JPS6125043A - 走査電子顕微鏡による結晶方位の決定方法及び使用する走査電子顕微鏡 - Google Patents

走査電子顕微鏡による結晶方位の決定方法及び使用する走査電子顕微鏡

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JPS6125043A
JPS6125043A JP14654484A JP14654484A JPS6125043A JP S6125043 A JPS6125043 A JP S6125043A JP 14654484 A JP14654484 A JP 14654484A JP 14654484 A JP14654484 A JP 14654484A JP S6125043 A JPS6125043 A JP S6125043A
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JP
Japan
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sample
angle
crystal
electron beam
incident
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JP14654484A
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Tadao Watabe
渡部 忠雄
Takashi Mizutani
隆 水谷
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、走査電子顕微鏡による結晶方位の決定方法及
び使用する走査電子顕微鏡に関するものである。
〔発明の背景〕
走査電子顕微鏡では、陰極から加速された細い電子線が
レンズを通った後試料の表面で焦点を結ぶようになって
おり、例えば試料面から放射される電子電流の一部はコ
レクタに集められ、増幅器を介して陰極線管の輝度変調
を行なう。そしてこの電子線の通路に互に対になった互
に直角に設けられた2組の偏向コイルによって試料表面
を走査し、その像を陰極線管上に表示するようになって
いる。
このような構造の走査電子顕微鏡を用いて結晶性試料の
結晶構造を調べる場合には、走査用の偏向コイルは動作
させず、電子線を結晶構造を調べるべき結晶上に焦点を
結ばせた状態において結晶性試料の傾きを三次元的に変
化させて入射電子線ビームと結晶構造を調べるべき結晶
の結晶格子面とのなす角を刻々変化させる走査、すなわ
ち角度走査を行ない、ある特定の角度でプラグ反射によ
り、電子がチャネリングを起こして試料吸収電流が増加
し、または結晶表面からの反射電子の減少する回折コン
トラストを検出して、結晶方位の決定を行なう、所謂電
子チャネリング回折法が用いられていた。
しかし、この電子チャネリング回折法は、特定個所の結
晶方位の決定を行なうことは出来るが、これと同一の結
晶方位の結晶が試料面上に、どのように分布しているの
かを知ることは出来ず、このような結晶方位の分布が必
要な場合には、試料上の多数の位置に電子線ビームを照
射し、それぞれの位置で角度走査を行ない、それらの結
果を総合して始めて同一の結晶方位の分布を二次元に表
示することが可能となるため、このような結晶方位の分
布の決定は極めて繁雑表操作が必要で、詳細な結晶方位
の分布の表示は困難であった。
〔発明の目的〕
本発明は、このような問題を除去し、結晶性試料の特定
方位の二次元結晶方位分布のマツピングを容易、迅速に
得ることを可能とすることを目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明の第1の発明の走査電子顕微鏡による結晶方位の
決定方法は、複数個の結晶よりなる試料に電子線ビーム
を入射させ、該入射電子線ビームと該試料との相互作用
によって発生する電子に対するチャネリング効果を利用
して前記結晶の方位を決定する方法において、平行ビー
ムとした前記入射電子線ビームと前記結晶の特定の結晶
面とのなす角をチャネリングを生ずる角に設定し、前記
入射電子線ビームを三次元的に平行にして、結晶方位を
決定すべき範囲を走査することを特徴とし、第2の発明
の走査電子顕微鏡は、複数個の結晶よりなる試料に電子
線ビームを入射させ、該入射電子線ビームと該試料との
相互作用によって発生する電子に対するチャネリング効
果を利用して前記結晶の方位を決定する走査電子顕微鏡
において、平行ビームとした前記入射電子線ビームで結
晶方位を決定すべき範囲を走査する二段の偏向コイルよ
りなる走査コイルと、該走査コイルの第一段の偏向コイ
ルによシ前記入射電子線ビームの光軸とのなす角が変化
した場合に、前記走査コイルの第二段の偏向コイルによ
る偏向力を変化させて、前ように制御する手段とを有し
ていることを特徴とするものである。
すなわち、本発明の走査電子顕微鏡による結晶方位の決
定方法では、試料に対し電子線を一定入射角で二次元走
査するので、結晶性試料の着目する結晶方位の格子面に
対し電子線がチャネリングする入射角を定めて、この入
射角のままで二次元走査することが可能となシ、所期の
目的の達成を可能としたものである。
〔発明の実施例〕
第1図は一実施例の実施に使用される走査電子顕微鏡の
構成図、第2図はその動作原理の説明図で、これらの図
で、1は電子線、2は走査コイル、3は光軸、4は対物
レンズポールピース4a。
4bでできる電子レンズ、5は試料、6は吸収電子、7
は反射電子、8は二次電子、9は反射電子検出器、10
は二次電子検出器、11はスイッチ、12は増幅器、1
3はCRT、14は走査電源、15は倍率可変装置、1
6は偏向コイル、17はこの実施例では、電子線1は走
査コイル2により光軸3から軸外に偏向させた後再び戻
して電子レンズ4の前焦点Fに集束させ、電子レンズ4
に入った電子線1は電子レンズ4によって偏向されて光
軸3と平行となり試料5に入射する。試料5に電子線1
が入射すると、一部は試料5に吸収されて吸収電子6と
なり、試料5から反射電子7と二次電子8とが発生する
。このうち、反射電子7は反射電子検出器9によって検
出され、二次電子8は二次電子検出器10によって検出
され、これらはスイッチ11を介して、増幅器12に送
られ、増幅された後CRT13に導かれる。
また、走査電源14で発生した走査信号は倍率可変装置
15を通り走査コイル2に導かれ、同時にOR’l’1
3の偏向コイル16にも導かれる。
第2図は、電子レンズ4によって平行となった電子線1
が試料5に入射したときの状態を示すもに対する電子線
の入射角θ1が、ブラッグの回折条件を満足するブラッ
グ角θ、と等しい場合には、この結晶格子面Dlに入射
した電子線はチャネリングを生じチャネリング信号17
が流れて試料5に吸収される。一方この試料5を構成す
る他の結晶の結晶格子面D8に対する電子線の入射角θ
鳳′はブラッグ角θ、に等しくなければ、チャネリング
現象は生ぜず試料5に吸収される電流は微弱となるので
、この吸収電子6の信号の強弱によって、ブラッグの回
折条件を満足する結晶格子面DIとブラッグの回折条件
を満足しない結晶格子面D2とを識別して表示すること
ができる。
従って、試料5の表面を試料照射角θ1を一定として平
行走査すると、ブラッグの回折条件を満足する結晶格子
面DI とブラッグの回折条件を満足しない結晶格子面
D2の分布は第2図の下部に示すような強度分布となり
、二次元的には第3図に模式的に示すような二次元結晶
方位マツピング像が得られる。
なお、試料5を第2図に示すようにθ!だけ傾けると電
子線1の試料5に対する試料照射角はθ鳳からθ2に変
わし、例えば結晶格子面D!がブラッグの回折条件を満
足するような角度になると、試料照射角θ1でブラッグ
の回折条件を満足していた結晶格子面DIはブラッグの
回折条件を満足しなくなってチャネリングを生じなくな
り、結晶格子面D!ではチャネリング信号を生ずるよう
になるので、吸収電子6による二次元結晶方位マツピン
グ像は第4図に模式的に示すようになシ、第3図とはコ
ントラストが逆の像が得られることになる。
(ol なお、倍率可変機構15によ多試料5の走査領域を変え
、二次元結晶方位マツピング像の倍率を変えることもで
きるが、電子線1の開き角を出来るだけ小さくした平行
ビームを用いる必要がある。
第5図は、実施例の方法で撮影した8US試料の反射電
子像(倍率100倍)で、電子レンズで平行ビームとし
た発散角lX1O−sradの電子線ビームを試料表面
に垂直に入射させて得られたものである。試料の複数個
の結晶が異なる数種類の色調を示しているのは、結晶に
よってチャネリングを起こしている結晶格子面が異なり
、反射電子の量に差が生じているためで、結局二次元結
晶方位分布のマツピング像を示すものである。
第6図は他の実施例の実施に使用する走査電子顕微鏡の
原理説明図、第7図は同じく電子線の走査とチャネリン
グとの関係を示す原理説明図、第8図はチャネリング角
の説明図であり、第7図にはPi  P2断面P視図、
Qt−Qg断面Q視図が5P、5Qとして示しである。
これらの図で、18及び19は平行走査用偏向コイル、
20は走青領域、D3は結晶格子面、X及びYは電子線
の走査方向を示し、その他第1図及び第2図と同一の部
分には同一の符号が付しである。
この実施例が前述の実施例と異なる点は、前述の実施例
では電子線を光軸に平行にした状態で試料の傾きを調整
したが、この実施例では、試料5を固定した状態で電子
線1の試料照射角θ3を傾は平行走査するようになって
いる点で、電子線1の走査は平行走査用偏向コイル18
及び19で行なわれる。そして、第1段の偏向コイル1
8と電子線1とのなす角θ4が変化した場合には第2段
の偏向コイル19による偏向力を変化させて、電子線の
屈折角θ5を変化させ試料照射角θ3が常に一定になる
ようになっている。すなわち、電子線の試料照射角θ3
を傾けて、結晶格子面Daに対する入射角θ1がブラッ
グ角θ1となった状態の電子線1で試料5を走査する。
走査は第7図に示すように走査領域20をX、Y方向に
走査して行なわれる。例えば、結晶格子面り意に対しX
軸走査領域を合せて走査すると、結晶格子面D2に対す
る電子線10入射角θiとブラッグ角θ1とはθl−θ
1となっているので、電子線1はチャネリングして試料
5中に吸収されチャネリング信号17が得られる。この
際結晶格子面D2以外の結晶格子面ではチャネリングが
起らないので、前述の実施例と同様に、特定の結晶格子
面に対してのみチャネリング現象を生じ、特定方位の二
次元結晶方位マツピングが可能となる。
以上の如く、従来の走査電子顕微鏡における電、子チャ
ネリング回折は特定の結晶の結晶方位や歪のみしか検出
できず、結晶方位の二次元マツピングは事実上実施でき
なかったのに対して、この実施例の方法を用いれば、特
定の結晶方位の二次元マツピングを容易、かつ迅速に実
施できるため、試料の構造分析のための新しい情報を得
ることが可能である。
〔発明の効果〕
本発明の走査電子顕微鏡による結晶方位の決定方法及び
走査電子顕微鏡は、結晶性試料の特定方位の二次元結晶
方位マツピングを容易、迅速に得ることを可能としたも
ので、産業上の効果の犬なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の走査電子顕微鏡による結晶方位の決定
方法の一実施例の実施に使用される走査電子顕微鏡の構
成図、第2図は同じくその動作原理の説明図、第3図及
び第4図はそれぞれ同じく第1図の実施例によって得ら
れた二次元結晶方位マツピンク像の模式図、第5図は同
じく第1図の実施例によって得られた二次元結晶方位マ
ツピング像を示す電顕写真、第6図は本発明の走査電子
顕微鏡の一実施例の原理説明図、第7図は同じく電子線
の走査とチャネリングとの関係を示す原理説明図、第8
図はチャネリング角の説明図である。 1・・・電子線、2・・・走査コイル、3・・・光軸、
4・・・電子レンズ、5・・・試料、6・・・吸収電子
、7・・・反射電子、8・・・二次電子、9・・・反射
電子検出器、10・・・二次電子検出器、11・・・ス
イッチ、13・・・CRT。 14・・・走査電源、15・・・倍率可変機構、16・
・・偏向コイル、17・・・チャネリング信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数個の結晶よりなる試料に電子線ビームを入射さ
    せ、該入射電子線ビームと該試料との相互作用によって
    発生する電子に対するチャネリング効果を利用して前記
    結晶の方位を決定する方法において、平行ビームとした
    前記入射電子線ビームと前記結晶の特定の結晶面とのな
    す角をチャネリングを生ずる角に設定し、前記入射電子
    線ビームを三次元的に平行にして、結晶方位を決定すべ
    き範囲を走査することを特徴とする走査電子顕微鏡によ
    る結晶方位の決定方法。 2、前記入射電子線ビームに対物レンズによって光軸に
    平行になった電子線を用い、前記試料を傾斜させて前記
    入射電子線ビームと前記結晶の特定の結晶面とのなす角
    をチャネリングを生ずる角に設定する特許請求の範囲第
    1項記載の走査電子顕微鏡による結晶方位の決定方法。 3、前記試料が固定され、前記入射電子線ビームと前記
    結晶の特定の結晶面とのなす角のチャネリングを生ずる
    角への設定を、該入射電子線ビームの前記試料表面への
    入射角を傾斜させて行なう特許請求の範囲第1項記載の
    走査電子顕微鏡による結晶方位の決定方法。 4、複数個の結晶よりなる試料に電子線ビームを入射さ
    せ、該入射電子線ビームと該試料との相互作用によって
    発生する電子に対するチャネリング効果を利用して前記
    結晶の方位を決定する走査電子顕微鏡において、平行ビ
    ームとした前記入射電子線ビームで結晶方位を決定すべ
    き範囲を走査する二段の偏向コイルよりなる走査コイル
    と、該走査コイルの第一段の偏向コイルにより前記入射
    電子線ビームの光軸とのなす角が変化した場合に、前記
    走査コイルの第二段の偏向コイルによる偏向力を変化さ
    せて、前記入射線ビームと前記結晶の特定の結晶面との
    なす角が常に所定のチャネリングを生ずる角になるよう
    に制御する手段とを有していることを特徴とする走査電
    子顕微鏡。
JP14654484A 1984-07-13 1984-07-13 走査電子顕微鏡による結晶方位の決定方法及び使用する走査電子顕微鏡 Pending JPS6125043A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019008699A1 (ja) * 2017-07-05 2020-05-21 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置
US11798783B2 (en) 2020-01-06 2023-10-24 Asml Netherlands B.V. Charged particle assessment tool, inspection method

Cited By (3)

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