JPH0935676A - 電子顕微鏡 - Google Patents

電子顕微鏡

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JPH0935676A
JPH0935676A JP7184121A JP18412195A JPH0935676A JP H0935676 A JPH0935676 A JP H0935676A JP 7184121 A JP7184121 A JP 7184121A JP 18412195 A JP18412195 A JP 18412195A JP H0935676 A JPH0935676 A JP H0935676A
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JP
Japan
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sample
image
electron beam
irradiation
magnified image
Prior art date
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Application number
JP7184121A
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English (en)
Inventor
Shigeto Isagozawa
成人 砂子沢
Hideo Todokoro
秀男 戸所
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0935676A publication Critical patent/JPH0935676A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は選択された興味ある像上領域の
位置に対応する試料上位置の電子ビ−ムによる照射を正
確かつ容易に行うのに適した電子顕微鏡を提供すること
にある。 【構成】試料21の電子顕微鏡像はシンチレ−タ2に形
成され、そしてTVカメラ5により撮像されてモニタ1
4−1に表示される。一方、TVカメラの陰極線を偏向
しかつその偏向幅を変えることによりモニタ14−1上
の像中の任意領域を選択する。この選択された領域の拡
大像はモニタ14−2に表示される。また、試料21の
照射用電子ビ−ムは選択された領域に対応する試料上領
域に移動され、この状態で試料から放出されるX線はX
線元素分析装置17により検出され、分析される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子顕微鏡、特に結
像レンズ系により形成された試料の拡大像を撮像して表
示するタイプの透過形電子顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】透過形電子顕微鏡では、結像レンズ系に
より形成された試料の拡大像をTVカメラで撮像し、こ
れをCRTモニタ上に表示することが一般に行われてい
る。また、試料から発生されるX線を検出してその発生
領域の元素分析を行うことも一般に行われている。この
分析を実行するために、まずモニタ上に表示されている
像を観察して興味ある領域を選択し、しかる後試料又は
電子ビ−ムを移動して像上の興味ある領域の位置に対応
する試料上位置を電子ビ−ムで照射し、そのとき試料か
ら発生されるX線を検出する。
【0003】
【本発明が解決しようとする課題】しかし、像中の興味
ある領域を選択することは容易であるとしても、その興
味ある領域の位置に対応する試料上位置を正確に電子ビ
−ム照射して元素分析することは容易でないのが普通で
ある。
【0004】したがって、本発明の目的は選択された興
味ある像上領域の位置に対応する試料上位置の電子ビ−
ムによる照射を正確かつ容易に行うことを可能するのに
適した電子顕微鏡を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電子ビ
−ムを試料に収束するように前記電子ビ−ムで前記試料
を照射する照射レンズ系と、その照射によって前記試料
を透過した電子ビ−ムによる前記試料の拡大像を形成す
る結像レンズ系と、その形成された試料拡大像を撮像す
る手段と、その撮像された試料拡大像を表示する手段
と、その表示された試料拡大像の領域を選択する手段
と、前記電子ビ−ムによる前記試料の照射位置を前記領
域選択手段に関連させて変える手段とを備えていること
を特徴とする電子顕微鏡が提供される。
【0006】本発明の別の側面によれば、前記電子ビ−
ムによる前記試料の照射領域を前記領域選択手段に関連
させて変える手段が備えられる。
【0007】本発明の更に別の側面によれば、前記電子
ビ−ムによる前記試料の照射位置及び該照射位置での前
記電子ビ−ムの大きさを前記領域選択手段に関連させて
変える手段が備えられる。
【0008】本発明のもう一つ側面によれば、前記撮像
手段はTVカメラ装置を含み、該TVカメラ装置は前記
試料拡大像を光学像に変する手段と、その光学像を電荷
像に変換する手段と、その電荷像を陰極線ビ−ムで走査
する手段とを含み、前記領域選択は前記陰極線ビ−ムを
偏向してその陰極線ビ−ムによる前記電荷像の走査領域
の大きさ及び位置を変えることによって行われる。
【0009】本発明の更にもう一つの側面によれば、電
気信号を増幅する手段と該増幅手段の増幅度を変える手
段とを備え、前記撮像手段は前記試料拡大像を撮像して
前記電気信号に変換するように構成され、前記表示手段
は前記増幅された電気信号にもとづいて前記試料拡大像
を表示するように構成され、前記照射レンズ系及び結像
レンズ系のうちの少なくとも一方はそのレンズ条件を変
更し得るように構成され、前記増幅度を変える手段は前
記信号増幅手段の増幅度を前記レンズ条件の変更と関連
づけて変えるように構成されている。
【0010】
【発明の実施の形態】図4は本発明にもとづく電子顕微
鏡のTVカメラシステムの一部を概念的に示すものであ
る。電子顕微鏡の結像レンズ系の最終段投射レンズによ
り投射される電子ビ−ム1はシンチレ−タ2上に試料の
拡大像を結像する。シンチレ−タ2はその拡大像の強度
を光の強度に変換する。すなわち、結像レンズ系によっ
て形成された試料の拡大像はシンチレ−タ2によって光
学像に変換される。
【0011】変換された光学像は光学レンズ3を介して
TVカメラ5のタ−ゲット4上に結像する。膜状のタ−
ゲット4では光強度に応じたエレクトロン−ホ−ルペア
が形成される。すなわち、光学像はタ−ゲット4により
電荷像に変換される。タ−ゲット4には高電圧源8によ
り800V程度の電圧が印加されている。TVカメラ5
の電子源15からは陰極線ビ−ムである電子ビ−ム6が
放出され、タ−ゲット4に細く収束される。また、電子
ビ−ム6はTVカメラ5の走査コイル7により通常のT
V周波数で2次元的に偏向され、したがってタ−ゲット
4は電子ビ−ム6でもって同じ周波数で二次元的に走査
される。
【0012】走査過程でタ−ゲットの1点が電子ビ−ム
6で照射されると、その点に蓄積されたエレクトロン−
ホ−ルペアに対応した電流が得られる。この電流信号は
増幅器9を介してCRTモニタ14に表示される。こう
してモニタ14上に試料の拡大像すなわち電子顕微鏡像
が表示される。
【0013】なお、TVカメラ5の走査コイル7及びモ
ニタ走査コイル11には電源10及び12がそれぞれ接
続され、これらの電源は信号発生器13によって制御さ
れる。電源10及び12からの走査信号の振幅は独立に
制御可能となっている。
【0014】図2は図1のモニタ14に表示される像の
例を示す。TVカメラのタ−ゲット4の有効領域は通常
1インチである。この全領域を電子ビ−ム6で走査した
ときの画像を領域1(図2の(1))で示す。また、タ
−ゲット4の一部分を電子ビ−ム6で走査した場合の画
像を領域2、3及び4(図2の(1))で示す。タ−ゲ
ット4の一部分を走査した場合でもモニタ走査コイル7
の信号の振幅を変えなければ、モニタ14上には図2の
(2)〜(4)に示したようにモニタ全面にそれぞれの
領域の拡大像が示される。
【0015】図3はTVカメラ走査コイル7のX軸方向
の信号レベルを示す。図3の(1)は図2の領域1に対
応する信号レベルv1を、図3の(2)は領域2、3及
び4に対応する信号レベルv2をそれぞれ示している。
領域2、3及び4の位置は直流電圧vdで制御すること
ができる。すなわち、直流電圧vdを変えることにより
領域1の任意のX軸方向の位置に走査領域を移動するこ
とができる。また、Y軸方向に関しても同様にして位置
と振幅の制御を行うことができる。
【0016】図1は本発明にもとづく電子顕微鏡の全体
構成を概念的に示すものである。電子顕微鏡の電子源1
6からは電子ビ−ムが発生する。照射レンズ系18は発
生した電子ビ−ムを試料21に収束すべく電子ビ−ムで
試料21を照射せしめるように働く。電子ビ−ムは電子
顕微鏡の電子ビ−ム偏向コイル19により試料21面上
で二次元方向に微細に移動できる。更に、試料21は試
料微動装置20によりX及びY軸方向に二次元的に移動
できる。
【0017】試料を透過した電子ビ−ムは電子顕微鏡の
結像レンズ系22により試料の拡大像をシンチレ−タ2
上に形成する。TVカメラからの出力信号は信号増幅器
9を通り、更にスイッチ27を通ってCRTモニタ14
−1又は14−2に試料の拡大像を表示する。照射レン
ズ系18、電子線偏向コイル19、結像レンズ系22及
び試料微動装置20はそれぞれの制御装置23、24、
25、26を介し演算制御装置27によりそれぞれ制御
される。また、TVカメラ走査コイル電源10、信号増
幅器9、モニタ走査コイル11−1及び11−2用のモ
ニタ走査電源12−1、12−2及びスイッチ27も演
算制御装置28により制御される。演算制御装置28に
は更に倍率設定器30、ビ−ム照射位置設定スイッチ3
5並びにカ−ソル設定器37が接続され、また、演算制
御装置28とスイッチ27の間にはキャラクタジュネレ
−タ34及びスイッチ38が接続されている。なお、3
3は画像メモリである。
【0018】以上のような構成において、システムの操
作及び動作は次のように行われる。
【0019】1)電子顕微鏡の倍率を所定の値に設定す
る。これは、倍率設定器30を操作し、それによって結
像レンズ系22のレンズ条件を変えることによって行わ
れる。
【0020】2)図2における領域1を走査し、領域1
に対応する電子顕微鏡像をTVカメラ5に取り込み、ス
イッチ27を介してモニタ14−1に表示する。これは
TVカメラ操作コイル7に図3の(1)の信号を与える
ことによって可能である。像は次の指示があるまで表示
され、画像メモリ33に記憶される。
【0021】3)スイッチ27をオンにすると、カ−ソ
ル(たとえば矩形カ−ソル)がキャラクタジェネレ−タ
34によって発生し、モニタ14−1上に像に重畳して
表示される。
【0022】4)領域1中の拡大を希望する領域の位置
と大きさをカ−ソル設定器37を用いてモニタ14−1
上で選択する。すなわち、図2の(1)の領域2を選択
するのであれば、その領域2にカ−ソルを移動し、重ね
合わせる。カ−ソル移動量は図3の(2)に示した直流
電圧vdに変換され、選択され領域の大きさ(矩形カ−
ソルの大きさ)はv2に変換される。
【0023】5)ビ−ム照射位置設定スイッチ35をオ
ンにすると、スイッチ27はモニタ14−2側に切換え
られ、更に演算制御装置28はTVカメラの走査コイル
電源10を制御して、カ−ソルで選択された領域2の、
位置がvd及び大きさがv2の信号をTVカメラの走査
コイル7に与える。これにより、TVカメラの走査コイ
ル電源10からは走査コイル7に図3の(2)の、大き
さがv2、直流レベルがvdの信号が与えられ、したが
ってTVカメラ5からの出力信号は図2の(1)の領域
2の拡大像信号となって、スイッチ27を介してモニタ
14−2に表示される。かくして、モニタ14−1には
試料の低倍率像が、また、モニタ14−2には試料の高
倍率像が同時に表示される。
【0024】6)ビ−ム照射位置設定スイッチ35をオ
ンにしたときには、演算制御装置28は更に制御装置2
4を制御して、選択された領域の位置(vdに対応)に
対応する試料21上の位置に電子ビ−ムを変更コイル1
9により偏向すると共に、制御装置23をも制御して、
試料21上の電子ビ−ムの大きさが選択された領域の大
きさ(v2に対応)に対応した大きさとなるように照射
レンズ系18のレンズ条件(収束条件)を変える。この
状態において、試料から電子ビ−ム照射によって放射さ
れるX線はX線元素分析装置17によって検出され、元
素分析が行われる。したがって、X線分析を行うときは
その分析領域の確認が正確かつ容易にきると共に、X線
分析を行っているときはその分析が行われている領域を
常時観察することができる。
【0025】なお、試料照射用の電子ビ−ムを偏向(移
動)する代わりに試料を移動するようにしてもよい。こ
の場合は、その分だけTVカメラの陰極線ビ−ムをも一
緒に偏向(移動)することが必要となる。
【0026】以上の説明からわかるように、選択された
試料像領域の位置に対応する試料上位置が自動的に決定
され、そしてその位置に電子ビ−ムが自動的に一致され
る。したがって、その位置の電子ビ−ムによる照射が正
確かつ容易に行われることが理解される。これはX線分
析が正確かつ効率的に行われ得ることに帰着する。ま
た、選択された試料像領域の位置だけでなく、その領域
の大きさに対応する試料上の大きさも自動的に決定さ
れ、かつ電子ビ−ムがその決定された大きさに自動的に
絞られるので、X線分析がより効率的に行われ得るよう
になる。
【0027】更に、選択された試料像領域の拡大試料像
を得るために結像レンズ系の倍率を変える必要がないた
め、その倍率の変更に伴う電子ビ−ムの軸ずれや非点収
差の発生というような問題は生じない。
【0028】試料上での電子ビ−ムの大きさが変わる
と、単位面積当たりの電子ビ−ム量が変わるため、像の
明るさが変化する。そこで、演算制御装置28は照射レ
ンズ系18のレンズ条件を変えてもそれによって像の明
るさが変化せず、実質的に一定に保たれるように増幅器
9の増幅度を変えている。また、結像レンズ系22のレ
ンズ条件を変えてそのレンズ系の倍率を変えた場合、つ
まりシンチレ−タ2上の試料像の倍率を変えた場合も単
位面積当たりの電子ビ−ム量が変化するので、像の明る
さが変化する。そこで、この場合も、演算制御装置28
は結像レンズ系22のレンズ条件を変えてもそれによっ
て像の明るさが変化せず、実質的に一定に保たれるよう
に増幅器9の増幅度を変えている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にもとづく一実施例の電子顕微鏡の全体
構成のを概念図。
【図2】図1のモニタ14に表示される像の例を示す
図。
【図3】図1のTVカメラ走査コイルのX軸方向の信号
レベルを示す図。
【図4】本発明にもとづく電子顕微鏡のTVカメラシス
テムの一部の概念図。
【符号の説明】
2:シンチレ−タ、3:光学レンズ、4:タ−ゲット、
5:TVカメラ、6:TVカメラの電子ビ−ム:、7:
TVカメラの走査コイル、8:高電圧源、9:増幅器、
10:TVカメラの走査コイル電源、11:モニタ走査
コイル、12:モニタ走査コイル電源、13:信号発生
器、14:CRTモニタ、17:X線元素分析装置、1
8:照射レンズ系、19:電子ビ−ム偏向コイル、2
0:試料微動装置、21:試料、22:結像レンズ系、
23:照射レンズ系制御系、24:電子線偏向コイル制
御系、25:試料微動装置制御系、26、結像レンズ系
制御系、27:スイッチ、28:演算制御装置30:倍
率設定器、33:画像メモリ、34:キャラクタジェネ
レ−タ、35:ビ−ム照射位置設定スイッチ、37:カ
−ソル設定器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子ビ−ムを試料に収束するように前記電
    子ビ−ムで前記試料を照射する照射レンズ系と、その照
    射によって前記試料を透過した電子ビ−ムによる前記試
    料の拡大像を形成する結像レンズ系と、その形成された
    試料拡大像を撮像する手段と、その撮像された試料拡大
    像を表示する手段と、その表示された試料拡大像の領域
    を選択する手段と、前記電子ビ−ムによる前記試料の照
    射位置を前記領域選択手段に関連させて変える手段とを
    備えていることを特徴とする電子顕微鏡。
  2. 【請求項2】電子ビ−ムを試料に収束するように前記電
    子ビ−ムで前記試料を照射する照射レンズ系と、その照
    射によって前記試料を透過した電子ビ−ムによる前記試
    料の拡大像を形成する結像レンズ系と、その形成された
    試料拡大像を撮像する手段と、その撮像された試料拡大
    像を表示する手段と、その表示された試料拡大像の領域
    を選択する手段と、前記電子ビ−ムによる前記試料の照
    射領域を前記領域選択手段に関連させて変える手段とを
    備えていることを特徴とする電子顕微鏡。
  3. 【請求項3】電子ビ−ムを試料に収束するように前記電
    子ビ−ムで前記試料を照射する照射レンズ系と、その照
    射によって前記試料を透過した電子ビ−ムによる前記試
    料の拡大像を形成する結像レンズ系と、その形成された
    試料拡大像を撮像する手段と、その撮像された試料拡大
    像を表示する手段と、その表示された試料拡大像の領域
    を選択する手段と、前記電子ビ−ムによる前記試料の照
    射位置及び該照射位置での前記電子ビ−ムの大きさを前
    記領域選択手段に関連させて変える手段とを備えている
    ことを特徴とする電子顕微鏡。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載された電子
    顕微鏡において、前記撮像手段はTVカメラ装置を含
    み、該TVカメラ装置は前記試料拡大像を光学像に変換
    する手段と、その光学像を電荷像に変換する手段と、そ
    の電荷像を陰極線ビ−ムで走査する手段とを含み、前記
    領域選択は前記陰極線ビ−ムを偏向してその陰極線ビ−
    ムによる前記電荷像の走査領域の大きさ及び位置を変え
    ることによって行われるようにしたことを特徴とする電
    子顕微鏡。
  5. 【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載された電子
    顕微鏡において、電気信号を増幅する手段と該増幅手段
    の増幅度を変える手段とを備え、前記撮像手段は前記試
    料拡大像を撮像して前記電気信号に変換するように構成
    され、前記表示手段は前記増幅された電気信号にもとづ
    いて前記試料拡大像を表示するように構成され、前記照
    射レンズ系及び結像レンズ系のうちの少なくとも一方は
    そのレンズ条件を変更し得るように構成され、前記増幅
    度を変える手段は前記信号増幅手段の増幅度を前記レン
    ズ条件の変更と関連づけて変えるように構成されている
    ことを特徴とする電子顕微鏡。
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載された電子
    顕微鏡において、前記表示手段は前記試料拡大像を表示
    するモニタと、その表示された試料拡大像の選択された
    領域の試料拡大像を表示するモニタとを含むことを特徴
    とする電子顕微鏡。
JP7184121A 1995-07-20 1995-07-20 電子顕微鏡 Pending JPH0935676A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009110969A (ja) * 1999-07-09 2009-05-21 Hitachi Ltd パターン寸法測定方法、及びパターン寸法測定装置

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