JPH01276552A - 電子顕微鏡 - Google Patents
電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPH01276552A JPH01276552A JP63106195A JP10619588A JPH01276552A JP H01276552 A JPH01276552 A JP H01276552A JP 63106195 A JP63106195 A JP 63106195A JP 10619588 A JP10619588 A JP 10619588A JP H01276552 A JPH01276552 A JP H01276552A
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- Japan
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- electron beam
- angle
- electrons
- electron
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/21—Means for adjusting the focus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/261—Details
- H01J37/265—Controlling the tube; circuit arrangements adapted to a particular application not otherwise provided, e.g. bright-field-dark-field illumination
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は電子顕微鏡に係り、特に焦点合せ及び対物レン
ズの非点収差補正時の観察像のコントラストを良くして
、該焦点合せや対物レンズの非点収差補正を容易にした
電子顕微鏡に関する。
ズの非点収差補正時の観察像のコントラストを良くして
、該焦点合せや対物レンズの非点収差補正を容易にした
電子顕微鏡に関する。
（従来の技術）
第３図は、従来技術の電子顕微鏡の部分断面図である。
同図において、試料２内を電子線１が通過すると、該電
子線１は、試料２を構成する原子と電子との相互作用に
よって透過メイン電子６、回折散乱電子５、非弾性散乱
電子７０３つに分かれる。
子線１は、試料２を構成する原子と電子との相互作用に
よって透過メイン電子６、回折散乱電子５、非弾性散乱
電子７０３つに分かれる。
これらの電子は、その後対物ポールピース１０によって
形成される対物レンズの主表面３においてｆｉｔ ｊｐ
され、その結果、前記回折散乱電子５のみが対物アパー
チャ４によって遮断される。したがって、このような従
来技術において得られる観察像は非弾性散乱電子７と透
過ＭＡ Ｉ Ｎ電子６とを結像させて得られる明視野像
であり、取り除かれた回折散乱電子５の分だけコントラ
ストが生じる。
形成される対物レンズの主表面３においてｆｉｔ ｊｐ
され、その結果、前記回折散乱電子５のみが対物アパー
チャ４によって遮断される。したがって、このような従
来技術において得られる観察像は非弾性散乱電子７と透
過ＭＡ Ｉ Ｎ電子６とを結像させて得られる明視野像
であり、取り除かれた回折散乱電子５の分だけコントラ
ストが生じる。
又、該明視野像におけるフォーカス合せは、入射電子１
を試料上の一点を軸として一方向に震動させるワブラー
運動によって像のボケを大きく見せながら行なわれてい
た。又、対物レンズの非点収差の補正は、特願昭５４−
２８７０３号に記載のように、電子線１を試料上の一点
を軸として光軸を対称に円錐運動すなわちホロコーン運
動させ、非点収差による像のボケを大きく見せながら行
なわれていた。
を試料上の一点を軸として一方向に震動させるワブラー
運動によって像のボケを大きく見せながら行なわれてい
た。又、対物レンズの非点収差の補正は、特願昭５４−
２８７０３号に記載のように、電子線１を試料上の一点
を軸として光軸を対称に円錐運動すなわちホロコーン運
動させ、非点収差による像のボケを大きく見せながら行
なわれていた。
（発明が解決しようとする課題）
上記した従来技術では、焦点合せ及び非点収差補正時の
観察像が明視野像であるため、特に、コントラストの低
い試料を観察する場合の焦点合せ及び非点収差補正には
、オペレータに相当を熟練度を要求する。
観察像が明視野像であるため、特に、コントラストの低
い試料を観察する場合の焦点合せ及び非点収差補正には
、オペレータに相当を熟練度を要求する。
また、明視野像を得るためには、対物アパーチャの穴径
が、透過メイン電子と非弾性散乱電子とを透過させるこ
とができるだけの大きさでなければならないため操作性
が良くなかった。
が、透過メイン電子と非弾性散乱電子とを透過させるこ
とができるだけの大きさでなければならないため操作性
が良くなかった。
本発明の目的は、観察像のコントラストを向上させるこ
とによって焦点合せ及び非点収差補正を容易にした電子
顕微鏡を提供することにある。
とによって焦点合せ及び非点収差補正を容易にした電子
顕微鏡を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記した問題点を解決するために、本発明は、電子線の
試料への入射角度を制御することによって透過メイン電
子を対物アパーチャで遮断し、実質上、回折散乱電子の
みで結像される暗視野像を用いて焦点合せ及び非点収差
補正を行うようにした点に特徴がある。
試料への入射角度を制御することによって透過メイン電
子を対物アパーチャで遮断し、実質上、回折散乱電子の
みで結像される暗視野像を用いて焦点合せ及び非点収差
補正を行うようにした点に特徴がある。
さらに、試料に照射する電子線を試料上の一点を軸とし
て光軸を対称にホロコーン運動させ、試料の全方位の暗
視野像が得られるようにした点に特徴がある。
て光軸を対称にホロコーン運動させ、試料の全方位の暗
視野像が得られるようにした点に特徴がある。
（作用）
第４図はコントラストの発生原因を説明するための図で
あり、縦軸は試料に照射される電子線の電子流密度、横
軸は試料上での電子線の照射位置を表している。
あり、縦軸は試料に照射される電子線の電子流密度、横
軸は試料上での電子線の照射位置を表している。
前記したように、従来技術において得られる観察像は明
視野像であり、取り除かれた回折散乱電子の分だけコン
トラストが生じる。−船内に、透過メイン電子と回折散
乱電子との電子流密度の和を１１、透過メイン電子だけ
の電子流密度をＩ２とすると、コントラストＣは以下の
ように表される。
視野像であり、取り除かれた回折散乱電子の分だけコン
トラストが生じる。−船内に、透過メイン電子と回折散
乱電子との電子流密度の和を１１、透過メイン電子だけ
の電子流密度をＩ２とすると、コントラストＣは以下の
ように表される。
Ｃ−（１−１）／ｆ（１１＋１２）／２１・・・（１）
したがって、上記したように暗視野像だけを用いて観察
像を結像すると、前記透過メイン電子による電子流密度
Ｉ２がＯとなるので、像の明るさは暗くなるもののコン
トラストＣは向上する。
像を結像すると、前記透過メイン電子による電子流密度
Ｉ２がＯとなるので、像の明るさは暗くなるもののコン
トラストＣは向上する。
なお、この回折散乱電子の電子流密度は試料を構成する
物質（原子番号）や試料の厚みに大きく左右されるが、
通常、暗視野像による観察像は明視野像のそれに比較し
てコントラストが高いために鮮明である。したがって、
該暗視野像を用いれば焦点合せ及び非点収差補正を正確
かつ簡単に行うことができるようになる。
物質（原子番号）や試料の厚みに大きく左右されるが、
通常、暗視野像による観察像は明視野像のそれに比較し
てコントラストが高いために鮮明である。したがって、
該暗視野像を用いれば焦点合せ及び非点収差補正を正確
かつ簡単に行うことができるようになる。
さらに、本発明によれば電子線をホロコーン運動させる
ことによって焦点合せ及び非点収差補正時の像のぼけを
大きくすると共に全方位の暗視野像を同時に観察するこ
とができるようになるので、焦点合せ及び非点収差補正
を、さらに正確かつ容易に行うことができるようになる
。
ことによって焦点合せ及び非点収差補正時の像のぼけを
大きくすると共に全方位の暗視野像を同時に観察するこ
とができるようになるので、焦点合せ及び非点収差補正
を、さらに正確かつ容易に行うことができるようになる
。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図を用いて詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例である電子顕微鏡の部分断
面図であり、第３図と同一の符号は同一または同等部分
を表している。
面図であり、第３図と同一の符号は同一または同等部分
を表している。
同図において、開口角２αは試料２より対物アパーチャ
４の穴を見込む角度であり、対物アパーチャ穴径と対物
レンズの収束度とによって決まる。
４の穴を見込む角度であり、対物アパーチャ穴径と対物
レンズの収束度とによって決まる。
そして、該開口角２αよりも小さい角度で散乱した電子
線は結像に寄与し、それ以外の電子線は対物アパーチャ
４によって遮断される。
線は結像に寄与し、それ以外の電子線は対物アパーチャ
４によって遮断される。
本実施例においては、試料２に照射する電子線１の入射
角θを開口角２αの１／２よりも大きくし、透過メイン
電子６が対物アパーチャ４によって遮断され、実質上、
回折散乱電子５だけが対物アパーチャ４を透過するよう
にする。
角θを開口角２αの１／２よりも大きくし、透過メイン
電子６が対物アパーチャ４によって遮断され、実質上、
回折散乱電子５だけが対物アパーチャ４を透過するよう
にする。
すなわち、本実施例では焦点合せ、及び非点収差補正時
の観察像が、実質上、回折散乱電子５によって結像され
る暗視野像であるために、該観察像のコントラストが高
く、焦点合せ及び非点収差補正を正確かつ容易に行うこ
とができるようになる。
の観察像が、実質上、回折散乱電子５によって結像され
る暗視野像であるために、該観察像のコントラストが高
く、焦点合せ及び非点収差補正を正確かつ容易に行うこ
とができるようになる。
第２図は、本発明のその他の実施例である電子顕微鏡の
構成を説明するための図であり、第１図または第３図と
同一の符号は同一または同等部分を表している。
構成を説明するための図であり、第１図または第３図と
同一の符号は同一または同等部分を表している。
本実施例においては、試料２に照射する電子線１を、前
記試料２より上面に設けた電子線偏向機構８でメイン電
子６が対物アパーチャ４にカットされるまで傾ける。つ
まり、第１図を用いて説明したように電子線１の試料２
への入射角θを対物レンズ３の開口角２αの１／２より
も大きくする。
記試料２より上面に設けた電子線偏向機構８でメイン電
子６が対物アパーチャ４にカットされるまで傾ける。つ
まり、第１図を用いて説明したように電子線１の試料２
への入射角θを対物レンズ３の開口角２αの１／２より
も大きくする。
このようにすれば、対物アパーチャ４内を、実質上、回
折散乱電子５だけが通過して１方向の暗視野像が得られ
る。この状態で、電子線偏向機構８を制御することによ
って入射電子１を試料上の一点を軸として光軸を対称に
ホロコーン運動させると、全ての方向の透過メイン電子
６が遮断されて像面９には全方位の暗視野像が結像され
る。
折散乱電子５だけが通過して１方向の暗視野像が得られ
る。この状態で、電子線偏向機構８を制御することによ
って入射電子１を試料上の一点を軸として光軸を対称に
ホロコーン運動させると、全ての方向の透過メイン電子
６が遮断されて像面９には全方位の暗視野像が結像され
る。
なお、対物レンズの非点収差を観察するためには全方位
を同時に観察する必要があるので、入射電子１のホロコ
ーン運動は数十Ｈｚ以上の高速で行なう必要がある。ま
た、対物アパーチャ４には穴径の異なる複数個の穴が設
けられているため電子線１の入射電子角θはその都度変
える必要がある。したがって、電子線偏向機構８は、前
記ホロコーン運動の周波数及び入射角θを任意の値に設
定することができるように構成することが望ましい。
を同時に観察する必要があるので、入射電子１のホロコ
ーン運動は数十Ｈｚ以上の高速で行なう必要がある。ま
た、対物アパーチャ４には穴径の異なる複数個の穴が設
けられているため電子線１の入射電子角θはその都度変
える必要がある。したがって、電子線偏向機構８は、前
記ホロコーン運動の周波数及び入射角θを任意の値に設
定することができるように構成することが望ましい。
本実施例によれば、観察像のコントラストを向上させる
ことが可能になると共に、対物レンズの非点収差による
ある方位のわずかな像のボケをも観察することができる
ようになるので、焦点合せ及び対物レンズの非点収差補
正を正確かつ容易に行うことができるようになる。
ことが可能になると共に、対物レンズの非点収差による
ある方位のわずかな像のボケをも観察することができる
ようになるので、焦点合せ及び対物レンズの非点収差補
正を正確かつ容易に行うことができるようになる。
なお、上記した実施例においては、観察像のボケを大き
く見せるために電子線１をホロコーン運動させるものと
して説明したが、本発明はこれのみに限定されるもので
はなく、透過メイン電子６を遮断し、実質上、回折散乱
電子５だけで結像される暗視野像のボケを大きく見せる
ことが可能であるならば、例えば電子線１をワブラー運
動させるようにしても良い。
く見せるために電子線１をホロコーン運動させるものと
して説明したが、本発明はこれのみに限定されるもので
はなく、透過メイン電子６を遮断し、実質上、回折散乱
電子５だけで結像される暗視野像のボケを大きく見せる
ことが可能であるならば、例えば電子線１をワブラー運
動させるようにしても良い。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明によればつぎの
ような効果が達成される。
ような効果が達成される。
（１）透過メイン電子を遮断することによって、実質上
、回折散乱電子のみによって結像されるコントラストの
高い暗視野像を得ることができるので、該暗視野像を用
いれば焦点合せ及び非点収差補正を正確かつ容易に行う
ことができるようになる。
、回折散乱電子のみによって結像されるコントラストの
高い暗視野像を得ることができるので、該暗視野像を用
いれば焦点合せ及び非点収差補正を正確かつ容易に行う
ことができるようになる。
（２）試料に照射する電子線をワブラー運動させ、焦点
合せ及び非点収差補正時の観察像のぼけを大きくしたの
で、焦点合せ及び非点収差補正をさらに正確かつ容易に
行うことができるようになる。
合せ及び非点収差補正時の観察像のぼけを大きくしたの
で、焦点合せ及び非点収差補正をさらに正確かつ容易に
行うことができるようになる。
（３）試料に照射する電子線をホロコーン運動させ、焦
点合せ及び非点収差補正時の観察像のぼけを大きくする
と共に全方位の暗視野像を得ることができるようにした
ので、焦点合せ及び非点収差補正をさらに正確かつ容易
に行うことができるようになる。
点合せ及び非点収差補正時の観察像のぼけを大きくする
と共に全方位の暗視野像を得ることができるようにした
ので、焦点合せ及び非点収差補正をさらに正確かつ容易
に行うことができるようになる。
（４）対物アパーチャを透過させる電子線が、実質上、
回折散乱電子だけとなるので対物アパーチャの穴径を小
さくすることが可能となり、その結果、操作性を向上さ
せることができる。
回折散乱電子だけとなるので対物アパーチャの穴径を小
さくすることが可能となり、その結果、操作性を向上さ
せることができる。
第１図は本発明の一実施例の断面図である。
第２図は本発明のその他の実施例の構成を示す立体図で
ある。 第３図は従来技術の断面図である。 第４図はコントラストの定義を説明するための図である
。 １・・・入射電子、２・・・試料、３・・・対物レンズ
主面、４・・・対物アパーチャ、５・・・回折散乱電子
、６・・・透過メイン電子、７・・・非弾性散乱電子、
８・・・電子線偏向機構、９・・・像面、１０・・・対
物ポールピース
ある。 第３図は従来技術の断面図である。 第４図はコントラストの定義を説明するための図である
。 １・・・入射電子、２・・・試料、３・・・対物レンズ
主面、４・・・対物アパーチャ、５・・・回折散乱電子
、６・・・透過メイン電子、７・・・非弾性散乱電子、
８・・・電子線偏向機構、９・・・像面、１０・・・対
物ポールピース
Claims (4)
- （１）試料上に照射される電子線を細く収束するための
対物レンズと、試料を透過した電子線の一部を遮断する
対物アパーチャと、電子線の試料への入射角度を制御す
る偏向機構とを具備した電子顕微鏡において、 電子線の試料への入射角を制御することによって透過メ
イン電子を前記対物アパーチャで遮断し、実質上、回折
散乱電子のみで結像される暗視野像を用いて焦点合せ及
び非点収差補正を行うことを特徴とする電子顕微鏡。 - （２）電子線の試料への入射角は、対物レンズの開口角
の１／２よりも大きいことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の電子顕微鏡。 - （３）前記偏向機構は、電子線を試料上の一点を軸とし
て光軸を対称にホロコーン運動させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項または第２項記載の電子顕微鏡。 - （４）前記偏向機構は、電子線を試料上の一点を軸とし
てワブラー運動させることを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項記載の電子顕微鏡。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106195A JPH07105209B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 電子顕微鏡 |
| US07/343,750 US4945237A (en) | 1988-04-28 | 1989-04-27 | Transmission electron microscope |
| EP89107695A EP0339655A3 (en) | 1988-04-28 | 1989-04-27 | Transmission electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106195A JPH07105209B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01276552A true JPH01276552A (ja) | 1989-11-07 |
| JPH07105209B2 JPH07105209B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=14427397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63106195A Expired - Lifetime JPH07105209B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 電子顕微鏡 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4945237A (ja) |
| EP (1) | EP0339655A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07105209B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5866905A (en) * | 1991-05-15 | 1999-02-02 | Hitachi, Ltd. | Electron microscope |
| US5650621A (en) * | 1993-06-21 | 1997-07-22 | Hitachi, Ltd. | Electron microscope |
| US7755043B1 (en) | 2007-03-21 | 2010-07-13 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Bright-field/dark-field detector with integrated electron energy spectrometer |
| US8642959B2 (en) * | 2007-10-29 | 2014-02-04 | Micron Technology, Inc. | Method and system of performing three-dimensional imaging using an electron microscope |
| US7838833B1 (en) | 2007-11-30 | 2010-11-23 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Apparatus and method for e-beam dark imaging with perspective control |
| JP7076362B2 (ja) * | 2018-12-06 | 2022-05-27 | 株式会社日立ハイテク | 荷電粒子線装置、静電レンズ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60105149A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-10 | Jeol Ltd | 電子線装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4068123A (en) * | 1973-07-27 | 1978-01-10 | Nihon Denshi Kabushiki Kaisha | Scanning electron microscope |
| JPS55121259A (en) * | 1979-03-14 | 1980-09-18 | Hitachi Ltd | Elelctron microscope |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63106195A patent/JPH07105209B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-04-27 EP EP89107695A patent/EP0339655A3/en not_active Withdrawn
- 1989-04-27 US US07/343,750 patent/US4945237A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60105149A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-10 | Jeol Ltd | 電子線装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07105209B2 (ja) | 1995-11-13 |
| EP0339655A3 (en) | 1990-07-11 |
| EP0339655A2 (en) | 1989-11-02 |
| US4945237A (en) | 1990-07-31 |
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