JPH11135046A - 電子顕微鏡 - Google Patents
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- JPH11135046A JPH11135046A JP9298410A JP29841097A JPH11135046A JP H11135046 A JPH11135046 A JP H11135046A JP 9298410 A JP9298410 A JP 9298410A JP 29841097 A JP29841097 A JP 29841097A JP H11135046 A JPH11135046 A JP H11135046A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
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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
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 像観察又は撮影に必要な試料領域だけに必要
なビーム電流で電子線照射を行い、余分な電子線照射に
よる試料ダメージを低減することのできる透過型電子顕
微鏡を提供する。 【解決手段】 少なくとも２段の照射レンズと電子線絞
りを含む照射レンズ系の各レンズの励磁電流と試料の照
射電子線密度、試料面上での電子線照射領域の大きさの
関係をテーブルや数式の形で記憶しておき、例えば照射
電子密度が一定となる条件で拡大倍率を変えたいとき、
前記関係から照射レンズ系の各レンズの励磁条件を探索
して設定する。また、試料面６４上で電子線照射された
領域の軌跡６５を表示装置に表示する。
なビーム電流で電子線照射を行い、余分な電子線照射に
よる試料ダメージを低減することのできる透過型電子顕
微鏡を提供する。 【解決手段】 少なくとも２段の照射レンズと電子線絞
りを含む照射レンズ系の各レンズの励磁電流と試料の照
射電子線密度、試料面上での電子線照射領域の大きさの
関係をテーブルや数式の形で記憶しておき、例えば照射
電子密度が一定となる条件で拡大倍率を変えたいとき、
前記関係から照射レンズ系の各レンズの励磁条件を探索
して設定する。また、試料面６４上で電子線照射された
領域の軌跡６５を表示装置に表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子顕微鏡に関
し、特に透過型電子顕微鏡において照射電子線による試
料ダメージを低減するための照射レンズ系の電子光学条
件の制御方法及び表示装置に関する。
し、特に透過型電子顕微鏡において照射電子線による試
料ダメージを低減するための照射レンズ系の電子光学条
件の制御方法及び表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】透過型電子顕微鏡は、試料を透過した電
子を結像させて試料の内部構造を見たり、回折波を用い
て格子像を観察することのできる装置である。最近で
は、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡなどの生体関連物質の構造
解析にも透過型電子顕微鏡が利用されている。
子を結像させて試料の内部構造を見たり、回折波を用い
て格子像を観察することのできる装置である。最近で
は、蛋白質、ＤＮＡ、ＲＮＡなどの生体関連物質の構造
解析にも透過型電子顕微鏡が利用されている。
【０００３】従来、透過型電子顕微鏡によって試料の拡
大像を観察する時、観察又は撮影に適した拡大像の明る
さを得るため、通常の２段照射レンズの場合、試料の近
くに位置する方の第２照射レンズのレンズ電流を変化さ
せて適正な明るさを設定していた。あるいは、高電圧制
御部のバイアス電圧を変化させ、ビーム電流を増減する
ことで拡大像の明るさ調整を行っていた。
大像を観察する時、観察又は撮影に適した拡大像の明る
さを得るため、通常の２段照射レンズの場合、試料の近
くに位置する方の第２照射レンズのレンズ電流を変化さ
せて適正な明るさを設定していた。あるいは、高電圧制
御部のバイアス電圧を変化させ、ビーム電流を増減する
ことで拡大像の明るさ調整を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の前者の方法で
は、拡大像の明るさを変化させると試料面上を照射する
電子線の照射領域（面積）が変化し、観察又は撮影時に
必要な試料面上での領域以外の部分（領域）に、余分な
電子線を照射することになり、観察又は撮影に不要な領
域までもが試料ダメージを受ける可能性があった。これ
は、一旦観察又は撮影した領域以外の領域までもが電子
線照射によるダメージのために、次に観察又は撮影でき
なくなることにつながる。即ち、観察又は撮影できる領
域が狭くなり、場合によっては頻繁な試料交換を必要と
し、検鏡効率が著しく悪化していた。
は、拡大像の明るさを変化させると試料面上を照射する
電子線の照射領域（面積）が変化し、観察又は撮影時に
必要な試料面上での領域以外の部分（領域）に、余分な
電子線を照射することになり、観察又は撮影に不要な領
域までもが試料ダメージを受ける可能性があった。これ
は、一旦観察又は撮影した領域以外の領域までもが電子
線照射によるダメージのために、次に観察又は撮影でき
なくなることにつながる。即ち、観察又は撮影できる領
域が狭くなり、場合によっては頻繁な試料交換を必要と
し、検鏡効率が著しく悪化していた。
【０００５】後者の方法では、試料面上での電子線照射
領域はそれほど変化しないものの、高電圧回路の容量の
問題もあり、数十μＡ以上のビーム電流を出力すること
ができないため、拡大像の明るさを増すにも限界があっ
た。また、バイアス電圧を下げ過ぎると、ビーム電流は
増加するもののフィラメントの不飽和像が現れ、拡大像
に明るさムラを発生させるので、ビーム電流変化による
明るさ変化の可変範囲が狭くあまり実用的ではなかっ
た。
領域はそれほど変化しないものの、高電圧回路の容量の
問題もあり、数十μＡ以上のビーム電流を出力すること
ができないため、拡大像の明るさを増すにも限界があっ
た。また、バイアス電圧を下げ過ぎると、ビーム電流は
増加するもののフィラメントの不飽和像が現れ、拡大像
に明るさムラを発生させるので、ビーム電流変化による
明るさ変化の可変範囲が狭くあまり実用的ではなかっ
た。
【０００６】本発明の目的は、上述のような問題を解決
し、像観察又は撮影に必要な試料領域だけに必要なビー
ム電流で電子線照射を行い、余分な電子線照射による試
料ダメージを低減することのできる透過型電子顕微鏡を
提供することにある。
し、像観察又は撮影に必要な試料領域だけに必要なビー
ム電流で電子線照射を行い、余分な電子線照射による試
料ダメージを低減することのできる透過型電子顕微鏡を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも２
段の照射レンズと電子線絞りを含む照射レンズ系の各レ
ンズの励磁電流と試料の照射電子線密度、試料面上での
電子線照射領域の大きさの関係をテーブルや数式の形で
記憶しておき、例えば照射電子密度が一定となる条件で
拡大倍率を変えたいとき、試料像の明るさが一定となる
条件で拡大倍率を変えたいとき、前記関係から照射レン
ズ系の各レンズの励磁条件を探索して設定する機能を備
えることで前記目的を達成する。また本発明は、試料面
上で電子線照射された領域の軌跡を表示装置に表示する
ことで、試料上の観察領域、例えば電子線による試料ダ
メージの全くない領域を効率的に選択可能とすることで
前記目的を達成する。
段の照射レンズと電子線絞りを含む照射レンズ系の各レ
ンズの励磁電流と試料の照射電子線密度、試料面上での
電子線照射領域の大きさの関係をテーブルや数式の形で
記憶しておき、例えば照射電子密度が一定となる条件で
拡大倍率を変えたいとき、試料像の明るさが一定となる
条件で拡大倍率を変えたいとき、前記関係から照射レン
ズ系の各レンズの励磁条件を探索して設定する機能を備
えることで前記目的を達成する。また本発明は、試料面
上で電子線照射された領域の軌跡を表示装置に表示する
ことで、試料上の観察領域、例えば電子線による試料ダ
メージの全くない領域を効率的に選択可能とすることで
前記目的を達成する。
【０００８】すなわち、本発明は、電子線源と、少なく
とも２段の照射レンズと、電子線源から放出された電子
線の一部を遮蔽することのできる絞りと、照射レンズを
制御するレンズ制御手段とを有し、照射レンズによって
集束され絞りによって制限された電子線を試料に照射す
る電子顕微鏡において、照射レンズ制御手段は、試料上
の電子線照射領域の大きさを略一定としたままで照射電
子線密度を可変する機能を有することを特徴とする。
とも２段の照射レンズと、電子線源から放出された電子
線の一部を遮蔽することのできる絞りと、照射レンズを
制御するレンズ制御手段とを有し、照射レンズによって
集束され絞りによって制限された電子線を試料に照射す
る電子顕微鏡において、照射レンズ制御手段は、試料上
の電子線照射領域の大きさを略一定としたままで照射電
子線密度を可変する機能を有することを特徴とする。
【０００９】また、本発明は、電子線源と、少なくとも
２段の照射レンズと、電子線源から放出された電子線の
一部を遮蔽することのできる絞りと、照射レンズを制御
するレンズ制御手段とを有し、照射レンズによって集束
され絞りによって制限された電子線を試料に照射する電
子顕微鏡において、レンズ制御手段は、電子顕微鏡の拡
大倍率に連動して電子線照射領域の大きさを倍率毎に切
り替える機能、及び試料上の電子線照射領域の大きさを
略一定としたままで照射電子線密度を可変する機能を有
することを特徴とする。
２段の照射レンズと、電子線源から放出された電子線の
一部を遮蔽することのできる絞りと、照射レンズを制御
するレンズ制御手段とを有し、照射レンズによって集束
され絞りによって制限された電子線を試料に照射する電
子顕微鏡において、レンズ制御手段は、電子顕微鏡の拡
大倍率に連動して電子線照射領域の大きさを倍率毎に切
り替える機能、及び試料上の電子線照射領域の大きさを
略一定としたままで照射電子線密度を可変する機能を有
することを特徴とする。
【００１０】前記レンズ制御手段は、拡大像の像取得領
域、すなわち拡大像を観察・記録・表示する領域（典型
的には、顕微鏡付属のＴＶカメラで像を取り込むことの
可能な領域）を拡大倍率により試料面上に換算し、換算
した領域が電子線照射領域となるように制御する機能を
有するのが好ましい。また、本発明は、電子線源と、少
なくとも２段の照射レンズと、電子線源から放出された
電子線の一部を遮蔽することのできる絞りと、照射レン
ズを制御するレンズ制御手段とを有し、照射レンズによ
って集束され絞りによって制限された電子線を試料に照
射する電子顕微鏡において、照射レンズ制御手段は、試
料を照射する電子線密度を略一定としたままで照射電子
線領域の大きさを可変する機能を有することを特徴とす
る。
域、すなわち拡大像を観察・記録・表示する領域（典型
的には、顕微鏡付属のＴＶカメラで像を取り込むことの
可能な領域）を拡大倍率により試料面上に換算し、換算
した領域が電子線照射領域となるように制御する機能を
有するのが好ましい。また、本発明は、電子線源と、少
なくとも２段の照射レンズと、電子線源から放出された
電子線の一部を遮蔽することのできる絞りと、照射レン
ズを制御するレンズ制御手段とを有し、照射レンズによ
って集束され絞りによって制限された電子線を試料に照
射する電子顕微鏡において、照射レンズ制御手段は、試
料を照射する電子線密度を略一定としたままで照射電子
線領域の大きさを可変する機能を有することを特徴とす
る。
【００１１】前記照射レンズ制御手段は、電子顕微鏡の
拡大倍率と連動して前記略一定とする照射電子線密度の
値を倍率毎に切り替える機能を有するのが好ましい。本
発明の電子顕微鏡は、照射電子線密度を設定するための
入力手段、あるいは電子線照射領域の大きさを設定する
ための入力手段を備える。また、本発明は、照射レンズ
と試料微動装置とを有し、照射レンズによって集束され
た電子線を試料面上に照射する電子顕微鏡において、電
子線の照射領域の情報と試料微動装置による試料位置情
報に基づいて、試料面上で電子線照射された領域を表示
する機能を有することを特徴とする。
拡大倍率と連動して前記略一定とする照射電子線密度の
値を倍率毎に切り替える機能を有するのが好ましい。本
発明の電子顕微鏡は、照射電子線密度を設定するための
入力手段、あるいは電子線照射領域の大きさを設定する
ための入力手段を備える。また、本発明は、照射レンズ
と試料微動装置とを有し、照射レンズによって集束され
た電子線を試料面上に照射する電子顕微鏡において、電
子線の照射領域の情報と試料微動装置による試料位置情
報に基づいて、試料面上で電子線照射された領域を表示
する機能を有することを特徴とする。
【００１２】また、本発明は、照射レンズと試料微動装
置とを有し、照射レンズによって集束された電子線を試
料面上に照射する電子顕微鏡において、電子線の照射領
域、照射電子線密度、照射時間及び試料微動装置による
試料位置情報に基づいて、試料面上で電子線照射された
領域を照射電子線量に応じて表示状態、例えば輝度（階
調）あるいは表示色を変化させて表示する機能を有する
こと特徴する。
置とを有し、照射レンズによって集束された電子線を試
料面上に照射する電子顕微鏡において、電子線の照射領
域、照射電子線密度、照射時間及び試料微動装置による
試料位置情報に基づいて、試料面上で電子線照射された
領域を照射電子線量に応じて表示状態、例えば輝度（階
調）あるいは表示色を変化させて表示する機能を有する
こと特徴する。
【００１３】電子顕微鏡の拡大像を撮像する手段と、撮
像した画像を表示する手段とを備え、撮像された試料の
拡大像に試料面上で電子線照射された領域の表示を重ね
て表示することもできる。次に、本発明の電子顕微鏡の
動作の一例について説明する。まず、拡大像の明るさ即
ち照射電子線密度を入力する手段より、その変化情報を
制御部が読み込む。現在の照射電子線密度から変化情報
により演算機能を用いて導出した設定すべき照射電子線
密度と、現在の電子線照射領域から、予め記憶されてい
る電子線照射領域が一定となる第１、第２照射レンズ電
流の組み合わせデータの中から相当する組み合わせデー
タを検索する。設定すべき照射電子線密度に対する第
１、第２照射レンズの組み合わせデータが存在しない場
合は、近傍の照射電子線密度に対する組み合わせデータ
より補間演算を行い設定すべき第１、第２照射レンズ電
流を導出する。
像した画像を表示する手段とを備え、撮像された試料の
拡大像に試料面上で電子線照射された領域の表示を重ね
て表示することもできる。次に、本発明の電子顕微鏡の
動作の一例について説明する。まず、拡大像の明るさ即
ち照射電子線密度を入力する手段より、その変化情報を
制御部が読み込む。現在の照射電子線密度から変化情報
により演算機能を用いて導出した設定すべき照射電子線
密度と、現在の電子線照射領域から、予め記憶されてい
る電子線照射領域が一定となる第１、第２照射レンズ電
流の組み合わせデータの中から相当する組み合わせデー
タを検索する。設定すべき照射電子線密度に対する第
１、第２照射レンズの組み合わせデータが存在しない場
合は、近傍の照射電子線密度に対する組み合わせデータ
より補間演算を行い設定すべき第１、第２照射レンズ電
流を導出する。
【００１４】または、照射電子線密度と電子線照射領域
の大きさの入力データより、演算によって第１照射レン
ズ３９の電流値及び第２照射レンズ４０の電流値を算出
する。照射レンズ系の一例を図示した図１０を用いて、
この演算方法の概略を説明する。電子銃１より発生した
電子線量をＩ1、第１照射レンズ固定絞り５１の半径を
Ｒ1、照射レンズ絞り４７の半径をＲ2、照射レンズ絞り
４７の面での電子線の半径をＲ、試料面上の電子線照射
領域の半径をＲ3、第１照射レンズ３９の焦点距離をｆ
とする。図１０に示した照射レンズ系では、照射レンズ
絞り４７で遮蔽する電子線量を調整して照射電子線密度
を制御する。図１０に示した寸法Ａ1，Ｒ1，Ｒ2，Ｌ1，
Ｌ2の値は電子顕微鏡の構造上一定である。また照射レ
ンズ系の使用方法上、Ｒ＞Ｒ2、Ｌ1＞Ｂ1となってい
る。
の大きさの入力データより、演算によって第１照射レン
ズ３９の電流値及び第２照射レンズ４０の電流値を算出
する。照射レンズ系の一例を図示した図１０を用いて、
この演算方法の概略を説明する。電子銃１より発生した
電子線量をＩ1、第１照射レンズ固定絞り５１の半径を
Ｒ1、照射レンズ絞り４７の半径をＲ2、照射レンズ絞り
４７の面での電子線の半径をＲ、試料面上の電子線照射
領域の半径をＲ3、第１照射レンズ３９の焦点距離をｆ
とする。図１０に示した照射レンズ系では、照射レンズ
絞り４７で遮蔽する電子線量を調整して照射電子線密度
を制御する。図１０に示した寸法Ａ1，Ｒ1，Ｒ2，Ｌ1，
Ｌ2の値は電子顕微鏡の構造上一定である。また照射レ
ンズ系の使用方法上、Ｒ＞Ｒ2、Ｌ1＞Ｂ1となってい
る。
【００１５】試料４２の表面上での照射面積をＳとする
と、次の〔数１〕が成立する。
と、次の〔数１〕が成立する。
【数１】Ｓ＝πＲ3 2
【００１６】試料面上での電子線量をＩ2とした時、試
料面上での照射電子線密度ｊは、次の〔数２〕で表され
る。
料面上での照射電子線密度ｊは、次の〔数２〕で表され
る。
【数２】
【００１７】〔数２〕より、試料面上での電子線量Ｉ2
は、次の〔数３〕で表される。
は、次の〔数３〕で表される。
【数３】Ｉ2＝ｊπＲ3 2
【００１８】また試料面上での電子線量Ｉ2は、クロス
オーバ４８での電子線量Ｉ1と照射レンズ絞り４７の半
径Ｒ2、照射レンズ絞り４７の面での電子線の半径Ｒか
ら次の〔数４〕で表される。
オーバ４８での電子線量Ｉ1と照射レンズ絞り４７の半
径Ｒ2、照射レンズ絞り４７の面での電子線の半径Ｒか
ら次の〔数４〕で表される。
【数４】
【００１９】〔数４〕を変形すると、次の〔数５〕が得
られる。
られる。
【数５】
【００２０】この〔数５〕に前記〔数３〕を代入する
と、次の〔数６〕が得られる。
と、次の〔数６〕が得られる。
【数６】
【００２１】次に、Ｒと第１照射レンズ３９の電流値の
関係を算出する。第１照射レンズ３９の焦点距離ｆは、
レンズ電流をｉ、Ｃを定数とするとき、次の近似式〔数
７〕で表される。
関係を算出する。第１照射レンズ３９の焦点距離ｆは、
レンズ電流をｉ、Ｃを定数とするとき、次の近似式〔数
７〕で表される。
【数７】
【００２２】電子光学の式より、次の〔数８〕の関係式
が成立する。
が成立する。
【数８】
【００２３】ここで、Ａ1≫Ｂ1のとき、次の〔数９〕が
成り立つ。
成り立つ。
【数９】Ｂ1≒ｆ
【００２４】図１０より、次の〔数１０〕が算出され
る。
る。
【数１０】
【００２５】この〔数１０〕より、第１照射レンズ３９
の焦点距離ｆは、次の〔数１１〕で表すことができる。
の焦点距離ｆは、次の〔数１１〕で表すことができる。
【数１１】
【００２６】この〔数１１〕に〔数７〕を代入して、第
１照射レンズ３９のレンズ電流値ｉは次の〔数１２〕と
なる。
１照射レンズ３９のレンズ電流値ｉは次の〔数１２〕と
なる。
【数１２】
【００２７】〔数１２〕に前記〔数６〕を代入すると、
次の〔数１３〕が得られる。
次の〔数１３〕が得られる。
【数１３】
【００２８】この〔数１３〕より、試料面上での照射電
子線密度ｊと電子線照射領域の半径Ｒ3を入力すると、
第１照射レンズの電流値ｉを計算することができる。次
に、第２照射レンズ４０の電流値ｉ′を算出する。電子
光学の式〔数８〕を用いてＡ2、Ｂ2及び第２照射レンズ
４０の焦点距離ｆ′の間の関係は次の〔数１４〕で表さ
れる。
子線密度ｊと電子線照射領域の半径Ｒ3を入力すると、
第１照射レンズの電流値ｉを計算することができる。次
に、第２照射レンズ４０の電流値ｉ′を算出する。電子
光学の式〔数８〕を用いてＡ2、Ｂ2及び第２照射レンズ
４０の焦点距離ｆ′の間の関係は次の〔数１４〕で表さ
れる。
【数１４】
【００２９】また、図１０より次の〔数１５〕及び〔数
１６〕が成立する。
１６〕が成立する。
【数１５】Ａ2＝Ｌ1−ｆ
【数１６】
【００３０】Ｂ2は、次の〔数１７〕で表される。
【数１７】
【００３１】前記〔数７〕より、第２照射レンズ４０の
焦点距離ｆ′とレンズ電流ｉ′は、Ｄを定数として、次
の〔数１８〕となる。
焦点距離ｆ′とレンズ電流ｉ′は、Ｄを定数として、次
の〔数１８〕となる。
【数１８】
【００３２】前記〔数１４〕に前記〔数１５〕、〔数１
７〕、〔数１８〕を代入すると、次の〔数１９〕が得ら
れる。
７〕、〔数１８〕を代入すると、次の〔数１９〕が得ら
れる。
【数１９】
【００３３】この〔数１９〕に前記〔数７〕を代入する
と、次の〔数２０〕が得られる。
と、次の〔数２０〕が得られる。
【数２０】
【００３４】この〔数２０〕に第１照射レンズ電流ｉ
と、電子線照射領域の半径Ｒ3を入力すると第２照射レ
ンズ電流ｉ′を算出することができる。このようにし
て、前記〔数１３〕及び〔数２０〕を用いて、これらの
関係式に試料面上での照射電子線密度ｊと電子線照射領
域の半径Ｒ3を入力することにより、その照射電子線密
度ｊと電子線照射領域（半径Ｒ3）を実現するための第
１照射レンズ電流ｉ及び第２照射レンズ電流ｉ′を計算
によって求めることができる。
と、電子線照射領域の半径Ｒ3を入力すると第２照射レ
ンズ電流ｉ′を算出することができる。このようにし
て、前記〔数１３〕及び〔数２０〕を用いて、これらの
関係式に試料面上での照射電子線密度ｊと電子線照射領
域の半径Ｒ3を入力することにより、その照射電子線密
度ｊと電子線照射領域（半径Ｒ3）を実現するための第
１照射レンズ電流ｉ及び第２照射レンズ電流ｉ′を計算
によって求めることができる。
【００３５】あるいは、ある照射電子線密度ｊと電子線
照射領域の半径Ｒ3を実現するための第１照射レンズ電
流ｉ及び第２照射レンズ電流ｉ′の条件は、実験的に求
めることもできる。図２は、透過型電子顕微鏡の照射レ
ンズ系の電子光学特性を示す図であり、照射電子線の照
射領域の直径３００μｍ、１００μｍ、５０μｍ、１０
μｍをパラメータとして実験的に求めた照射電子線密度
と第１照射レンズ及び第２照射レンズの励磁強度の関係
の一例を示している。横軸は照射電子線密度である。縦
軸はレンズの励磁強度であり、レンズ電流をＩ、コイル
のターン数をＮ、相対論的補正をした加速電圧をＥとす
るとき、Ｉ・Ｎ・Ｅ-1/2で表される。図には、直径３００
μｍ、１００μｍ、５０μｍ、１０μｍの各照射領域に
ついて、曲線Ｃ１と曲線Ｃ２が対になって示されている
が、Ｃ１として示されている曲線は第１照射レンズに対
応し、Ｃ２として示されている曲線は第２照射レンズに
対応する。
照射領域の半径Ｒ3を実現するための第１照射レンズ電
流ｉ及び第２照射レンズ電流ｉ′の条件は、実験的に求
めることもできる。図２は、透過型電子顕微鏡の照射レ
ンズ系の電子光学特性を示す図であり、照射電子線の照
射領域の直径３００μｍ、１００μｍ、５０μｍ、１０
μｍをパラメータとして実験的に求めた照射電子線密度
と第１照射レンズ及び第２照射レンズの励磁強度の関係
の一例を示している。横軸は照射電子線密度である。縦
軸はレンズの励磁強度であり、レンズ電流をＩ、コイル
のターン数をＮ、相対論的補正をした加速電圧をＥとす
るとき、Ｉ・Ｎ・Ｅ-1/2で表される。図には、直径３００
μｍ、１００μｍ、５０μｍ、１０μｍの各照射領域に
ついて、曲線Ｃ１と曲線Ｃ２が対になって示されている
が、Ｃ１として示されている曲線は第１照射レンズに対
応し、Ｃ２として示されている曲線は第２照射レンズに
対応する。
【００３６】例えば、図２から直径３００μｍの電子線
照射領域で、ある照射電子線密度Ｐを実現するための第
１照射レンズ電流と第２照射レンズ電流を求めるには次
のようにする。図示するように、照射領域３００μｍに
対する曲線対Ｃ１，Ｃ２から照射電子線密度Ｐのときの
第１照射レンズの励磁強度Ｓ1と第２照射レンズの励磁
強度Ｓ2を求める。レンズの励磁強度の値が分かれば、
それが関係式Ｉ・Ｎ・Ｅ-1/2で表されることから、第１照
射レンズのレンズ電流Ｉ1と第１照射レンズのレンズ電
流Ｉ2を次式〔数２１〕から求めることができる。ただ
し、Ｎ1は第１照射レンズのコイルのターン数、Ｎ2は第
２照射レンズのコイルのターン数である。
照射領域で、ある照射電子線密度Ｐを実現するための第
１照射レンズ電流と第２照射レンズ電流を求めるには次
のようにする。図示するように、照射領域３００μｍに
対する曲線対Ｃ１，Ｃ２から照射電子線密度Ｐのときの
第１照射レンズの励磁強度Ｓ1と第２照射レンズの励磁
強度Ｓ2を求める。レンズの励磁強度の値が分かれば、
それが関係式Ｉ・Ｎ・Ｅ-1/2で表されることから、第１照
射レンズのレンズ電流Ｉ1と第１照射レンズのレンズ電
流Ｉ2を次式〔数２１〕から求めることができる。ただ
し、Ｎ1は第１照射レンズのコイルのターン数、Ｎ2は第
２照射レンズのコイルのターン数である。
【００３７】
【数２１】 上記のように計算、あるいは実験データから照射レンズ
系の各レンズ電流値が決定したら各レンズの制御部ＤＡ
Ｃにデータとして書き込む。制御部ＤＡＣの内容は、各
レンズ電流の電源を介して各レンズのレンズ電流として
出力される。
系の各レンズ電流値が決定したら各レンズの制御部ＤＡ
Ｃにデータとして書き込む。制御部ＤＡＣの内容は、各
レンズ電流の電源を介して各レンズのレンズ電流として
出力される。
【００３８】また、本発明では、この時の試料位置情報
を制御部が読み込み、現在の試料位置を中心に電子線照
射した領域をＣＲＴ等の表示装置にグラフィック表示す
る。電子線照射された状態で試料微動装置によって試料
位置を変えると、電子線照射された領域の表示も試料位
置の変化とともに移動していくが、移動前の領域も表示
したまま重ねて表示していくようにすると既照射領域が
表示されることになる。さらに、試料位置とその位置で
の照射時間を計測することで電子線照射領域と照射電子
線密度を把握していれば、試料面上の既照射領域内での
照射電子線量分布を算出することができる。従って、照
射電子線量に応じて輝度（階調）や表示色を変化させて
表示することで、既照射領域内での照射電子線量分布を
一目で確認することができる。
を制御部が読み込み、現在の試料位置を中心に電子線照
射した領域をＣＲＴ等の表示装置にグラフィック表示す
る。電子線照射された状態で試料微動装置によって試料
位置を変えると、電子線照射された領域の表示も試料位
置の変化とともに移動していくが、移動前の領域も表示
したまま重ねて表示していくようにすると既照射領域が
表示されることになる。さらに、試料位置とその位置で
の照射時間を計測することで電子線照射領域と照射電子
線密度を把握していれば、試料面上の既照射領域内での
照射電子線量分布を算出することができる。従って、照
射電子線量に応じて輝度（階調）や表示色を変化させて
表示することで、既照射領域内での照射電子線量分布を
一目で確認することができる。
【００３９】次に、図３〜図６の照射レンズ系のレイダ
イアグラムを用いて、試料面上の電子線照射領域を一定
としたまま、照射電子線密度を変化させるための第１照
射レンズと第２照射レンズの動作について説明する。図
３〜図６は電子線のクロスオーバを形成する箇所及び数
が異なる電子光学条件ではあるが、どの条件を設定して
も照射領域一定のままで照射電子線密度を変化すること
ができるので、図３を用いて説明する。
イアグラムを用いて、試料面上の電子線照射領域を一定
としたまま、照射電子線密度を変化させるための第１照
射レンズと第２照射レンズの動作について説明する。図
３〜図６は電子線のクロスオーバを形成する箇所及び数
が異なる電子光学条件ではあるが、どの条件を設定して
も照射領域一定のままで照射電子線密度を変化すること
ができるので、図３を用いて説明する。
【００４０】図３の電子光学条件では、電子銃１で発生
したクロスオーバ４８が第１照射レンズ３９によりクロ
スオーバ４９を形成する。クロスオーバ４９を第２照射
レンズ４０でクロスオーバ５０に形成させ、試料面上の
照射領域４６に照射させる。ここで第１照射レンズ３９
を強励磁にするとレンズの縮小率が大きくなり、強励磁
にすればするほど電子線は一点鎖線４５、実線４４、破
線４３と照射レンズ絞り４７でカットされる電子線の量
が次第に多くなる。
したクロスオーバ４８が第１照射レンズ３９によりクロ
スオーバ４９を形成する。クロスオーバ４９を第２照射
レンズ４０でクロスオーバ５０に形成させ、試料面上の
照射領域４６に照射させる。ここで第１照射レンズ３９
を強励磁にするとレンズの縮小率が大きくなり、強励磁
にすればするほど電子線は一点鎖線４５、実線４４、破
線４３と照射レンズ絞り４７でカットされる電子線の量
が次第に多くなる。
【００４１】照射レンズ絞り４７の穴を通過した電子線
は、電子線照射領域４６が同じ大きさになるように第２
照射レンズ４０の励磁を調整すれば、カットされた分の
電子線量が減った照射電子線量となるので照射電子線密
度が小さくなる。このようにして第１、第２照射レンズ
の組み合わせで電子線照射領域を変化させずに照射電子
線密度を変化させることができる。
は、電子線照射領域４６が同じ大きさになるように第２
照射レンズ４０の励磁を調整すれば、カットされた分の
電子線量が減った照射電子線量となるので照射電子線密
度が小さくなる。このようにして第１、第２照射レンズ
の組み合わせで電子線照射領域を変化させずに照射電子
線密度を変化させることができる。
【００４２】図３〜図６の電子光学条件について概説す
ると、図３は照射レンズ絞り４７の上下に一つずつのク
ロスオーバ４９，５０を有する条件であり、照射領域の
大きさが小さいとき使いやすい。図４は照射レンズ絞り
４７の上方に一つのクロスオーバ４９を有する条件であ
り、広い視野を照射するとき都合がよい。図５は照射レ
ンズ絞り４７の下方に一つのクロスオーバ５０を有する
条件であり、照射領域の大きさが小さいときに使いやす
い。また、図６は照射レンズ絞り４７の上下にクロスオ
ーバを有しない条件であり、広い視野を照射するとき都
合がよい。いずれの場合にも、第１照射レンズ３９の励
磁強度を変えることによって照射電子線密度を調整し、
第２照射レンズ４０の励磁強度を変えることによって電
子線照射領域の大きさを調整する。
ると、図３は照射レンズ絞り４７の上下に一つずつのク
ロスオーバ４９，５０を有する条件であり、照射領域の
大きさが小さいとき使いやすい。図４は照射レンズ絞り
４７の上方に一つのクロスオーバ４９を有する条件であ
り、広い視野を照射するとき都合がよい。図５は照射レ
ンズ絞り４７の下方に一つのクロスオーバ５０を有する
条件であり、照射領域の大きさが小さいときに使いやす
い。また、図６は照射レンズ絞り４７の上下にクロスオ
ーバを有しない条件であり、広い視野を照射するとき都
合がよい。いずれの場合にも、第１照射レンズ３９の励
磁強度を変えることによって照射電子線密度を調整し、
第２照射レンズ４０の励磁強度を変えることによって電
子線照射領域の大きさを調整する。
【００４３】本発明によると、像観察又は撮影に必要な
試料面上での領域だけに電子線を照射することができ
る。換言すれば、不要な電子線照射を試料に対して行わ
ないので電子線照射による試料ダメージを低減できる。
そして例えば、照射電子線密度を一定にしたまま電子線
照射領域の大きさを変化できるので、拡大像の明るさが
変わらないままで観察できる視野領域を変化させること
ができる。そのため高倍率像を一度に広い視野で像観察
できるようになり、観察性が向上する。
試料面上での領域だけに電子線を照射することができ
る。換言すれば、不要な電子線照射を試料に対して行わ
ないので電子線照射による試料ダメージを低減できる。
そして例えば、照射電子線密度を一定にしたまま電子線
照射領域の大きさを変化できるので、拡大像の明るさが
変わらないままで観察できる視野領域を変化させること
ができる。そのため高倍率像を一度に広い視野で像観察
できるようになり、観察性が向上する。
【００４４】また、電子線照射した領域での照射電子線
量を視覚的に容易に認識できるので、像観察又は撮影し
たい視野の選択が容易にできる。これにより検鏡効率が
大幅に向上することができる。
量を視覚的に容易に認識できるので、像観察又は撮影し
たい視野の選択が容易にできる。これにより検鏡効率が
大幅に向上することができる。
【００４５】
【発明の実施の態様】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明による透過型電子顕微鏡の構
成を示す模式図である。照射レンズ系のレンズ段数は問
わないが、ここでは一般的な２段の照射レンズ系を用い
た場合を例にとって説明する。
て説明する。図１は本発明による透過型電子顕微鏡の構
成を示す模式図である。照射レンズ系のレンズ段数は問
わないが、ここでは一般的な２段の照射レンズ系を用い
た場合を例にとって説明する。
【００４６】電子銃１から放出された電子線は、第１照
射レンズコイル２によって形成される第１照射レンズ及
び第２照射レンズコイル３によって形成される第２照射
レンズ及び対物レンズコイル４によって形成される対物
レンズを介して試料に照射される。試料を透過した電子
線は、第１中間レンズコイル５によって形成される第１
中間レンズ、第２中間レンズコイル６によって形成され
る第２中間レンズ、第１投射レンズコイル７によって形
成される第１投射レンズ、第２投射レンズコイル８によ
って形成される第２投射レンズを通って蛍光板等に結像
される。試料像はＴＶカメラ３４によって撮像される。
ＴＶカメラ３４はＴＶカメラ制御部３３によって制御さ
れ、撮影された試料像は画像記憶装置３２に記憶され
る。また、試料の位置制御は、試料微動制御部３０によ
って試料微動３１を制御することによって行われる。
射レンズコイル２によって形成される第１照射レンズ及
び第２照射レンズコイル３によって形成される第２照射
レンズ及び対物レンズコイル４によって形成される対物
レンズを介して試料に照射される。試料を透過した電子
線は、第１中間レンズコイル５によって形成される第１
中間レンズ、第２中間レンズコイル６によって形成され
る第２中間レンズ、第１投射レンズコイル７によって形
成される第１投射レンズ、第２投射レンズコイル８によ
って形成される第２投射レンズを通って蛍光板等に結像
される。試料像はＴＶカメラ３４によって撮像される。
ＴＶカメラ３４はＴＶカメラ制御部３３によって制御さ
れ、撮影された試料像は画像記憶装置３２に記憶され
る。また、試料の位置制御は、試料微動制御部３０によ
って試料微動３１を制御することによって行われる。
【００４７】各レンズコイル２〜８は励磁電源９〜１５
によって励磁され、各レンズの励磁強度はそれぞれの電
源に接続されているＤＡＣ１６〜２２の設定によって決
定される。装置全体の制御は、バスを介してＤＡＣ１６
〜２２、試料微動制御部３０、画像記憶装置３２に接続
されているマイクロプロセッサ２３によって行われる。
バスには、装置運転条件や各種データ等を記憶した記憶
装置２４、演算装置２５、クロック２６、表示装置とし
てのＣＲＴ３５を制御するＣＲＴコントローラ２７、入
力手段としてのキーボード３８、入力用ロータリーエン
コーダ３６，３７のＩ／Ｆ２８，２９も接続されてい
る。
によって励磁され、各レンズの励磁強度はそれぞれの電
源に接続されているＤＡＣ１６〜２２の設定によって決
定される。装置全体の制御は、バスを介してＤＡＣ１６
〜２２、試料微動制御部３０、画像記憶装置３２に接続
されているマイクロプロセッサ２３によって行われる。
バスには、装置運転条件や各種データ等を記憶した記憶
装置２４、演算装置２５、クロック２６、表示装置とし
てのＣＲＴ３５を制御するＣＲＴコントローラ２７、入
力手段としてのキーボード３８、入力用ロータリーエン
コーダ３６，３７のＩ／Ｆ２８，２９も接続されてい
る。
【００４８】倍率を入力する場合は、倍率切替用ロータ
リーエンコーダ３６を回して発生したパルス波をＩ／Ｆ
２８に入力して変換を行いデジタル信号にする。マイク
ロプロセッサ２３はデジタル信号を、記憶装置２４に予
め設定されている倍率表示データを参照して該当する倍
率の数値をＣＲＴコントローラ２７を用いてＣＲＴ３５
上に表示させる。同時に、記憶装置２４に予め記憶して
いる対物レンズ、第１中間レンズ、第２中間レンズ、第
１投射レンズ、第２投射レンズ（以下、結像レンズ系）
の倍率データを各ＤＡＣ１８〜２２に出力して、結像レ
ンズ系のデータをアナログ信号に変換する。そして、各
ＤＡＣ１８〜２２より励磁電源１１〜１５にアナログ信
号を出力して各結像レンズ系のレンズコイル４〜８に電
流を出力させる。
リーエンコーダ３６を回して発生したパルス波をＩ／Ｆ
２８に入力して変換を行いデジタル信号にする。マイク
ロプロセッサ２３はデジタル信号を、記憶装置２４に予
め設定されている倍率表示データを参照して該当する倍
率の数値をＣＲＴコントローラ２７を用いてＣＲＴ３５
上に表示させる。同時に、記憶装置２４に予め記憶して
いる対物レンズ、第１中間レンズ、第２中間レンズ、第
１投射レンズ、第２投射レンズ（以下、結像レンズ系）
の倍率データを各ＤＡＣ１８〜２２に出力して、結像レ
ンズ系のデータをアナログ信号に変換する。そして、各
ＤＡＣ１８〜２２より励磁電源１１〜１５にアナログ信
号を出力して各結像レンズ系のレンズコイル４〜８に電
流を出力させる。
【００４９】予め設定している電子線照射領域の大きさ
の中からキーボード３８を用いて所望の電子線照射領域
を選択する。次に、拡大像の明るさ即ち照射電子線密度
を入力用ロータリーエンコーダ３７で入力する。マイク
ロプロセッサ２３は入力した照射電子線密度と電子線照
射領域より第１、第２照射レンズ電流値の組み合わせを
記憶装置２４の中より検索する。設定された照射電子線
密度に対する第１、第２照射レンズの組み合わせデータ
が存在しない場合は、演算装置２５を用いて近傍の照射
電子線密度に対する組み合わせデータより補間演算を行
い設定すべき第１、第２照射レンズ電流を導出する。ま
たは演算機能を用いて、前記〔数１３〕及び〔数２０〕
で表されるような、照射電子線密度と電子線照射領域と
第１、第２照射レンズ電流の関係式より各レンズ電流を
算出する。
の中からキーボード３８を用いて所望の電子線照射領域
を選択する。次に、拡大像の明るさ即ち照射電子線密度
を入力用ロータリーエンコーダ３７で入力する。マイク
ロプロセッサ２３は入力した照射電子線密度と電子線照
射領域より第１、第２照射レンズ電流値の組み合わせを
記憶装置２４の中より検索する。設定された照射電子線
密度に対する第１、第２照射レンズの組み合わせデータ
が存在しない場合は、演算装置２５を用いて近傍の照射
電子線密度に対する組み合わせデータより補間演算を行
い設定すべき第１、第２照射レンズ電流を導出する。ま
たは演算機能を用いて、前記〔数１３〕及び〔数２０〕
で表されるような、照射電子線密度と電子線照射領域と
第１、第２照射レンズ電流の関係式より各レンズ電流を
算出する。
【００５０】各レンズ電流値が決定したら第１、第２照
射レンズのＤＡＣ１６，１７にデータとして書き込み、
第１、第２照射レンズ電流の励磁電源９，１０を介して
第１、第２照射レンズコイル２，３に電流を出力する。
拡大像の明るさつまり照射電子線密度を変更する場合
は、再度入力用ロータリーエンコーダ３７で照射電子線
密度を入力を行い、上記手段を用いて第１、第２照射レ
ンズコイル２，３に電流を出力して照射電子線密度を変
更する。
射レンズのＤＡＣ１６，１７にデータとして書き込み、
第１、第２照射レンズ電流の励磁電源９，１０を介して
第１、第２照射レンズコイル２，３に電流を出力する。
拡大像の明るさつまり照射電子線密度を変更する場合
は、再度入力用ロータリーエンコーダ３７で照射電子線
密度を入力を行い、上記手段を用いて第１、第２照射レ
ンズコイル２，３に電流を出力して照射電子線密度を変
更する。
【００５１】ＴＶカメラ制御部３３は、ＴＶカメラ３４
上に映し出される電子顕微鏡の拡大像をＣＲＴ３５に画
像表示させる。また、画像記憶装置３２に画像を記憶さ
せることも可能である。これらＴＶカメラ３４上に映し
出される拡大像の領域と、倍率のデータから演算装置２
５を用いて試料面上の電子線照射領域を計算して、倍率
切替用ロータリーエンコーダ３８で倍率の変更を行う。
ＴＶカメラ３４上に映し出される拡大像の領域と照射電
子線密度が一定で倍率に連動して電子線照射領域のみを
変化できる第１、第２照射レンズの組み合わせを検索し
て第１、第２照射レンズに電流を出力するモードも設定
できる。
上に映し出される電子顕微鏡の拡大像をＣＲＴ３５に画
像表示させる。また、画像記憶装置３２に画像を記憶さ
せることも可能である。これらＴＶカメラ３４上に映し
出される拡大像の領域と、倍率のデータから演算装置２
５を用いて試料面上の電子線照射領域を計算して、倍率
切替用ロータリーエンコーダ３８で倍率の変更を行う。
ＴＶカメラ３４上に映し出される拡大像の領域と照射電
子線密度が一定で倍率に連動して電子線照射領域のみを
変化できる第１、第２照射レンズの組み合わせを検索し
て第１、第２照射レンズに電流を出力するモードも設定
できる。
【００５２】次に、図７〜図９を用いて、本発明による
ＣＲＴ３５上での照射領域の軌跡表示モードについて説
明する。図７は、試料面上で電子線照射された領域の軌
跡表示モードを説明する図である。この表示モードは、
電子線照射領域の大きさの情報と試料微動３１による試
料位置情報に基づいて、試料面上で電子線照射された領
域６１を表示するようにしたものである。
ＣＲＴ３５上での照射領域の軌跡表示モードについて説
明する。図７は、試料面上で電子線照射された領域の軌
跡表示モードを説明する図である。この表示モードは、
電子線照射領域の大きさの情報と試料微動３１による試
料位置情報に基づいて、試料面上で電子線照射された領
域６１を表示するようにしたものである。
【００５３】図８は、試料面上で電子線照射された領域
の軌跡と各領域の照射電子線量を表示するモードの説明
図である。この表示モードでは、電子線照射領域の大き
さ、照射電子線密度、照射時間、及び試料微動装置から
得られる試料位置情報に基づいて、試料面上で電子線照
射された領域６３を照射電子線量に応じて変化させて表
示する。照射電子線量は、その量に応じ表示輝度（階
調）又は表示色を変化させることで表示する。例えば図
８のＣＲＴ表示を見ると、６３ａ〜６３ｄの領域に他の
領域より多く電子線が照射されていることが一目で分か
る。
の軌跡と各領域の照射電子線量を表示するモードの説明
図である。この表示モードでは、電子線照射領域の大き
さ、照射電子線密度、照射時間、及び試料微動装置から
得られる試料位置情報に基づいて、試料面上で電子線照
射された領域６３を照射電子線量に応じて変化させて表
示する。照射電子線量は、その量に応じ表示輝度（階
調）又は表示色を変化させることで表示する。例えば図
８のＣＲＴ表示を見ると、６３ａ〜６３ｄの領域に他の
領域より多く電子線が照射されていることが一目で分か
る。
【００５４】図９は、電子線照射された領域の軌跡を試
料像に重ねて表示するモードの説明図である。この表示
モードでは、試料の拡大像６４に電子線照射された領域
６５を重ねて表示する。予めＴＶカメラ制御部３３を用
いてＴＶカメラ３４で試料全体の像を取り込み、画像記
憶装置３２にその拡大像を記憶させる。次に、ＣＲＴコ
ントローラ２７に画像データを出力してＣＲＴ３５上に
試料の全体像６４を画像表示する。次に、試料微動３１
から出力したパルス波を試料微動制御部３０に入力して
試料位置のデータに変換する。演算装置２５を用いて倍
率、試料位置、及び電子線照射領域のデータより、現在
照射している領域を試料全体の画像に重ねてＣＲＴ３５
上に色情報でグラフィック表示する。次に、時間測定装
置２６を用いて試料に照射している時間を計測する。演
算装置２５を用いて、照射している時間と照射電子線密
度から照射電子線量を計算し、計算された照射電子線量
に応じて輝度（階調）または色を変化させて試料全体の
像に重ねて表示させる。このとき、電子線照射領域の表
示によって試料像が塗りつぶされないように、照射領域
の表示色は試料像の色と違えるのが好ましい。
料像に重ねて表示するモードの説明図である。この表示
モードでは、試料の拡大像６４に電子線照射された領域
６５を重ねて表示する。予めＴＶカメラ制御部３３を用
いてＴＶカメラ３４で試料全体の像を取り込み、画像記
憶装置３２にその拡大像を記憶させる。次に、ＣＲＴコ
ントローラ２７に画像データを出力してＣＲＴ３５上に
試料の全体像６４を画像表示する。次に、試料微動３１
から出力したパルス波を試料微動制御部３０に入力して
試料位置のデータに変換する。演算装置２５を用いて倍
率、試料位置、及び電子線照射領域のデータより、現在
照射している領域を試料全体の画像に重ねてＣＲＴ３５
上に色情報でグラフィック表示する。次に、時間測定装
置２６を用いて試料に照射している時間を計測する。演
算装置２５を用いて、照射している時間と照射電子線密
度から照射電子線量を計算し、計算された照射電子線量
に応じて輝度（階調）または色を変化させて試料全体の
像に重ねて表示させる。このとき、電子線照射領域の表
示によって試料像が塗りつぶされないように、照射領域
の表示色は試料像の色と違えるのが好ましい。
【００５５】マイクロプロセッサ２３は、設定した時間
毎に試料位置のデータを試料微動制御部３０から取り込
む。試料位置が変更した場合は、変更された試料位置の
データより電子線照射領域の表示位置を変更することに
より、ＣＲＴ画像に試料面上での電子線照射領域の軌跡
６５を表示させる。またＣＲＴ画像に照射電子線量に応
じて輝度（階調）または色情報により重ね表示を行う。
毎に試料位置のデータを試料微動制御部３０から取り込
む。試料位置が変更した場合は、変更された試料位置の
データより電子線照射領域の表示位置を変更することに
より、ＣＲＴ画像に試料面上での電子線照射領域の軌跡
６５を表示させる。またＣＲＴ画像に照射電子線量に応
じて輝度（階調）または色情報により重ね表示を行う。
【００５６】次に、照射電子線密度や電子線照射領域の
大きさを倍率等に合わせて変更する方法について説明す
る。まず、照射電子線密度を変更せず電子線照射領域の
大きさのみ変更する場合について説明する。マイクロプ
ロセッサ２３は、入力用ロータリーエンコーダ３７によ
り照射電子線密度の情報を得て、照射電子線密度が一定
となる第１、第２照射レンズの組み合わせを記憶装置２
４のデータ中より検索する。設定された照射電子線密度
に対する第１、第２照射レンズの組み合わせデータが存
在しない場合は、演算装置２５を用いて近傍の照射電子
線密度に対する組み合わせデータより補間演算を行い、
設定すべき第１、第２照射レンズ電流を導出する。第
１、第２レンズ電流はＤＡＣ１６，１７に設定され、励
磁電源９，１０は設定されたレンズ電流を第１、第２照
射レンズに出力する。マイクロプロセッサ２３は、変更
された電子線照射領域と試料位置のデータより、ＣＲＴ
３５上に変更後の電子線照射領域をグラフィック表示す
る。
大きさを倍率等に合わせて変更する方法について説明す
る。まず、照射電子線密度を変更せず電子線照射領域の
大きさのみ変更する場合について説明する。マイクロプ
ロセッサ２３は、入力用ロータリーエンコーダ３７によ
り照射電子線密度の情報を得て、照射電子線密度が一定
となる第１、第２照射レンズの組み合わせを記憶装置２
４のデータ中より検索する。設定された照射電子線密度
に対する第１、第２照射レンズの組み合わせデータが存
在しない場合は、演算装置２５を用いて近傍の照射電子
線密度に対する組み合わせデータより補間演算を行い、
設定すべき第１、第２照射レンズ電流を導出する。第
１、第２レンズ電流はＤＡＣ１６，１７に設定され、励
磁電源９，１０は設定されたレンズ電流を第１、第２照
射レンズに出力する。マイクロプロセッサ２３は、変更
された電子線照射領域と試料位置のデータより、ＣＲＴ
３５上に変更後の電子線照射領域をグラフィック表示す
る。
【００５７】倍率毎に照射電子線密度一定で電子線照射
領域を切り替えるように制御する時は、演算装置２５で
倍率に応じた電子線照射領域の大きさを計算して、同一
の照射電子線密度となる第１、第２照射レンズ電流の組
み合わせを記憶装置２４中のデータから検索する。レン
ズ電流値が決定したら、第１、第２照射レンズのＤＡＣ
１６，１７にデータとして書き込み、第１、第２照射レ
ンズ電流の励磁電源９、１０を介して第１、第２照射レ
ンズのレンズ電流として出力する。このとき電子線照射
領域の像は同様にＣＲＴ３５上に表示される。
領域を切り替えるように制御する時は、演算装置２５で
倍率に応じた電子線照射領域の大きさを計算して、同一
の照射電子線密度となる第１、第２照射レンズ電流の組
み合わせを記憶装置２４中のデータから検索する。レン
ズ電流値が決定したら、第１、第２照射レンズのＤＡＣ
１６，１７にデータとして書き込み、第１、第２照射レ
ンズ電流の励磁電源９、１０を介して第１、第２照射レ
ンズのレンズ電流として出力する。このとき電子線照射
領域の像は同様にＣＲＴ３５上に表示される。
【００５８】倍率毎に電子線照射領域の大きさ一定で、
蛍光板での電流値が一定になるように照射電子線密度を
切り替えるように制御する時は、演算装置２５で倍率に
応じた照射電子線密度を計算して、同一の電子線照射領
域となる第１、第２照射レンズ電流の組み合わせを記憶
装置２４に記憶されたデータの中から検索する。レンズ
電流値が決定したら第１、第２照射レンズのＤＡＣ１
６，１７にデータとして書き込み、第１、第２照射レン
ズ電流の励磁電源９、１０を介して第１、第２照射レン
ズのレンズ電流として出力する。このとき、電子線照射
領域と照射電子線密度は同様にＣＲＴ３５上に表示され
る。
蛍光板での電流値が一定になるように照射電子線密度を
切り替えるように制御する時は、演算装置２５で倍率に
応じた照射電子線密度を計算して、同一の電子線照射領
域となる第１、第２照射レンズ電流の組み合わせを記憶
装置２４に記憶されたデータの中から検索する。レンズ
電流値が決定したら第１、第２照射レンズのＤＡＣ１
６，１７にデータとして書き込み、第１、第２照射レン
ズ電流の励磁電源９、１０を介して第１、第２照射レン
ズのレンズ電流として出力する。このとき、電子線照射
領域と照射電子線密度は同様にＣＲＴ３５上に表示され
る。
【００５９】同様に、倍率毎に観察像の明るさが一定と
なるように電子線照射領域の大きさ及び照射電子線密度
を制御することも可能である。このときは、蛍光板での
電流値が一定になるように演算装置２５で倍率に応じた
照射電子線密度を計算するとともに、演算装置２５で倍
率に応じた電子線照射領域を計算し、両者の条件を満た
す第１、第２照射レンズ電流の組み合わせを記憶装置２
４に記憶されたデータの中から検索する。レンズ電流値
が決定したら第１、第２照射レンズのＤＡＣ１６，１７
にデータとして書き込み、第１、第２照射レンズ電流の
励磁電源９、１０を介して第１、第２照射レンズのレン
ズ電流として出力する。このとき、電子線照射領域と照
射電子線密度は同様にＣＲＴ３５上に表示される。
なるように電子線照射領域の大きさ及び照射電子線密度
を制御することも可能である。このときは、蛍光板での
電流値が一定になるように演算装置２５で倍率に応じた
照射電子線密度を計算するとともに、演算装置２５で倍
率に応じた電子線照射領域を計算し、両者の条件を満た
す第１、第２照射レンズ電流の組み合わせを記憶装置２
４に記憶されたデータの中から検索する。レンズ電流値
が決定したら第１、第２照射レンズのＤＡＣ１６，１７
にデータとして書き込み、第１、第２照射レンズ電流の
励磁電源９、１０を介して第１、第２照射レンズのレン
ズ電流として出力する。このとき、電子線照射領域と照
射電子線密度は同様にＣＲＴ３５上に表示される。
【００６０】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、電子顕
微鏡による試料ダメージを低減することができる。また
視野選択の効率を上げることができ、電子顕微鏡におけ
る観察性・操作性を向上することができる。
微鏡による試料ダメージを低減することができる。また
視野選択の効率を上げることができ、電子顕微鏡におけ
る観察性・操作性を向上することができる。
【図１】本発明による透過型電子顕微鏡の構成を示す模
式図。
式図。
【図２】透過型電子顕微鏡の照射レンズ系の電子光学特
性を示す図。
性を示す図。
【図３】照射レンズ系のレイダイアグラム。
【図４】照射レンズ系のレイダイアグラム。
【図５】照射レンズ系のレイダイアグラム。
【図６】照射レンズ系のレイダイアグラム。
【図７】試料面上で電子線照射された領域の軌跡表示モ
ードを説明する図。
ードを説明する図。
【図８】試料面上で電子線照射された領域の軌跡と各領
域の照射電子線量を表示するモードの説明図。
域の照射電子線量を表示するモードの説明図。
【図９】電子線照射された領域の軌跡を試料像に重ねて
表示するモードの説明図。
表示するモードの説明図。
【図１０】照射レンズ系の一例のレイダイアグラム。
１…電子銃、２…第１照射レンズコイル、３…第２照射
レンズコイル、４…対物レンズコイル、５…第１中間レ
ンズコイル、６…第２中間レンズコイル、７…第１投射
レンズコイル、８…第２投射レンズコイル、９〜１５…
励磁電源、１６〜２２…ＤＡＣ、２３…マイクロプロッ
セサ、２４…記憶装置、２５…演算装置、２６…時間計
測装置、２７…ＣＲＴコントローラ、２８〜２９…Ｉ／
Ｆ、３０…試料微動制御部、３１…試料微動、３２…画
像記憶装置、３３…ＴＶカメラ制御部、３４…ＴＶカメ
ラ、３５…ＣＲＴ、３６…倍率切替用ロータリーエンコ
ーダ、３７…入力用ロータリーエンコーダ、３８…キー
ボード、３９…第１照射レンズ、４０…第２照射レン
ズ、４２…試料、４３〜４５…電子線、４６…照射領
域、４７…照射レンズ絞り、４８〜５０…クロスオー
バ、５１…第１照射レンズ固定絞り、６１，６３，６５
…電子線照射された領域、６４…試料の拡大像
レンズコイル、４…対物レンズコイル、５…第１中間レ
ンズコイル、６…第２中間レンズコイル、７…第１投射
レンズコイル、８…第２投射レンズコイル、９〜１５…
励磁電源、１６〜２２…ＤＡＣ、２３…マイクロプロッ
セサ、２４…記憶装置、２５…演算装置、２６…時間計
測装置、２７…ＣＲＴコントローラ、２８〜２９…Ｉ／
Ｆ、３０…試料微動制御部、３１…試料微動、３２…画
像記憶装置、３３…ＴＶカメラ制御部、３４…ＴＶカメ
ラ、３５…ＣＲＴ、３６…倍率切替用ロータリーエンコ
ーダ、３７…入力用ロータリーエンコーダ、３８…キー
ボード、３９…第１照射レンズ、４０…第２照射レン
ズ、４２…試料、４３〜４５…電子線、４６…照射領
域、４７…照射レンズ絞り、４８〜５０…クロスオー
バ、５１…第１照射レンズ固定絞り、６１，６３，６５
…電子線照射された領域、６４…試料の拡大像
フロントページの続き (72)発明者 小林 弘幸 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 四辻 貴文 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 ２ 日立計測エンジニアリング株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 電子線源と、少なくとも２段の照射レン
ズと、前記電子線源から放出された電子線の一部を遮蔽
することのできる絞りと、前記照射レンズを制御するレ
ンズ制御手段とを有し、前記照射レンズによって集束さ
れ前記絞りによって制限された電子線を試料に照射する
電子顕微鏡において、 前記照射レンズ制御手段は、試料上の電子線照射領域の
大きさを略一定としたままで照射電子線密度を可変する
機能を有することを特徴とする電子顕微鏡。 - 【請求項２】 電子線源と、少なくとも２段の照射レン
ズと、前記電子線源から放出された電子線の一部を遮蔽
することのできる絞りと、前記照射レンズを制御するレ
ンズ制御手段とを有し、前記照射レンズによって集束さ
れ前記絞りによって制限された電子線を試料に照射する
電子顕微鏡において、 前記レンズ制御手段は、電子顕微鏡の拡大倍率に連動し
て前記電子線照射領域の大きさを倍率毎に切り替える機
能、及び試料上の電子線照射領域の大きさを略一定とし
たままで照射電子線密度を可変する機能を有することを
特徴とする電子顕微鏡。 - 【請求項３】 前記レンズ制御手段は、拡大像の像取得
領域を拡大倍率により試料面上に換算し、換算した領域
が電子線照射領域となるように制御する機能を有するこ
とを特徴とする請求項２記載の電子顕微鏡。 - 【請求項４】 電子線源と、少なくとも２段の照射レン
ズと、前記電子線源から放出された電子線の一部を遮蔽
することのできる絞りと、前記照射レンズを制御するレ
ンズ制御手段とを有し、前記照射レンズによって集束さ
れ前記絞りによって制限された電子線を試料に照射する
電子顕微鏡において、 前記照射レンズ制御手段は、試料を照射する電子線密度
を略一定としたままで照射電子線領域の大きさを可変す
る機能を有することを特徴とする電子顕微鏡。 - 【請求項５】 前記照射レンズ制御手段は、電子顕微鏡
の拡大倍率と連動して前記略一定とする照射電子線密度
の値を倍率毎に切り替える機能を有することを特徴とす
る請求項４記載の電子顕微鏡。 - 【請求項６】 前記照射電子線密度を設定するための入
力手段を備えることを特徴とする請求項１記載の電子顕
微鏡。 - 【請求項７】 前記電子線照射領域の大きさを設定する
ための入力手段を備えることを特徴とする請求項１記載
の電子顕微鏡。 - 【請求項８】 照射レンズと試料微動装置とを有し、前
記照射レンズによって集束された電子線を試料面上に照
射する電子顕微鏡において、 前記電子線の照射領域の情報と前記試料微動装置による
試料位置情報に基づいて、試料面上で電子線照射された
領域を表示する機能を有することを特徴とする電子顕微
鏡。 - 【請求項９】 照射レンズと試料微動装置とを有し、前
記照射レンズによって集束された電子線を試料面上に照
射する電子顕微鏡において、 前記電子線の照射領域、照射電子線密度、照射時間及び
前記試料微動装置による試料位置情報に基づいて、試料
面上で電子線照射された領域を照射電子線量に応じて表
示状態を変化させて表示する機能を有すること特徴する
電子顕微鏡。 - 【請求項１０】 電子顕微鏡の拡大像を撮像する手段
と、撮像した画像を表示する手段とを備え、撮像された
試料の拡大像に前記試料面上で電子線照射された領域の
表示を重ねて表示することを特徴とする請求項８又は９
記載の電子顕微鏡。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9298410A JPH11135046A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 電子顕微鏡 |
| US09/182,356 US6472663B2 (en) | 1997-10-30 | 1998-10-29 | Electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9298410A JPH11135046A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11135046A true JPH11135046A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17859353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9298410A Pending JPH11135046A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 電子顕微鏡 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6472663B2 (ja) |
| JP (1) | JPH11135046A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003502823A (ja) * | 1999-06-22 | 2003-01-21 | フィリップス エレクトロン オプティクス ビー ヴィ | 高い輝度と大きいビーム電流の間で切換可能な粒子源を含む粒子光学装置 |
| JP2007242366A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Hitachi High-Technologies Corp | 透過電子顕微鏡 |
| JP2010251128A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Jeol Ltd | 透過型電子顕微鏡の自動最適合焦点調整方法及び装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3970656B2 (ja) * | 2002-03-27 | 2007-09-05 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 透過電子顕微鏡による試料観察方法 |
| GB2393571B (en) * | 2002-09-26 | 2007-03-21 | Leo Electron Microscopy Ltd | Improvements in and relating to the control of instruments |
| US7394070B2 (en) * | 2004-12-27 | 2008-07-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and apparatus for inspecting patterns |
| JP7208212B2 (ja) * | 2020-11-30 | 2023-01-18 | 日本電子株式会社 | 透過電子顕微鏡および光学系の調整方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7609574A (nl) * | 1975-09-03 | 1977-03-07 | Siemens Ag | Werkwijze voor de beeldweergave van de uit- gangsinformaties van een toestel dat een objekt aftast. |
| JPS5814460A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Internatl Precision Inc | 電子顕微鏡の焦点合わせ方法及びこの方法を応用した像撮影方法及び装置 |
| JPS6171539A (ja) | 1984-09-13 | 1986-04-12 | Internatl Precision Inc | 電子線装置の照射系 |
| JPH06105605B2 (ja) * | 1987-09-11 | 1994-12-21 | 株式会社日立製作所 | 電子顕微鏡の像観察装置 |
| DE3825103A1 (de) * | 1988-07-23 | 1990-01-25 | Zeiss Carl Fa | Verfahren zum beleuchten eines objektes in einem transmissions-elektronenmikroskop |
| DE4328649A1 (de) * | 1993-08-26 | 1995-03-02 | Zeiss Carl Fa | Elektronenoptisches Abbildungssystem mit regelbaren Elementen |
| JPH09184715A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Hitachi Ltd | パターン形状検査装置 |
-
1997
- 1997-10-30 JP JP9298410A patent/JPH11135046A/ja active Pending
-
1998
- 1998-10-29 US US09/182,356 patent/US6472663B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003502823A (ja) * | 1999-06-22 | 2003-01-21 | フィリップス エレクトロン オプティクス ビー ヴィ | 高い輝度と大きいビーム電流の間で切換可能な粒子源を含む粒子光学装置 |
| JP4647866B2 (ja) * | 1999-06-22 | 2011-03-09 | エフ イー アイ カンパニ | 高い輝度と大きいビーム電流の間で切換可能な粒子源を含む粒子光学装置 |
| JP2007242366A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Hitachi High-Technologies Corp | 透過電子顕微鏡 |
| JP2010251128A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Jeol Ltd | 透過型電子顕微鏡の自動最適合焦点調整方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020033451A1 (en) | 2002-03-21 |
| US6472663B2 (en) | 2002-10-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040106 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040308 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040518 |