WO2006121108A1 - 荷電粒子線装置 - Google Patents

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WO2006121108A1
WO2006121108A1 PCT/JP2006/309466 JP2006309466W WO2006121108A1 WO 2006121108 A1 WO2006121108 A1 WO 2006121108A1 JP 2006309466 W JP2006309466 W JP 2006309466W WO 2006121108 A1 WO2006121108 A1 WO 2006121108A1
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rotation
particle beam
electron
sample
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PCT/JP2006/309466
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Ken Harada
Tetsuya Akashi
Yoshihiko Togawa
Tsuyoshi Matsuda
Noboru Moriya
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Riken
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Publication date
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    • 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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    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale

Definitions

  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus such as an electron microscope and an ion beam processing apparatus.
  • a charged particle beam apparatus when observing or processing a sample, the position of the sample, the biprism, or the like used for the processing is observed with respect to the optical axis of the charged particle beam optical system. 'It is necessary to set the situation suitable for machining. This may require rotation in the plane where the sample is located. Therefore, as a device with a mechanism that can rotate in the XY plane perpendicular to the optical axis of the optical system of the charged particle beam or in a slightly inclined plane, it is a rotating sample holder in an electron microscope or the like, electron holography microscope Rotating holders such as rotating electron biprism holders in mirrors have been put into practical use.
  • the operator When adjusting the position of the sample, the position of the neuroprism, etc., the operator must place these rotary holders in the X-axis and Y-axis directions so that they have a predetermined relationship with the optical axis of the charged particle beam optical system. While viewing the observation screen (with the optical axis of the optical system of the charged particle beam device as the z axis)
  • the operator must move the position associated with the rotation operation every time the sample holder or the biprism holder is rotated so that the part does not deviate from the observation field of view or the processing position force.
  • the displacement is corrected by moving it in the X-axis and Y-axis directions in the XY plane.
  • the correction operation associated with this rotation operation is a laborious operation. Since the rotation operation itself is not a frequent operation, there is no example where the rotation operation and the correction operation in the XY plane are controlled in relation to each other. This is the current situation.
  • Sample holders, movable aperture devices, electron biprisms, etc. in manufactured charged particle beam devices are equipped with drive units such as a two-dimensional position detector and a step motor.
  • the mechanism is often used by computer control. Paying attention to this, it uses a position detector and a computer-controlled drive mechanism, and further uses the computing power of the computer to make the XY of the rotation mechanism necessary to offset the displacement caused by the rotation operation in the plane. The position is corrected in the plane.
  • multiple rotation mechanisms are operated in relation to each other by one input.
  • the operator of the charged particle beam apparatus does not need to operate the positional shift associated with the rotation operation by a complicated operation in the apparatus having a rotation mechanism such as a rotary sample holder. It has the effect of improving the operability and operation accuracy of devices with a rotating mechanism.
  • Example 1 that achieves the objective of inputting an image from a position outside the housing, or as close to the end of the housing as possible, with a minimum number of parts and without reducing the thickness of the optical system components
  • sample holder will be described as an example, but the same applies to an apparatus having another rotating mechanism.
  • FIGS. 1A to 1C are diagrams for explaining a rotation operation of the sample holder and a correction operation necessary for the rotation.
  • Reference numeral 10 denotes a sample holder.
  • the sample holder 10 includes a holder plate 1 and a rotatable sample holder 2 provided at the end. 3 is the rotation center of the sample holder 2. 4 is a sample placed on the sample holder 2. 5 is the observation or processing point of sample 4.
  • the coordinate system fixed to the charged particle beam device is represented by the X-axis and Y-axis, with the optical axis 6 of the optical system indicated by the alternate long and short dash line as the Z-axis.
  • the coordinate system that is fixed to the sample holder 10 and moves horizontally with the holder is represented by the X and y axes.
  • the movement of the sample holder 10 in the XY plane is performed independently of the rotation mechanism.
  • it is located at a height.
  • the center of the image observation / recording device such as a fluorescent screen or monitor is the XY plane. It can be considered that the sample position is fixed at the origin and can move relative to the xy coordinate.
  • the sample holder 10 is provided with driving devices 7 and 8 for moving the holder plate 1 in the X-axis and Y-axis directions.
  • the rotatable sample holder 2 is provided with a driving device 9 for rotating it.
  • Each driving device is driven by a computer in accordance with a signal given by an operator.
  • position detectors 7 'and 8' are added between the holder plate 1 and the charged particle beam device, and the position of the holder plate 1 is detected.
  • a rotation angle detector 9 ′ is attached to the driving device 9 to detect the rotation angle of the sample holder 2.
  • the position detectors 7 ′ and 8 ′ detect the position in the XY plane when the sample holder 10 is mounted on the charged particle beam device or moved by the driving devices 7 and 8.
  • the rotation angle of the sample holder 2 is detected by a rotation angle detector 9 ′ added to the driving device 9.
  • the position used for observation and processing in the sample is always an area including the origin of the XY plane as the center, so the position used for observation and processing in the sample is the position of the coordinate system fixed to the holder anew. It is convenient to write (X, y).
  • the observation or processing point 5 of the sample 4 is at the point (X, y) of the xy coordinate system fixed to the holder, and the rotation center 3 of the sample holder 2 is xy To a point (X, y) in the coordinate system
  • FIG. 1 (B) is a diagram showing a result of applying a rotation angle ⁇ to the sample holder 2 by the driving device 9.
  • the position of observation point 5 (X, y) is the center of rotation 3 (X
  • FIG. 1 The components ( ⁇ ⁇ , A y) in the respective directions are expressed by equations (1) and (2).
  • Fig. 2 (A) is the same diagram as Fig. 1 (A), and Fig. 2 (B) shows this state.
  • FIG. 2 (C) is a view showing a result of rotating the inclined holder plate 10 as shown in FIG. 2 (B), and is a view corresponding to FIG. 1 (C).
  • the amount of movement Ayg in the y-axis direction for correcting displacement due to rotation is the same as above,
  • the position on the optical axis that is, the observation position (position of x in the Z-axis direction (height))
  • this is to be corrected by the optical system by adjusting the focus, and the angle formed between the charged particle beam and the observation position (X, y) is different before and after the rotation.
  • the tilt angle is ⁇ force ⁇
  • the charged particle beam is always incident perpendicular to the plane of the specimen 4
  • the tilt angle is not ⁇ force ⁇ , it is applied before and after the rotation.
  • the charged particle beam is incident on the plane of the sample 4 at different angles that are shifted in the normal force, and the difference in angle is a principle. It is necessary to deflect the charged particle beam in front of the incident beam.
  • the sample holder 2 is appropriately rotated to obtain the coordinates (X, y) of the rotation center 3 of the rotation mechanism.
  • the operator designates any two points A and B in the sample image when sample 4 is set, for example, by moving the cursor, and displays it on the screen.
  • Let the computer read it.
  • the position points A 'and B' after rotation of any two points A and B in the image of the sample specified earlier are specified and displayed on the screen. , This is read into the computer.
  • the computer with the four coordinate data forces obtained in this way can calculate the coordinates (X, y) of the center of rotation 3.
  • auxiliary lines can be shown on the screen if necessary, and can be deleted if unnecessary.
  • the drive device 9 is provided with the intended rotation angle ⁇ of the sample holder 2.
  • the rotation angle ⁇ after operation may be detected using the signal of the rotation angle detector 9 ′.
  • the above steps (3) to (6) may be repeated sequentially.
  • the observation processing position can be made to coincide with the point where the charged particle beam always passes through (the intersection of the optical axis and the sample plane) for any azimuth rotation.
  • the above operation is common to each device having a rotation mechanism. If this operation is continuously applied to a plurality of rotation mechanism devices provided in the flow direction (Z-axis direction) of the charged particle beam, these devices can be interlocked as a result.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an electron microscope including a two-stage electron biprism to which the present invention is applied.
  • 10 is a sample holder
  • 20 is an objective aperture holder
  • 30 is a limited field aperture holder
  • 40 is a first electron biprism holder
  • 50 is a second electron biprism holder
  • 60 is an observation surface
  • electron beam flow In order to avoid the complexity of the force that is sequentially arranged along (Z-axis 6), a plurality of magnifying lenses and other components on the electro-optics are omitted.
  • a charged particle beam source 120 and an irradiation optical system 130 are provided in front of the sample holder 10, and a light source (crossover) 100 is formed.
  • An objective lens 71 is provided after the sample holder 10, a first magnifying lens 72 is provided after the restricted field stop holder 30, and a second magnifying lens 73 is provided after the first biprism holder 40.
  • Reference numeral 110 denotes a vacuum vessel in which the above-described various holders, charged particle beam source, irradiation optical system, various lenses, an observation surface, and the like are provided.
  • the sample holder 10 has been described with reference to FIGS. 1 and 2, but the objective diaphragm holder 20, the limited field diaphragm holder 30, the first electron biprism holder 40, and the second electron biprism holder 50 are also included.
  • a holder plate corresponding to reference numerals 1 and 2 and a rotating part are provided.
  • the holder plate is driven in the X-axis and Y-axis directions, and the drive unit corresponding to the reference numbers 7, 8 and 9 and the reference numbers 7 ′, 8 ′ and A position detector and a rotation angle detector corresponding to 9 ′ are provided.
  • “rotate the holder” or “center of rotation of the holder” refers to rotating the rotating part of the holder or rotating the rotating part of the holder. Means the center.
  • FIG. 3 the illustration of the driving device, the position detector, and the rotation angle detector is omitted because the figure is complicated, and instead of this, boxes 201-205 are displayed, and each box 201-205 is displayed.
  • Each holder was connected with three wires.
  • three lines are used: two drive units that drive in the X-axis and Y-axis directions, one drive unit that rotates the rotating part, and these three position detectors are independent of each other. This is to mean that it operates independently.
  • Boxes 201-205 representing these drive units, position detectors, and rotation angle detectors are operations given from the control computer 300 via the drive system microcomputers 310-310.
  • the signal is transmitted to the drive device, and the holder is driven, and the signals detected by the position detector and the rotation angle detector are returned to the control computer 300.
  • Reference numerals 320 and 330 denote input means and a display device of the control computer 300.
  • a drive device for controlling the inclination of the holder plate 1 and its rotation angle detector are provided, and other drive devices, their position detectors, and rotation angle detectors are used. Similar to the control, it may be controlled by the control computer 300.
  • An image input device (for example, a camera) 410 is disposed on the observation surface 60. This output is displayed on the image observation monitor 420 and can be viewed by the operator, and an image recording device (for example, a video) 430 Thus, it can be recorded as data. Further, the image observation monitor 420 can be displayed by an operator by designating a point at an arbitrary position using an input means such as a mouse on the display screen. A function to read these coordinates is provided.
  • the operator inputs an operation signal via the input means 320 of the control computer 300 so that the object of observation can be achieved while looking at the image observation monitor 420 with the sample set.
  • the control computer 300 is provided with a necessary program, calculates an operation amount corresponding to the operation signal, and sends it to the drive device.
  • the operation result of the driving device is detected by a position detector and a rotation angle detector and fed back.
  • a control controller is used. Introduced in the Pewter 300.
  • the display device 330 of the control computer 300 displays the signal given by the operator, the operating conditions of the electron microscope, and the operating status of the electron microscope, and the next corresponding to the change that appears on the image observation monitor 420 by the operation of the operator. It is used as information for operation.
  • FIG. 4 is a block diagram for more specifically explaining the relationship between the control computer 300 and each holder 10-50 related to the operation of the operator.
  • the input means 320 of the control computer 300 is not only a general keyboard and mouse, but also a rotation operation of each holder to give a rotation command by the operator, and a knob operation is also used for horizontal movement.
  • the operation knob was provided.
  • a reading microcomputer 340 converts the result of the operation of the operation knob by the operator into a signal that can be used by the control computer 300.
  • the main body of the control computer 300 is connected to a central processing unit (CPU), program storage memory, information storage memory, and work memory via a bus, and calculates the amount of operation by performing processing according to the signal given by the operator. To do.
  • the obtained operation amount is sent to the drive device via the drive system microcomputer 310-310.
  • the sample holder 10 and the first electron beam are used as holders.
  • the first electron biprism 40 includes a holder plate 1 and a rotating part 2 ′.
  • the inside of the rotating part 2 ′ is hollow, and an electron wire can pass through this hollow part.
  • the filament electrode 41 of the electron biprism is provided at the center of the hollow portion, and ground electrodes 42 and 43 parallel to the filament electrode 41 are provided at both ends.
  • the filament electrode 41 and the ground electrodes 42 and 43 are rotated as a unit when the rotating portion 2 ′ rotates. A voltage is applied to the filament electrode 41 from the outside to deflect the electron beam.
  • the holders to be rotated are arranged in the same order as the actual electron microscope arrangement, and the sample holder, the object diaphragm holder, the limited field diaphragm holder, the first electron beam biprism holder, and the second electron beam beam. Displayed in order of prism holder. For each holder, you can specify the rotation angle and increase / decrease of the value (for example, the counterclockwise increase (+) and clockwise rotation (-) in Figure 1) can be specified. And display corresponding to this.
  • a state in which all holders are set to a rotation angle of 5 ° is displayed.
  • the operator wants to change the rotation angle to another value, the operator can change the rotation angle value of the holder to be changed from the input means 320 to a desired value.
  • the rotation angle can be increased or decreased by clicking the displayed square and specifying the rotation angle.
  • the amount of change in the rotation angle corresponding to one click can be set arbitrarily.
  • the rotation operation can also be performed with an operation knob provided by the operator's rotation operation. In this case, for example, if the operator selects “arbitrary” for rotation and operates the operation knob, the operation angle is increased. It is read by the microcomputer 340 and given to the control computer 300.
  • link A clearly indicates that the sample holder, the limited field stop holder, and the first electron biprism holder are linked.
  • link B is the sample holder, first electron biprism holder, and second electron biprism holder force.
  • Link C is linked to the sample holder, objective diaphragm holder, and limited field diaphragm holder force. It is clearly indicated by a circle that it is.
  • link settings may be set to the initial settings, for example, A to C. However, if it is difficult to view all the screens, it should be representative. As long as the other linkages can be set by the operator.
  • the link D it is only necessary to select the link D so that the holder to be linked can be designated in the same manner as the designation of the increase / decrease of the angle. If you want to operate each rotation mechanism individually, that is, you do not have to set a link.
  • the operator inputs the link selection from the input means 320, it may be clearly indicated by changing the background color of the selected link character, such as one of the links A-D.
  • the rotation center coordinate (X, y) of the rotation mechanism is detected prior to the rotation operation.
  • the image observation monitor 420 image may be used.
  • the display device 330 and the method of each operation are examples, and are not limited to those described here.
  • FIG. 5 is a diagram showing a flow for determining the rotation center of the sample holder.
  • steps 501, 503 and 505 are processes for executing the above-described procedures (1) to (3).
  • the sample, the objective aperture, and the limited field aperture have been inserted on the optical axis, and as described above, the rotation center (X, y) of the sample holder 10 and the rotation center (X, y) of the objective aperture holder 20
  • the operator determines the magnification for observation and recording, and inputs it to the control computer 300 via the input means 320 (step 603). This determines the usage conditions (magnification, focal length, etc.) of each lens in the optical system.
  • the moving distance such as misalignment correction by rotation of the objective aperture holder 20 is determined by the wavelength of the electron beam used and the focal length of the objective lens (step 605).
  • Step 607 Since the magnification of the objective lens is determined in step 603, the ratio of the moving distance of the limited field stop holder to the horizontal moving distance of the sample holder is determined (step 607). Note that the same result as in Step 607 can be obtained mechanically rather than by the magnification power of the lens. Noh. That is, while the operator looks at the image monitor 320, the mechanical movement of the sample holder 10 required to move a certain point in the sample image within a field of view and the operator moves the image monitor 320. While viewing, an arbitrary point defined on the image of the limited field stop is controlled by the control computer 300 based on the amount of mechanical movement of the limited field stop holder 30 required to move the same distance in the field of view. Find the relative magnification of the system. However, in this case, it is assumed that the fine movement mechanism of each holder is equivalent.
  • the operator checks the shape of the sample while looking at the image monitor 320, selects a limited field stop with an appropriate shape (direction) (step 608), rotates and moves the limited field stop, and moves the sample. Fit to shape (step 609). Thus, the horizontal position (X, y) of the limited field stop is determined.
  • the operator switches to diffracted image observation (step 614), confirms the orientation on the electron diffraction image while looking at the image monitor 420, and selects an objective aperture with an appropriate shape (direction) (step 610). Then, the objective aperture is rotated and moved horizontally according to the direction of the electron diffraction image, and is adjusted to the electron diffraction image (step 611). As a result, the horizontal position (X, y) of the objective aperture is determined.
  • the operator returns to the observation state of the sample image (step 612), sets the link C shown in FIG. 4 (step 613), and views them on the monitor screen 420 for the purpose of observation. It is possible to rotate and move horizontally by interlocking the three vegs that are effective azimuths. That is, if a rotation angle necessary for sample image observation is input (step 615), all operations are automatically completed.
  • the selection of the limited field stop and the objective stop is a powerful force that is not explained.
  • a normal electron microscope is provided with a plurality of these, which can be selected according to the shape of the sample. used.
  • the selection of the limited field stop and the objective stop performed in step 608 and step 610 is one of the operations that are usually performed.
  • Step 607 While looking at the monitor screen 420, the operator obtains a new observation location, moves the sample holder 10 on the X, Y plane, and determines the position (X, y) of the sample to be used for the new observation. 601). It is not necessary to change the magnification of the objective lens unless the observation magnification is changed so much (Step 607 is not necessary). Change the size of the restricted field stop and the shape of Z ( ⁇ ) according to the shape of the sample (Step 608), and adjust it again by rotating and moving (Step 609).
  • the crystal orientation of the sample does not depend on the observation location, so there is no need to change the objective aperture even if the observation location changes (step [6] in step (6) above for the single crystal sample (Step 610 , 611)) is not required. Thereafter, perform steps 613 and 615 to complete the work.
  • a case of a three-stage electron biprism interferometer will be described with reference to FIG.
  • the sample is inserted with force, and the monitor screen 420 displays the sample image at the observation position as the observation screen of the electron microscope, and the magnification is fixed and the state force starts.
  • the rotation correction of each electron biprism can be executed once the center of rotation is obtained.
  • an objective aperture not explained does not interfere with the following work.
  • the location is the same as in (Link 1) above.
  • the three electron biprisms are in the same state (triplicate), and the deflection characteristics to the electron beam, the thickness of the filament electrode, and the initial setting of the fine movement mechanism are all the same.
  • the upper electron biprism is inserted into the image plane of the sample, and step 501 described in FIG. 5 is performed.
  • the middle stage electron biprism is inserted into the image plane of the sample, and the rotation center (X, y) is obtained in the same manner (step 703).
  • the lower electron biprism can be
  • the filament electrode of the lower electron biprism is not focused, but the same work as the upper and middle electron biprisms can be performed while focusing on the shadow.
  • the size (diameter) of the shadow image of the filament appearing on the monitor screen 420 is obtained and input to the computer (step 707).
  • the relative magnification of each is determined, and the computer can obtain the relative ratio of the horizontal movement distance of each of the upper, middle, and lower three-stage electron biprisms (step 709).
  • the operator finds a place where he / she wants to observe the filament electrode of the upper electron biprism, inputs it to the computer (step 711), and then filaments the upper electron biprism. Determine the location (xl, yl) for electrode observation.
  • the operator determines the angle of the filament electrode of the middle-stage electron biprism on the monitor screen 420 with respect to the filament of the upper-stage electron biprism and inputs it to the computer (step 713). As described in Japanese Patent Application No. 2004-046633, it is best to set the angle to 90 degrees, but this is not restrictive. Then, while observing the monitor screen 420, the location of the filament electrode of the middle electron biprism is found (step 715), and the location (X, y) of the middle filament electrode to be observed is determined.
  • the operator looks at the filament electrode of the lower electron biprism, the filament of the upper electron biprism, or the middle electron biprism. Determine the angle to the filament (step 717).
  • the angle of the filament electrode of the lower electron beam biprism determines the aspect ratio of the size of the interference region as described in the previous Japanese Patent Application No. 2004-046633. -And determine here.
  • steps 701 to 719 the relative relationship between the three electron biprisms is determined. Therefore, the operator sets the link shown in FIG. 4 between the three electron biprisms (step 721), and while viewing the monitor screen 420, this should be the most effective orientation for observation purposes. Three electron biprisms can be rotated and moved horizontally in conjunction with each other. That is, if the necessary rotation angle is input to the filament of the upper electron beam pipeline while looking at the sample monitor screen 420 (step 723), all operations are automatically completed.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a situation in which the linkage process is executed by the computer in response to the rotation angle input by the operator (step 723) after the link setting is instructed in step 721. .
  • the specified force of the link It is determined whether or not the holder specified by the link is a force that has selected “all” in the display to be linked in response to the rotation of the holder that is the target of the operation ( Step 801). If “All” is selected, all the holders specified in the link based on the data obtained by the procedures in Fig. 6 to Fig. 7 are operated or operated to the rotation angles of the holders specified by the operator. Rotate accordingly and correct the position. If “Lower” is selected, the holder specified by the link below the holder is rotated according to the rotation angle of the holder operated or commanded by the operator, and the position is corrected.
  • step 709 the computer processes each electron beam bar in three stages, upper, middle, and lower, depending on the size (diameter) of the shadow image of each filament. The relative ratio of the horizontal movement distance of each prism is obtained.
  • the processing after step 711 is as shown in FIG.
  • step 711 the computer calculates the relative ratio of the horizontal movement distance of each of the upper, middle, and lower three-stage electron beam pipelines from this mechanical movement amount (operation amount). This is basically the same method as the processing performed for the limited field stop (Procedure [I] (4) for single crystal sample).
  • the processing after step 711 is as shown in FIG.
  • step 723 the link between the electron biprisms is completed, if the operator wants to change the aspect ratio of the interference region depending on the sample shape, the operator can change each biprism in step 721. After releasing the link between them, the setting force of the angle of the filament electrode of the lower electron biprism in step 717 may be redone.
  • both link 1 and link 2 described above must be started up and used separately. Or you must treat both as a single link. That is, the operator executes the processing shown in FIGS. 6 and 7 to determine the observation location, and after determining the interferometer conditions, the operator manually sets the link settings in step 613 and step 721 as one link. .
  • a charged particle beam adjusting device such as a sample holder, a movable diaphragm, or an electron beam biprism is placed in an XY plane perpendicular to the optical axis of the charged particle beam optical system.
  • the movement of the irradiation position of the charged particle beam which occurs in principle, is corrected so as to be canceled by using the position detector and drive device of the device, In any rotation in the plane, the charged particle beam can pass through the same location.
  • the rotation mechanisms of these multiple devices it is possible to control the multiple rotation mechanisms more easily and with high accuracy, and the advantages of a charged particle beam device composed of these multiple rotation mechanisms. Can be enjoyed.
  • FIG. 1] (A)-(C) are diagrams for explaining the rotation operation of the sample holder and the correction operation required in connection therewith.
  • FIG. 2 (A) is the same as Fig. 1 (A), (B) is the state force of (A)
  • FIG. 6C is a diagram showing the result of rotating the inclined holder plate 10 and corresponding to FIG. 1C.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an electron microscope including a two-stage electron biprism to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a block diagram for more specifically explaining the relationship between the control computer 300 and each holder 10-50 related to the operation of the operator.
  • FIG. 5 is a diagram showing a flow for determining the rotation center of the sample holder.
  • FIG. 7 is a diagram showing a processing flow for interlocking the biprisms of a three-stage electron biprism interferometer when three biprism holders are equivalent.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a situation in which the interlocking process is executed by the computer in response to the rotation angle input by the operator after the link setting is instructed.

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Description

明 細 書
荷電粒子線装置
技術分野
[0001] 本発明は、電子顕微鏡、イオンビーム加工装置など荷電粒子線装置に関する。
背景技術
[0002] 荷電粒子線装置では、試料の観察もしくは加工を行なう際には、荷電粒子線光学 系の光軸に対して、その観察'加工に供する試料の位置、バイプリズム等の位置を、 観察'加工に好適な状況に設定することが必要である。それには試料等が位置する 平面内での回転を必要とすることもある。そのため、荷電粒子線の光学系の光軸に 垂直な XY平面内、もしくは、少し傾斜した平面内において回転可能な機構をもった 装置として、電子顕微鏡等における回転型試料ホルダー、電子線ホログラフィー顕 微鏡等における回転型電子線バイプリズムホルダーなどの回転型ホルダーが実用化 されている。試料の位置、ノ ィプリズム等の位置を調整する場合は、操作者は、これ ら回転型ホルダーを荷電粒子線光学系の光軸に対して所定の関係になるように、 X 軸、 Y軸方向（荷電粒子線装置の光学系の光軸を z軸とする）に観察画面を見ながら
、微動させることで容易に調整することができる。
[0003] しかし、観察'力卩ェを行ないたい試料の位置や、バイプリズム等の位置の調整が回 転を伴うときは、調整は煩雑である。なぜなら、荷電粒子線光学系では観察'加工を 行ないたい部分を光軸上に配置するように調整することが通常であり、一般に、この 位置は回転型ホルダーの回転機構の回転中心とは一致しな 、。このような光学系に 於いて回転を伴う操作を行なった場合には、この回転操作に伴って回転平面内で、 試料やバイプリズムの着目している位置の移動が発生し、観察'加工を行ないたい試 料の位置や、バイプリズム等の位置がずれることになる。このずれに対しては、操作 者は、目視により当該部分が観察視野、あるいは、加工位置力 外れないように、試 料ホルダーやバイプリズムホルダーの回転操作を行なうたびに、回転操作に伴う位 置ずれを XY平面内で X軸、 Y軸方向に移動させ補正して ヽる。
[0004] この回転操作に伴う補正操作は手間の力かる操作ではある力 荷電粒子線装置で は回転操作自体があまり頻度の高 、操作ではな 、ため、回転操作と XY平面内での 補正操作とは互いに関連をもって制御された例は無ぐ操作者が当然行なう調整作 業として受け入れられて 、るのが現状である。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 荷電粒子線で試料を観察し、あるいは、加工する場合に、単に観察'加工を要する 試料位置が荷電粒子線光学系の光軸に対してずれていると言う場合には、上述した ように、光軸に垂直な平面内で X軸、 Y軸方向に移動させ補正すれば良い。しかしな がら、電子線ホログラフィーを考えると容易に分力るように、例えば、試料ホルダーの 参照波の通路となる位置に塵が付着している場合には、単純に X軸、 Y軸方向に移 動させただけでは、適当な試料位置が選べず、回転を伴う操作が必要となる場合が ある。この場合には、試料ホルダーの回転に伴う X軸、 Y軸方向の修正操作が必要と なるだけでなぐ場合によっては後述するように、他の電子線バイプリズム、対物絞り 、制限視野絞り等の荷電粒子線調整装置にも回転操作が必要となる。
[0006] その他、例えば、本願の発明者らにより紹介された APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol.84, No. 17, 26 April 2004や、本願の発明者らによる特願 2004— 027274号に 開示された 2段電子線バイプリズム干渉法による干渉縞の方位角コントロール、ある いは本願の発明者らによる特願 2004— 046633号に開示された 3段電子線バイプリ ズム干渉法のように、電子線バイプリズムが多段となると、上述した回転操作に伴う X Y平面内での移動の補正は煩雑かつ多数回必要な操作となる。
[0007] このような現状に鑑み、操作者が電子線バイプリズム等を回転させる等の回転操作 を行ったとき、その回転操作の指令角度、または実際に回転させた角度を検出して、 その回転にともなって必要となる XY平面での補正を自動的に行なえるものとすること が望まれる。さらに、これに伴って、他の電子線バイプリズム等の回転、さらに、その 補正が必要なら、これらを連動して操作できるものとすることが望まれる。
課題を解決するための手段
[0008] 近年開発 ·製造される荷電粒子線装置における試料ホルダー、可動絞り装置、電 子線バイプリズムなどは、 2次元位置検出器とステップモータなど駆動部を備え、コン ピュータ制御により使用する機構となっていることが多い。このことに着目して、位置 検出器とコンピュータ制御による駆動機構を利用し、さらにコンピュータの演算能力を 利用して、平面内の回転操作に伴う位置ずれを相殺するように必要な回転機構の X Y平面内での位置の補正動作を行なわせる。また、ひとつの入力によって複数の回 転機構を互いに関連をもって操作させる。
発明の効果
[0009] 本発明によれば、荷電粒子線装置の操作者が、回転型試料ホルダー等回転機構 を持った装置において回転操作に伴う位置ずれを煩雑な操作によって動作させるこ とが必要なくなるので、回転機構を持った装置の操作性と操作精度を向上させる効 果を奏する。
発明を実施するための最良の形態
[0010] ノ、ウジング外または可能な限りハウジング側端部に近い位置からイメージを入力す るという目的を、最小の部品点数で、光学系構成部品の厚みを損なわずに実現した 実施例 1
[0011] 以下は試料ホルダーを例に説明を行なうが、他の回転機構を持った装置において も同様である。
[0012] 図 1 (A)— (C)は試料ホルダーの回転操作とこれに伴って必要となる補正操作を説 明する図である。 10は試料ホルダーである。試料ホルダー 10は、ホルダー板 1と端 部に設けられた回転可能な試料保持部 2とよりなる。 3は試料保持部 2の回転中心で ある。 4は試料保持部 2に載置された試料である。 5は試料 4の観察、あるいは、加工 点である。ここで、一点鎖線で示す光学系の光軸 6を Z軸として荷電粒子線装置に固 定された座標系を X軸， Y軸で表す。また、この試料ホルダー 10に固定されて、ホル ダーと共に水平移動する座標系を X軸， y軸で表わす。試料ホルダー 10の XY平面 内の移動は回転機構とは独立して行なわれるものとする。また、簡単のため荷電粒 子線装置に固定された座標系の XY平面 (Z = 0の平面）と試料ホルダー 10とともに 移動する座標系の xy平面 (z = 0の平面）は光軸上同じ高さに位置して 、るとする。 言い換えれば、蛍光板、もしくはモニター等の画像観察 ·記録装置の中心が XY平面 の原点に位置して不動であり、試料位置が相対的に xy座標とともに移動できると考 えればよい。
[0013] 試料ホルダー 10には、図 1 (A)に模式的に示すように、ホルダー板 1を X軸， Y軸 のそれぞれの方向に移動させるための駆動装置 7, 8が設けられ、さらに、回転可能 な試料保持部 2には、これを回転させるための駆動装置 9が設けられる。それぞれの 駆動装置は、操作者の与える信号に応じてコンピュータによって駆動される。また、ホ ルダー板 1と荷電粒子線装置の間には位置検出器 7 ' , 8 'が付加されていて、ホルダ 一板 1の位置が検出される。必要に応じて、駆動装置 9には回転角検出器 9 'が付カロ されていて、試料保持部 2の回転角が検出される。すなわち、試料ホルダー 10が荷 電粒子線装置に装着され、あるいは、駆動装置 7, 8により移動されたときの XY平面 内の位置が位置検出器 7 ' , 8 'で検出される。試料保持部 2の回転角は駆動装置 9 に付加された回転角検出器 9 'により検出される。このとき試料内の観察'加工に供さ れる位置は常に XY平面の原点を中心に含む領域であるため、試料内の観察 ·加工 に供される位置は改めてホルダーに固定された座標系の位置 (X, y)で表記するの が都合よい。
[0014] 図 1 (A)において、試料 4の観察、あるいは、加工点 5が、ホルダーに固定された xy 座標系の点 (X , y )にあり、試料保持部 2の回転中心 3は xy座標系の点 (X , y )に
1 1 0 0 あるとする。これは、より一般ィ匕のため、 xy座標系の原点（0, 0)と回転中心軸とは一 致しないとした力 である。
[0015] 図 1 (B)は、駆動装置 9によって試料保持部 2に回転角 Θの回転を与えた結果を示 す図である。観察'加工点 5の位置 (X , y )は、試料等の回転機構の回転中心 3 (X
1 1 0
, y )を中心として回転し、 xy座標系における点 (X , y )に移動する。
0 2 2
[0016] 図 1 (C)は、回転角 Θの回転に伴う移動を X軸方向、 Y軸方向への移動による補正 で相殺するために、ベクトル量 Δ = (x - X , y -y )の移動を行なった結果を示す
1 2 1 2
図である。それぞれの方向への成分（Δ χ, A y)は、式（1)、式（2)にて表される。
[0017] [数 1]
Ax = x, - x2
= (x, -¾Xl - cosめ + (γι― y0 )sin θ - - - (\) [0018] [数 2]
= ( Ί— 。 Xl— eos + ( |— ¾ )sin 6>— - (2) さらに、 XY座標系における XY平面と回転機構の xy平面とが、角度を持っている場 合に一般化しておく。図 2(A)は、図 1(A)と同じ図である。図 2(B)は、この状態から
、例えば、サイドエントリー型試料ホルダー 10のホルダー板 1の傾斜を想定し、 xy平 面が y軸を中心に、角度 φだけ傾斜している場合を考えた図である。図に破線で示 すのは傾斜角 φが 0の状態である。図 2(C)は、図 2(B)に示すように傾斜したホルダ 一板 10を回転させた結果を示す図であり、図 1(C)と対応する図である。この場合、 回転による位置ずれの補正のための y軸方向の移動量 Aygは上述と変わらないが、
X軸方向の移動量 Axgには傾斜角 φ分だけ修正が必要となる。これを式（3)、式 (4) に表す。
[0019] [数 3]
Axg =(χ1 -χ2)οο5φ
= x - 0)ll- cos θ) + (y, -γϋ )si θ cos^o ---(3)
[0020] 画
= {y] ~ ΌΧ ™ COS θ) + (xl― x0 )sin Θ— (4) ここで、光軸上の位置、すなわち観察'加工位置 (x の Z軸方向の位置（高さ） も変化するが、これはフォーカス (焦点）を合わせることにより光学系で補正するものと する。また、荷電粒子線と観察'加工位置 (X , y )との成す角は、回転の前後で異な ることに注意を要する。すなわち、傾斜角 Φ力^であれば、荷電粒子線は常に試料 4 の平面に垂直に入射するのに対して、傾斜角 Φ力^でなければ、回転の前後におい て、荷電粒子線は試料 4の平面に垂直力 ずれた互いに異なる角度で入射すること になる。この角度の違いは原理的なもので、これを補償するためには、荷電粒子線が 試料 4に入射するよりも前方において荷電粒子線に対して偏向を与えることが必要と なる。
[0021] 本発明による回転に対する補正の手順を列挙すると、以下のようになる。 (1)回転機構の回転中心座標 (x , y )の検出：上述したように、回転機構の回転中
0 0
心 3の座標 (X , y )は荷電粒子線の光学系の光軸と一致している保証は無い。した
0 0
がって、試料ホルダー 10の試料保持部 2に試料を載置した後、試料保持部 2に対し て適当に回転操作を行って回転機構の回転中心 3の座標 (X , y )を求める。例えば
0 0
、試料 4がセットされたときの試料の画像内に任意に 2点 A, Bを定め、 0だけ回転さ せたときの試料の画像内の同じ 2点を A' , B'とするとき、線分 AA'と線分 BB'の垂 直二等分線の交差する位置を見つければ、この点が回転中心 3の座標 (X , y )とな
0 0 るので、操作者は試料 4がセットされたときの試料の画像内の任意の 2点 A, Bをカー ソルを移動させるなどして指定して画面に表示し、この点の座標をコンピュータに読 み込ませる。次いで、試料保持部 2を Θだけ回転させた後、先に指定した試料の画 像内の任意の 2点 A, Bの回転後の位置点 A' , B'を指定して画面に表示し、これの 座標をコンピュータに読み込ませる。このようにして得られた 4点の座標データ力ゝらコ ンピュータは回転中心 3の座標 (X , y )を計算できる。表示した各点や線分 AA，など
0 0
の補助線は必要があれば画面上に図示すればよいし、不要となれば消去すればよ い。
(2)光軸 (荷電粒子線の透過点）に一致している観察もしくは加工点 (X , y )の検出 ：表示されたモニター上の試料像が研究もしくは作業目的に応じて、観察'加工を行 ないたい場所であるとき、位置検出器 7' , 8'が与える位置信号が観察もしくは加工 点 (X , y )となる。
(3)回転角 Θの入力、もしくは、実際に回転した後の回転角 Θの検出：駆動装置 9に 意図する試料保持部 2の回転角 Θを与える。または、回転角検出器 9'の信号を利用 して動作後の回転角 Θを検出すればよい。
ここまでの手順により、（X , y )、（X , y )、 Θのそれぞれの値が既知となる。ただし
0 0 1 1
、回転角検出器 9'を用いるときは、 Θは動作後に検出する。これに続けて、以下の 手順により、回転に伴う位置補正が完了する。
(4)上記、式（1)、式 (2)による補正移動量をコンピュータにより演算する。
(5)上記 (4)に基づいた結果によりコンピュータ力 駆動装置 7, 8に信号を送って補 正のための移動を行なう。この結果、回転後の位置 (X , y )が当初の光軸の位置 (X , y )に一致する。
(6)上記回転'補正移動後の点 (X , y )を新たな光軸の位置 (X , y )とみなす。
2 2 1 1
[0023] 新たな回転操作が必要となったときは、そのたびに、上記（3)から (6)の手順を順 次繰り返せばよい。この手順を踏めば、いかなる方位角の回転に対しても観察'加工 位置を常に荷電粒子線が透過する点 (光軸と試料平面との交点）に一致させることが できる。以上の操作は回転機構を持った装置各々において共通である。この操作を 、荷電粒子線の流れの方向（Z軸方向）に備えられる複数の回転機構装置に連続し て作用させれば、結果的にそれらの装置を連動させることが可能となる。
[0024] 以下、電子顕微鏡を例に解説する。
[0025] 図 3は本発明を適用した 2段電子線バイプリズムを備える電子顕微鏡の構成を示す 模式図である。 10は試料ホルダー、 20は対物絞りホルダー、 30は制限視野絞りホル ダー、 40は第 1電子線バイプリズムホルダー、 50は第 2電子線バイプリズムホルダー 、 60は観察面であり、電子線の流れ (Z軸 6)に沿って、順次配置される力 煩雑を避 けるため複数の拡大レンズ等電子光学上の部品を省略して描 、て 、る。試料ホルダ 一 10の前段に荷電粒子線源 120および照射光学系 130が設けられており、光源 (ク ロスオーバ） 100を形成している。試料ホルダー 10の後段に対物レンズ 71が、制限 視野絞りホルダー 30の後段に第 1拡大レンズ 72が、第 1バイプリズムホルダー 40の 後段に第 2拡大レンズ 73が、それぞれ、設けられている。 110は真空容器であり、こ の中に上述の各種ホルダー、荷電粒子線源、照射光学系、各種レンズ、観察面等が 設けられる。
[0026] 試料ホルダー 10については、図 1、図 2で説明したが、対物絞りホルダー 20、制限 視野絞りホルダー 30、第 1電子線バイプリズムホルダー 40、第 2電子線バイプリズム ホルダー 50のそれぞれも、試料ホルダー 10と同様に、参照番号 1および 2に対応す るホルダー板と回転部とを備える。また、 XY座標系の XY平面で、ホルダー板を X軸 、Y軸方向に駆動し、回転部を回転させる参照番号 7, 8および 9に対応する駆動装 置と参照番号 7' , 8'および 9'に対応する位置検出器および回転角検出器とを備え る。なお、本明細書中で「ホルダーを回転させる」あるいは「ホルダーの回転中心」と 言うときは、ホルダーの回転部を回転させること、あるいは、ホルダーの回転部の回転 中心を意味する。
[0027] 図 3では、図が煩雑となるので駆動装置と位置検出器、回転角検出器の表示は省 略し、これに代わるものとして、ボックス 201— 205を表示し、各ボックス 201— 205と 各ホルダーとを 3本の線で結んだ。ここで、 3本の線としたのは、 X軸、 Y軸方向に駆 動する 2つの駆動装置と回転部を回転させる 1つの駆動装置、およびこれらの位置検 出器の 3要素がそれぞれ独立であり、独立に動作することを意味するものとするため である。これら駆動装置と位置検出器、回転角検出器を代表するボックス 201— 205 は制御用コンピュータ 300から駆動系マイコン 310 - 310を介して与えられる操作
1 5
信号を駆動装置に伝え、ホルダーを駆動すると共に、位置検出器、回転角検出器の 検出する信号を制御用コンピュータ 300に戻す機能を果たす。 320, 330は制御用 コンピュータ 300の入力手段、表示装置である。
[0028] なお、ここでは、図 2 (B)で説明したような試料ホルダー 10が φだけ傾!、て!/、る場 合については省略した。この傾きに対応するものとする場合には、ホルダー板 1の傾 きを制御する駆動装置とその回転角検出器を備えるものとし、他の駆動装置とその位 置検出器、回転角検出器による制御と同様に、制御用コンピュータ 300により制御す ればよい。
[0029] 観察面 60に対して画像入力装置 (例えばカメラ) 410が配置され、この出力は画像 観察モニター 420に表示され操作者が見ることができるとともに、画像記録装置 (例 えばビデオ等) 430により、データとして記録できるものとされる。さらに、画像観察モ 二ター 420には、操作者が表示画面上に、入力手段、例えば、マウスを使用して任 意の位置に点を指定して表示することができ、制御用コンピュータ 300は、この座標 を読み取ることができる機能が備えられる。
[0030] 操作者は試料をセットした状態で画像観察モニター 420を見ながら、観察の目的が 達成できるように、制御用コンピュータ 300の入力手段 320を介して操作信号を入力 する。制御用コンピュータ 300には、必要なプログラムが備えられ、操作信号に応じ た操作量を演算して駆動装置に送る。また、駆動装置の動作結果は位置検出器、回 転角検出器により検出されてフィードバックされる。さらに、画像観察モニター 420の 表示画面上のデータが、上述した回転中心の検出のように、必要により、制御用コン ピュータ 300に導入される。制御用コンピュータ 300の表示装置 330には、操作者が 与えた信号や電子顕微鏡の動作条件、電子顕微鏡の動作状況が表示され、操作者 の操作により画像観察モニター 420に現れた変化に対応した次の操作のための情 報として利用される。
[0031] 図 4は操作者の操作に関連する制御用コンピュータ 300と各ホルダー 10— 50との 関係をより具体的に説明するためのブロック図である。制御用コンピュータ 300の入 力手段 320は、ここでは、一般的なキーボードおよびマウスに加え、各ホルダーの回 転指令を操作者の回転操作で与えるための、また水平移動にもつまみ操作を用いる ための操作つまみを備えるものとした。 340は読み取り用のマイコンであり、操作者が 操作つまみを操作した結果を制御用コンピュータ 300が利用できる信号に変換する 。制御用コンピュータ 300の本体は、中央演算処理装置 (CPU)とプログラム格納メ モリ、情報格納メモリおよびワークメモリがバスで接続され、操作者の与える信号に応 じた処理を行って操作量を演算する。得られた操作量は駆動系マイコン 310 - 310 を介して駆動装置に送られる。ここではホルダーとして試料ホルダー 10と第 1電子線
5
バイプリズム 40のみを示した。試料ホルダー 10については図 1、図 2で具体的に説 明した。第 1電子線バイプリズム 40を簡単に説明すると、試料ホルダー 10と同様に、 ホルダー板 1と回転部 2'とよりなる。回転部 2'の内部は中空にされ、この中空部を電 子線が通過できる。中空部の中央に電子線バイプリズムのフィラメント電極 41が設け られ、両端部にフィラメント電極 41に平行の接地電極 42, 43力設けられる。フィラメン ト電極 41と、接地電極 42, 43とは、回転部 2'が回転するとき、一体として回転させら れる。フィラメント電極 41に外部より電圧を与えて電子線を偏向させる。
[0032] 表示装置 330と操作者による回転操作について基本的なことについて説明する。こ こでは、操作者による回転操作がなされるときの制御用コンピュータ 300の表示画面 330および画像観察モニター 420の表示例を示す。表示画面 330では回転操作の 対象となるホルダーが、実際の電子顕微鏡の配置と同じ順序で、試料ホルダー、対 物絞りホルダー、制限視野絞りホルダー、第 1電子線バイプリズムホルダー、第 2電子 線バイプリズムホルダーの順に表示される。それぞれのホルダーごとに、回転角度と その値の増減 (例えば、図 1で左回りを増（+ )、右回りを減（-)とする）が指定できる ようにし、これに対応した表示をする。ここでは、初期設定として、すべてのホルダー が回転角度 5° とされている状態を表示した。操作者は、回転角度を別の値にしたい ときは、変更するホルダーの回転角度の値を入力手段 320から希望の値に変更でき る。回転角度の増減については表示されている四角の表示をクリックして指定し、タリ ックに応じて増減することもできる。 1クリックに対応する回転角度の増減の変化量は 別に任意に設定できる。回転操作は、操作者の回転操作で与えるための操作つまみ により行なうこともできる、この場合には、例えば操作者は回転の「任意」を選択して操 作つまみを操作すれば、操作角がマイコン 340により読み取られて、制御用コンビュ ータ 300に与えられる。
[0033] さらに、それぞれのホルダーの回転に対してどのホルダーを連動させるかはリンク の「全」または「下」を選定すること〖こより指定することができる。リンクを設定しな ヽとき 、あるいは、解除するときは、いずれも選択しなければ良い。なお、リンクで指定され たホルダーは、操作の対象となったホルダーの回転に対応して連動するものとすれ ば良いが、リンクは上段から下段へリンクするのみで下段力 上段へはリンクしないも のとしても良い。このためには、例えば、配列の順によらず全てを連動させるときはリ ンクの表示の「全」を選び、上段から下段へ配列順を持って 、るもののみリンクするの みとする場合には「下」を選ぶものとすれば良い。このようにすれば、例えば、「下」で リンク Aが選定されているとき、試料ホルダー 10の回転指令に対して制限視野絞りホ ルダー 20、第 1電子線バイプリズム 40は連動する力 制限視野絞りホルダー 20の回 転指令に対しては第 1電子線バイプリズム 40のみが連動し、試料ホルダー 10は連動 しない。このようにすれば、回転に対する各要素の影響を個別に判断することができ るだけでなぐ 1つのリンク表示で事実上複数のリンクを取り扱うことが可能となり、表 示モニターのスペース節約と表示の煩雑を避けることができる。
[0034] ここでは、リンクは A, B, Cおよび Dが選定できる例を示す。リンク Aは試料ホルダー 、制限視野絞りホルダーおよび第 1電子線バイプリズムホルダーが連動するものであ ることが丸印の表示により明示されている。同様に、リンク Bは試料ホルダー、第 1電 子線バイプリズムホルダーおよび第 2電子線バイプリズムホルダー力 リンク Cは試料 ホルダー、対物絞りホルダーおよび制限視野絞りホルダー力 それぞれ、連動するも のであることが丸印の表示により明示されている。リンクの設定は、よく行なう可能性 が高い連動操作については、例えば A〜Cの様に初期設定とすればよいが、すべて を表示させるのが画面を見にくくする場合には、代表的なものに限り、その他の連動 は、操作者が設定できるようにすれば良い。そのためには、例えば、リンク Dを選択し 、角度の増減の指定と同様に連動させるホルダーを指定できるようにすれば良い。そ れぞれの回転機構を個別に操作したい場合には、すなわち、リンクを設定しなけれ ば良い。リンクの選定を操作者が入力手段 320から入力したときは、リンク A— Dのい ずれか、選定されたリンクの文字の背景の色を変えるなどして、明示できるようにすれ ば良い。
[0035] 回転操作に先行して回転機構の回転中心座標 (X , y )の検出をするが、そのため
0 0
には、上述したように、画像観察モニター 420画像を利用して行なえばよい。
[0036] 以上、表示装置 330、および各操作の方法は一例であり、ここに記載した限りでは ない。
[0037] 以下、ホルダーの回転に関するリンクに関して、操作者の操作とコンピュータとの動 作の関係を説明する。ここでは、試料ホルダー 10に試料が載置されて、試料ホルダ 一 10、対物絞りホルダー 20、制限視野絞りホルダー 30、第 1電子線バイプリズムホ ルダー 40および第 2電子線バイプリズムホルダー 50が、観察のために、電子顕微鏡 の鏡体内に挿入され、荷電粒子線源 120および照射光学系 130、対物レンズ 71、 第 1拡大レンズ 72、および、第 2拡大レンズ 73が、それぞれ、初期状態に設定されて 電子顕微鏡が正常に動作する状態力 スタートするものとする。
[0038] (回転中心の決定）
図 5は試料ホルダーの回転中心の決定のためのフローを示す図である。図 5にお いて、ステップ 501, 503および 505は、上述した手順（1)から（3)を実行する処理で ある。ここでは、試料ホルダーの回転中心を求める処理である力 全てのホルダーに ついて回転中心位置 (X , y )を求めることが必要である。そのため、リンクを設定して
0 0
連動させる場合には、事前に全てのホルダーについて回転中心を求める処理を纏め て実行する。この場合、ホルダーごとに、試料像と同様に、モニター画面 420に現れ る各ホルダーの像に着目した 2点を画面に表示してコンピュータに入力、回転操作、 回転後の像に着目した 2点を画面に表示してコンピュータに入力することを繰り返す ことになる。なお、この段階では、連動は解除しておくことが必要である。
[0039] (リンク 1 :試料回転の場合）
所定の電子回折波を狙って結像を行なう場合、通常は対物絞りのみを回転させれ ばよいが、例えば、観察面 60に置く検出器 (フィルムなど)側に方向依存性がある場 合には、試料形状をそれに合わせなければならないため、試料、絞りの双方を連動さ せなければならな!/ヽ可能性が生じる。
[0040] [I]単結晶試料の場合
試料、対物絞り、制限視野絞りが、光軸上に挿入済みであるとともに、上述したよう に、試料ホルダー 10の回転中心（X , y )、対物絞りホルダー 20の回転中心（X , y )
0 0 0 0 および制限視野絞りホルダー 30の回転中心（X , y )が求められているとする。ここで
0 0
、回転中心 (X , y )の表現は図 1、図 2で試料ホルダー 10について説明しただけで
0 0
あるが、その他のホルダーについても、同じ座標表現が適用できるので、同じ表現と する。他の座標についても同様である。以下、図 6を参照しながら説明する。連動に 関係しない、例えば電子線バイプリズム等は、以下の作業を妨げない適切な位置に 配されているものとする。
(1)操作者は画像モニター 420の画像を見ながら、試料ホルダー 10を XY平面で移 動させて観察したい場所、すなわち、観察に供する試料の位置 (X , y )を定め、例え ば、エンターキーを押して、試料の位置 (X , y )をコンピュータに入力する（ステップ 601)。
(2)操作者は観察記録する倍率を定め、入力手段 320を介して制御用コンピュータ 3 00に入力する (ステップ 603)。これにて光学系各レンズの使用条件 (倍率、焦点距 離等)が定まる。
(3)用いる電子線の波長と対物レンズの焦点距離により、対物絞りホルダー 20の回 転による位置ずれ補正等の移動距離が定まる (ステップ 605)。
(4)ステップ 603にて対物レンズの倍率が定まっているので、試料ホルダーの水平移 動距離に対する、制限視野絞りホルダーの移動距離の比が定まる (ステップ 607)。 なお、ステップ 607と同じ結果はレンズの倍率力 ではなぐ機械的に求めることも可 能である。すなわち、操作者が画像モニター 320を見ながら、試料像内のある 1点を 視野中の定まった距離を動かすのに要した試料ホルダー 10の機械的な移動量と、 操作者が画像モニター 320を見ながら、制限視野絞りの像上に定めた任意の 1点が 、視野内の同一距離を移動するのに要した制限視野絞りホルダー 30の機械的な移 動量より、制御用コンピュータ 300が各座標系の相対的な倍率を求める。但し、この 場合、各ホルダーの微動機構は等価であると仮定して 、る。
(5)操作者が画像モニター 320を見ながら、試料形状を確認し、適切な形状 (方向） の制限視野絞りを選定 (ステップ 608)の上、制限視野絞りを回転および水平移動さ せ、試料形状に合わせこむ (ステップ 609)。これにて、制限視野絞りの水平位置 (X , y )が定まる。
(6)操作者は回折像観察に切り替え (ステップ 614)、画像モニター 420を見ながら、 電子回折像にて方位を確認し、適切な形状 (方向）の対物絞りを選定 (ステップ 610) の上、電子回折像方位に合わせて対物絞りを回転および、水平移動させ、電子回折 像に合わせ込む (ステップ 611)。これにて、対物絞りの水平位置 (X , y )が定まる。
[0041] 上記（1)一（6)の手順により試料、対物絞り、制限視野絞りの相対関係が確定する
(7)操作者は試料像の観察状態に戻し (ステップ 612)、図 4に示すリンク Cを設定 (ス テツプ 613)して、モニター画面 420を見ながら、これらを、観察目的にとって、もっと も有効な方位となるベぐ 3つを連動して回転 ·水平移動させることができる。すなわち 、試料像観察に対して必要な回転角度を入力（ステップ 615)すれば、すべての作業 が自動的に終了する。
[0042] なお、図 3では、制限視野絞りおよび対物絞りの選定は説明しな力つた力 通常電 子顕微鏡には、これらが複数個設けられており、試料の形状等に応じて選択して使 用される。上述の説明で、ステップ 608およびステップ 610で行なわれる制限視野絞 りおよび対物絞りの選定は、この通常良く行なわれる作業のひとつである。
[0043] [II]上記単結晶試料の場合で、観察場所を変更する場合
モニター画面 420を見ながら、操作者は新しい観察場所を求めて、試料ホルダー 1 0を X, Y平面で移動させて、新しい観察に供する試料の位置 (X , y )を定める (ステ ップ 601)。よほど大きく観察倍率を変更しない限り、対物レンズの倍率は変更する必 要がない (ステップ 607は不要)。試料の形状に合わせて、制限視野絞りのサイズお よび Zある ヽは形状を変更 (ステップ 608)し、回転 ·移動により合わせ込み (ステップ 609)をやり直す。単結晶試料の場合、試料の結晶方位は観察場所によらないので、 観察場所が変わっても対物絞りの変更は不要 (上記 [I]単結晶試料の場合の手順 (6 )の操作 (ステップ 610, 611) )は不要である。以降ステップ 613,615を行なって作業 を完了する。
[0044] 対物レンズ 71の倍率を大きく変更して観察する場合には、ステップ 603以降の処 理を全て行なう。
[0045] [III]多結晶試料の場合で、観察場所を変更する場合
上述した単結晶試料に代えて、多結晶試料を観察する場合の手順は、図 6を参照 しながら説明したのと同様である。ここでは、観察している多結晶試料力 上述した手 順で観察された後、観察場所を変更する場合にっ ヽて述べる。
[0046] 多結晶試料では、試料位置によって結晶方位が異なるので、対物絞りの形状、サイ ズも見直しの対象となる。したがって、試料のモニター画面 420を見ながら、操作者 は新しい観察場所を求めて、試料ホルダー 10を XY平面で移動させて、新しい観察 に供する試料の位置 (X , y )を定めた後（ステップ 601)、ステップ 608以降の処理を 実行すれば良い。よほど大きく観察倍率を変更しない限り、対物レンズの倍率は変更 する必要がない (ステップ 607は不要）のは、 [Π]単結晶の試料の観察場所変更と同 じである。
[0047] 対物レンズ 71の倍率を大きく変更して観察する場合には、ステップ 603以降の処 理を全て行なうのも単結晶の試料の位置変更と同じである。
[0048] (リンク 2 :干渉光学系の場合）
3段電子線バイプリズム干渉計の場合に関して、図 7を参照して説明する。試料は、 あら力じめ挿入してあり、モニター画面 420には、電子顕微鏡の観察画面としてのお よその観察位置の試料像が表示されて 、て、倍率は確定して 、る状態力 始めるも のとする。また、各々の電子線バイプリズムの回転補正は、回転中心が求まれば、実 行可能な状態にあるとする。なお、説明しない対物絞り等が以下の作業を妨げない 位置に配されているのは、上述の（リンク 1)の場合と同様である。
[0049] [I] 3つの電子線バイプリズムが機械的に同等とみなせるものの場合
3つの電子線バイプリズムは同等の状態 (triplicate)で、電子線への偏向特性、フィ ラメント電極の太さ、微動機構の初期設定などはすべて同じとする。
[0050] まず、上段電子線バイプリズムを試料の像面に挿入し、図 5で説明したステップ 501
, 503および 505を実行して回転中心 (X , y )を求める (ステップ 701)。この際、操
0 0
作者が与える画像上の任意の 2点はフィラメント電極上に付着したごみなどを手がか りとする。次いで、中段電子線バイプリズムを試料の像面に挿入し、同様にして、回転 中心 (X , y )を求める (ステップ 703)。さらに、下段電子線バイプリズムを、例えば試
0 0
料の像面と光源の像面の間に挿入し、同様にして、回転中心 (X , y )を求める (ステ
0 0
ップ 705)。下段電子線バイプリズムのフィラメント電極へは、フォーカスは合わないが 、影を見ながらフォーカスの合っている、上段、中段電子線バイプリズムと同様の作 業は可能である。
[0051] 次いで、フィラメント径が同じと仮定しているので、モニター画面 420に現れているフ イラメントの影の像のサイズ (径）を求めて、コンピュータに入力する (ステップ 707)。こ れにより各々の相対倍率が定まり、コンピュータは上中下 3段の電子線バイプリズム 各々の水平移動距離の相対比を求めることができる (ステップ 709)。
[0052] 次いで、操作者はモニター画面 420を見ながら、上段電子線バイプリズムのフィラメ ント電極の観察に供したい場所を見つけコンピュータに入力（ステップ 711)して、上 段電子線バイプリズムのフィラメント電極の観察に供する場所 (xl , yl)を定める。
[0053] 次いで、操作者はモニター画面 420上の中段電子線バイプリズムのフィラメント電 極の、上段電子線バイプリズムのフィラメントに対する角度を定めてコンピュータに入 力（ステップ 713)する。これは、先の特願 2004— 046633号で説明したように、 90 度とするのが最もよいが、この限りではない。その後、モニター画面 420を見ながら、 中段電子線バイプリズムのフィラメント電極の観察に供した 、場所を見つけ (ステップ 715)、観察に供する中段フィラメント電極の場所 (X , y )を定める。
[0054] 次いで、操作者はモニター画面 420を見ながら、下段電子線バイプリズムのフィラメ ント電極の、上段電子線バイプリズムのフィラメント、または中段電子線バイプリズムの フィラメントに対する角度を定める (ステップ 717)。（下段電子線バイプリズムのフイラ メント電極の角度は、先の特願 2004— 046633号で説明したように、干渉領域の大 きさの縦横比を定めるので、試料サイズによって変更することがある力 ー且、ここで 定めておく。）その後、モニター画面 420を見ながら、観察に供したい場所を見つけ（ ステップ 719)、観察に供する下段フィラメント電極の場所 (X , y )を定める。
[0055] 上記ステップ 701—ステップ 719により 3つの電子線バイプリズムの相対関係が確 定する。したがって、操作者は図 4に示すリンクを 3つの電子線バイプリズム間に設定 (ステップ 721)して、モニター画面 420を見ながら、これらを、観察目的にとって、最 も有効な方位となるベぐ 3つの電子線バイプリズムを連動して回転'水平移動させる ことができる。すなわち、試料のモニター画面 420を見ながら上段電子線パイプリズ ムのフィラメントに対して必要な回転角度を入力（ステップ 723)すれば、すべての作 業が自動的に終了する。
[0056] 図 8はステップ 721でリンク設定が指示された後、操作者による回転角度の入力（ス テツプ 723)に対応して連動処理がコンピュータにより実行される状況を説明するフロ 一図である。まず、リンクの指定力 リンクで指定されたホルダーは、操作の対象とな つたホルダーの回転に対応して全て連動するものとする表示の「全」が選定されてい る力否か判定される (ステップ 801)。「全」が選定されていれば、図 6—図 7の手順に より得られたデータを基礎にリンクで指定された全てのホルダーを、操作者が操作も しくは指令したホルダーの回転角に応じて回転させ、位置の補正を行なう。「下」が選 定されて ヽれば、当該ホルダーより下段にあるリンクで指定されたホルダーを操作者 が操作もしくは指令したホルダーの回転角に応じて回転させ、位置の補正を行なう。
[0057] 上述の説明は、電子線バイプリズムのフィラメント電極の太さが等しいとの前提の下 になされた力 電子線バイプリズムのフィラメント電極の太さが等しくない場合、さらに はその値が未知の場合の実行手順を説明する。
[0058] [Π]フィラメント電極の太さが既知である場合
操作者は、フィラメント電極の太さが既知である場合は、ステップ 707の前の段階で 、これをコンピュータに入力する。コンピュータは、ステップ 709の処理で、各々の太 さが異なるが、各々のフィラメントの影の像のサイズ (径)より、上中下 3段の電子線バ ィプリズム各々の水平移動距離の相対比を求める。ステップ 711以下の処理は図 7 の通りである。
[0059] [III]フィラメント電極の太さが未知で各々の太さが異なる場合
フィラメント電極の太さが未知で各々の太さが異なる場合には、使用する電子線バ ィプリズムホルダーの微動機構の初期設定がすべて同じと仮定し、操作者は、ステツ プ 707の前の段階で、モニター画面 420を見ながら、各々の電子線バイプリズムホル ダーを移動させ、視野中の一定距離を移動するのに要した電子線バイプリズムホル ダ一の機械的な移動量 (操作量)をコンピュータに入力する。コンピュータは、ステツ プ 709の処理で、この機械的な移動量 (操作量)より上中下 3段の電子線パイプリズ ム各々の水平移動距離の相対比を求める。基本的に制限視野絞りに行なった処理（ 手順 [I]単結晶試料の場合の (4) )と同じ方法である。ステップ 711以下の処理は図 7 の通りである。
[0060] 上記の他、コンピュータは、ステップ 709の処理で、電子光学系より各々のフィラメ ント電極が挿入された位置の倍率が設定値として知られて ヽれば、その値を元に相 対比を求められる。
[0061] なお、ステップ 723に達して、電子線バイプリズム間のリンクが完成した後の観察で 、試料形状により干渉領域の縦横比を変更したい場合は、操作者はステップ 721の 各々のバイプリズム間のリンクを解除した後、ステップ 717の下段電子線バイプリズム のフィラメント電極の角度の設定力もやり直せばよい。
[0062] また、図 3には表示しなかったが、実際の電子顕微鏡では、光学系に多数の電子レ ンズが配置される。ステップ 723に達して、各電子線バイプリズム間のリンクが完成し た後の観察で、これらの電子レンズにより倍率を変更する場合、下段電子線バイプリ ズムよりも 2つ以降観察面 60側にある電子レンズにて倍率を変更した場合には、各 電子線バイプリズムの相対関係はほぼ不変とみなせるから、そのまま観察を続ければ よい。しかし、各電子線バイプリズム間または電子線バイプリズムの直上、直下のレン ズによって倍率を変更した場合には、各々の電極間の相対倍率が変化する。したが つて、操作者はステップ 721の電子線バイプリズム間のリンクを解除した後、ステップ 707以降の全ての処理を経て、再立ち上げすることが必要である。 [0063] (リンク 3 :試料回転および干渉光学系）
試料に対して回転操作を行な ヽながら、 3段電子線バイプリズム干渉計による観察 を行なう場合には、上述のリンク 1、およびリンク 2の両方を立ち上げ、それぞれを用 いなければならない。もしくは両方を 1つのリンクとしてまとめて取り扱わねばならない 。すなわち、操作者は図 6および図 7に示す処理を実行して観察箇所を定め、干渉 計の条件を定めた後に、ステップ 613およびステップ 721のリンクの設定を 1つのリン クとしてコンピュータに人力する。
産業上の利用可能性
[0064] 上述したように、本発明によれば、試料ホルダー、可動絞りや電子線バイプリズム等 の荷電粒子線調整装置を、荷電粒子線の光学系の光軸に垂直な XY平面内、もしく は少し傾斜した平面内で回転させる際に、原理的に発生する荷電粒子線の照射位 置の移動を、当該装置の位置検出器、駆動装置を利用することによって相殺するよう に補正し、該平面内のいかなる回転を行なう場合においても、同一箇所を荷電粒子 線が透過できる。さらにこれら複数の装置の回転機構を連動させることによって、より 簡便かつ高精度に、複数の回転機構をコントロールすることが可能となり、これら複 数の回転機構によって構成される荷電粒子線装置が持つ利点を享受できる。
図面の簡単な説明
[0065] [図 1] (A) - (C)は試料ホルダーの回転操作とこれに伴って必要となる補正操作を説 明する図である。
[図 2] (A)は図 1 (A)と同じ図、 (B)は (A)の状態力 ホルダー板 10の xy平面が y軸 を中心に、角度 φだけ傾斜している場合を考えた図、（C)は傾斜したホルダー板 10 を回転させた結果を示す図であり、図 1 (C)と対応する図である。
[図 3]本発明を適用した 2段電子線バイプリズムを備える電子顕微鏡の構成を示す模 式図である。
[図 4]操作者の操作に関連する制御用コンピュータ 300と各ホルダー 10— 50との関 係をより具体的に説明するためのブロック図である。
[図 5]試料ホルダーの回転中心の決定のためのフローを示す図である。
[図 6]試料ホルダーおよび絞りホルダーを連動させる処理フローを単結晶試料につい て示す図である。
[図 7]3段電子線バイプリズム干渉計のバイプリズムを連動させる処理フローを 3つの バイプリズムホルダーが等価な場合について示す図である。
[図 8]リンク設定が指示された後、操作者による回転角度の入力に対応して連動処理 がコンピュータにより実行される状況を説明するフロー図である。
符号の説明
1…ホルダー板、 2…試料保持部、 3…試料保持部の回転中心、 4…試料、 5…試 料の観察あるいは加工点、 6…光学系の光軸、 7, 8, 9…駆動装置、 7' , 8'…位置 検出器、 9'…回転角検出器、 10…試料ホルダー、 20…対物絞りホルダー、 30· ··制 限視野絞りホルダー、 40…第 1電子線バイプリズムホルダー、 50…第 2電子線バイ プリズムホルダー、 60· ··観察面、 71· ··対物レンズ、 72· ··第 1拡大レンズ、 73· ··第 2 拡大レンズ、 110…真空容器、 120…荷電粒子線源、 130…照射光学系、 201— 20 5…ボックス、 300…制御用コンピュータ、 320…制御用コンピュータの入力手段、 33 0…制御用コンピュータの表示装置、 310 - 310…駆動系マイコン、 410…画像入
1 5
力装置、 420· ··画像観察モニター、 430· ··画像記録装置。

Claims

請求の範囲 [1] 試料の観察、もしくは、加工に使用される荷電粒子線装置であって、前記荷電粒子 線装置の光学系の光軸に垂直な XY平面内、もしくは少し傾斜した平面内で前記試 料を回転可能に保持するとともに前記 XY平面内で移動可能に保持する試料ホルダ 一を備えるとともに、該試料ホルダーを前記 XY平面内で X方向、 Y方向に独立して 移動させる駆動装置と X方向、 Y方向の移動量を検出する位置検出器および前記試 料を光軸に垂直な XY平面内、もしくは少し傾斜した平面内で回転させる駆動装置と を備え、前記試料を回転させた角度 Θに応じて前記試料ホルダーを前記 XY平面内 で X方向、 Y方向に独立して移動させて、前記試料の回転に伴う前記試料に対する 光学系の光軸位置のずれを補正することを特徴とする荷電粒子線装置。 [2] 前記荷電粒子線装置の試料を回転可能に保持する試料ホルダーにおいて、前記 試料の前記回転角 Θを検出する回転検出器を備える請求項 1に記載の荷電粒子線 装置。 [3] 前記試料回転に伴う観察もしくは加工に供する試料位置の光学系の光軸位置に 対するずれの補正が、
(1)試料回転機構の回転中心座標の検出、
(2)前記試料に対する光軸位置の検出、
(3)前記試料回転角 Θの入力およびそれによる回転動作、もしくは、実際に回転した 後の回転角 Θの検出、
を基礎として実行される請求項 1または 2に記載の荷電粒子線装置。
[4] 試料の観察、もしくは、加工に使用される荷電粒子線装置であって、前記荷電粒子 線装置の光学系の光軸に垂直な XY平面内、もしくは少し傾斜した平面内で前記試 料を前記 XY平面内で移動可能に保持する試料ホルダーを備えるとともに、荷電粒 子線の流れの方向に、前記荷電粒子線装置の光学系の光軸に垂直な XY平面内、 もしくは少し傾斜した平面内で荷電粒子線調整装置を回転可能に保持するとともに 前記 XY平面内で移動可能に保持し、前記荷電粒子線調整装置を前記 XY平面内 で X方向、 Y方向に独立して移動させる駆動装置と X方向、 Y方向の移動量を検出 する位置検出器および前記荷電粒子線調整装置を光軸に垂直な XY平面内、もしく は少し傾斜した平面内で回転させる駆動装置とを備え、前記荷電粒子線調整装置を 回転させた角度 Θに応じて前記荷電粒子線調整装置を前記 XY平面内で X方向、 Y 方向に独立して移動させて、前記荷電粒子線調整装置の回転に伴う前記荷電粒子 線調整装置に対する光学系の光軸位置のずれを補正することを特徴とする荷電粒 子線装置。
[5] 前記荷電粒子線装置の荷電粒子線調整装置にお！ヽて、前記荷電粒子線調整装 置の前記回転角 Θを検出する回転検出器を備えることを特徴とする請求項 4に記載 の荷電粒子線装置。
[6] 前記荷電粒子線調整装置とは、対物絞り、もしくは制限視野絞りなどの可動絞りに 代表される、荷電粒子線光学系上の荷電粒子線の角度分布、空間分布を制限、もし くは変更せしめる単数もしくは複数の装置または機構であることを意味する請求項 4 に記載の荷電粒子線装置。
[7] 前記荷電粒子線調整装置とは、バイプリズムなどの単数もしくは複数の荷電粒子線 偏向装置であることを意味する請求項 4に記載の荷電粒子線装置。
[8] 前記荷電粒子線調整装置が、ホルダー型に構築され、光軸上への着脱、もしくは 荷電粒子線装置の真空状態力 の着脱を容易ならしめる機構であることを特徴とす る請求項 4に記載の荷電粒子線装置。
[9] 前記荷電粒子線調整装置の回転に伴う、前記荷電粒子線調整装置に対する光学 系の光軸位置のずれの補正が、
(1)荷電粒子線調整装置の回転機構の回転中心座標の検出、
(2)前記荷電粒子線調整装置に対する光軸位置の検出、
(3)前記荷電粒子線調整装置の回転角 Θの入力およびそれによる回転動作、もしく は、実際に回転した後の回転角 Θの検出、
を基礎として実行される請求項 4または 5に記載の荷電粒子線装置。
[10] 前記試料ホルダーに加えて、単数もしくは複数の前記荷電粒子線調整装置を備え ることを特徴とする請求項 1から 9のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
[11] 前記試料ホルダーと、単数もしくは複数の前記荷電粒子線調整装置を備えた荷電 粒子線装置のそれぞれの回転機構において、それら回転機構の全部もしくは選択さ れたいくつかの回転機構における回転動作と、その回転に伴う光軸力 のずれの補 正が互いに連動して行なわれることを特徴とする請求項 10に記載の荷電粒子線装 置。
[12] 前記試料ホルダーと単数もしくは複数の前記荷電粒子線調整装置の回転機構の 連動が、
(1)前記各回転機構の回転中心座標の検出、
(2)光学系各レンズの使用条件 (倍率、焦点距離等)の確定、
(3)該光学条件における各回転機構の水平移動距離の相対比の算出、
を基礎として実行される請求項 11に記載の荷電粒子線装置。
[13] 電子線源、該電子線源から放出される電子線が照射光学系を介して形成する光源 、試料を保持し該試料へ該光源カゝら電子線を照射するための試料ホルダー、該試料 ホルダーの後段に設けられる対物レンズ、該対物レンズの後段に設けられる対物絞 り、該対物絞りの後段に設けられる第 1の電子線バイプリズム、該第 1の電子線パイプ リズムと同段もしくは後段に設けられる第 1の制限視野絞り、該制限視野絞りの後段 に設けられる第 1拡大レンズ、該第 1拡大レンズの後段に設けられる第 2の電子線バ ィプリズム、さらに該第 2の電子線バイプリズムと同段、もしくは、より後段に設けられる 第 2の制限視野絞り、その後段にシリーズに配される拡大レンズ系、そしてこれら結像 系の最終段に設けられる観察面と、この観察面を観察もしくは記録するための機構を 備える電子顕微鏡にお!/、て、
前記第 1もしくは第 2、もしくはその両方の電子線バイプリズムが前記電子顕微鏡の 光学系の光軸に垂直な XY平面内で移動可能に保持されるとともに、前記 XY平面 内もしくは少し傾いた平面内に於いて回転可能に保持され、前記第 1もしくは第 2、も しくはその両方の電子線バイプリズムをそれぞれの位置する前記 XY平面内で X方向 、 Y方向に独立して移動させる駆動装置と X方向、 Y方向の位置を検出する位置検 出器を備え、およびそれぞれの電子線バイプリズムを回転させる駆動装置を備え、前 記それぞれの電子線バイプリズムを回転させた角度 Θに応じて前記それぞれの電子 線バイプリズムをそれぞれの前記 XY平面内で X方向、 Y方向に独立して移動させて
、それぞれの前記電子線バイプリズムの回転に伴う前記電子線バイプリズムに対する 光学系のそれぞれの光軸位置のずれを補正することを特徴とする電子顕微鏡。
[14] 前記電子顕微鏡の前記それぞれの電子線バイプリズムにおいて、前記それぞれの 電子線バイプリズムの前記回転角 Θを検出する回転検出器をそれぞれ別個に備え ることを特徴とする請求項 13に記載の荷電粒子線装置。
[15] 前記電子顕微鏡に於!ヽて、対物レンズが複数段のレンズに分離して構成され、該 それぞれの対物レンズがそれぞれ独立して焦点距離等レンズ条件を制御できること を特徴とする請求項 13に記載の電子顕微鏡。
[16] 前記、複数段に分離された対物レンズ系に於いて、該それぞれの対物レンズの間 に、電子線の流れる方向に沿って順に、対物絞り、電子線バイプリズム、制限視野絞 りの全て、もしくはこれらのうちのいずれか 1つもしくは 2つが設置され、それぞれ独立 に位置の移動が制御可能であることを特徴とする請求項 15に記載の電子顕微鏡。
[17] 前記、複数段に分離された対物レンズの間に設けられた対物絞り、電子線バイプリ ズム、制限視野絞りの全て、もしくはこれらのうちのいずれかが請求項 13に記載の回 転可能な機構で構成され、それぞれ他の回転機構とは独立に回転が制御可能であ ることを特徴とする請求項 16に記載の電子顕微鏡。
[18] 前記回転角 Θを検出する回転検出器を前記それぞれの回転機構がそれぞれ別個 に備えることを特徴とする請求項 17に記載の荷電粒子線装置。
[19] 前記電子線バイプリズムの回転に伴う該電子線バイプリズムに対する光学系の光 軸位置のずれの補正力 それぞれの機構において、
( 1 )電子線バイプリズムの回転機構の回転中心座標の検出、
( 2)前記電子線バイプリズムに対する光軸位置の検出、
(3)前記電子線バイプリズムの回転角 Θの入力およびそれによる回転動作、もしくは 、実際に回転した後の回転角 Θの検出、
を基礎として実行される請求項 13から 18のいずれか〖こ記載の電子顕微鏡。
[20] 前記複数のそれぞれに回転機構を備えた電子線バイプリズムのうち、それら全部も しくは選択された 、くつかの電子線バイプリズムにお 、て、それぞれの回転機構の回 転動作と、その回転に伴う光軸力 のずれの補正が互いに連動して行なわれることを 特徴とする請求項 19に記載の電子顕微鏡。
[21] 前記複数のそれぞれに回転機構を備えた電子線バイプリズムの回転機構の連動 が、
(1)前記各回転機構の回転中心座標の検出、
(2)光学系各レンズの使用条件 (倍率、焦点距離等)の確定、
(3)該光学条件における各回転機構の水平移動距離の相対比の算出、
を基礎として実行される請求項 20に記載の電子顕微鏡。
[22] 電子線源、該電子線源から放出される電子線が照射光学系を介して形成する光源 、試料を保持し該試料へ該光源カゝら電子線を照射するための試料ホルダー、該試料 ホルダーの後段に設けられる対物レンズ、該対物レンズの後段に設けられる対物絞 り、該対物絞りの後段に設けられる第 1の制限視野絞り、該制限視野絞りの後段に設 けられる第 1拡大レンズ、その後段にシリーズに配される拡大レンズ系、そしてこれら 結像系の最終段に設けられる観察面と、この観察面を観察もしくは記録するための 機構を備える電子顕微鏡にお ヽて、
前記試料ホルダーが前記電子顕微鏡の光学系の光軸に垂直な XY平面内で移動 可能に保持されるとともに、前記 XY平面内もしくは少し傾いた平面内に於いて回転 可能に保持され、前記試料ホルダーの位置する前記 XY平面内で X方向、 Y方向に 独立して移動させる駆動装置と X方向、 Y方向の位置を検出する位置検出器を備え 、および試料ホルダーを回転させる駆動装置を備え、前記試料ホルダーを回転させ た角度 Θに応じて前記試料ホルダーをそれぞれの前記 XY平面内で X方向、 Y方向 に独立して移動させて、前記試料ホルダーの回転に伴う前記試料ホルダーに対する 光学系の光軸位置のずれを補正することを特徴とする電子顕微鏡。
[23] 前記電子顕微鏡の前記試料ホルダーにお 、て、前記試料ホルダーの前記回転角
0を検出する回転検出器を備えることを特徴とする請求項 22に記載の電子顕微鏡。
[24] 前記試料ホルダーの回転に伴う該試料ホルダーに対する光学系の光軸位置のず れの補正が、
( 1 )試料ホルダーの回転機構の回転中心座標の検出、
(2)前記試料ホルダーに対する光軸位置の検出、
(3)前記試料ホルダーの回転角 Θの入力およびそれによる回転動作、もしくは、実 際に回転した後の回転角 Θの検出、
を基礎として実行される請求項 22または 23に記載の電子顕微鏡。
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