JPS6332220B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、走査透過電子顕微鏡観察モードでエ
ネルギーフイルター像を得る場合、試料上での電
子線照射位置の移動に関するエネルギーずれの補
正を自動的に行える分析電子顕微鏡に関するもの
である。

最近の透過電子顕微鏡は走査電子顕微鏡像の観
察、Ｘ線分析、電子線のエネルギー分析等の多く
の機能が付加され、所謂分析電子顕微鏡を構成し
ている。この様な装置で試料透過電子線のエネル
ギー分析を行うには結像レンズ系の下方にエネル
ギーアナライザーを置き、このアナライザーを掃
引することにより、試料透過電子の試料によるエ
ネルギーロスのスペクトル等を得ている。

第１図は斯るエネルギーアナライザーを備えた
電子顕微鏡の概略を示すもので１は結像レンズ系
を示し、実際には対物レンズ、投影レンズ、中間
レンズ等より構成されている。対物レンズの中、
又はその直ぐ上方には薄膜試料２が置かれ、図示
外の電子線照射系より細く集束された電子線EB
が照射される。この試料を透過した電子は対物レ
ンズ以下の結像レンズ系１により結像され、その
一部がエネルギーアナライザー３に導入される。
このアナライザーとしては、例えば２枚の平行磁
極板間に一様磁界（紙面と垂直方向）を形成し、
この磁界による偏向力の差を利用して電子のエネ
ルギー分離を行う、所謂セクター型アナライザー
が用いられ該アナライザーの直ぐ後段には出射ス
リツト４が置かれ、これを通過した特定エネルギ
ーの電子のみが検出器５に検出される。この検出
器の出力は記録計或いは表示装置に供給されてい
る。前記アナライザーの強度は可変であり、一定
範囲で掃引するとスリツト４を通過して取り出さ
れる電子のエネルギーが変わり、エネルギースペ
クトルが表示される。６ａ，６ｂは電子線偏向コ
イルであり、試料２の上方に置かれ、電子線を試
料上で走査するために用いられる。

所で、この様な装置において、偏向コイル６
ａ，６ｂにより集束電子線EBを試料上で一次元
的、又は二次元的に走査（又は掃引）すると試料
の各照射点を透過した電子線が結像レンズ系を通
してエネルギーアナライザー３内に導かれ、エネ
ルギー分離され、出射スリツト４を通過したもの
が検出器５に検出され表示装置に送られるので、
試料２の走査透過モードでのエネルギーフイルタ
ー像を得ることができる。しかし乍ら、走査によ
り点線EB′で示す如く、試料上での電子線の位置
が移動するのでその結像面（アナライザー３の入
射面）でのスポツト位置が移動し、アナライザー
の中で実線と点線で示す如く異つた位置でエネル
ギー分離がなされ、出射スリツトを通過する電子
のエネルギーにずれを生ずる。その結果、得られ
た走査透過像は場所により異なるエネルギーのフ
イルター像となり、同一エネルギーフイルター像
は観察できないという欠点がある。

このような問題を解決するため、試料を透過し
た電子線を試料上での電子線の走査に同期して振
り戻し、試料上での電子線の走査にかかわらず電
子線がアナライザーの同一位置に同一角度で入射
するようにすることも考えられるが、それには、
試料とアナライザーとの間に２段の偏向系が必要
になるため、製造コストの上昇と装置の大型化を
招き好ましくない。

そこで、本発明は試料上での電子線の走査にか
かわらず、エネルギーのずれを含まないエネルギ
ーフイルター像を得ることができ、しかも製造コ
ストが低廉で小型の分析電子顕微鏡を提供するこ
とを目的としている。

そのため本発明は、試料に集束電子線を照射す
る手段と、該電子線を試料上で走査するための偏
向手段と、該偏向手段に走査信号を供給するため
の走査信号発生手段と、該試料を透過した電子を
結像するレンズ系と、該レンズ系の後段に配置さ
れた電子線の磁界型又は静電型エネルギーアナラ
イザーと、該エネルギーアナライザーに供給され
る電流あるいは電圧を発生するアナライザー電源
と、該アナライザーから出射した電子を検出する
検出器と、該検出器の出力信号が供給される試料
の走査透過像表示手段とを備えた分析電子顕微鏡
において、前記走査信号発生手段からの走査信号
に同期して前記アナライザーに供給される電流あ
るいは電圧を制御するための制御手段を備え、前
記電子線の走査に応じて生じる前記アナライザー
への電子線の入射位置のずれを補償するように構
成したことを特徴としている。

第２図は本発明の一実施例装置のブロツク線図
であり、第１図と同一符号は同一の構成物を示し
てある。図中７は走査電源で鋸歯状波信号を発生
し、偏向コイル６ａ，６ｂと表示装置８の偏向コ
イルに供給する。この表示装置は例えば陰極線管
であり、その輝度信号として検出器５からの信号
が映像増幅器９を介して供給される。１０はアナ
ライザー３の励磁電源であり、制御回路１１によ
り制御される。この制御回路には前記走査電源７
から走査信号に同期した制御信号が送られてお
り、従つてアナライザー３の励磁電流は、前記電
子線EBの走査に同期して、アナライザー３への
電子線の入射位置ずれ量に応じた量だけ基準の励
磁電流に対して補正される。即ち、電子線の走査
によりアナライザー３への入射点が第３図におい
て実線から点線のように変位した場合、制御回路
１１はアナライザーの励磁を弱くするように電源
１０を制御し、その結果実線の場合でも点線の場
合でも同一のエネルギーをもつ電子がスリツト４
を通して取り出されることになる。上記第３図に
おいて点線で示す電子線が実線のそれの左側にあ
る場合には逆にアナライザーの励磁強度は強くさ
れることになる。この様なアナライザーの制御を
行えば、表示装置８上にはエネルギー補正のされ
た、つまり単一エネルギーのラインプロフアイ
ル、又は画像が表示されることになる。

尚、上記実施例において、結像レンズ１の倍率
を可変するとエネルギーアナライザー３の入射面
における電子線の変位量が異なるので、該倍率に
応じて補正が適正に行われるように制御回路１１
を自動か、又は手動により調整できるようになす
と良い。又、エネルギーアナライザーとしてセク
タータイプを示したが、これに限定されずΩ型や
静電型なども利用できることは勿論である。

尚、アナライザーが静電型の場合、磁界型アナ
ライザーの場合の励磁強度の補正に代えて、静電
型アナライザーの電極間に与える電圧を、電子線
の試料上における走査に同期して基準の電圧から
補正すれば良い。

上述した説明から明らかなように、本発明にお
いては、試料とアナライザーの間に電子線の振り
戻し手段を備えることなく、アナライザーを出射
する電子のエネルギーが前記入射位置ずれに基づ
いてずれるを補正するため前記磁界型アナライザ
ーの励磁電流又は静電型アナライザーの電極間電
圧を前記走査に同期して前記入射位置ずれ量に応
じた量だけ補正するための手段を備えるようにし
たため、本発明によりエネルギーのずれを含まな
いエネルギーフイルター像を得ることができ、し
かも製造コストが低廉で且つ小型の分析電子顕微
鏡が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の分析電子顕微鏡の主要部を示す
図、第２図は本発明の一実施例を示すブロツク線
図、第３図は第２図の説明図である。 １：結像レンズ系、２：試料、３：エネルギー
アナライザー、４：出射スリツト、５：検出器、
６ａ，６ｂ：偏向コイル、７：走査電源、８：表
示装置、９：増幅器、１０：励磁電源、１１：制
御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 試料に集束電子線を照射する手段と、該電子
   線を試料上で走査するための偏向手段と、該偏向
   手段に走査信号を供給するための走査信号発生手
   段と、該試料を透過した電子を結像するレンズ系
   と、該レンズ系の後段に配置された電子線の磁界
   型又は静電型エネルギーアナライザーと、該エネ
   ルギーアナライザーに供給される電流あるいは電
   圧を発生するアナライザー電源と、該アナライザ
   ーから出射した電子を検出する検出器と、該検出
   器の出力信号が供給される試料の走査透過像表示
   手段とを備えた分析電子顕微鏡において、前記走
   査信号発生手段からの走査信号に同期して前記ア
   ナライザーに供給される電流あるいは電圧を制御
   するための制御手段を備え、前記電子線の走査に
   応じて生じる前記アナライザーへの電子線の入射
   位置のずれを補償するように構成した分析電子顕
   微鏡。