JPH053009A - 電子顕微鏡における軸上コマ補正方式 - Google Patents

電子顕微鏡における軸上コマ補正方式

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JPH053009A
JPH053009A JP3150487A JP15048791A JPH053009A JP H053009 A JPH053009 A JP H053009A JP 3150487 A JP3150487 A JP 3150487A JP 15048791 A JP15048791 A JP 15048791A JP H053009 A JPH053009 A JP H053009A
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JP
Japan
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center
voltage
electron microscope
current
coma
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JP3150487A
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English (en)
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Toshikatsu Kanayama
俊克 金山
Toshikazu Honda
敏和 本田
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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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
    • H01J37/26—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
    • 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
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/153—Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熟練や他の周辺装置を必要としない電子顕微
鏡における軸上コマ補正方式を提供すること。 【構成】 ウォブラを備え偏向コイルを制御して軸合わ
せを電圧中心又は電流中心で行う機能を備えた電子顕微
鏡において、電圧中心又は電流中心とコマ中心とのずれ
量を予め求めておき、電圧中心又は電流中心で行う軸合
わせに前記ずれ量の補正を行う。また、前記ずれ量の補
正は、該ずれ量を格納するデータ格納領域を設け、該デ
ータ格納領域からずれ量を読み出して電圧中心又は電流
中心で行う軸合わせの偏向コイル信号にコマ補正を行
う。したがって、一度電圧中心又は電流中心とコマ中心
とのずれ量を求めておくだけで、日常的には電圧中心又
は電流中心で行う軸合わせにずれ量を補正を行うことに
よってコマ補正を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウォブラを備え偏向コ
イルを制御して軸合わせを電圧中心又は電流中心で行う
機能を備えた電子顕微鏡における軸上コマ補正方式に関
する。
【0002】
【従来の技術】電子顕微鏡では、例えば加速電圧が変動
すると、ある一点を中心にして像が動くので、この中心
が観察投影像の中心にあれば、高圧の加速電圧が変動し
ても観察投影像に対して最も影響が少なくなる。観察試
料に対する入射電子方向の調整、つまり軸合わせは、従
来より上記のような電圧中心、又は電流中心で行ってい
る。電圧中心とは、加速電圧を僅かに変化させても像の
中心部が動かなくなるように入射電子の中心軸を設定す
る方法であり、電流中心とは、対物レンズの励磁電流を
僅かに変化させても像の中心部が動かなくなるように入
射電子の中心軸を設定する方法である。
【0003】これらの軸合わせ作業を簡潔化するため
に、一般に電子顕微鏡にはウォブラが組み込まれてい
る。このウォブラは、加速電圧や対物レンズの電流にサ
イン波や三角波、鋸歯状波等の変調を行い、周期的な変
動を与えるものであり、これを動作させることによって
像の動かない中心、すなわち、電圧中心又は電流中心が
検出できる。したがって、この中心を観察投影像の中心
に合わせることによって電圧中心又は電流中心の軸合わ
せ作業を行うことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの軸合
わせによっては、軸上コマと呼ばれる収差が残り、電子
顕微鏡の分解能を悪化させるという問題がある。また、
電子顕微鏡像の中央部に対して非点収差補正など条件設
定を行っても、同一の写真上の他の部分では、条件が大
きく異なるという現象が現れ、正しい像解釈に支障をき
たしている。
【0005】この軸上コマは、対物レンズの前方磁界を
強くした最近の分析電子顕微鏡において特に深刻であ
り、これをなくすための軸合わせ方法が文献(F. Zemlin
etal.:Ultramicroscopy 3 (1978) 49) に発表されてい
る。その方法とは、ある入射方向aに対して同じ角度だ
け正負方向に入射電子を傾けてそれぞれの像を観察し、
正負互いの像が同じになるように方向aを設定すること
によって、それを試料に対する電子の入射方向とするも
のである。
【0006】しかし、この方向を求めるには、熟練した
電子顕微鏡像観察技術を要し、また、電子顕微鏡本体以
外に画像処理装置の利用が推奨され、さらにその時に試
料としてアモルファス薄膜が必要であるため、日常的に
行える作業とはいえない。したがって、従来よりコマ収
差による分解能の低減は、無視し得るほど小さいとして
放置されているのが現状である。
【0007】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、熟練や他の周辺装置を必要としない電子顕微鏡に
おける軸上コマ補正方式を提供することを目的とするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の電子
顕微鏡における軸上コマ補正方式は、ウォブラを備え偏
向コイルを制御して軸合わせを電圧中心又は電流中心で
行う機能を備えた電子顕微鏡において、電圧中心又は電
流中心とコマ中心とのずれ量を予め求めておき、電圧中
心又は電流中心で行う軸合わせに前記ずれ量の補正を行
うようにしたことを特徴とし、前記ずれ量の補正は、該
ずれ量を格納するデータ格納領域を設け、該データ格納
領域からずれ量を読み出して電圧中心又は電流中心で行
う軸合わせの偏向コイル信号にコマ補正を行うことを特
徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明の電子顕微鏡における軸上コマ補正方式
では、電圧中心又は電流中心とコマ中心とのずれ量を予
め求めておき、電圧中心又は電流中心で行う軸合わせに
前記ずれ量の補正を行うので、一度電圧中心又は電流中
心とコマ中心とのずれ量を求めておくだけで、日常的に
は電圧中心又は電流中心で行う軸合わせにずれ量を補正
を行うことによってコマ補正を行うことができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図1は本発明の電子顕微鏡における軸上コマ補
正方式の1実施例を示す図であり、1は電子銃、2、3
は加速電極、4は収束レンズ、5、6は偏向コイル、
7、8は対物レンズ、9は試料、10は投影面、11は
加速電源、12は偏向電源、13は制御装置、14は鏡
筒を示す。
【0011】図1において、電子顕微鏡の鏡筒14に
は、上部から電子を放射する電子銃1、放射された電子
を加速する加速電極2、3が配置され、その下に収束レ
ンズ4、偏向コイル5、6、対物レンズ7、8が配置さ
れている。偏向コイル5、6は、電子行路を曲げるコイ
ルであり、上下2段からなると共に、それぞれX方向、
Y方向に直交するコイルを持ち、互いにバランスさせる
ことにより試料に入射する電子の位置、傾斜を制御する
ものである。対物レンズ7、8は、先端部分(ポールピ
ース)を示したものであり、上側ポールピースと下側ポ
ールピースに分割され磁場を試料9に集中させる役割を
持っている。
【0012】加速電源11は、加速電極2、3に印加す
る加速電圧を制御するものであり、図1(ロ)、(ハ)
に示すような三角波や正弦波、その他矩形波の変調を行
うウォブラが組み込まれている。偏向電源12は、偏向
コイル5、6の励磁を制御するものである。
【0013】制御装置13は、加速電源11や偏向電源
12、さらには図示しないが収束レンズ、対物レンズの
電源等を制御するものであり、例えば電子顕微鏡全体を
制御する電子顕微鏡内蔵のコンピュータからなる。ま
た、制御装置13には、メモリを有し、偏向コイル5、
6の強さを制御するデータ、コマ中心と電圧中心又は電
流中心とのずれを補正するデータ等を格納する領域とし
て用いられる。像観察時の偏向コイル5、6の強さを制
御するデータは、ウォブラを動作させて電圧中心又は電
流中心で軸合わせしたときの偏向コイル5、6の強さに
対して、コマ中心と電圧中心又は電流中心とのずれの補
正を行うことによって、コマ中心を観察投影像の中心に
一致するように軸上コマ補正したデータである。この電
圧中心又は電流中心の軸合わせは、加速電源11又は収
束レンズ電源でウォブラを動作させ、オペレータの例え
ば調整つまみ(図示省略)の操作により偏向コイル5、
6の強さを変え、電圧中心又は電流中心を観察投影像の
中心まで移動させることによって行われる。
【0014】次に、本発明の軸上コマ補正の操作例を説
明する。図2はコマ中心と電圧中心の関係及び軸合わせ
を説明するための図、図3は操作手順の例を説明するた
めの図である。
【0015】図2(イ)に示すように観察投影像の中心
Oi に対してコマ中心Oc は(xc ,yc )、電圧中心
Ov は(xv ,yv )のようにそれぞれずれがあり、し
かも、コマ中心Oc に対して電圧中心Ov は、装置固有
のずれX(=xc −xv )、Y(=yc −yv )がか
る。したがって、偏向コイルを制御して電圧中心Ov を
図2(ロ)に示すように観察投影像の中心Oi に移動さ
せると、それに伴って同じようにコマ中心Oc も移動す
る。図2(ハ)に示すようにコマ中心Oc を観察投影像
の中心Oi に移動させた場合にも同様に電圧中心Ov が
移動する。
【0016】先に述べたようにコマ中心Oc を求めるに
は、非常に多くの手間と熟練を要するのに対し、電圧中
心Ov は、ウォブラを動作させることによって簡単に求
めることができる。そこで、本発明は、図3(イ)に示
すように予め電圧中心Ov とコマ中心Oc とのずれを求
めておき、日常的な試料の像観察時には、図3(ロ)に
示すように電圧中心Ov の調整のみを行って軸上コマ補
正を行うようにするものである。
【0017】図3(イ)では、まず、ウォブラを動作さ
せて通常の電圧中心又は電流中心の軸合わせを行う。こ
のときの偏向コイルの強さをメモリのデータ格納領域A
に格納する。次に、軸上コマ補正を行う。これらはいず
れも先に説明した従来の手法をそのまま採用することが
できる。そして、このときの補正データのデータAとの
差(ずれXとY)を求め、これをメモリのデータ格納領
域Bに格納する。
【0018】データ格納領域Bに格納したずれ量は、先
に述べたようにその電子顕微鏡固有のものであり、レン
ズやコイル等の機械的な相互関係を変えない限り同じで
あるので、この手続きは一度行っておけばよい。
【0019】上記の処理を行うことによって、電圧中心
Ov を図2(ロ)に示すように観察投影像の中心Oi に
移動させるに必要な偏向コイルの強さのデータがメモリ
のデータ格納領域Aに格納され、さらに、それからずれ
量XとYを補正し図2(ハ)に示すようにコマ中心Oc
を観察投影像の中心Oi に移動させるために偏向コイル
の強さを補正するデータがメモリのデータ格納領域Bに
格納される。
【0020】そして、試料の像観察を行う日常の電子顕
微鏡操作では、図3(ロ)に示すようにメモリのデータ
格納領域Aに格納されたデータを偏向コイルに出力して
ウォブラを動作させ、電圧中心Ov を観察投影像の中心
Oi にあるか否かを確認し、必要であれば調整してデー
タAを更新する。そして、像観察時には、偏向コイルに
データAにデータBを加算して出力することによりコマ
補正を行う。したがって、コマ中心Oc がどこかは認識
する必要がなく図2(ハ)に示す状態に軸上コマ補正を
行うことができる。
【0021】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、ウォブラを動作させて電圧中心を観察投
影像の中心に一致させ、その時の偏向コイルの信号を電
圧中心とコマ中心とのずれ量で補正したが、ずれ量の補
正をウォブラの動作と連動させて自動的に補正してもよ
い。また、データ格納領域には、ずれ量と補正後のデー
タを格納し、像観察時には、補正後のデータをそのまま
偏向コイルに出力するように構成してもよい。また、電
圧中心による偏向コイルへの出力データ及びコマ補正デ
ータをメモリに格納しておいたが、コマ補正データのみ
をメモリに格納しておき、像観察の都度電圧中心による
軸合わせを行い、コマ補正を行うようにしてもよいし、
ウォブラを動作させて軸合わせを行い、その状態からオ
ペレータがずれ量を入力してコマ補正を行うようにして
もよい。
【0022】さらに、上記の実施例では、ずれ量をメモ
リに格納しておき、メモリから読み出して偏向信号にコ
マ補正したが、専用コイルや像微小移動コイル等の付加
コイルを設け、そのコイルをずれ量で制御するように構
成してもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コマ中心と電圧中心又は電流中心とのずれを予め求めて
おき、電圧中心又は電流中心による軸合わせに連動させ
て軸上コマ補正を行うので、軸上コマ補正が熟練や他の
周辺機器を必要とせず、日常的に行うことができる。ま
た、軸上コマによる収差から解放されるので、電子顕微
鏡像の分解能が向上する。さらに、同一写真内全体にわ
たって一様な条件での像が得られ、正しい、信頼性の高
い像解釈を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電子顕微鏡における軸上コマ補正方
式の1実施例を示す図である。
【図2】 コマ中心と電圧中心の関係及び軸合わせを説
明するための図である。
【図3】 操作手順の例を説明するための図である。
【符号の説明】
1…電子銃、2、3…加速電極、4…収束レンズ、5、
6…偏向コイル、7、8…対物レンズ、9…試料、10
…投影面、11…加速電源、12…偏向電源、13…制
御装置、14…鏡筒

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウォブラを備え偏向コイルを制御して軸
    合わせを電圧中心又は電流中心で行う機能を備えた電子
    顕微鏡において、電圧中心又は電流中心とコマ中心との
    ずれ量を予め求めておき、電圧中心又は電流中心で行う
    軸合わせに前記ずれ量の補正を行うことによってコマ中
    心で軸合わせを行うようにしたことを特徴とする電子顕
    微鏡における軸上コマ補正方式。
  2. 【請求項2】 前記ずれ量の補正は、該ずれ量を格納す
    るデータ格納領域、及び補正手段を設け、補正手段によ
    りデータ格納領域からずれ量を読み出して電圧中心又は
    電流中心で行う軸合わせの偏向信号にコマ補正を行うこ
    とを特徴とする請求項1記載の電子顕微鏡における軸上
    コマ補正方式。
JP3150487A 1991-06-21 1991-06-21 電子顕微鏡における軸上コマ補正方式 Pending JPH053009A (ja)

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