JPH07120414A - 電子線回折装置 - Google Patents

電子線回折装置

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JPH07120414A
JPH07120414A JP5267631A JP26763193A JPH07120414A JP H07120414 A JPH07120414 A JP H07120414A JP 5267631 A JP5267631 A JP 5267631A JP 26763193 A JP26763193 A JP 26763193A JP H07120414 A JPH07120414 A JP H07120414A
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JP
Japan
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scanning
electron beam
sample
area
current
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Pending
Application number
JP5267631A
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English (en)
Inventor
Takao Marui
隆雄 丸井
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子線回折装置において、合焦点作業時にお
ける走査に要する時間を短縮する。 【構成】 走査位置入力器24で電子ビームの走査開始
位置と走査幅を設定して、観測範囲の中心部分だけを走
査する。次に、この走査領域が合焦点するように焦点調
整器22でレンズ電流I0 を設定する。同様に、観測す
べき走査領域内の周辺部分だけを走査するように、走査
位置入力器24で電子ビームの走査開始位置と走査幅を
設定する。次に、この走査領域が合焦点するように増幅
器19を用いて走査における補正係数αを設定する。そ
して、I0 に対してY方向に連動した補正電流αIY
を重畳したレンズ電流Iで収束レンズ7を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイナミックフォーカ
スを行う電子線回折装置に関する。
【0002】
【従来の技術】以下、従来の電子線回折装置について説
明する。
【0003】図7に従来の電子線回折装置の概略構成、
図3,4,5に電子ビーム走査状態、図6に電子ビーム
の焦点状態を示す。図7において、1は電子ビーム、2
は試料、5は加速電源、6は電子銃、7は収束レンズ、
8は真空容器、9,10は偏向コイル群、11はCR
T、12は反射回折電子線、13は蛍光スクリーン、1
4はのぞき窓、15はスポット選択機構、16は光電変
換素子、17は倍率独立可変回路、18はローテーショ
ン回路、19は増幅器、20は重畳器、21’は走査信
号発生器、22は焦点調整器、23制御装置、図3〜6
において、1は電子ビーム、2は試料、3は試料傾斜
軸、4は試料表面での走査領域である。
【0004】次に、図7の電子線回折装置の動作を図3
〜6を用いて説明する。図7において、加速電源5を有
する電子銃6から放出された電子ビーム1は収束レンズ
7により真空容器8内にある試料2の表面に5°程度の
視斜角θを持って収束される。一方、走査信号発生器2
1’から発生した走査信号が倍率独立可変回路17とロ
ーテーション回路18を介して偏向コイル群9,10に
入力されているので、電子ビーム1は試料表面上を走査
される。
【0005】このとき、試料2から発生した吸収電流信
号Ia が輝度変調信号としてCRT11に入力されてい
るので、CRT11の画面上に吸収電流像が得られる。
この吸収電流像からCRT11の画面上の走査位置を制
御装置23によって指定することで、試料上の分析すべ
き場所を選択する。この指定された走査位置信号を走査
信号発生器21’から倍率独立可変回路17に入力する
と、選択された分析部分に電子ビーム1が固定照射さ
れ、これによって得られた反射回折電子線12の強度分
布が蛍光スクリーン13上にのぞき窓14を通して観測
される。この反射回折電子線12の強度分布を解析する
ことによって、試料2の表面上の任意の場所の結晶状
態、つまり試料2の表面部分を構成する原子の配列状態
を分析することが可能となる。
【0006】さらに、スポット選択機構15により、あ
る特定の方向に回折した電子線を選び、光電変換素子1
6から得られる電気信号を電子ビーム1の走査に同期さ
せてCRT11の輝度変調信号として入力することによ
って、CRT11の画面上に反射回折像が得られる。こ
の反射回折像から試料2表面のある特定の結晶構造を持
つ領域がわかるので、試料2表面の結晶解析を行うこと
ができる。
【0007】ところで、一般には走査X’軸が試料の回
転軸方向とψの角度を持っているので、走査領域は図3
に示す斜方領域AB’C’Dでありひずみが発生した状
態である。このひずみを除去するために、走査方向を領
域ABCDのX軸を試料回転軸と一致するように回転す
れば、試料表面での走査領域は図4に示す領域AB’
C’Dとなり、CRT11画面上の像のひずみは除去で
きる。この回転操作はローテーション回路18によって
次のように行われる。これは座標系X’−Y’と座標系
X−Yとの間の座標回転と等価であるので、いま倍率独
立可変回路17より与えられる走査信号IX ’,IY
をsineおよびcosineを発生するポテンショメ
ータを使用し、ΔIX =IX ’cosψ+IY ’sin
ψ,ΔIY=IX ’sinψ+IY ’cosψなる式に
したがって重畳すれば、図4の状態が実現できる。これ
が実現されたかどうかの確認は、試料回転軸に平行な辺
をもつ参照とする矩形像のX軸、あるいはY軸がCRT
11のX軸あるいはY軸に一致するまで、sineおよ
びcosineのポテンショメータのゲインを変化させ
ることによって容易に行うことができる。
【0008】一方、電子ビーム1の試料2に対する斜視
角θが小さいので、試料2表面での走査領域は電子ビー
ム1の入射方向に関して極端に延びたものとなる。この
ひずみを除去し、図5に示す走査領域AB’C’Dを実
現するためには、試料2に対してX方向とY方向が等倍
率となるように電子ビーム1を照射しなければならない
が、そのために走査信号発生器21’から出力された走
査信号に対して、X方向とY方向の倍率を独立して変え
られるような倍率独立可変回路17が使用されている。
この倍率独立可変回路17で電子ビーム1のY方向の走
査領域をある倍率で小さくした領域ABCDを走査し、
これが試料2表面上ではX方向とY方向の倍率が等しい
走査領域AB’C’Dとなるようにする。この調整によ
り、CRT11の画像はあたかも試料垂直方向から見た
ものとなり、CRT11での試料表面の構造の観測が容
易になる。実際には、電子ビーム1の視斜角θを読み取
り、倍率独立可変回路17で電子ビーム走査信号のX方
向の倍率に対してY方向の倍率を常に1/sinθ倍す
ることによって、CRT11の画面上にX方向とY方向
の倍率が等しい画像を表示している。
【0009】しかし、このような調整だけでは、全走査
領域で合焦点しているとは限らない。すなわち、Y方向
に電子ビーム1を走査するとき、電子ビーム1の照射角
が小さいため、図6aに示すようにこのY方向で画像の
ぼけβが存在している。そのため、電子線回折装置では
ダイナミックフォーカスでY方向の走査信号に連動し
て、収束レンズ7を制御しているレンズ電流に補正電流
を重畳し、全走査領域で合焦点(図6b)して画像のぼ
けを除去している。
【0010】ダイナミックフォーカスにおける補正電流
重畳後のレンズ電流Iは、式I=I0 −αIY ’(I0
は走査領域内の中心が合焦点するときのレンズ電流、α
は補正係数、すなわち走査信号の増幅度、IY ’はY方
向の走査信号)で表すことができる。実際には、観測者
がCRT11の画像を見ながら焦点調整器22に備えら
れた調整つまみを用い、レンズ電流I0 を調整すること
により、走査領域における試料2表面の中心部を合焦点
(図6a)させる。次に、CRT11の画像を見ながら
Y方向の走査信号IY ’が入力される増幅器19に備え
られた調整つまみを用いて補正係数αを調整し、重畳器
20でレンズ電流I0 に重畳される補正電流αIY ’を
変化させることにより、全走査領域で画像の合焦点(図
6b)を行っている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子線回折装置
におけるダイナミックフォーカスは、上記の方法で行わ
れているため、観測すべき走査領域における中心部と周
辺部の二度の合焦点を行う必要があるが、それぞれ前記
走査領域すべてを走査するので、合焦点作業の対象外の
領域まで走査してムダな時間を要していた。
【0012】本発明は、上記課題を解決するために創案
されたものであり、ダイナミックフォーカスでの合焦点
作業における走査時間の短縮化で、合焦点に対する所要
時間を短縮することができる電子線回折装置を提供する
ことを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、走査される電
子ビームを試料に所定角度で照射し、前記試料表面で回
折される反射回折線による回折像を表示する電子線回折
装置において、試料の傾斜軸に垂直な方向に任意の電子
線走査領域を設定する手段を備え、走査領域内における
中心部分と周辺部分を別々に走査し合焦点することを特
徴とする。
【0014】
【作用】観測すべき走査領域内の中心部分だけを走査す
るように走査信号発生器で走査開始位置と走査幅を設定
して、走査する。この走査領域が合焦点するように、C
RTの画像を見ながら焦点調整器でレンズ電流を設定す
る。同様に、観測すべき走査領域内の周辺部だけを走査
するように走査信号発生器で走査開始位置と走査幅を設
定して、走査する。この走査領域が合焦点するように、
CRTの画面を見ながら増幅器で補正係数を設定する。
このレンズ電流と補正係数とにより、ぼけを除去する補
正電流を重畳器で前記レンズ電流に重畳して、観測すべ
き走査領域すべての合焦点を行う。
【0015】
【実施例】以下、本発明の電子線回折装置の実施例につ
いて説明する。
【0016】図1に本発明の電子線回折装置の概略構成
を示す。図1において、1は電子ビーム、2は試料、5
は加速電源、6は電子銃、7は収束レンズ、8は真空容
器、9,10は偏向コイル群、11はCRT、12は反
射回折電子線、13は蛍光スクリーン、14はのぞき
窓、15はスポット選択機構、16は光電変換素子、1
7は倍率独立可変回路、18はローテーション回路、1
9は増幅器、20は重畳器、21は走査信号発生器、2
2は焦点調整器、23は制御装置、24は走査位置入力
器、図2において、11はCRT、11aはCRT画面
である。
【0017】次に、図1の電子線回折装置の動作を図2
を用いて説明するが、図3〜5の電子ビーム走査状態を
得るまでの方法は従来と同様であり、その説明について
は省略する。
【0018】ダイナミックフォーカスにおける補正電流
重畳後のレンズ電流Iは、式I=I0 −αIY ’(I0
は走査領域内の中心が合焦点するときのレンズ電流、α
は補正係数、すなわち走査信号の増幅度、IY ’はY方
向の走査信号)で表すことができる。本発明では、はじ
めに観測すべき走査領域内の中心部分だけを走査するよ
うに、走査位置入力器24に走査開始位置(Y=Y1
と走査幅(S=S1 )を入力する。この走査位置入力器
24に入力したCRT画面11a上の走査位置を制御回
路23に設定することにより、走査信号発生器21は図
2aに示すようなX,Y成分の走査信号を発生し、図2
bに示すような走査がなされ、図2cに示すY=Y1
らY=Y1 +S1 までの領域の走査が行われる。引き続
いて、この走査領域が合焦点するように、CRT画面1
1aを見ながら焦点調整器22でレンズ電流を設定す
る。このときのレンズ電流をI0 とする。
【0019】同様にして、観測すべき走査領域内の周辺
部だけを走査するように、走査位置入力器24に走査開
始位置(Y=Y2 )と走査幅(S=S2 )を入力して、
図2dに示すY=Y2 からY=Y2 +S2 までの領域の
走査を行う。そして、この走査領域が合焦点するよう
に、CRT画面11aを見ながら増幅器19に備えられ
た調整つまみを用いて補正係数αを調整することによ
り、ぼけを除去する補正電流αIY ’を重畳器20でレ
ンズ電流I0 に重畳して、全走査領域での合焦点がなさ
れる。
【0020】このような合焦点作業で設定したレンズ電
流I0 および補正係数αを用いて試料2の観測すべき走
査領域を走査することで、この走査領域すべてにおいて
合焦点がなされ、ぼけのない走査像を得ることができ
る。
【0021】なお、上記実施例では走査位置入力器24
に走査開始位置と走査幅を入力して走査領域を指定した
が、走査開始位置(Y=YS )と走査終了位置(Y=Y
E )を入力して走査領域を指定してもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明の電子線回折装置は上記のように
構成されているので、ダイナミックフォーカスで合焦点
作業を行うときには、観測すべき走査領域内の中心部分
と周辺部分に限定して、それぞれ別々に走査し合焦点す
ることで、走査領域の中心が合焦点するときのレンズ電
流I0 と走査における補正係数αとを設定し、レンズ電
流I0 に対しY方向に連動した補正電流αIY ’を重畳
したレンズ電流Iで収束レンズを制御することによっ
て、観測すべき走査領域すべてにおいて合焦点がなされ
る。このような電子線回折装置では、走査に要する時間
はX方向の一つの走査線の走査時間と走査線数の積で決
まるため、Y方向の走査領域を限定すれば走査線数が少
なくなり、合焦点作業時に要する走査時間は従来の約1
/5〜1/10に短縮され、能率よく試料分析を行うこ
とができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子線回折装置の構成を示す図であ
る。
【図2】走査信号とCRT上の走査領域を示す図であ
る。
【図3】電子ビームの走査状態を示す図(1)である。
【図4】電子ビームの走査状態を示す図(2)である。
【図5】電子ビームの走査状態を示す図(3)である。
【図6】電子ビームの焦点状態を示す図である。
【図7】従来の電子線回折装置の構成を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走査される電子ビームを試料に所定角度
    で照射し、前記試料表面で回折される反射回折線による
    回折像を表示する電子線回折装置において、試料の傾斜
    軸に垂直な方向に任意の電子線走査領域を設定する手段
    を備え、走査領域内における中心部分と周辺部分を別々
    に走査し合焦点することを特徴とする電子線回折装置。
JP5267631A 1993-10-26 1993-10-26 電子線回折装置 Pending JPH07120414A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5267631A JPH07120414A (ja) 1993-10-26 1993-10-26 電子線回折装置

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JP5267631A JPH07120414A (ja) 1993-10-26 1993-10-26 電子線回折装置

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JPH07120414A true JPH07120414A (ja) 1995-05-12

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ID=17447369

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JP5267631A Pending JPH07120414A (ja) 1993-10-26 1993-10-26 電子線回折装置

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