JPS6220229A - Television electron microscope for analysis - Google Patents

Television electron microscope for analysis

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JPS6220229A
JPS6220229A JP60158185A JP15818585A JPS6220229A JP S6220229 A JPS6220229 A JP S6220229A JP 60158185 A JP60158185 A JP 60158185A JP 15818585 A JP15818585 A JP 15818585A JP S6220229 A JPS6220229 A JP S6220229A
Authority
JP
Japan
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image
sample
electron microscope
spot
analysis
Prior art date
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Application number
JP60158185A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadao Nomura
野村 節生
Shigeto Sunakozawa
砂子澤 成人
Yuji Sato
雄司 佐藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable an analyzing point to be set easily while observing the image of a sample, by providing a television cameral, video signal amplifier, and CRT and letting it possible to change the amplification factor of the video signal amplifier in synchronization with the change of the beam size. CONSTITUTION:The television image is displayed on a CRT10 after passing through an amplifier 12 having a low amplification factor in the image observing mode of an electron microscope 19. Then the electron microscope 19 is changed into the spot mode, and a switch 11 is simultaneously turned to the side of an amplifier 13 having a high amplification factor. This operation is automatically performed through a system controller 15 and a synchronous signal generator 16. As a result, a bright spot image can become visible on the CRT10, and the analyzing point can be easily set.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は透過形電子顕微鏡の分析装置の改良に関する。[Detailed description of the invention] [Field of application of the invention] The present invention relates to improvements in analysis equipment for transmission electron microscopes.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

最近、透過形電子顕微鏡を用いて、試料の微小部の分析
(たとえば元素分析)、を特徴とする請求が強くなった
。この分析法の原理は、電子線照射によって励起された
原子が発生する特性X線などを検出して、そこに含まれ
た元素を固定することであり、したがって、微小部を分
析するためには、試料にあてる電子線を細く絞る必要が
ある。
Recently, there has been an increasing demand for analysis of microscopic parts of samples (for example, elemental analysis) using transmission electron microscopes. The principle of this analysis method is to detect characteristic X-rays generated by atoms excited by electron beam irradiation and fix the elements contained therein. Therefore, in order to analyze minute parts, , it is necessary to narrow down the electron beam applied to the sample.

ところが、周知のように透過形電子顕微鏡は試料の広い
範囲(視野)にわたって照射した電子線を、試料の後に
設けた拡大レンズ系で拡大して螢光板上に結像する装置
であり、このままでは微小部の分析はできない。
However, as is well known, a transmission electron microscope is a device that irradiates an electron beam over a wide range (field of view) of a sample, magnifies it with a magnifying lens system installed after the sample, and forms an image on a fluorescent plate. Analysis of minute parts is not possible.

そこで、微小部を分析するためには、試料の上にあるコ
ンデンサレンズを強く動作させ、電子線を細く絞って、
ビームスポットの状態にして試料にあて、その部分を分
析する。すなわち、試料にあてる電子線のビームサイズ
を大から小に変える。
Therefore, in order to analyze microscopic parts, the condenser lens above the sample is strongly operated to narrow down the electron beam.
A beam spot is applied to the sample and that part is analyzed. That is, the beam size of the electron beam applied to the sample is changed from large to small.

当然のことながら、この時には、螢光板には、小さいビ
ームスポットの形が見えるだけで、試料の像は観察でき
ない。
Naturally, at this time, only the shape of a small beam spot can be seen on the fluorescent plate, and no image of the sample can be observed.

したがって試料にどの部分に、実際にビームスポットが
あたっているかが明確でない。
Therefore, it is not clear which part of the sample is actually hit by the beam spot.

従来の技術では、試料の所望の位置にビームスポットを
合せるためには、たとえば、文献(水容; 「応用物理
」、第50巻、 p1283 (1−981年))に示
されているように、このビームスボッI・を走査形電子
顕微鏡の原理により、試料上で2次元的に走査して、試
料透過電子線量等の信号による試料の走査像を観察し、
試料の所望の位置にビームスポットを止めるようにして
いた。
In conventional techniques, in order to align the beam spot with a desired position on the sample, for example, as shown in the literature (Water Volume; Applied Physics, Vol. 50, p. 1283 (1-981)) , This beam spot I is scanned two-dimensionally over the sample using the principle of a scanning electron microscope, and a scanned image of the sample is observed based on signals such as the sample-transmitted electron dose.
The beam spot was made to stop at a desired position on the sample.

あるいは螢光板−ヒの特定位置に目印を設け、まず、ビ
ームスボッ1−を止めた時、スポットがこの位置に来る
ように装置を設定し、しかる後、透過形電顕を試料像を
見るモード(以下、像m1ll察モードと呼ぶ)に変更
して試料を移動させ、分析目標位置を上記の目印に合せ
る。
Alternatively, set a mark at a specific position on the fluorescent plate 1 and set the device so that the spot will be at this position when the beam spot 1 is stopped. (hereinafter referred to as image m1ll observation mode), move the sample, and align the analysis target position with the above landmark.

さらに、その後、透過形電顕をビームスポットのモード
(以下、スポットモードと呼ぶ)に変更し、ビームスポ
ットを1にめて、分析を行なうという極めて繁雑な操作
を行なってきた。
Furthermore, after that, the transmission electron microscope was changed to the beam spot mode (hereinafter referred to as spot mode), the beam spot was set to 1, and analysis was performed, which was an extremely complicated operation.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、透過形電子顕微鏡において、試料の微
小部を分析する際に、試料の像をw1察しながら、容易
に分析点を設定することができる分析用テレビ電子顕微
鏡を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an analytical television electron microscope that allows analysis points to be easily set while observing the sample image w1 when analyzing a minute part of a sample in a transmission electron microscope. be.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記の目的を達成するために、本発明の分析用テレビ電
子顕微鏡では、テレビカメラにより、螢光板の試料像を
撮影し、それを長残光性のCRTに表示し、さらに、像
観察モードから分析モードに切り換えた時、CRTへの
入力信号の強度をモード切換えと同期して変化させるよ
うにしたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the analytical television electron microscope of the present invention takes a sample image of a fluorescent plate with a television camera, displays it on a long afterglow CRT, and furthermore, The present invention is characterized in that when switching to the analysis mode, the intensity of the input signal to the CRT is changed in synchronization with the mode switching.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

′以下、本発明を図により詳細に説明する。 'Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第1−図は本発明の一実施例である。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

第1図において鏡体19内に設けらけた電子銃1から出
た電子線2はコンデンサレンズ電源17に接続された2
つのコンデンサレンズ3により集束され、試料4を照射
する。この電子光学系により、通常は、電子源1の像が
試料4上に投影されている。
In FIG. 1, an electron beam 2 emitted from an electron gun 1 installed in a mirror body 19 is connected to a condenser lens power source 17.
The light is focused by two condenser lenses 3 and irradiates the sample 4. An image of the electron source 1 is normally projected onto the sample 4 by this electron optical system.

したがって、試料3を照射する電子ビーム2のサイズは
2つのコンデンサレンズ3のレンズ電流を変え、このレ
ンズ系の拡大率を変えることにより調節される。すなわ
ち、拡大率を上げるとビームサイズは大きくなり、拡大
率を下げるとビームサイズは小さい。
Therefore, the size of the electron beam 2 that irradiates the sample 3 is adjusted by changing the lens currents of the two condenser lenses 3 and by changing the magnification of this lens system. That is, increasing the magnification rate increases the beam size, and decreasing the magnification rate decreases the beam size.

ビームサイズを大きくした状態(像観察モード)で試料
4を観察し、ビームサイズを小さくした状態で(スポッ
トモード)で微小部の分析を行なう。
The sample 4 is observed with the beam size increased (image observation mode), and minute parts are analyzed with the beam size decreased (spot mode).

この時、試料4を照射する電子ビーム2の電流密度は、
同図のように電子ビーム2の開き角をレンズ絞り5で一
定値に保てば、ビームサイズを変えても変らない。これ
は、電子光学系に関するラングミュアの輝度保存則によ
る。
At this time, the current density of the electron beam 2 irradiating the sample 4 is
As shown in the figure, if the aperture angle of the electron beam 2 is kept at a constant value by the lens aperture 5, it will not change even if the beam size is changed. This is based on Langmuir's law of conservation of brightness regarding electron optical systems.

試料4を透過した電子線2は、拡大レンズ6によりガラ
ス面に螢光体を塗付した螢光板7−1−に結像する。
The electron beam 2 transmitted through the sample 4 is imaged by a magnifying lens 6 on a fluorescent plate 7-1- whose glass surface is coated with a fluorescent material.

この像はテレビカメラ8、ビデオ信号増幅器9を通して
、CRTiOに表示される。
This image is displayed on the CRTiO through a television camera 8 and a video signal amplifier 9.

ビデオ信号増幅器9は、切換スイッチ11と低増幅率増
幅器1,2、および高増幅率増幅器13とから構成され
ている。この切換スイッチ11は、信号線14を通して
入る同期信号により動作する。
The video signal amplifier 9 includes a changeover switch 11, low gain amplifiers 1 and 2, and a high gain amplifier 13. This changeover switch 11 is operated by a synchronization signal input through a signal line 14.

当然のことながら、CRTIOには、像11[モードで
は試料4の広い領域の像が見え、スポットモードでは試
料4面での電子ビーム2のスポット位置に対応した点状
の像が見えている。
Naturally, in the image 11 mode, an image of a wide area of the sample 4 is visible on the CRTIO, and in the spot mode, a point-like image corresponding to the spot position of the electron beam 2 on the surface of the sample 4 is visible.

このスポット像はオペレータが電子ビーム偏向器により
ビーム位置を試料4面上で移動させることにより、CR
Tl、0上を移動する。オペレータはこれを見ながら試
料4上の分析点を決める。
This spot image is created by the operator moving the beam position on the four surfaces of the sample using an electron beam deflector.
Move on Tl, 0. The operator determines the analysis point on the sample 4 while looking at this.

本実施例ではCRTiOに長残光性のものを使用してお
り、像観察モードから分析モードに切り換えた時、CR
Tl、0には、丁度、図に示したように、試料像の残像
とスポット像とが重なって見える。したがって、オペレ
ータはこの残像を見ながら、この像に重なったスポット
像を動かし、任意の位置にビームスポットを止めて分析
点を決めることができる。
In this example, CRTiO with long afterglow properties is used, and when switching from image observation mode to analysis mode, CRTiO
At Tl,0, the afterimage of the sample image and the spot image appear to overlap, just as shown in the figure. Therefore, while looking at this afterimage, the operator can move the spot image superimposed on this image and stop the beam spot at an arbitrary position to determine the analysis point.

ただし、スポット像は試料像に比べて極めて見えにくい
ものである。それは、テレビカメラ8で撮像する螢光板
7 J二の電子線密度が像観察モードの時もスポットモ
ードの時もほぼ同程度で、しかも、スポットモードでは
、非常に小さい点状の像としてしかスポット像が見えな
いためである。そのため、本実施例ではテレビカメラ8
とCRT10との間に、上記の操作モードの変更に対応
して信号増幅率が切り換わるビデオ信号増幅器9を設け
た。
However, the spot image is extremely difficult to see compared to the sample image. This is because the electron beam density of the fluorescent plate 7J2, which is imaged by the television camera 8, is approximately the same in both the image observation mode and the spot mode, and in the spot mode, the spot only appears as a very small dot-like image. This is because the image cannot be seen. Therefore, in this embodiment, the television camera 8
A video signal amplifier 9 is provided between the CRT 10 and the CRT 10, the signal amplification factor of which is switched in accordance with the change in the operation mode.

すなわち、まず、電顕を像観察モードにし、そのテレビ
像を低増幅率増幅器12を通してCRTIO上に表示す
る。次に電顕をスポットモードに切り換えて、同時に、
切換スイッチ11を高増幅率増幅器13側に接続する。
That is, first, the electron microscope is set to image observation mode, and the television image is displayed on the CRTIO through the low amplification factor amplifier 12. Next, switch the electron microscope to spot mode, and at the same time,
The changeover switch 11 is connected to the high amplification factor amplifier 13 side.

上に述べたように、この操作は全体制御器15、同期信
号発生器16を通して自動的に行なわれる。全体制御器
15としてはパーソナル・コンピュータを使っている。
As mentioned above, this operation is performed automatically through the overall controller 15 and the synchronization signal generator 16. A personal computer is used as the overall controller 15.

この発明により、CRTIO上には、明るいスポットの
像が見えるようになり、分析点を容易に決めることがで
きるようになった。
With this invention, a bright spot image can now be seen on the CRTIO, making it easier to determine the analysis point.

また、本実施例では試料像とスポット像とを重ねて見る
ためにCRTIOに長残光性のものを用いたが、l1l
I!察用螢光板7に塗付する螢光体に長残光性のもの、
たとえば、Zn25in4:などを用いても同様の効果
が得られる。なお、18はX線分析器である。
In addition, in this example, a long afterglow CRTIO was used in order to see the sample image and spot image superimposed;
I! The phosphor coated on the detection fluorescent plate 7 has a long afterglow property;
For example, the same effect can be obtained by using Zn25in4: or the like. Note that 18 is an X-ray analyzer.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以1−説明したように、本発明によれば、試料の像を見
ながら、明るいスポット像を観察し、容易に分析点を決
定できる。
As described above, according to the present invention, a bright spot image can be observed while viewing an image of a sample, and analysis points can be easily determined.

本発明によれば、X線や電子線エネルギーロス等による
元素分析の場合のみならず、たとえば収束電子線回折等
のようにビームを細く絞って微小部の分析を行なう場合
についても有用である。
The present invention is useful not only for elemental analysis using X-rays or electron beam energy loss, but also for analyzing minute parts by narrowing the beam, such as in convergent electron beam diffraction.

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

第1図は本発明による分析用テレビ電子顕微鏡の一実施
例を示す構成図である。 1・・・電子銃、2・・・電子線、3・・・コンデンサ
レンズ、4・・・試料、5・・・レンズ絞り、6・・・
拡大レンズ、7・・・螢光板、8・・・テレビカメラ、
9・・・ビデオ信号増幅器、10・・・CRT、11・
・・切換スイッチ、12・・・低増幅率増幅器、13・
・・高増幅率増幅器、14・・・信号線、1−5・・全
体制御器、16・・・同期信号発生器、17・・コンデ
ンサレンズ電源、18・・X線分析器、19・・・電子
顕微鏡鏡体。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an analytical television electron microscope according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electron gun, 2... Electron beam, 3... Condenser lens, 4... Sample, 5... Lens aperture, 6...
Magnifying lens, 7... fluorescent plate, 8... television camera,
9... Video signal amplifier, 10... CRT, 11.
... Selector switch, 12... Low amplification factor amplifier, 13.
...High amplification factor amplifier, 14...Signal line, 1-5...Overall controller, 16...Synchronization signal generator, 17...Condenser lens power supply, 18...X-ray analyzer, 19...・Electron microscope mirror body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、試料を照射する電子線のビームサイズが変更できる
透過形電子顕微鏡において、像を観察するテレビカメラ
とビデオ信号増幅器とCRTとを備え、かつ、ビームサ
イズの変更と同期して上記ビデオ信号増幅器の増幅率を
変更できるように構成してなることを特徴とする分析用
テレビ電子顕微鏡。
1. A transmission electron microscope that can change the beam size of the electron beam that irradiates the sample, which is equipped with a television camera for observing images, a video signal amplifier, and a CRT, and the video signal amplifier An analytical television electron microscope characterized by being configured such that the amplification factor of the analysis can be changed.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0373599A2 (en) * 1988-12-12 1990-06-20 Hitachi, Ltd. Method of determining the position of electron beam irradiation and device used in such method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0373599A2 (en) * 1988-12-12 1990-06-20 Hitachi, Ltd. Method of determining the position of electron beam irradiation and device used in such method
US5081354A (en) * 1988-12-12 1992-01-14 Hitachi, Ltd. Method of determining the position of electron beam irradiation and device used in such method

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