JPH073774B2 - 電子顕微鏡 - Google Patents

電子顕微鏡

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JPH073774B2
JPH073774B2 JP61237967A JP23796786A JPH073774B2 JP H073774 B2 JPH073774 B2 JP H073774B2 JP 61237967 A JP61237967 A JP 61237967A JP 23796786 A JP23796786 A JP 23796786A JP H073774 B2 JPH073774 B2 JP H073774B2
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    • 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
    • H01J37/261Details
    • H01J37/265Controlling the tube; circuit arrangements adapted to a particular application not otherwise provided, e.g. bright-field-dark-field illumination

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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、特に電子光学系の調整を行
うのに適した電子顕微鏡に関する。
〔従来の技術〕
一般に照射レンズ系と、結像レンズ系を備えた電子顕微
鏡においては、照射レンズ系の光軸が結像レンズ系の光
軸に対して傾いているときは電流軸合わせまたは電圧軸
合わせと呼ばれる軸調整が行なわれる。
電子レンズ電流または加速電圧を変動させると最終像が
円周方向にまたは放射状に動く。このとき動かない中心
となつている点が電流中心または電圧中心と呼ばれる。
この電流中心または電圧中心が最終像の中心つまり通常
は最終像を蛍光板に投射して観察するので蛍光板の中心
にくるように軸調整を行なう。これが電流軸合わせまた
は電圧軸合わせと呼ばれるものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしこのような方法では、電子レンズ電流または加圧
電圧の変動に応じ、電流または電圧中心を中心として円
周方向にまたは放射状に像が動くので、この中心を、観
察している像の動きのなかから見い出すことが難しい。
また、上記変動に応じ像の動きとともに像がボケるので
増々、電流または電圧中心を見い出すことが困難で熟練
を要する。
一方、変動の周期を速くし観察している蛍光板の残像を
利用すれば像の動きが観察されなくなり単に像のボケだ
けが観察されるので、電流または電圧中心は、容易に見
い出されるはずである。しかし、電子レンズのコイルま
たは加速電圧の回路などの時定数により数Hzまでの周期
が限界であり、どうしても像の動きが伴い、容易に電流
又は電圧中心を見い出せないのが実情である。
本発明の目的は、電流または電圧中心を容易に見い出し
て容易に軸調整を行なうことができる電子顕微鏡を提供
することにある。
本発明の別の目的は、光学系の中心点と試料像表示手段
の試料像表示領域の中心点との偏位差を明確に表示する
ことにより、容易に軸調整を行うことができる電子顕微
鏡を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の目的は、電子銃とこの電子銃からの電子線を試
料に透過させる電子レンズを有する照射レンズ系と、試
料からの電子線を結像させる電子レンズを有する結像レ
ンズ系と、試料像の情報を表示する試料像情報表示手段
とを備えたことを特徴とする電子顕微鏡において、電子
レンズの励磁電流、または電子銃の加速電圧を変化させ
る手段と、励磁電流、または加速電圧の変化前の試料像
の情報、および変化後の試料像の情報から電子線の光学
系状態を示す試料像の情報を算出する手段と、この算出
後の試料像の情報を前記試料像情報表示手段に表示する
ことにより達成される。
また本発明の別の目的は、電子線発生手段と、この電子
線発生手段からの電子線を試料に透過させる電子レンズ
を有する照射レンズ手段と、試料からの電子線を結像さ
せる電子レンズを有する結像レンズ手段と、試料像の情
報を表示する試料像情報表示手段とを備えたことを特徴
とする電子顕微鏡において、電子レンズの励磁電流、ま
たは電子銃の加速電圧を変化させる手段と、励磁電流、
または加速電圧の変化前の前記試料像の情報、および、
変化後の前記試料像の情報から電子線の光学系状態を示
す試料像の情報を算出する手段と、この算出後の試料像
の情報を試料像情報表示手段に画像として表示する手段
と、試料像情報表示手段は算出後の試料像情報を画像と
して示す試料像表示領域の中心点のマークを表示する手
段を備えることにより、電子顕微鏡光学系の光学系光軸
中心点と試料像表示領域の中心点との偏位差を表示する
ことにより達成される。
〔作用〕
本発明の電子顕微鏡によれば、電子レンズ電流または加
速電圧の変化前後の像の動向を捉えることが可能になる
ので、光学系の中心を観察像の中から容易に見出すこと
ができるようになる。
さらに本発明の電子顕微鏡を詳細に説明すると、電子レ
ンズ電流または加速電圧の変動がない場合の像を画像メ
モリに記憶させ、次に変動がΔ1の場合の像を該画像メ
モリに加算しながら記憶させ、同様に変動Δ23
…,Δnまで繰り返したときの像を画像メモリに記憶さ
せる。この積算されながら記憶した画像をCRTモニタな
どの手段により表示させれば、電流または電圧中心でな
い位置の像の動きが像のボケとして表示され、一目瞭然
に電流または電圧中心を見いだすことができる。
上記は積算しながらの場合であるが、表示する際に、全
画素に対するメモリ内容を各画素ごとにnで割つて表示
すれば平均した値の像が表示され、同様の効果をもたら
す。
また上記は同一画像メモリに積算した場合であるが、変
動の値ごとに画像メモリを異ならせ、表示する際に積算
または平均しても全く同様である。
そして、本発明の電子顕微鏡によれば、光学系の中心点
と試料像表示領域の中心点との偏位差を明確に表示する
ことが可能になるので、容易に軸調整を行うことができ
るようになる。
〔実施例〕
第1図を参照するに、電子銃1から放出した電子線21は
照射レンズ系2によつて収束され、試料4を照射する。
試料4を透過した電子線は結像レンズ系5によつて拡大
され、蛍光板6上に最終像を結像する。結像された最終
像はテレビジヨン(TV)カメラ10によつて撮像され、制
御器11を介し電気信号に変換される。この信号はA/D変
換器12や演算器13を介して画像メモリ17にデイジタル化
されて記憶される。画像メモリ17の内容は出力切替制御
器19、D/A変換器7nを介しCRTモニタ20に出力され、画像
として表示される。これらの制御は予めプログラムさ
れ、ROM/RAMメモリ15bに格納されていてマイクロプロセ
ツサ16bによつて制御されている。
また電子顕微鏡の加速電圧、電子レンズ電流、電子線偏
向器3はD/A変換器7を介してマイクロプロセツサ16aに
よつて制御されている。前記と同様にこれらの制御は予
めプログラムされROM/RAMメモリ15aに格納されている。
18は電子線偏向器3の偏向量を入力するための装置であ
る。またマイクロプロセツサ16a,16bは互いに情報通信
を行なつている。この通信は電子レンズ電流または加速
電圧の変動と同期または連動してマイクロプロセツサ16
bが画像を取り込むためである。さらに電子線偏向器3
の偏向量に連動してマーカを移動させるためでもある。
上記の電子レンズ電流または加速電圧の変動は全てのレ
ンズ電流、加速電圧がマイクロプロセツサ16aで制御さ
れているのでプログラムによつて作り出すものである。
なお、7はD/A変換器、8は加速電圧用の昇圧回路、9
は電源である。
以上の説明のような構成において、電子レンズ電流また
は加速電圧の変動に応じて最終像を画像メモリに記憶さ
せ、それらを積算・平均したものを、または積算・平均
しながら画像メモリに記憶させたものを像として表示さ
せることにより容易に電流または電圧中心を見いだすこ
とができる。第3図の(a),(b)が電流および電圧
中心軸合わせ時の画像にそれぞれ対応し、像の動きがボ
ケに変換され電流および電圧中心が容易に見いだすこと
ができる。
第2図は、照射レンズ系の光軸が結像レンズ系の光軸に
対して傾斜している場合、電子線偏向器3によつて、図
のように電子線21を傾斜させ該両軸を合わせる説明図で
ある。
第4図(a),(c)は、電流および電圧軸合わせ時の
画像とマーカを同時表示させたものである。(b),
(d)はそれぞれ電流中心、電圧中心にくるようにマー
カを移動させ軸調整を行なつた場合の画像である。
マーカは電子線偏向器3の偏向量入力装置18よりの入力
より電子線を偏向するとともに連動して移動するよう制
御されている。またマーカの移動方向、移動量は、電子
線の偏向方向、偏向量に対して予め求めておき、これを
基に連動させる。
従つてマーカを第4図(b),(d)のように中心と一
致させれば再度、電流または電圧軸合わせを行なおうと
し、電子レンズ電流または加速電圧を変動しても各中心
はすでに観察している像の中心と一致しており軸調整は
完了している。
つまり、偏向入力装置18から偏向量がx方向(またはy
方向)でΔx(Δy)入力されたとすると、マイクロプ
ロセツサ16aはこの量を読取り、現在の偏向量Dx(Dy)
に加算し、その値(Dx,yx,y)をDA変換器7dを介し出
力する。このときの最終像をモニタCRT20に表示させ、
電流または電圧中心を見いだすと前の偏向量(Dx,y)の
ときの電流または電圧中心からδX(δY)だけ移動した
とする。(説明を簡単にするため以降、x,y方向はそれ
ぞれX,Y方向と同じであると考える。)このδX,YとΔ
x,yを予め実験的に求め記憶させておくと、任意の偏向
量Δ′x,yの場合の電流または電圧中心の移動量δ′x,y
を上記δx,yとΔx,yが比例していることからδ′x,y
Δ′x,y・δx,Yx,yから求めることができる。
従つて或る偏向量(D′x,y)から他の偏向量(D′x,y
+Δ′x,y)に変化してもその電流または電圧中心の移
動がわかるので、電流または電圧軸合わせのための補正
量がΔ′x,yとすれば、偏向量(D′x,y)の場合に、モ
ニタCRT20上に第4図(a),(c)のようなクロスマ
ーカを表示させ、偏向量(D′x,y+Δ′x,y)になつた
場合には上記クロスマーカを−δ′X,Yだけ移動すれば
第4図(b),(d)のようになる。このとき第4図
(b),(d)のようにモニタCRT20上に表示されてい
る像は偏向量(D′x,y)の場合である。すなわち偏向
量(D′x,y+Δ′x,y)の場合の像をCRT上に表示させ
ればその像の電流または電圧中心は第4図(e),
(f)のようにCRT上の中心にきているはずであり、電
流または電圧軸合わせが完了したことを表わす。
従つて第4図(b),(d)のように単にクロスマーカ
を電流または電圧中心に移動させるように偏向入力装置
からの偏向量を調整するだけで非常に容易に電流または
電圧軸合わせができる。
以上の説明において、最終像の倍率が異なればその移動
量δX,Yも異なるので倍率ごとにその値を記憶しておく
か、或る倍率での値を基に倍率による補正計算を行ない
その移動量を倍率ごとに求めれば、いかなる倍率でも可
能である。
たx,y方向とX,Y方向は同一であると考えたが、結像レン
ズ系の励磁による像回転のため実際には異なる場合があ
る。この場合には角度差をθとすれば δX=Δxcosθ+Δysinθ δY=Δxsinθ−Δycosθ なる変換式よりX,Y方向に分割し、移動すればよい。
またさらに上記説明は偏向入力装置からクロスマーカを
連動させたが、上記とは逆にクロスマーカ移動入力装置
を設け、クロスマーカの移動と連動して偏向器の偏向量
を制御しても全く同様のことを行なうことができる。
また或いは偏向量とクロスマーカを連動させるのでなく
取込んだ画像メモリを処理することによりモニタCRT上
でクロスマーカを中心のままその画像だけを移動させる
ことも容易に可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、電流中心または電圧中心を容易に見い
出すことができ、したがつて容易に軸調整を行なうこと
ができるようになる。
また本発明によれば、光学系の中心点と試料像表示領域
の中心点との偏位差を明確に表示することが可能になる
ので、精密な軸調整が出来るようになる。
このことは電子顕微鏡の操作性を大きく高めることがで
き、テレビジヨンカメラを搭載した電子顕微鏡の大きな
メリツトとなる。
以上の説明は透過形電子顕微鏡についてだけであつた
が、走査形電子顕微鏡についても同様に適用することが
できる。つまり走査像を画像メモリに取込みさえすれ
ば、全く同様の手順で行なうことができることは明瞭で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す電子顕微鏡のブロツク
図、第2図は照射レンズ系が結像レンズ系に対して傾斜
している場合の軸調整の説明図、第3図は本発明を用い
た場合の電流中心および電圧中心(b)の説明図、第4
図はマーカを同時表示した場合の電流中心および電圧中
心の説明図である。 1…電子銃、2…照射レンズ系、3…電子線偏向器、4
…試料、5…結像レンズ系、6…蛍光板、7…D/A変換
器、8…昇圧回路、9…電源、10…TVカメラ、11…TVカ
メラ制御器、12…A/D変換器、13…演算器、14…画像メ
モリ、15…ROM/RAMメモリ、16…マイクロプロセツサ、1
7…線画メモリ、18…電子線偏向器の入力装置、19…画
像メモリ出力切替制御器、20…CRTモニタ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子銃と、該電子銃からの電子線を試料に
    透過させる電子レンズを有する照射レンズ系と、前記試
    料からの電子線を結像させる電子レンズを有する結像レ
    ンズ系と、前記試料像の情報を表示する試料像情報表示
    手段とを備えたことを特徴とする電子顕微鏡において、
    前記電子レンズの励磁電流、または前記電子銃の加速電
    圧を変化させる手段と、前記励磁電流、または加速電圧
    の変化前の試料像の情報、および変化後の試料像の情報
    から前記電子線の光学系状態を示す試料像の情報を算出
    する手段と、該算出後の試料像の情報を前記試料像情報
    表示手段に表示することを特徴とする電子顕微鏡。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項の電子顕微鏡におい
    て、前記電子レンズの励磁電流、または前記電子銃の加
    速電圧の変化前の試料像の情報、および変化後の試料像
    の情報を個別に記憶せしめる試料像情報記憶手段と、前
    記個別の試料像の情報を積算、又は平均加算化して前記
    電子線の光学系状態を示す試料像の情報を算出する手段
    とを備え、該算出後の試料像の情報を前記試料像情報表
    示手段に表示することを特徴とする電子顕微鏡。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項の電子顕微鏡におい
    て、前記電子レンズの励磁電流、または前記電子銃の加
    速電圧の変化前の試料像の情報を記憶せしめる試料像情
    報記憶手段と、該記憶された試料像情報に対し、前記電
    子レンズの励磁電流、または前記電子銃の加速電圧の変
    化後の試料像の情報を積算、又は平均加算化して、前記
    電子線の光学系状態を示す試料像の情報を算出する手段
    とを備え、該電子線の光学系状態を示す試料像の情報を
    前記試料像情報記憶手段に記憶し、かつ前記電子線の光
    学系状態を示す試料像の情報を前記試料像情報表示手段
    に表示することを特徴とする電子顕微鏡。
  4. 【請求項4】電子線発生手段と、該電子線発生手段から
    の電子線を試料に透過させる電子レンズを有する照射レ
    ンズ手段と、前記試料からの電子線を結像させる電子レ
    ンズを有する結像レンズ手段と、前記試料像の情報を表
    示する試料像情報表示手段とを備えたことを特徴とする
    電子顕微鏡において、前記電子レンズの励磁電流、また
    は前記電子銃の加速電圧を変化させる手段と、前記励磁
    電流、または加速電圧の変化前の前記試料像の情報、お
    よび、変化後の前記試料像の情報から前記電子線の光学
    系結像状態を示す試料像の情報を算出する手段と、該算
    出後の試料像の情報を前記試料像情報表示手段に画像と
    して表示する手段と、前記試料像情報表示手段は前記算
    出後の試料像情報を画像として示す試料像表示領域の中
    心点を表すマークを表示する手段を備えることにより、
    前記電子顕微鏡光学系の光学系光軸中心点と試料像表示
    領域の中心点との偏位差を表示することを特徴とする電
    子顕微鏡。
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