JPH0320948A

JPH0320948A - 電子顕微鏡

Info

Publication number: JPH0320948A
Application number: JP1154919A
Authority: JP
Inventors: Osamu Wada; 理和田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1991-01-29

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】［産業上の利用分野コこの発明は、電子顕微鏡試料の最適測定位置、とくに試
料を平行移動、または傾斜により最適測定位置から変位
させた場合に、自動的に変位補正を行う機構に関するも
のである。

［従来の技術コ第５図は例えば高性能サイドエン１・リゴニオメータ．
カタログＮＯ．　ＥＭ−３６１２（３７Ｐ）日本電子，
ＰＢ．Ｈｉｒｓｃｈ　ｅｔａｌ．”Ｅ１ｅｃｔｒｏｎ　
Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ　ｏｆ　Ｔｈｉｎ　Ｃｒｙｓｔａ
ｌｓ″Ｐ．　６８　〜７１（１９６５年初版，１９７１
年第４版）に示された従来の電子顕微鏡で、第５図（ａ
）は電子顕微鏡の概要図、第５図（ｂ）は試料台付近の
拡大図、第５図（ｃ）は試料の傾斜方向説明図である。

図において（１）は試料、（２〉は試料を取り付ける試
料台、〈３〉は試料を固定する支柱である。（４）（５
）（６〉は互いに直交するｘ．　ｙ．　ｚ．軸で、各々
の軸の方向に試料（１）は移動できる。（７）（８）は
各々Ｘ軸、Ｚ軸のまわりの回転を表わす。（９〉は鏡筒
、（１０）は電磁レンズで、試料（１〉は上下の電磁レ
ンズ〈１０〉の間に設置されている。（１１〉は電子の
通路、＜１２〉はＸ．　Ｙ．　Ｚ軸（４〉〜（６〉へ試
料〈１〉を平行移動させるモータを内蔵した試料移動装
置。〈１３〉はＸ軸まわり《７〉に、（１４〉は２軸ま
わり（８〉に試料＜１）を回転するモータを内蔵したＸ
軸試料傾斜装置及び２軸試料傾斜装置である。（１５〉
は試料移動装置（１２）の制御装置で、ク６９〉〜（７
４）は各々ｘ．　ｙ．　ｚ軸（４〉〜（６）への平行移
動の動作スイッチである。（２６）〜〈２８〉は出力ケ
ーブル、（７５〉は移動量表示装置，（７６）は表示板
である。（２１）〜（２３）は入力ケーブル、（１６）
はＸ軸傾科装置（１３〉の制御装置で、＜７７＞（７８
）は回転の動作スイッチ、（２９〉は出力ケーブルであ
る。（７９〉はＸ軸まわり〈７〉の回転角表示板，（１
７）は２軸傾斜装置（ｌ４〉の制御装置、（８０）＜８
１＞は回転の動作スイッチ、〈３０〉は出力ケーブル、
《８２〉は２軸まわり〈８）の回転角表示板である。

次に動作について説明する。

第５図に示すように、試料（１）を試料台（２）に取ｃ
ノつけ、鏡篇（９〉内に挿入する。まず、試料移動装１
ｉ１（１２）！．：．よりＸ．　Ｙ．　Ｚ軸（４）〜（
６）方向に試料（１）ノ平行移動を行い、最適測定位置
に合わせ初期設定を行う。このとき傾斜は行わ々い。次
に測定の目的に応じて試料移動装置（１２〉、Ｘ軸及び
２軸試料傾斜装置（１３）（１４）により、試料（１）
の平行移動または傾斜を行う。このときのＸ．　Ｙ．　
Ｚ軸（４）〜（６）方向の移動量を各々Ｘ＋．ｙ＋＋Ｚ
１、　Ｘ軸まわり（７）、Ｚ軸まわり（８）の回転角を
θ×．θ２とすると、表示板〈７６）（７９）（８２）
には各々！＋　．　ＹＩ．　ＺＩ＋　　θ８θ２の値が
表示される。

第６図は上記の試料移動、傾斜を行った場合の試料の変
位を表す概要図である。　Ｘ，　Ｙ，　Ｚ軸（４〉〜（
６〉を用いて座標を表わし、試料（１）が最適測定位置
にある場合を基準とし、その位置なＰ．とする。

ｒｅの座標は原点（０，０．０）にとる。次に試料の移
動、傾斜を行うがその動作を分けて示す。まずＸ軸＜４
）方向、Ｙ軸（５〉方向に各々上記Ｘ＋．Ｙ＋だけ平行
移動すると、上記Ｐａから試料（１〉は座標ｈ（ｘ＋．
）’＋．Ｏ）に移る。次に２軸まわり〈８〉に試料（１
）をθ２だけ回転すると、上記Ｐ１からＰ２（ｘ２，ｙ
２．Ｏ）に試料（１〉は移る。第６図（Ｑ）にはＰ２ま
での移動の過程を示した。

次にＸ軸まわり（７〉に試料（１）をθＸだけ回転する
とＰ２からＰ８（Ｘ３，ＹＩＺ３）に移る。最後に２軸
〈６〉方向にＺｌだけ平行移動を行うと、Ｐａ＜ｘａ＋
ｙａ＋Ｚａ＞に試料ク１〉は移り、移動、傾斜が完了す
る。第６図（ｂ）にはＰ２からＰ４までの移動を示す。

上記一連の移動、傾斜を行ったとき、表示板（７６）＜
７９）（８２）に表示される値はＸａ，ｙａ＋Ｚａでね
く、Ｘ１＋７１＋２１＋０８，θ２である。

［発明が解決しようとする課題コ従来の電子顕微鏡は、以上のように檎或されているので
、試料の移動、傾斜によって最適測定位置から試料が変
位するため、測定値に誤差が生じる。このため試料に電
子線を照射し、観察しなが゛ら最適測定位置まで復帰さ
せる必要がり、例えば，有機材料のように，電子線によ
り損傷を受け易い試料では、最適測定位置に復帰するま
でに試料が破壊される。また、試料を傾斜して測定しｋ
ければねらねい場合、平行移動で試料を最適測定位置に
復帰させねばならたいが、複雑ね計算を要し、非常に時
間を労するという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解消するためにねされ
たもので、試料の移動、傾斜によって生じた最適測定位
置からの変位を計算し、電子線を照射せず、かつ、平行
移動のみにより変位を補正して、試料を最適位置へ復帰
させることを目的とする。

［課題を解決するための手段コこの発明に係わる電子顕微鏡は、試料を平行移動、或は
傾斜させる二とにより、最適測定位置から上記試料が変
位した場合、上記電子線の上記試料への照射を止め、か
つ、上記試料を傾斜させた′まま、上記最適位置からの
変位量を算出する計算機及び変位補正の信号を出す出力
回路により、自動的に補正する装置を備えたものである
。

［作　用コこの発明における電子顕微鏡は、試料の最適測定位置か
らの変位は、ｘ，　ｙ．　ｚ軸方向への平行移動量及び
ｘ，ｚ軸まわりの回転角を信号として計算機に入力して
算出され、試料に電子線を照射せず、平行移動のみによ
り補正する。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図（ａ）は、この発明における電子顕微鏡の概要図、第
１図（ｂ）は試料台付近の拡大図、第１図（ｃ）は試料
の傾斜方向説明図である。

図において（１）は試料、《２）は試料を取り付ける試
料台、（３〉は試料を固定する支柱である。（４）（５
）＜６）は互いに直交するＸ．　Ｙ．　Ｚ．軸で、各々
の軸の方向に試料（１〉は移動できる。（７）（８）は
各々Ｘ軸、ｚ軸のまわりの回転を表わす。（９〉は鏡箇
、（１０〉は電磁レンズで、試料〈１）は上下の電磁レ
ンズ《ｌＯ）の間に挿入される。（１工）は電子の通路
、（工２）はＸ．Ｙ．Ｚ軸方向（４〉〜（６〉ヘノ試料
移動装置、（１３）ｌｉＸ軸試料傾斜装置、（１４）は
２軸試料傾斜装置、（１５）（１６）《ｌ７）は各々（
１２）（１３）（１４）の制御装置である。（ｌ８）は
計算機の外箱で、試料（１）の移動量、回転角を表示す
る表示板〈１９〉、変位量を表示する表示板（２０〉及
び出力回路を備えている。《２１）〜〈２５〉は移動量
・回転角の信号を入力する入力ケーブル、（２６〉〜《
３０）は補正信号を出力する出力ケーブルである。（３
１〉は計算機の電源スイッチ、（３２）は最適測定位置
を試料の初期位置とするためのりセットスイッチである
。（３３〉は計算を開始するスイッチ，（３４〉は変位
の補正を開始させるスイッチである。

〈３５〉は電子線を遮へいするシャッター　（３６〉は
シャッターを動かす駆動装置、（３７）はシーｒ−／夕
−の開閉スイッチ、（３８〉は出力ケーブルである。

第２図は上記実施例の動作を詳細に説明するフローチャ
ートである。

まず、試料（１）を鏡箇〈９〉内に挿入し、最適測定位
置に合わせる（３９）。この位置を基準位置として計算
機の移動量・回転角の値をリセットする（４０）。

次いで電子線を遮へい（４１）、試料の移動、傾斜を行
う〈４２〉。このとき移動量、回転角が計算機に入力さ
れ、表示板（ｌ９〉に表示される《４３）。入力後、位
置の計算を実行し（４４〉、算出された変位量を表示板
（２０〉に表示する〈４５〉。計算に基づき変位補正を
実行する（４６）。補正を行い、試料〈１〉が最適測定
位置に再び移動したら、電子線を照射し（４７〉、測定
を行う〈４８〉。測定を続行する場合は、再び（４ｌ）
にもどる（４９〉。行わねければ終了する（５０）。

第３図は上記実施例の電子顕微鏡における計算機の電子
回路である。入力ケーブル（２１〉〜（２５〉により、
信号は入力回路（５ｌ〉に入力され、ＣＰＵ（５２）の
ノモリ（５３〉により処理され、出力回路（５４〉より
出力ケーブル（２６）〜（３０）を通じ、試料移動装置
（ｌ２〉、Ｘ線試料傾斜装置（１３）、２軸試科傾斜装
置（１４〉に出力される。また、表示板（１９）＜２０
）にも出力される。（３１冫〜（３４〉はスイッチ、（
５５）は抵抗である。

第４図は上記実施例の変位量の計算例である。

試＄４（１）の最適測定位置からの変位が次のように行
われたとする。

（Ｅｌ）　Ｘ，Ｙ軸方向（４）（５）の平行移動。

（ｂ）　Ｚ軸まわりク８）の回転。

＜Ｃ）　Ｘ軸まわＬ７（７）の回転。

（ｄ＞　Ｚ軸方向《６）の平行移動。

まず、試料〈１）を最適測定位置に合わせる。この位置
なＰ＠トＬ，　　（４）〜（６）　（ＯＸ，Ｙ，Ｚ軸を
用い、Ｐｌｌの座標を原点にとり、ｐｅ（ｏ，ｏ，Ｏ）
とする。次に試料（１）をｘ．ｙ軸方向（４）＜５）に
各々ＸＩ．Ｙｌ移動する。

移動した点をＰ１とすると，Ｐ，の座標はＰＩ　（Ｘ．
　ｙ，　Ｏ）で表わされる。第４図（ａ）はＰａからＰ
＋への移動を示したもので、２軸〈６〉に平行ね方向か
らの図である。図においてｒはＰ１とＰ２間の距離、θ
２８はＸＹ平面内でのＸ軸（４）とｐｓから見たＰ１へ
の方向＜５６〉とのねす角である。

ｒ，θ２。とＸ＋＋Ｙ＋との関係は、式（５７〉〜（６
０）で表わされる。

ｒ”ＪＴＴ’了ｙ，２　　　　　　　　　　（５７）θ
ｚｓ”ａｒｃｔａｎ　（ｙ＋／ｘ＋）　　　　　　（５
８）Ｘ＋　　二ｒ”ｃＯｓθ　ｔ＠　　　　　　　　　
　　　　　　　（５９）ｙ１：ｒ●Ｓｌｎθ−ａ　　　
　　　　　　（６０）第４図（ｂ）は、２軸まわり（８
〉に試料（１）をθ２だけ回転すると、試料（１）はＰ
，からＰ２（Ｘ２．Ｙ２．Ｏ）に移動することを示した
もので、Ｘ２　．　７２はｒ・θ２１１＋θ２を用いて
式（６１）（６２）で表わされる。

ｘ２！Ｉｒ●ｃｏｓ（θ２＋θｉ＠）　　　　　　（６
１）ｙ２ｌＩｒ＠ｓｉｎ《θ２＋θｚ＠）　　　　　　
＜６２）第４図（ｃ）は、Ｘ軸まわりク７）に試料（１
〉をθ８だけ回転すると，　　Ｐ２からＰ３＜ｘｓ＋Ｙ
３＋ｚｓ＞に移動する（Ｘ軸方向（４〉から見た図）。

ｘ３はｘ２に一致し、式（８１）で表される。ｙｓ　．
　Ｚ３はｒ，θ２●，θ２，θ８を用いて、式（６３）
（６４）で表わされる。

Ｘ３　”Ｘ２・ｒ−ＣＯＳ（θ２＋θ．＠）　　　　　　　　（８１
　）？３：７２’ＣＯＳθ８：ｒ●ｓｉｎ（θ２＋θア８〉●ＣＯＳθｙ　　　　　
（６３）ｚ３ｆｆｉ　　Ｙ２　１　　●ｓｉｎｏｘ■ｒ
−　　ｓｉｎ（θ２＋θｚｅ）　　　・ｓｉｎθ。　　
（６４〉第４図（ｄ）は、試料〈１〉を２軸方向（６）
（：Ｚ＋だけ移動すると、試料（１）がＰ３からＰａ＜
ｘａ．ｙａ．Ｚ，＞に移動することを示したもので、Ｘ
ａ＋ｙａは各々ＸＩＹ３と一致し、式（８１　）（８３
）で表される。ｚ４は式（６５）でｒ・θ２８．θ２，
ｚ，を用いて表される。最終的ね最適測定位置からの変
位は、Ｐａ＜Ｘａ．ｙａ．Ｚａ＞である。

上記実施例の電子顕微鏡において、入力される信号は！
＋．ｙ＋，Ｚ＋，θ８，θエであるから、ＸｓｙａＺｓ
を用いて表わすと、式（６６）（６７）＜６８）で表わ
され、変位量を計算する二とができる。

Ｘａ　”Ｘ３：ｒ＠ｃｏｓ（θ２＋θ２＠＞　　　　　　　　（６１
）ｙ４“ｙ３・ｒ−ｓｉｎ（θ２＋θエ．〉●ｃｏｓθ．．（８３）
Ｚａ　”Ｚａ＋ｚ，：ｒ●ｓｔｎ〈θ２＋θｚ＠）●ｓｉｎ０ｘ”Ｚｌ（８
５）Ｘ　ａ　”　Ｗ＋　”　Ｃ　Ｏ　Ｓ　（θｚ＋ｎｒ
ｃｔｎｎ　ｙ＋／ｘ＋）　　（６６）ｙａ＝Ｊｘ＋　＋
ｙ＋　１１ｓｉｎ（θｚ＋Ｅ１ｒｃｉｌｌｎ　ｙ＋／ｘ
＋）ｅｃｏｓθ８（６７）Ｚ　４　＝Ｗ６１　ｓ　ｉ　ｎ　（θ，＋ｎｒｃｔａｎ
　ｙ＋／ｘ＋　）　ｌ　●ｓｉｎθ８÷Ｚｌ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（６
８）ここでは便宜上（ａ）〜（ｄ）の順に移動、回転を
行ったが、（６６〉〜（６８〉の計算式は《８）〜（ｄ
）の順序によらず戒立する。

上記実施例では、Ｘ．　Ｙ，　Ｚ軸方向への平行移動と
、Ｘ軸、２軸まわりの回転による試料の移動、回転につ
いて示したが、他の移動法についても変位が一意的に計
算される限り、計算プログラムを変更して用いることが
できるのは言うまでもない。また、電子顕微鏡に限らず
、試料の移動、傾斜機構をもつ装置、例えばＸ線マイク
ロアナライザ々どに転用できることは勿論である。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば試料を平行移動、或は
傾斜させることにより、最適測定位置から上記試料が変
位した場合、上記電子線の上記試料への照射を止め、か
つ、上記試料を傾斜させたまま、上記最適位置からの変
位量を算出する計算機及び変位補正の信号を出す出力回
路により、自動的に補正する装置を備えたため、移動、
傾斜による試料の最適測定位置からの変位を、電子線を
照射せず、かつ、試料を傾斜したまま補正することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ｎ）はこの発明の一実施例を示す電子顕微鏡の
概要図，第１図（ｂ）は（ａ）の試料台付近の拡大図、
第１図（ｃ）は試料の傾斜方向説明図、第２図はこの発
明の動作を説明するフローチャート、第３図は上記実施
例の計算機の電子回路図、第４図は試料の変位量の計算
を説明する図、　　第５図（ｎ）は従来の電子顕微鏡の
概要図、　第５図（ｂ）は（ａ）の試料台付近の拡大図
、第５図（ｃ）は試料の傾斜方向説明図、第６図は従来
の電子顕微鏡における試料の移動、傾斜による変位を表
わす説明図である。柱．　　（４）はＸ軸、　（５）ｌｉＹ軸、　（６）ｌ
ｔＺ軸、　（９〉ハ鏡筒、（１０）は電磁レンズ、（１
２〉は試料移動装置、（ｌ３〉はＸ軸試料傾斜装置、〈
１４〉は２軸試料傾斜装置、＜１５〉〜（１７）は制御
装置、（ｌ８）は計算機の外箱、（１９）、（２０）は
表示板、ク２ｌ〉〜（２５）は入力ケーブル、（２６）
〜（３０）、（３８〉は出力ケーブル、（３ｌ〉〜（３
４）スイッチ、（３５〉はシャッタ、＜３６）はシャッ
タ駆動装置、〈３７〉ハシャッタ制御装置、（３８）は
出力ケーブルである。ｋお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

電子線を発生し加速させた後、電磁レンズにより電子線
を収束して試料に照射し、この試料を透過する透過電子
、若しくは試料表面より放出される２次電子、または反
射電子を用いて結像する電子顕微鏡において、上記試料
を平行移動、或は傾斜させることにより、最適測定位置
から上記試料が変位した場合、上記電子線の上記試料へ
の照射を止め、かつ、上記試料を傾斜させたまま、上記
最適位置からの変位量を算出する計算機及び変位補正の
信号を出す出力回路により、自動的に補正する装置を備
えたことを特徴とする電子顕微鏡。