任意の大きさの電圧が付与され
る。抵抗36と電源37からなる回路はそのための回路
であり、抵抗36の中点は引出電極電位に接続され、支
持部25および外筒20も同電位とされる。信号線38
からは、後述するように、チップ16によって検出され
たトンネル電流に対応した電圧が与えられる。39は加
算回路であり、以下の二つの信号電圧が図示の極性で加
えられ、信号線38を出力線とする。入力信号線41か
らは、トンネル電流に対応した電圧が直接加えられ、入
力信号線42からはトンネル電流に対応した電圧を記憶
した電圧が加えられる。43はそのためのホールド回路
であり、44はホールド回路43にトンネル電流に対応
した電圧を与えたりカットしたりするためのスイッチで
ある。このホールド回路43の使い方は後述する。4
5、46及び47はトンネル電流を検出するための抵抗
及び電源である。スイッチ44は後述するように調整の
初期にはオンとされているが、ホログラフィー用光学装
置による測定時はオフとされる。
The following two signal voltages are applied to the adder circuit 33 with the polarities shown. From the signal line 35, for example,
A voltage of positive or negative magnitude is manually applied. The circuit composed of the resistor 36 and the power supply 37 is a circuit therefor. The midpoint of the resistor 36 is connected to the extraction electrode potential, and the support portion 25 and the outer cylinder 20 are also set to the same potential. Signal line 38
As described later, a voltage corresponding to the tunnel current detected by the chip 16 is applied from. Reference numeral 39 is an adder circuit, and the following two signal voltages are applied with the polarities shown in the figure, and the signal line 38 is used as an output line. A voltage corresponding to the tunnel current is directly applied from the input signal line 41, and a voltage storing the voltage corresponding to the tunnel current is applied from the input signal line 42. Reference numeral 43 is a hold circuit for that purpose, and 44 is a switch for applying or cutting a voltage corresponding to the tunnel current to the hold circuit 43. How to use the hold circuit 43 will be described later. Four
Reference numerals 5, 46 and 47 are a resistance and a power supply for detecting a tunnel current. The switch 44 is turned on at the initial stage of the adjustment as described later, but is turned off at the time of measurement by the holographic optical device.

【0016】加算回路34には、以下の二つの信号電圧
が図示の極性で加えられる。信号線50から、例えば、
手動操作で正または負の任意の大きさの電圧が付与され
る。抵抗51と電源52からなる回路はそのための回路
であり、抵抗51の中点は引出電極電位に接続される。
信号線53からは、非線形回路54を介して、チップ1
6によって検出されたトンネル電流に対応した電圧が与
えられる。非線形回路54はトンネル電流に対応した電
圧が所定値以下のときは出力がゼロで、これを超えると
急速に大きくなる電圧、あるいは所定の一定電圧を出力
するものとされる。
The following two signal voltages are applied to the adder circuit 34 with the polarities shown. From the signal line 50, for example,
A voltage of positive or negative magnitude is manually applied. The circuit composed of the resistor 51 and the power supply 52 is a circuit therefor, and the middle point of the resistor 51 is connected to the extraction electrode potential.
From the signal line 53 to the chip 1 via the non-linear circuit 54.
A voltage corresponding to the tunnel current detected by 6 is applied. The non-linear circuit 54 outputs zero when the voltage corresponding to the tunnel current is equal to or lower than a predetermined value, and outputs a voltage that rapidly increases when the voltage exceeds the predetermined value or a predetermined constant voltage.

【0017】ホログラフィー用光学装置による測定に先
だって信号線35の電圧を手動で制御しながら、ピエゾ
装置14の長さを制御して、電子線源1と引出電極12
とのX方向の相対的な位置関係を調整するが、これは従
来の測定に先行した電子線源1の位置決め作業と本質的
に同じである。調整後、信号線35の電圧は固定する。
電子線源1のX方向の位置が決定された後、信号線50
の電圧を手動で制御してピエゾ装置18を伸ばす方向に
なるように正の電圧を加算回路34に加え、チップ16
にトンネル電流が流れるようにする。この段階では、非
線形回路54は出力が無いから、ピエゾ装置18は手動
操作に対応して伸縮される。
Prior to the measurement by the holographic optical device, the length of the piezo device 14 is controlled while the voltage of the signal line 35 is manually controlled, and the electron beam source 1 and the extraction electrode 12 are controlled.
The relative positional relationship in the X direction is adjusted, which is essentially the same as the positioning operation of the electron beam source 1 prior to the conventional measurement. After the adjustment, the voltage of the signal line 35 is fixed.
After the position of the electron beam source 1 in the X direction is determined, the signal line 50
Voltage is manually controlled to add a positive voltage to the addition circuit 34 so that the piezoelectric device 18 is extended,
Allow tunnel current to flow. At this stage, since the non-linear circuit 54 has no output, the piezo device 18 is expanded and contracted in response to the manual operation.

【0018】このピエゾ装置18によってトンネル電流
を調整している段階では、スイッチ44をオンとしてお
き、トンネル電流により抵抗46に現われる電圧が、加
算回路39に影響しないようにしておく。すなわち、抵
抗46に現われるトンネル電流に対応する電圧は信号線
41を介して直接加算回路39に加えられるとともに、
スイッチ44およびホールド回路43を介して逆極性で
加算回路39に加えることによって、トンネル電流によ
り抵抗46に現われる電圧は加算回路39にはなんら効
果が無くなるのである。トンネル電流により抵抗46に
現われる電圧が所定の大きさになったとき、電源32の
電圧を固定状態にするとともにスイッチ44をオフとす
る。スイッチ44がオフとされたときの抵抗46に表れ
ている電圧はホールド回路43に保持される。
At the stage of adjusting the tunnel current by the piezo device 18, the switch 44 is turned on so that the voltage appearing at the resistor 46 due to the tunnel current does not affect the adding circuit 39. That is, the voltage corresponding to the tunnel current appearing in the resistor 46 is directly applied to the adder circuit 39 via the signal line 41, and
By applying the reverse polarity to the adder circuit 39 via the switch 44 and the hold circuit 43, the voltage appearing in the resistor 46 due to the tunnel current has no effect on the adder circuit 39. When the voltage that appears in the resistor 46 reaches a predetermined value due to the tunnel current, the voltage of the power supply 32 is fixed and the switch 44 is turned off. The voltage appearing in the resistor 46 when the switch 44 is turned off is held in the hold circuit 43.

【0019】従って、以後、電子線源1が振動し、これ
と引出電極12とのX方向の相対的な位置関係がずれる
ことがあると、トンネル電流が変化し、これが加算回路
39の出力電圧変化として現われる。例えば、電子線源
1が振動し、電子線源1と引き出し電極12との相対的
な位置関係が、電子線源1と支持部25が近づく方向に
ずれると、トンネル電流が増え、信号線41の電圧は増
加する。しかし、ホールド回路43の電圧は変わらない
から、加算回路39の出力電圧は正に増加する。加算回
路39のゲインを適当に大きくしておけば、この結果、
加算回路33の電圧が正の方向に大きくなるから、これ
で制御されているピエゾ装置14の制御電源31の電圧
が正の方向に増加し、ピエゾ装置14は伸びる。その結
果、電子線源1は支持部25から遠ざかる方向に動く。
勿論、この結果トンネル電流は減少するから、電子線源
1は当初の位置に安定に落ち着き、電子線源1と引出電
極12の相対的位置関係のずれ、すなわち電子線源1の
振動が補償される。同様にして、電子線源1が支持部2
5から遠ざかる方向に振動すると、トンネル電流は減
り、信号線41の電圧は減少する。ホールド回路43の
電圧は変わらないから、加算回路39の出力電圧は減少
する。この結果、ピエゾ装置14の制御電源31の電圧
が減少し、ピエゾ装置14は縮む。その結果、電子線源
1は支持部25に近づく方向に動き、振動は補償され
る。
Therefore, if the electron beam source 1 vibrates thereafter and the relative positional relationship between the electron beam source 1 and the extraction electrode 12 shifts in the X direction, the tunnel current changes, which causes the output voltage of the adder circuit 39 to change. Appears as a change. For example, when the electron beam source 1 vibrates and the relative positional relationship between the electron beam source 1 and the extraction electrode 12 shifts in the direction in which the electron beam source 1 and the support portion 25 approach each other, the tunnel current increases and the signal line 41. Voltage increases. However, since the voltage of the hold circuit 43 does not change, the output voltage of the adder circuit 39 increases positively. If the gain of the adder circuit 39 is appropriately increased, as a result,
Since the voltage of the adding circuit 33 increases in the positive direction, the voltage of the control power supply 31 of the piezo device 14 controlled by this increases in the positive direction, and the piezo device 14 extends. As a result, the electron beam source 1 moves in a direction away from the support portion 25.
Of course, as a result of this, the tunnel current decreases, so that the electron beam source 1 settles stably at the initial position, and the deviation of the relative positional relationship between the electron beam source 1 and the extraction electrode 12, that is, the vibration of the electron beam source 1 is compensated. It Similarly, the electron beam source 1 is attached to the supporting portion 2
When oscillating in the direction away from 5, the tunnel current decreases and the voltage of the signal line 41 decreases. Since the voltage of the hold circuit 43 does not change, the output voltage of the adder circuit 39 decreases. As a result, the voltage of the control power supply 31 of the piezo device 14 decreases and the piezo device 14 contracts. As a result, the electron beam source 1 moves toward the supporting portion 25, and the vibration is compensated.

【0020】非線形回路54は、電子線源1の振動の補
償には直接必要なものではなく、前述した、ホログラフ
ィー用光学装置による測定に先だっての信号線35の電
圧の制御によるピエゾ装置14の長さの制御で電子線源
1と引出電極12とのX方向の相対的な位置関係を調整
する際、チップ16を極端に支持部25の面に接近させ
すぎることを防止しようとするものである。初期調整の
際、トンネル電流をモニターしておき、これが大きくな
りすぎたときは、非線形回路54に依り大きな負の電圧
を発生させて、ピエゾ装置18を縮めることにより、チ
ップ16が極端に支持部25の面に接近することは防止
できる。
The non-linear circuit 54 is not directly necessary for compensating for the vibration of the electron beam source 1, but the length of the piezoelectric device 14 is controlled by controlling the voltage of the signal line 35 prior to the measurement by the holographic optical device. When the relative positional relationship between the electron beam source 1 and the extraction electrode 12 in the X direction is adjusted by controlling the height, it is intended to prevent the tip 16 from being extremely close to the surface of the support portion 25. . At the time of initial adjustment, the tunnel current is monitored, and when it becomes too large, a large negative voltage is generated by the non-linear circuit 54 and the piezo device 18 is contracted, so that the chip 16 is extremely supported. It is possible to prevent access to the surface of 25.

【0021】以上X方向について説明したが、Y方向に
ついても同様にして、電子線源1の振動が補償される。
Although the X direction has been described above, the vibration of the electron beam source 1 is similarly compensated for the Y direction.

【0022】上記実施例での説明では、電子線ホログラ
ムを作成する電子線ホログラフィー用光学装置について
説明したが、本願の発明は、電界放出型の電子源を備え
るタイプの電子顕微鏡の光学装置全てに適用して効果が
ある。
In the description of the above embodiment, the optical device for electron beam holography for producing an electron beam hologram was described, but the invention of the present application is applicable to all optical devices for electron microscopes of the type having a field emission electron source. It is effective when applied.

【0023】尚、前記X方向位置調整用ピエゾ装置およ
びY方向位置調整用ピエゾ装置が円筒状に形成され、該
円筒の中空部に前記位置調整用ピエゾ装置を備えたX方
向トンネル電流測定用チップおよび位置調整用ピエゾ装
置を備えたY方向トンネル電流測定用チップを配置して
も良いことは言うまでもなかろう。この形態としたとき
は、電子線源の振動点の検出位置と修正位置とが同一点
にできる効果がある。
The X-direction position adjusting piezo device and the Y-direction position adjusting piezo device are formed in a cylindrical shape, and the X-direction tunnel current measuring chip is provided with the position adjusting piezo device in the hollow portion of the cylinder. It goes without saying that a Y direction tunnel current measuring chip having a position adjusting piezoelectric device may be arranged. With this configuration, there is an effect that the detection position of the vibration point of the electron beam source and the correction position can be the same point.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の結果、本発明によれば電子線源の
振動を補償することができる。
As a result of the above, according to the present invention, the vibration of the electron beam source can be compensated.

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

【図1】電子線ホログラムを作成する従来の電子線ホロ
グラフィー用光学装置の概略図。
FIG. 1 is a schematic view of a conventional electron beam holographic optical device that creates an electron beam hologram.

【図2】本発明の実施例に係わる電子線ホログラフィー
用光学装置の電子線源と引出電極の部分を主体として示
す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view mainly showing an electron beam source and an extraction electrode portion of an electron beam holography optical device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例で使用したピエゾ装置の電圧−
伸縮特性を示す図。
FIG. 3 is a voltage of a piezo device used in an example of the present invention-
The figure which shows expansion-contraction characteristics.

【図4】本発明の実施例のピエゾ装置のX方向制御の回
路を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit for controlling the X direction of the piezo device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:電子線源、2:コンデンサレンズ、3:試料、1
2:引出電極、14:X方向位置調整用ピエゾ装置、1
5:Y方向位置調整用ピエゾ装置15、16:X方向ト
ンネル電流測定用チップ、17:Y方向トンネル電流測
定用チップ、18:位置調整用ピエゾ装置、19:位置
調整用ピエゾ装置、20:外筒、21:支持体、25:
支持部。
1: electron beam source, 2: condenser lens, 3: sample, 1
2: Extraction electrode, 14: X-direction position adjusting piezo device, 1
5: Y direction position adjustment piezo device 15, 16: X direction tunnel current measurement chip, 17: Y direction tunnel current measurement chip, 18: Position adjustment piezo device, 19: Position adjustment piezo device, 20: Outside Cylinder, 21: support, 25:
Support section.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 外村 彰 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akira Tonomura 2520 Akanuma, Hatoyama-cho, Hiki-gun, Saitama Stock company Hitachi Research Laboratory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子線源と引出電極から成る電子銃から出
た電子線がコンデンサレンズで照射条件を調整され試料
を照射する電界放出型電子顕微鏡において、前記電子線
源を電子線源の振動を、振動と相対的に伸縮する支持手
段により支持することを特徴とする電界放出型電子顕微
鏡。
1. A field emission electron microscope in which an electron beam emitted from an electron gun composed of an electron beam source and an extraction electrode is irradiated onto a sample with irradiation conditions adjusted by a condenser lens, and the electron beam source vibrates the electron beam source. Is supported by a supporting means that expands and contracts relatively with respect to vibration.
【請求項2】前記伸縮する支持手段がピエゾ装置であ
り、電子線源の振動を電子線源とそれを保持する手段と
の間に設けられたトンネル電流検出手段により検出し
て、該ピエゾ装置を制御する請求項1記載の電界放出型
電子顕微鏡。
2. The expanding and contracting supporting means is a piezo device, and the vibration of the electron beam source is detected by a tunnel current detecting means provided between the electron beam source and a means for holding the electron beam source, and the piezo device is detected. The field emission electron microscope according to claim 1, wherein
【請求項3】電子線源と引出電極から成る電子銃から出
た電子線がコンデンサレンズで照射条件を調整され試料
を照射する電界放出型電子顕微鏡において、前記電子線
源が一端に設けられた支持体の他端部側面に角度をほぼ
90°異ならせた方向に設けられたX方向位置調整用ピ
エゾ装置およびY方向位置調整用ピエゾ装置、該ピエゾ
装置の他端を固定する電界放出型電子顕微鏡本体部、前
記支持体のより電子線源に近い側面に前記X方向位置調
整用ピエゾ装置およびY方向位置調整用ピエゾ装置と平
行して前記電界放出型電子顕微鏡本体部の面に対向する
ように設けられた位置調整用ピエゾ装置を備えたX方向
トンネル電流測定用チップおよび位置調整用ピエゾ装置
を備えたY方向トンネル電流測定用チップよりなり、該
トンネル電流測定用チップの出力によってX方向位置調
整用ピエゾ装置およびY方向位置調整用ピエゾ装置を制
御することを特徴とする電界放出型電子顕微鏡。
3. A field emission electron microscope in which an electron beam emitted from an electron gun composed of an electron beam source and an extraction electrode is irradiated on a sample with irradiation conditions adjusted by a condenser lens, wherein the electron beam source is provided at one end. A piezo device for position adjustment in X direction and a piezo device for position adjustment in Y direction, which are provided on the side surface of the other end portion of the support body at angles different from each other by about 90 °, and a field emission electron for fixing the other end of the piezo device. The main body of the microscope, the side surface of the support closer to the electron beam source, so as to face the surface of the main body of the field emission electron microscope in parallel with the piezo device for position adjustment in the X direction and the piezo device for position adjustment in the Y direction. And a Y direction tunnel current measuring chip provided with a position adjusting piezo device and a Y direction tunnel current measuring chip provided with a position adjusting piezo device. Field emission electron microscope and controls the X-direction position adjusting piezo device and a Y-direction position adjusting piezo device by the chip output.
【請求項4】前記X方向位置調整用ピエゾ装置およびY
方向位置調整用ピエゾ装置が円筒状に形成され、該円筒
の中空部に前記位置調整用ピエゾ装置を備えたX方向ト
ンネル電流測定用チップおよび位置調整用ピエゾ装置を
備えたY方向トンネル電流測定用チップを配置した請求
項3記載の電界放出型電子顕微鏡。
4. A piezoelectric device for position adjustment in the X direction and a Y device.
A direction position adjusting piezo device is formed in a cylindrical shape, and an X direction tunnel current measuring chip having the position adjusting piezo device in the hollow portion of the cylinder and a Y direction tunnel current measuring device having the position adjusting piezo device The field emission electron microscope according to claim 3, wherein a chip is arranged.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1777730A1 (en) * 2005-10-19 2007-04-25 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Arrangement and method for compensating emitter tip vibrations
US7939800B2 (en) 2005-10-19 2011-05-10 ICT, Integrated Circuit Testing, Gesellschaft fur Halbleiterpruftechnik mbH Arrangement and method for compensating emitter tip vibrations

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