JPH0353441A - エレクトロンチヤネリングパターンを得る方法および装置 - Google Patents

エレクトロンチヤネリングパターンを得る方法および装置

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JPH0353441A
JPH0353441A JP1187351A JP18735189A JPH0353441A JP H0353441 A JPH0353441 A JP H0353441A JP 1187351 A JP1187351 A JP 1187351A JP 18735189 A JP18735189 A JP 18735189A JP H0353441 A JPH0353441 A JP H0353441A
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JP
Japan
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sample
electron
electron beam
crystal
crystal sample
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JP1187351A
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Tadashi Otaka
正 大高
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/295Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/2955Electron or ion diffraction tubes using scanning ray

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエレクトロンチャネリングパターンを得る方法
および装置、特に試料の電子による走査像との関連にお
いてエレクトロンチャネリングパターンを得る方法およ
び装置に関する。
〔従来の技術〕
試料を集束された電子ビームで走査すると共にこれと同
期して陰極線管のスクリーンを陰極線ビーム(電子ビー
ム)で走査し、かつ試料がら発生される二次電子または
反射電子信号により陰極線管の輝度変調を行えば,陰極
線管のスクリーンには試料の走査領域の二次電子像また
は反射電子像(以下これを単に試料走査像と呼ぶ)が表
示される。 一方、その試料走査像表示モードからエレ
クトロンチャネリングモードへのモード切換えが行われ
ると、試料を照射すべき電子ビームは平行となり、かつ
その平行電子ビームは試料のある位置の周りで角度走査
される。すなわち、試料のある位置に対する平行ビーム
の入射角および方位角が走査される。これによって試料
から発生される二次電子または反射電子は陰極線管に輝
度変調のために導入され、これによって陰極線管のスク
リーンには試料走査像に代ってエレクトロンチャネリン
グパターンが表示される。このエレクトロンチャネリン
グパターンは結晶試料の結晶方位解析のために用いられ
る。
一般には,まず適当な倍率での試料走査像を得てその中
でエレクトロンチャネリングパターンを得たい場所を選
択し、しかる後にその選択した場所を電子ビーム照射位
置に位置づけるように試料を移動し、その状態で得られ
るエレクトロンチャネリングパターン像を写真に記録し
、あるいはそのエレクトロンチャネリングパターン信号
をメモリに記憶している。そして、エレクトロンチャネ
リングパターンを得たい場所が複数ある場合は、同じス
テップが複数回くり返される。
〔発明が解決しようとする課題〕
たとえばエレクトロンチャネリングパターンによって鋼
板の結晶方位解析を行ってその鋼板の評価を行おうとす
ると、試料走査像の1111祭を通じて確認される数十
から数百にも及ぶ結晶粒についてそのエレクトロンチャ
ネリングパターンを得ることが必要である。このような
場合、前述した通常のやり方では各結晶粒の位置づけの
能率が極度に悪いため、エレクトロンチャネリングパタ
ーンによる試料の正しい評価を行うことは実質的に不可
能に近い。
したがって、本発明の目的はエレク(・ロンチャネリン
グパターンによる結晶試料の正しい評価を行うのに適し
たエレクトロンチャネリングパターンを得る方法および
装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、電子ビームによる結晶試料の走査を行って
その結晶試料の、エレクトロンチャネリングパターンを
得るべき結晶粒の位置を求め、その結晶粒位置を自動的
に電子ビーム照射位置に一致させてエレクトロンチャネ
リングパターン信号を得るようにしている。
〔作用〕
エレクトロンチャネリングパターンを得るべき結晶粒は
自動的かつ正確に位置づけされるようになるので、結晶
粒が数十から数百に及ぶ場合でもその結晶粒のエレクト
ロンチャネリングパターン信号を効率的に得ることがで
きるようになり、したがって、本発明によればエレクト
ロンチャネリングパターンによる結晶試料の正しい評価
を行うのに適したエレクトロンチャネリングパターンを
得る方法および装置が提供される。
〔実施例〕
第1図を参照するに、電子銃電源1は電子銃2を作動さ
せ、それによって電子銃2からは加速された電子ビーム
が放出され、この電子ビームはレンズ電源3および4に
よって励磁される集束レンズ5および6、偏向装置8お
よび9並びにレンズ電源10によって励磁される対物レ
ンズ11を介して試料12に向けられる。
試料走査像モードにあっては、集束レンズ5および6に
よって位置7に電子銃2の電子源のクロスオーバー像が
生じ、この像は対物レンズ1lによって試料12上に生
ずる。また、偏向装置8および9は電子ビームを対物レ
ンズ11の主面中心を支点として2次元的に偏向し、こ
れによって試料↓2は集束された電子ビームで2次的に
走査される。電子ビームの2次元的な偏向信号は偏向電
源l3から偏向量設定器14を介して偏向装置8および
9に与えられ、偏向電源l3は処理装置29からの指令
により廓動される。
試料12からはこれを集束された電子ビームで走査する
ことによって試料を特徴づける二次電子が発生され、検
出装1i15によって検出される。
試料12からは試料を特徴づける反射電子も発生され,
したがって検出装置15は反射電子を検出する検出装置
であってもよい。検出装置15の出力信号はA/D変換
器17によってA/D変換され、画像メモリ18に記憶
される。このメモリ内の画像信号は処理装置29によっ
て読出され、D/A変換器30によりD/A変換されて
、陰極線管↑9に輝度変調のために与えられる。
偏向電源13からの偏向信号は陰極線管19の偏向装置
20にも与えられ、これにより陰極線管19のスクリー
ンは試料l2の走査と同期して2次元的に走査される。
したがって、陰極線管19のスクリーンには試料12か
ら発生される二次電子にもとづく試料走査像が表示され
る。この場合,偏向量設定器14によって電子ビームの
編向量、したがって陰極線管工9に表示される試料走査
像の倍率が変えられる。
エレクトロンチャネリングパターンモードにあっては,
集束レンズ6および対物レンズ11の励磁条件が変更さ
れる。これらのレンズの励磁条件設定は処理装置29か
らレンズ電源4および10にレンズ条件設定指令信号を
与えることによってなされ得る。これによって、電子銃
2の電子源のクロスオーバーポイントの像は対物レンズ
11の前方焦点面2lに生し、したがって対物レンズ1
1は電子ビームを平行ビームとし,この平行ビームによ
って試料工2が照射される。
また、偏向装置9はスイッチ22により偏向装置8から
切離され、更に偏向装置8の偏向条件が変更される。ス
イッチ22の切換えおよび偏向装置8の偏向条件の変更
は処理装置29からスイッチ22および偏向量設定器1
4にそれぞれ切換え指令信号および偏向条件設定指令信
号を与えることによりなされ得る。これにより平行電子
ビームは試料l2の一定位置において角度走査される。
すなわち平行電子ビームの試料12の一定位置に対する
入射角および方位角が走査される。
この状態において試料l2から発生される2次電子信号
(これは反射電子信号であってもよい)は試料走査像モ
ードの場合と同様に画像メモリ18に記憶される。その
記憶された画像は処理装置29により読出され、D/A
変換後陰極線管19に導入される。したがって、陰極線
管19にはエレクトロンチャネリングパターンが表示さ
れる. 試料12はX軸ステージ23およびYステージ24のX
およびY方向への移動によって2次元的に任意の方向に
任意の量だけ移動され,XおよびYステージ23および
24のXおよびY方向移動はXおよびYfJ動電g25
および26によって行われ、そしてこれらの電源は処理
装置29からの指令にもとづきステージ制御装置27に
より制御される。
さて、試料走査像から試料の結晶粒の代表位置を知り、
それにもとづいて結晶粒を電子ビーム照射位置に移動し
てエレクトロンチャネリングパターンを得る一連の動作
を第2図の動作フローチャートをも参照しながら説明す
る。
試料12として結晶試料が用いられる。試料走査像モー
ドが選択され、このモードにおいて試料上2からの試料
走査信号がメモリ18に記憶される(ステップSL)。
このメモリに記憶されている画像信号は読出され、それ
にもとづき陰極線管l9に試料走査像が表示される(ス
テップS2)。
この試料走査像は一例として第3図に示されている6第
3図において、PL,P2,P3,・・・は多数の結晶
粒を示す。
メモリ18に記憶されている画像信号に対しては2値化
処理が施される(ステップS3)。すなわち、粒界から
の画像信号とそれ以外からの画像信号の間には大きさに
おいて差があることから、粒界からの画像信号レベルと
それ以外からの画像信号レベルの間にスレツショルドレ
ベルが設定され,このスレツショルドレベルに対して粒
界からの画像信号レベル側にある画素信号がLレベル画
素信号,反対側にある画素信号がHレベル画素信号とな
るように画像信号に対する2値化処理が行われる。
そのような2値化処理に続いて各結晶粒の代表位置,典
型的には重心が算出される(ステップS4)。一般に重
心は、質量mt,m2,・・・をもつ各質点の位置を(
 X1+ yl) p  (X2+ y2) rとし、
重心の位置をX+ yとすると.x=ΣxIInI/Σ
m+,y=Σyt m + /Σmlで与えられる。こ
こで,結晶粒内の各画素が貿量工の重さをもつと考える
ならば、mIはl、Σmlは結晶粒内の画素数、すなわ
ち面積を表わす。
続いて、このようにして算出された各結晶粒の重心位置
はエレク1・ロンチャネリングモードにおける電子ビー
ム照射位N(一定)からの重心位置に変換される(ステ
ップS5)。この変換された重心位置信号はステージ制
御装置27に与えられ,これにより試料12は各結晶粒
の重心が上記電子ビーム照射位置(一定)に順次位置づ
けられるように自動的に移動される(S6)。
エレクトロンチャネリングパターンモードが選択され、
このモードにおいて各結晶粒のエレクトロンチヤネリン
グパターン信号が順次自動的に得られる(ステップS7
)。このエレクトロンチャネリングパターン信号はメモ
リL8に記憶され、かつ陰極線管19に導入され、表示
される。
エレクトロンチャネリングパターンの解析および結晶方
位の決定はメモリ18に記憶されているエレクトロンチ
ャネリングパターン信号にもとづき既知の方広で処理装
置↓5に行わせてもよい。
第4図は結晶粒界が明確でない試料走査像の一例を示す
。このように結晶粒界が明確でない場合は操作者が試料
走査像上で各結晶粒の解析位置(代表位置)を自己判断
により求めてこれをライトペンや移動マーカを利用して
指定し、その指定した位置を倍率を考慮して電子ビーム
照射位置からの位置に変換し、これをステージ制御装置
27に与えて、指定位置に対応する試料上位置を順次電
子ビーム照射位置に位置づけ、エレクトロンチヤネリン
グパターン信号を得るようにするとよい。
以上の説明から明らかむように、実施例では、電子ビー
ムによる結晶試料の,エレクトロンチャネリングパター
ンを得るへき結晶粒の位置を求め、その結晶粒位置を自
動的に電子ビーム照射位置に一敦させてエレクトロンチ
ャネリングパターン信号を得るようにしているので、結
晶粒の数が非常に多い場合でもそのエレクトロンチャネ
リングパターン信号を効率よく得ることができ、したが
ってエレクトロンチャネリングパターンによる結晶試料
の正しい評価を行うことができるようになる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、エレクトロンチャネリングパターンに
よる結晶試料の正しい評価を行うのに適したエレクトロ
ンチャネリングパターンを得る方法および装置が提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第t図は本発明にもとづく一実施例のエレクトロンチャ
ネリングパターンを得る装置の概念図、第2図は第1図
の装置の動作フローチャート、第3図および第4図は第
1図の装置により得られた試料走査像を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、結晶試料を電子ビームで走査し、それによりその結
    晶試料から得られる、その試料を特徴づける情報信号を
    メモリに記憶し、この記憶された情報信号にもとづいて
    前記結晶試料の複数の結晶粒の各々の代表位置を自動的
    に求め、この求められた代表位置にもとづいて前記結晶
    粒を前記電子ビームによつて照射されるべき予め定めら
    れた位置に順次位置づけるように前記結晶試料を自動的
    に移動させ、前記電子ビームによる前記結晶試料の走査
    を止めて、前記電子ビームを前記予め定められた位置に
    おいて角度走査し、それによつて前記予め定められた位
    置に順次位置づけられた結晶粒から得られるエレクトロ
    ンチヤネリングパターン信号を得ることを特徴とするエ
    レクトロンチヤネリングパターンを得る方法。 2、結晶試料を電子ビームで走査し、それによりその結
    晶試料から得られる、その試料を特徴づける情報信号を
    メモリに記憶し、この記憶された情報信号を2値化処理
    し、この2値化処理された情報信号にもとづいて前記結
    晶試料の複数の結晶粒の各々の代表位置を求め、この求
    められた代表位置にもとづいて前記結晶粒を前記電子ビ
    ームによつて照射されるべき予め定められた位置に順次
    位置づけるように前記結晶試料を自動的に移動させ、前
    記電子ビームによる前記結晶試料の走査を止めて、前記
    電子ビームを前記予め定められた位置において角度走査
    し、それによつて前記予め定められた位置に順次位置づ
    けられた結晶粒から得られるエレクトロンチヤネリング
    パターン信号を得ることを特徴とするエレクトロンチヤ
    ネリングパターンを得る方法。 3、前記代表位置は重心位置であることを特徴とする請
    求項1または2に記載のエレクトロンチヤネリングパタ
    ーンを得る方法。 4、前記電子ビームによる前記結晶試料の走査の停止と
    前記電子ビームの前記予め定められた位置における角度
    走査の開始は自動的に同期して行われることを特徴とす
    る請求項1または2に記載のチヤネリングパターンを得
    る方法。 5、電子ビームを発生する手段と、その電子ビームで結
    晶試料を走査し、それによつてその結晶試料から得られ
    る、その試料を特徴づける情報信号を検出する手段と、
    その情報信号を記憶する手段と、その記憶された情報信
    号にもとづいて前記結晶試料の複数の結晶粒の代表位置
    を算出する手段と、その算出された代表位置にもとづい
    て前記結晶試料を自動的に移動させて、前記結晶粒を前
    記電子ビームによつて照射されるべき予め定められた位
    置に順次位置づける手段と、前記電子ビームによる前記
    結晶試料の走査を停止する手段と、前記電子ビームを前
    記予め定められた位置において角度走査し、それによつ
    て前記予め定められた位置に位置づけられた結晶粒から
    エレクトロンチヤネリングパターン信号を得る手段とを
    備えているエレクトロンチヤネリングパターンを得る装
    置。 6、前記電子ビームの角度走査を前記結晶試料の走査停
    止と連動して開始させる手段を備えている請求項5に記
    載のエレクトロンチヤネリングパターンを得る装置。 7、前記代表位置算出手段は前記記憶された情報信号を
    2値化処理し、その処理された情報信号にもとづいて前
    記代表位置を求める手段からなることを特徴とする請求
    項5または6に記載のエレクトロンチヤネリングパター
    ンを得る装置。 8、前記代表位置は重心位置であることを特徴とする請
    求項7に記載のエレクトロンチヤネリングパターンを得
    る装置。 9、前記情報信号は二次電子信号および反射電子信号の
    うちの一つからなる請求項8に記載のエレクトロンチヤ
    ネリングパターンを得る装置。 10、電子ビームを発生する手段と、その電子ビームで
    結晶試料を走査し、それによつてその結晶試料から得ら
    れる、その試料を特徴づける情報信号を検出する手段と
    、その情報信号にもとづいて前記試料の像を表示する手
    段と、その像上の任意の位置を指定してその対応信号を
    得る手段と、その位置信号を記憶する手段と、その記憶
    された位置信号にもとづいてその位置信号に対応する前
    記結晶試料の位置を前記電子ビームによつて照射される
    べき予め定められた位置に位置づけるように前記結晶試
    料を自動的に移動させる手段と、前記電子ビームによる
    前記結晶試料の走査を停止する手段と、前記電子ビーム
    を前記予め定められた位置において角度走査し、それに
    よつて前記予め定められた位置に位置づけられた前記結
    晶試料の位置からエレクトロンチヤネリングパターン信
    号を得る手段とを備えているチヤネリングパターンを得
    る装置。 11、前記エレクトロンチヤネリングパターン信号を記
    憶する手段を備えている請求項10に記載のエレクトロ
    ンチヤネリングパターンを得る装置。 12、前記電子ビームの角度走査を前記結晶試料の走査
    停止と連動して開始させる手段を備えている請求項11
    に記載のエレクトロンチヤネリングパターンを得る装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0652819A (ja) * 1992-07-29 1994-02-25 Hitachi Ltd 自動分析電子顕微鏡
JP2001002078A (ja) * 1999-06-24 2001-01-09 Yoshitoshi Maeda 貯水タンク及び浄水機

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JPS6091247A (ja) * 1983-10-25 1985-05-22 Nippon Steel Corp 結晶方位解析方法および装置

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