JPS58152354A - 電子顕微鏡の軸調整装置 - Google Patents

電子顕微鏡の軸調整装置

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JPS58152354A
JPS58152354A JP57033917A JP3391782A JPS58152354A JP S58152354 A JPS58152354 A JP S58152354A JP 57033917 A JP57033917 A JP 57033917A JP 3391782 A JP3391782 A JP 3391782A JP S58152354 A JPS58152354 A JP S58152354A
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JP
Japan
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electron beam
electron
lens system
phosphor plate
detected
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JP57033917A
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English (en)
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Hiroyuki Kobayashi
弘幸 小林
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/261Details
    • H01J37/265Controlling the tube; circuit arrangements adapted to a particular application not otherwise provided, e.g. bright-field-dark-field illumination
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1471Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path for centering, aligning or positioning of ray or beam

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子顕微鏡の@l1m1整装置に関するもので
ある。
従来の電子顕微鏡においては、倍率を大きく変えると照
射レンズ系と結1#!ンンズ系の光軸がずれ、観察して
いる像が暗くなり、観察に支障をきたしていた。また電
子銃のフィラメント父挾後など同様に光軸がずれ、l#
!が暗くなり観察に支障をきたしていた。このため、通
常は試料と照射レンズ系の間に位置する゛電子線偏向器
または電子銃と照射レンズ系の間に位置する′電子線偏
向器によって観察している像が最も明るくなるように操
作者が電子線を偏向させ光軸の調整を行なっていた。し
かし肉眼でどの方向に成子Ml偏向させてよいかわから
ない程、暗い像になるような大きな光軸のずれが生じた
場合には、試行錯誤的に偏向させ多くの時間を費やして
調整を行なっていた。
本発明の目的は、電子顕微鏡における光=rA整に伴う
煩わしい操作とその為に必要な多くの時間や労力を省き
、自動的に光@調整を行なう装置を提供することにある
本発明は、照射レンズ系のレンズ電流を変化させない限
り、照射レンズ系の光軸と結像レンズ系の光軸が合って
いる状態で観察している像が最も明るくなるという点す
なわち螢光板上での電子線量が最大になることに着目し
、つねに像が最も明るい状態を保つように自動的に電子
線を偏向させ、光軸をIA整する装置である。
また光軸が合っている状態では、試料面上を照射する成
子線を最小径につまり電子線をスポット状態にするよう
に照射レンズ系のレンズ電流を制御すると像観察用螢光
板の中心にスポット状態になった1子線の拡大像を結ぶ
という点に注目し、1子線全検出する菓子を兼ねた螢光
板の検出lfi積を変化させ螢光板上での電子線・υス
ポットをつねに中心にくるように電子線偏向器を自動的
に制御δせる光軸調整装置である。
第1図は本発明の一実施例ケ示す構成図である。
電子銃1より出た成子線2は照射レンズ系4により収束
され試料5を照射する。この時、成子線偏向器3a、3
bによって照射レンズ糸4と結像レンズ糸6との光軸が
曾うように電子線を偏向する。
試料5を透過した電子線は結1域レンズ糸6によって拡
大され螢光板7上に結像する。螢光板7は電子線量を検
出する素子金兼ねている。従って電子線は螢光板7によ
り電流となり、露出計を構成する増幅器12で増幅され
る。そして刀口算器13で、マイクロ・プロセッサ8よ
り与えられたデータがD/A変換器91を介してさた値
と加算され比較器11に入る。比較器11は、加算され
た結果と基準電圧14を比較して大きい、等しい、小さ
いの3′81類の信号を出力する。マイクロ・プロセッ
サ8はインターフェイス10aを介し、比較器11の出
力結果が上記3種類のいずれかであるか才知ることがで
きる。従って、マイクロ・プロセッサ8によってD/A
変換器91へ与える1直を変化させ比較器11の出力結
果が等しい時の値全求めると、このときの値が螢光板7
で検出される′電子線量を衣わすことになる。また電子
線偏向器3a 、3bはD/A変換器9a、9d?:介
して照射レンズ糸3及び結1象レンズ系6はそれぞれの
レンズ毎に個々のD/A変換器9b、9C,9e〜9n
を介してマイクロ・プロセッサ8により制御されている
以上のような構成において、螢光板上で像が最も明るく
つまり螢光板で検出される電子線量が最も大きくなるよ
うに電子線1向器′5r:制御し、光軸を調整するフロ
ーチャートの一例を第2図に示す。
以下、第2図のフローチャートに従い動作説明を行なう
。まず、螢光板上で′成子線が検出できるまで電子線を
広げるように照射レンズ糸のレンズ電流全マイクロ・プ
ロセッサによって変化させる。
このときの螢光板上での電子iffを求める。次に′電
子線偏向器の偏向量を変化、例えば増加させる。
このときの電子線量を求め、前の電子−量より増力口し
たならば更に偏向量を増加させる。逆に電子線量が前よ
り減少したガらば偏向量を減少させる。
このときの電子線量を求め、前回の偏向量に対する電子
線量と比べる。以下これを繰り返し電子線tが最大とな
る偏向量を求めD/A変換器葡介し電子線1向器に出力
する。通常、成子)祿偏向器は独立な2方向に偏向でき
るので同様のこと金2方向について個々に行なう。次に
照射レンズ系のレンズ電流全電子線がスポット状態にな
る方向へ変化きせる。そして同様に螢光板上で検出され
る′電子線量が最大となる2方向の偏向量を求め、電子
−がスポット状態になるまで繰り返す。電子線がスポッ
ト状態になったとき検出される電子−倉が最大となる2
方向の偏向量が求まったならば、それを′電子線偏向器
に出力し、照射レンズ系のレンズ電流全初期状態に戻し
軸調整が断む。
以上の動作説明において、第3図のように螢光板上の成
子線のスポット径が成子−を検出する螢光板の径に比べ
小さい場合(倍率が低い場合)、適切な偏向量を求める
ことはできない。すなわち、成子線のスポットが螢光板
上にある限り、どのように偏向しても検出される電子線
量は一定で必るからである。
第4図は、上記の様な欠点を解消するための電子巌慣出
菓子を兼ねた螢光板7a〜7dである。
第4図に示すように螢光板を同心円状に俵鋏個に分割し
、マイクロ・プロセッサ8よりインターフニーLX10
bを介してリレー15a〜15dを制御することで電子
線を検出する面積を変化できるように構成したものであ
る。このような検出素子を兼ねた螢光板を用いた場合の
動作説明全行なう。
螢光板上の端で電子線がスポット状態になっていてもリ
レー15dだけ全オフするようにマイクロ・プロセッサ
から制御すれば、螢光板7a〜7Cに電子線のスポット
が偏向された場合のみ電子線が検出され、偏向する方向
がわかる。従って検出する面積を狭くした状態で前述の
説明のように第2図のフローチャートに従い再度、電子
線量が最大となるような電子線の偏向量を求め、それを
電子線偏向器に出力する。次第に検出する面積を狭くし
同様のことを行なう。そして螢光板7aのみで遊子線で
検出される様、電子線が偏向されればスポット状態にな
った電子線が螢光板の中心にきたことになり、光軸の調
整が完了する。
第5図は更に精度良くまたマイクロ・プロセッサによる
処理時間を速くした光軸調整のだめのフローチャートで
ある。以下このフローチャートに従い動作説明を竹なう
まず光軸を調整するためにいったん低倍率(数千倍以下
)になるように結像レンズ系のレンズ電流を変化させる
。この低倍率の状!虎で前述のように検出する螢光板の
面Jfk狭くシナがら、スポット状態の電子線全螢光板
の中心に持ってくるよりな゛電子線の偏向tを求め、こ
れ全電子線偏向器に出力する。このような状態で倍率を
上げるように結像レンズ系のレンズ′厄流を変化させる
。この倍率においても同様な光軸調整を行なう。徐々に
倍率を上げながら元軸調整を個々の倍率で行ない尚倍率
(数十万倍)まで行ない、検出される電子線が最大とな
る電子線の偏向tを求め、これを出力する。これで求め
た電子線の聞向量を維持しながら、所定の倍率になるよ
うに結像レンズ糸のレンズ電流を変化させ、光軸調整は
完了する。
以上の動作説明において、いったん低倍率にすることは
次の様な効果が得られる。低倍率においては、多少光軸
がずれた状態であっても螢光板上での電子線量は、高倍
率はど電子線を広げなくともつ1り照射レンズ系の電流
を大幅に変化しなくとも検出できる。従って光軸調整を
行なう過程で速く電子線をスポット状態にすることがで
き、マイクロプロセッサによる処理時間を大幅に短縮す
ることができる。また所定倍率以上の尚倍率で光114
IIrA整を行なうことは、より精就良く光軸調整を行
なうためである。
以上に説明を行なってきた光軸調1i装置において、調
整過堀中螢光板の焼損防止のために螢光板上で検出され
る電子線量の密度が一定値を超えない様に照射レンズ系
のレンズ電流を制御することも可能である。また螢光板
上で検出される電子線量が最大となる電子線の偏向fを
求めるアルゴリズムは、本発明の説明では一例を述べた
だけに過ぎず、様々考えられることは吉うまでもない。
例(9) えば電子?fJを2方向に走査し、走査過程中その時の
偏向量に対しての電子線量全随時求め、その求めた電子
線量の中で最大になる値に対応する偏向量を求める方法
屯ある。
本発明の一実施例として第1図に示すように、比較af
:用いた場合を説明してきたが、露出計を構成する増幅
器12.D/A変侯器91.加算器13、基準電圧14
.比較器11.インターフェイス10aは検出される電
子線量を求めるためのものであるから、増幅器とA/D
変換器に置き換えることができ、同様に自動的に元軸調
整が可能である。
また第4図に示すような螢光板は次のように応用するこ
とができる。
従来、回折像を写真撮影する場合、メインビームが他の
回折斑点に比べ非常に明るすき゛て適正な露出を選ぶこ
とが難しく経験によって露出を決め撮影を行なっていた
。第4図に示す螢光板を用いメインビームだけを螢光板
7aにくるようにし、リレー15aだけをオフするよう
に制御すれば螢(10) 元板で検出される電子線量にはメインビームがないので
他の回折斑点の明るさに応じた露出を設定することがで
き、他の回折斑点も鮮明に写真撮影を行なうことができ
る。また像の部分的な蕗出設定も同様に可能である。
本発明による装置を用いれば、電子顕微鏡の操作におい
て光軸がずれた場合、操作者が電子偏向器の偏向量を調
整する時間、労力を必要とせず、自動的に光軸の調整を
行なうことができる。これは電子顕微鏡の操作性を著し
く向上させることに大きな効果を与える。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は不発
明の説明のためのフローチャート、第3図は本発明の説
明補足図、第4図は本発明の螢光板の断面図、第5図は
本発明の説明のためのフローチャートである。 1・・・電子銃、2・・・電子線、3a、3b・・・電
子線偏向器、4・・・照射レンズ系、5・・・試料、6
・・・結像レンズ系、7・・・螢光板、8・・・マイク
ロ・プロセッサ、(11) 9a〜9i−D/A変換器、10a、10b−・−イン
ターフェイス、11・・・比Ill!器、12・・・増
幅器、13 =−=加算器、14・J準i圧、15a、
15b。 (12) Y j  図 咀″ 2     作 区                   S久   
  b デ( シ                 74区 5 ヂe  %      // ヂf /3 /、4゜ 乙 /2 / V;2図 $ 3  図 寥 4− 刀 Y S 図 299

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 成子顕微鏡の最終像の電子線量を検出する素子を
    兼ね備えた像観察用螢光板を有する電子顕微鏡において
    、上記検出される電子線量が最大となるように軸調整用
    の電子線偏向手段を制御することを特徴とした成子顕微
    鏡の1111調螢装置。 2、特許請求の範囲第1項において、上記螢光板を同心
    円状に複数個に分割し、実買的に′電子線を検出する螢
    光板の検出面積を変化できる様に構成した電子顕微鏡の
    軸調整装置。 3、%叶請求の範囲第1項において、照射レンズ系のレ
    ンズ電流を変化させながら上記電子線偏向手段を制御す
    ることを特徴とした電子顕微鏡の軸調整装置。 4、  I¥j許請求の範囲第1項において、倍率を変
    化させながら上日己電子線偏向手段を制御することを特
    徴とした電子顕微鏡の@調整装置。 5、特許請求の範囲第1項において、検出される電子線
    量を規定する様に照射レンズ系のレンズ電流を制御する
    こと全特徴とした成子顕微鏡の軸調整装置。
JP57033917A 1982-03-05 1982-03-05 電子顕微鏡の軸調整装置 Pending JPS58152354A (ja)

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JP57033917A JPS58152354A (ja) 1982-03-05 1982-03-05 電子顕微鏡の軸調整装置
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EP83102140A EP0088396B1 (en) 1982-03-05 1983-03-04 Method and apparatus for adjusting the optical axis of an electron microscope

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JPS58152354A true JPS58152354A (ja) 1983-09-09

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EP (1) EP0088396B1 (ja)
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DE (1) DE3378089D1 (ja)

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EP0088396B1 (en) 1988-09-21
EP0088396A3 (en) 1984-08-22
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