JP3400697B2 - electronic microscope - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出型の電子
銃を備える電子顕微鏡に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron microscope equipped with a field emission type electron gun.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子顕微鏡は、電子銃から放出された電
子線を細く絞って試料に照射し、試料と相互作用した透
過電子、試料から放出される２次電子、反射電子、カソ
ードルミネッセンス、Ｘ線、オージェ電子、あるいは試
料吸収電流などの信号を検出して試料の分析、観察、検
査等を行う装置である。電子銃の陰極としては、熱電子
放出型のタングステンフィラメント、タングステンフィ
ラメントに比較して高輝度で照射角度を小さくできるほ
う化ランタン（ＬａＢ6）型フィラメント、タングステ
ンやジルコニウムなどの材料からなる電界放出型フィラ
メント等がある。2. Description of the Related Art An electron microscope squeezes an electron beam emitted from an electron gun into a sample and irradiates the sample with the electron beam, and the transmitted electrons interacting with the sample, secondary electrons emitted from the sample, backscattered electrons, cathode luminescence, X It is a device for analyzing, observing, and inspecting a sample by detecting a signal such as a line, Auger electron, or sample absorption current. As the cathode of the electron gun, a thermionic emission type tungsten filament, a lanthanum boride (LaB 6 ) type filament which has a higher brightness and a smaller irradiation angle than a tungsten filament, and a field emission type made of a material such as tungsten or zirconium. There are filaments and the like.
【０００３】この中で、電界放出型フィラメント（ＦＥ
チップ）を用いた電界放出型電子銃は、通常、第一引出
電極と第二引出電極の２つの陽極を有し、引出電極から
印加された電界によってＦＥチップから放出された電子
は第一引出電極と第二引出電極によって形成される静電
レンズの作用で細く絞られるため、電子源の大きさが極
めて小さいにもかかわらず高い輝度を得ることができ、
高分解観察用に用いられる。電界放出型電子銃を用いた
電子顕微鏡による像観察では、電子源から放出される電
子電流量が低下すると試料に入射する電子電流が減少し
て像が暗くなるため、必要に応じて第一引出電圧を上げ
てＦＥチップから放出される電子電流量を増加し、さら
に第二引出電圧を制御して、第二引出電圧と第一引出電
圧の比で決まる静電レンズの強さを一定に保ち、像の明
るさを回復している。Among these, the field emission type filament (FE
A field emission type electron gun using a chip usually has two anodes, a first extraction electrode and a second extraction electrode, and an electron emitted from the FE chip by the electric field applied from the extraction electrode is first extracted. Since it is narrowed down by the action of the electrostatic lens formed by the electrode and the second extraction electrode, it is possible to obtain high brightness despite the extremely small size of the electron source.
Used for high-resolution observation. When observing an image with an electron microscope using a field emission electron gun, if the amount of electron current emitted from the electron source decreases, the electron current entering the sample decreases and the image becomes darker. The voltage is increased to increase the amount of electron current emitted from the FE chip, and the second extraction voltage is further controlled to keep the strength of the electrostatic lens, which is determined by the ratio of the second extraction voltage and the first extraction voltage, constant. , The brightness of the image has been restored.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】電界放出型の電子銃で
は、ＦＥチップの状態により時間とともにＦＥチップか
ら放出される電子電流量が減少してしまため、観察中の
像が次第に暗くなる。そこで従来においては、前述のよ
うに、必要に応じて第一引出電圧を上昇して電子電流量
を所望の電流値まで増し、その後、第二引出電圧を、第
二引出電圧と第一引出電圧の比が第一引出電圧変更前と
同一になるように制御して、像の明るさを回復してい
た。また、時間とともに電子源からの放出電流量の変動
幅が小さくなるため、電子顕微鏡を使用する前にＦＥチ
ップに強めの電流を流すことでＦＥチップ表面に付着し
たガス等を除去してチップを清浄な状態に戻すフラッシ
ング動作を行い、電子源を安定化する処理を行ってい
た。In the field emission type electron gun, the amount of electron current emitted from the FE tip decreases with time depending on the state of the FE tip, so that the image under observation gradually becomes dark. Therefore, conventionally, as described above, the first extraction voltage is increased to increase the electron current amount to a desired current value as necessary, and then the second extraction voltage is changed to the second extraction voltage and the first extraction voltage. The brightness of the image was restored by controlling the ratio to be the same as before the change of the first extraction voltage. In addition, since the fluctuation range of the amount of current emitted from the electron source decreases with time, a strong current is passed through the FE chip before using the electron microscope to remove gas and the like attached to the surface of the FE chip and remove the chip. A flushing operation for returning to a clean state was performed and a process for stabilizing the electron source was performed.
【０００５】しかし、引出電圧を大きくすると、電子源
（ＦＥチップ）から電子が放出される領域が大きくな
り、見かけ上電子源を静電レンズに近づけるのと等価に
なり、加速電極により加速された電子線を制限する絞り
位置で電子線が広がってしまう。広がった電子線は絞り
によってカットされる。そして、第一引出電圧を上昇し
て電子電流量を所定の電流値まで増す場合、通常は電子
源からの放出電流を検出し、その電流値が一定に保たれ
るように制御するため、前述のように広がった分の電子
線が絞りによってカットされると、試料の同じ領域を照
射する電子線量が減少するため像が暗くなってしまって
元通りの明るさにならなかった。However, when the extraction voltage is increased, the area where electrons are emitted from the electron source (FE chip) is increased, which is apparently equivalent to bringing the electron source closer to the electrostatic lens and accelerated by the acceleration electrode. The electron beam spreads at the diaphragm position that limits the electron beam. The spread electron beam is cut by the diaphragm. Then, when the first extraction voltage is increased to increase the electron current amount to a predetermined current value, the emission current from the electron source is usually detected, and the current value is controlled to be kept constant. When the divergent electron beam was cut by the diaphragm like this, the electron dose irradiating the same region of the sample decreased, and the image became dark and the original brightness was not obtained.
【０００６】従来の電界放出型電子銃を備える電子顕微
鏡が有する上記問題点について、電子顕微鏡を模式的に
示す図１及び図２を用いて説明する。図１において、第
一引出電極２ａにより電子源１ａから引き出された電子
線３は、電子線の軸４に沿って第一引出電極２ａ及び第
二引出電極２ｂよりなる静電レンズ２に入射し、静電レ
ンズ２により仮想光源１ｂの位置が決まる。第一引出電
極２ａは第一引出電源６により電圧印加され、第二引出
電極２ｂは第二引出電源７により電圧印加される。電子
線３は静電レンズ２を通過後、再び電子線の軸４に沿っ
て加速電源８により電圧印加される加速電極５に入射し
て加速される。その後、電子線３は加速電極５の後方に
位置する絞り９によって電子線量を制限されて、試料１
０に入射する。電子源１ａからの電子線放出量は、電子
源１ａに接続された電流計１７によりモニターされてい
る。The above problems of the electron microscope having the conventional field emission electron gun will be described with reference to FIGS. 1 and 2 which schematically show the electron microscope. In FIG. 1, an electron beam 3 extracted from an electron source 1a by a first extraction electrode 2a enters an electrostatic lens 2 composed of a first extraction electrode 2a and a second extraction electrode 2b along an axis 4 of the electron beam. The position of the virtual light source 1b is determined by the electrostatic lens 2. A voltage is applied to the first extraction electrode 2a by the first extraction power supply 6, and a voltage is applied to the second extraction electrode 2b by the second extraction power supply 7. After passing through the electrostatic lens 2, the electron beam 3 again enters the accelerating electrode 5 to which a voltage is applied by the accelerating power supply 8 along the axis 4 of the electron beam and is accelerated. Thereafter, the electron beam 3 has its electron dose limited by the diaphragm 9 located behind the accelerating electrode 5,
It is incident on 0. The amount of electron beam emitted from the electron source 1a is monitored by an ammeter 17 connected to the electron source 1a.
【０００７】電子源１ａからの電子線放出量が少なくな
って像が暗くなると、第一引出電源６を制御して、電流
計１７で測定される電子源１ａからの電子線の放出量を
像が暗くなる前と等しくする。また、第二引出電源７を
制御して、第一引出電圧Ｖ１と第二引出電圧Ｖ２との比
Ｒ（Ｒ＝Ｖ２／Ｖ１）を第一引出電圧Ｖ１の変化前と等
しく保つ。このとき、図２に示すように、第一引出電圧
Ｖ１が大きくなるため電子源１ａより電子線を放出する
領域が大きくなり、電子線３ａと電子線の軸４のなす角
が大きくなって、仮想光源位置は従前の位置１ｂから電
子源１ａにより近い新たな仮想光源位置１ｃとなる。そ
して、電流計１７で測定される電子線放出量は一定であ
るのに、絞り９でカットされる電子線量が増加するた
め、像は暗くなる。When the amount of electron beam emitted from the electron source 1a becomes small and the image becomes dark, the first extraction power source 6 is controlled to display the amount of electron beam emitted from the electron source 1a measured by the ammeter 17. Make it equal to before it got dark. Further, the second extraction power supply 7 is controlled to keep the ratio R (R = V2 / V1) between the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 equal to that before the change of the first extraction voltage V1. At this time, as shown in FIG. 2, since the first extraction voltage V1 becomes large, the area for emitting the electron beam from the electron source 1a becomes large, and the angle formed by the electron beam 3a and the axis 4 of the electron beam becomes large. The virtual light source position becomes a new virtual light source position 1c closer to the electron source 1a from the previous position 1b. Then, although the electron beam emission amount measured by the ammeter 17 is constant, the electron dose cut by the diaphragm 9 increases, so the image becomes dark.
【０００８】また、電界放出型電子銃の静電レンズ系す
なわち第一引出電極と第二引出電極の軸を電子源及び電
子線の偏向系を制御して調整していた。しかし、実際の
電極形状が理想的でないため、第一引出電圧Ｖ１と第二
引出電圧Ｖ２の比Ｒを変更すると静電レンズ系の軸が変
化してしまい、電子線の軸が変わってしまうことがあっ
た。Further, the electrostatic lens system of the field emission type electron gun, that is, the axes of the first extraction electrode and the second extraction electrode are adjusted by controlling the electron source and the electron beam deflection system. However, since the actual electrode shape is not ideal, if the ratio R of the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 is changed, the axis of the electrostatic lens system changes and the axis of the electron beam changes. was there.
【０００９】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、像の明るさを一定に保つこと、
また、電子レンズ系の強さを変化したときでも電子線の
軸を一定に保つことのできる電界放出型の電子銃を備え
る電子顕微鏡を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is to keep the brightness of an image constant.
Another object of the present invention is to provide an electron microscope including a field emission type electron gun capable of keeping the axis of an electron beam constant even when the strength of the electron lens system is changed.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明においては、電界
放出型電子銃の仮想光源の位置を一定に保つような第一
引出電圧Ｖ１と第二引出電圧Ｖ２の組み合わせを予め求
めて記憶しておき、電子顕微鏡像の明るさを変えるため
に第一引出電圧Ｖ１を変化させたとき、それに対応して
第二引出電圧Ｖ２も変化させることにより前記目的を達
成する。また、静電レンズ系のレンズ強さに対応して電
子線の軸の変化を打ち消すために必要な電子線偏向系に
よる電子線の偏向量を予め求めて記憶しておき、静電レ
ンズ系の強さを変えたとき、それに応じて電子線の偏向
量も変化させることにより前記目的を達成する。In the present invention, a combination of the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 that keeps the position of the virtual light source of the field emission type electron gun constant is obtained and stored in advance. Every time, when the first extraction voltage V1 is changed in order to change the brightness of the electron microscope image, the second extraction voltage V2 is correspondingly changed to achieve the above object. Further, the deflection amount of the electron beam by the electron beam deflection system necessary for canceling the change in the axis of the electron beam corresponding to the lens strength of the electrostatic lens system is previously obtained and stored, and When the intensity is changed, the deflection amount of the electron beam is also changed according to the change in the intensity to achieve the above object.
【００１１】すなわち、本発明は、電子源と、電子源か
ら電子を引き出すための引出電極と、引き出した電子線
を収束させる静電レンズ系と、引き出した電子線を加速
する加速電極と、加速電極により加速された電子線を制
限する絞りとを含む電子顕微鏡において、静電レンズ系
のレンズ強さを引出電極の引出電圧に対応して予め記憶
した強さに制御する制御手段を備えることを特徴とす
る。That is, the present invention provides an electron source, an extraction electrode for extracting electrons from the electron source, an electrostatic lens system for converging the extracted electron beam, an acceleration electrode for accelerating the extracted electron beam, and an acceleration electrode. In an electron microscope including a diaphragm for limiting an electron beam accelerated by an electrode, a control means for controlling the lens strength of the electrostatic lens system to a strength stored in advance corresponding to the extraction voltage of the extraction electrode is provided. Characterize.
【００１２】また、本発明は、電子源と、電子源から電
子を引き出すための引出電極と、引き出した電子線を収
束させる静電レンズ系と、引き出した電子線を加速する
加速電極と、加速電極により加速された電子線を制限す
る絞りとを含む電子顕微鏡において、電子源から放出さ
れる放出電流が所定値となるように引出電極の引出電圧
を制御する手段と、静電レンズ系のレンズ強さを引き出
し電極の引出電圧に対応して予め記憶した強さに制御す
る制御手段とを備えることを特徴とする。The present invention also provides an electron source, an extraction electrode for extracting electrons from the electron source, an electrostatic lens system for converging the extracted electron beam, an accelerating electrode for accelerating the extracted electron beam, and an acceleration electrode. In an electron microscope including an aperture for limiting an electron beam accelerated by an electrode, means for controlling the extraction voltage of the extraction electrode so that the emission current emitted from the electron source has a predetermined value, and an electrostatic lens system lens. And a control means for controlling the strength to a prestored strength corresponding to the extraction voltage of the extraction electrode.
【００１３】電子顕微鏡像が暗くなったとき、電子源か
らの放出電流を増すために第一引出電極の印加電圧を高
めると、それまで電子源（ＦＥチップ）先端の小さな領
域だけ強電界となり電子を放出していたのが、より大き
な領域で強電界となり電子を放出するようになる。これ
により電子線が電子源から放出される角度が大きくな
り、仮想光源の位置が静電レンズ系に近づいたのと等価
になる。このとき、第一引出電圧Ｖ１と第二引出電圧Ｖ
２の比Ｒ（＝Ｖ２／Ｖ１）を、第一引出電極変化前と同
じに保つと、電子線制限用の絞り位置で広がった電子線
がカットされてしまう。このため、電子源から引き出さ
れている電子線量は一定に保たれるが、絞りの後方では
第一引出電圧Ｖ１の大きさによって像の明るさが変化し
てしまうことになる。When the voltage applied to the first extraction electrode is increased in order to increase the emission current from the electron source when the electron microscope image becomes dark, a strong electric field is generated only in a small region at the tip of the electron source (FE chip) until then. Was emitted, and becomes a strong electric field in a larger area to emit electrons. This increases the angle at which the electron beam is emitted from the electron source, which is equivalent to the position of the virtual light source approaching the electrostatic lens system. At this time, the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V1
If the ratio R of 2 (= V2 / V1) is kept the same as before the change of the first extraction electrode, the electron beam spread at the aperture position for electron beam limitation is cut. Therefore, the electron dose extracted from the electron source is kept constant, but the brightness of the image changes behind the diaphragm depending on the magnitude of the first extraction voltage V1.
【００１４】ここで、第二引出電圧Ｖ２の大きさをＲ×
Ｖ１より大きくしていくと静電レンズの強度が増してい
き、ある第二引出電圧で仮想光源の位置が第一引出電圧
Ｖ１を変化する前と同じになる。したがって、第一引出
電圧Ｖ１の大きさに応じて、前記比Ｒ（静電レンズの強
さ）を変化させ第二引出電圧Ｖ２を制御することで、仮
想光源の位置を一定に保つことが可能になる。この仮想
光源の位置を一定に保つための第二引出電圧Ｖ２値を静
電レンズ制御手段中の記憶手段に記憶し、第一引出電圧
Ｖ１を変化させた時、その第一引出電圧に対応した第二
引出電圧Ｖ２値に設定することで、試料に入射する電子
線量を一定に保つこと、すなわち像の明るさを一定に保
つことが可能となる。Here, the magnitude of the second extraction voltage V2 is R ×
The strength of the electrostatic lens increases as it becomes larger than V1, and the position of the virtual light source becomes the same as before changing the first extraction voltage V1 at a certain second extraction voltage. Therefore, the position of the virtual light source can be kept constant by changing the ratio R (strength of the electrostatic lens) and controlling the second extraction voltage V2 according to the magnitude of the first extraction voltage V1. become. The second extraction voltage V2 value for keeping the position of this virtual light source constant is stored in the storage means in the electrostatic lens control means, and when the first extraction voltage V1 is changed, it corresponds to the first extraction voltage. By setting the second extraction voltage V2 value, it is possible to keep the electron dose incident on the sample constant, that is, to keep the image brightness constant.
【００１５】また、本発明は、電子源と、電子源から電
子を引き出すための引出電極と、引き出した電子線を収
束させる静電レンズ系と、引き出した電子線を加速する
加速電極と、加速電極により加速された電子線を制限す
る絞りとを含む電子顕微鏡において、試料に入射する電
子線の量を検出する検出手段と、検出手段の出力にリン
クして引出電極の引出電圧及び静電レンズ系の強さを制
御する制御手段を備えることを特徴とする。Further, according to the present invention, an electron source, an extraction electrode for extracting an electron from the electron source, an electrostatic lens system for converging the extracted electron beam, an acceleration electrode for accelerating the extracted electron beam, and an acceleration In an electron microscope including an aperture for limiting an electron beam accelerated by an electrode, detection means for detecting the amount of the electron beam incident on a sample, and the extraction voltage of an extraction electrode and an electrostatic lens linked to the output of the detection means. It is characterized by comprising a control means for controlling the strength of the system.
【００１６】第一引出電圧Ｖ１及び第二引出電圧Ｖ２
は、電子源からの放出電子線量を変化させるとともに静
電レンズの強さを変化させて試料に入射するプローブ電
流を一定にし、像の明るさを一定に保つように、試料に
入射する電子電流量を検出する電流計の出力にリンクし
て変化させる。このとき、第一引出電圧Ｖ１の大きさに
応じて、仮想光源の位置を一定に保つための第二引出電
圧Ｖ２値を制御手段中の記憶手段に記憶し、第一引出電
圧Ｖ１を変化させた時、その第一引出電圧に対応した第
二引出電圧Ｖ２値に設定するように制御するのが好まし
い。プローブ電流が増加するような場合においても同様
に処理することで、像の明るさを常に一定に制御するこ
とができる。First extraction voltage V1 and second extraction voltage V2
Is the electron current incident on the sample so that the probe current incident on the sample is made constant by changing the electron dose emitted from the electron source and the strength of the electrostatic lens to keep the image brightness constant. A variable is linked to the output of the ammeter that detects the quantity. At this time, according to the magnitude of the first extraction voltage V1, the second extraction voltage V2 value for keeping the position of the virtual light source constant is stored in the storage means in the control means, and the first extraction voltage V1 is changed. At this time, it is preferable to control so as to set the second extraction voltage V2 value corresponding to the first extraction voltage. Even when the probe current is increased, the brightness of the image can be controlled to be constant by performing the same process.
【００１７】また、本発明は、電子源と、電子源から電
子を引き出すための引出電極と、引き出した電子線を収
束させる静電レンズ系と、引き出した電子線を加速する
加速電極と、加速電極により加速された電子線を制限す
る絞りと、電子線を偏向する偏向系とを含む電子顕微鏡
において、偏向系による電子線の偏向量を静電レンズ系
のレンズ強さに対応して予め記憶した偏向量に制御する
偏向系制御手段を備えることを特徴とする。Further, according to the present invention, an electron source, an extraction electrode for extracting electrons from the electron source, an electrostatic lens system for converging the extracted electron beam, an acceleration electrode for accelerating the extracted electron beam, and an acceleration In an electron microscope including a diaphragm that limits an electron beam accelerated by an electrode and a deflection system that deflects the electron beam, the deflection amount of the electron beam by the deflection system is stored in advance in correspondence with the lens strength of the electrostatic lens system. It is characterized in that a deflection system control means for controlling the deflection amount is provided.
【００１８】前記偏向系制御手段は、静電レンズ系のレ
ンズ強さを引出電極の引出電圧に対応して予め記憶した
強さに制御する制御手段とともに備えるのが好ましい。
あるいは、前記偏向系制御手段を、電子源から放出され
る放出電流が所定値となるように引出電極の引出電圧を
制御する手段、及び静電レンズ系のレンズ強さを引き出
し電極の引出電圧に対応して予め記憶した強さに制御す
る制御手段とともに備えることもでき。The deflection system control means is preferably provided together with control means for controlling the lens strength of the electrostatic lens system to a strength prestored in correspondence with the extraction voltage of the extraction electrode.
Alternatively, the deflection system control means, means for controlling the extraction voltage of the extraction electrode so that the emission current emitted from the electron source becomes a predetermined value, and the lens strength of the electrostatic lens system to the extraction voltage of the extraction electrode. Correspondingly, it may be provided with a control means for controlling to a prestored strength.
【００１９】また、前記偏向系制御手段を、試料に入射
する電子線の量を検出する検出手段、及び検出手段の出
力にリンクして引出電極の引出電圧及び静電レンズ系の
強さを制御する制御手段とともに備えることもできる。
制御手段は、仮想光源の位置が一定位置となるように静
電レンズ系の強さを制御するのが好ましい。The deflection system control means is linked to the detection means for detecting the amount of the electron beam incident on the sample and the output of the detection means to control the extraction voltage of the extraction electrode and the strength of the electrostatic lens system. It may be provided together with the control means.
The control means preferably controls the strength of the electrostatic lens system so that the position of the virtual light source is constant.
【００２０】電子源からの放出電流を増減するために第
一引出電圧Ｖ１と共に第一引出電圧Ｖ１と第二引出電圧
Ｖ２の比Ｒ（静電レンズ系の強さ）を変化させたとき、
静電レンズ系の軸が変化して電子線の軸が変わることが
あるが、静電レンズ系の強さに対応して電子線の軸の変
化量を打ち消すために必要な電子線偏向量を予め記憶装
置に記憶しておき、静電レンズ系の強さを変化させたと
き電子線の偏向量も同時に制御することで電子線の軸を
一定に保つことができる。When the ratio R (strength of the electrostatic lens system) of the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 is changed together with the first extraction voltage V1 in order to increase or decrease the emission current from the electron source,
Although the axis of the electrostatic lens system may change and the axis of the electron beam may change, the amount of electron beam deflection necessary to cancel the amount of change in the axis of the electron beam corresponding to the strength of the electrostatic lens system is set. The axis of the electron beam can be kept constant by storing it in a storage device in advance and simultaneously controlling the deflection amount of the electron beam when the strength of the electrostatic lens system is changed.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】本発明は、電界放出型電子銃の第
一引出電圧Ｖ１を変化させる時に、第一引出電圧Ｖ１に
対応した第二引出電圧Ｖ２を前もって記憶した電圧値に
設定することで、仮想光源の位置を一定に保ち、第一引
出電圧Ｖ１を変化した後の像の明るさを電子源からの放
出電流が低化する前の明るさと等しくすることを可能に
するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the present invention, when the first extraction voltage V1 of a field emission electron gun is changed, the second extraction voltage V2 corresponding to the first extraction voltage V1 is set to a previously stored voltage value. Thus, the position of the virtual light source can be kept constant, and the brightness of the image after the first extraction voltage V1 is changed can be made equal to the brightness before the emission current from the electron source is lowered. .
【００２２】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を説明する。なお、説明を簡単にするために、以下の図
において前記した図１、図２と同様の機能部分には図
１、図２と同じ符号を付して示す。図３は、本発明によ
る電界放出型電子銃を備える電子顕微鏡の一例の模式図
である。この電子顕微鏡は、静電レンズ制御手段１４を
備える点で従来の電子顕微鏡と異なる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In order to simplify the description, in the following figures, the same functional parts as those in FIGS. 1 and 2 described above are designated by the same reference numerals as those in FIGS. FIG. 3 is a schematic view of an example of an electron microscope equipped with a field emission electron gun according to the present invention. This electron microscope is different from the conventional electron microscope in that the electrostatic lens control means 14 is provided.
【００２３】静電レンズ制御手段１４は記憶手段を備
え、第一引出電圧Ｖ１を変化させたとき仮想光源が位置
１ｂに来るような静電レンズを形成するに必要な第二引
出電圧Ｖ２の値を、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の間の関係とし
てテーブルあるいは関係式の形で保持している。そし
て、像の明るさが低下した時、静電レンズ制御手段１４
は、電流計１７で測定される電流値が所定値となるよう
に第一引出電源６の設定電圧を電圧Ｖ１に設定し、記憶
手段に記憶した電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の間の関係を満足す
るように、第二引出電源７の設定電圧を電圧Ｖ２に設定
する。The electrostatic lens control means 14 is provided with a storage means, and the value of the second extraction voltage V2 required to form the electrostatic lens such that the virtual light source comes to the position 1b when the first extraction voltage V1 is changed. Are held in the form of a table or a relational expression as the relationship between the voltage V1 and the voltage V2. Then, when the brightness of the image decreases, the electrostatic lens control means 14
Sets the set voltage of the first extraction power source 6 to the voltage V1 so that the current value measured by the ammeter 17 becomes a predetermined value, and satisfies the relationship between the voltage V1 and the voltage V2 stored in the storage means. Thus, the set voltage of the second extraction power supply 7 is set to the voltage V2.
【００２４】このとき、第二引出電圧Ｖ２の値は第一引
出電圧Ｖ１の値に対してほぼ線形に表すことができ、次
式のごとくなる。At this time, the value of the second extraction voltage V2 can be expressed almost linearly with respect to the value of the first extraction voltage V1, and is given by the following equation.
【００２５】[0025]
【数１】Ｖ２＝ａ×Ｖ１＋ｂ
ここに、ａ，ｂは第一引出電極、第二引出電極、及び電
子源の設定寸法により個々に異なるパラメータである。
従って、電子源からの電子線の照射角を一定に保つため
には、前記のごとく前もって記憶手段に記憶させたＶ
１，Ｖ２の組み合わせが少なくとも２組あれば、前記
〔数１〕によりａ，ｂが得られ、設定可能なＶ１値に対
応するＶ２値を算出／設定することが可能になる。## EQU1 ## V2 = a.times.V1 + b where a and b are parameters that differ depending on the set dimensions of the first extraction electrode, the second extraction electrode, and the electron source.
Therefore, in order to keep the irradiation angle of the electron beam from the electron source constant, V as previously stored in the storage means as described above.
If there are at least two combinations of 1 and V2, a and b can be obtained by the above [Equation 1], and the V2 value corresponding to the settable V1 value can be calculated / set.
【００２６】図４は、静電レンズ電圧制御手段において
第一引出電圧Ｖ１と第二引出電圧Ｖ２を設定する手順を
説明するフローチャートである。まずステップ１１にお
いて、電流計１７で測定される電子線放出量が設定値で
あるかどうか判定する。観察中の像の明るさが低下した
時は電子線放出量が設定値より少ないのが通常であるの
で、次にステップ１２に進んで第一引き出し電圧Ｖ１を
昇圧する。続いて、ステップ１３において、第一引出電
圧Ｖ１に対応する第二引出電圧Ｖ２をテーブルあるいは
〔数１〕の関係式から求める。次のステップ１４におい
て、静電レンズ制御手段１４は求められた第二引出電圧
Ｖ２を第二引出電源７に設定する。その後、再びステッ
プ１１に戻り、電流計１７で測定される電子線放出量が
設定値であるかどうか判定し、設定値になっていない場
合には同様のステップを繰り返す。ステップ１１の判定
において、電流計１７で測定された電子線放出量が設定
値に等しい場合は処理を終了する。FIG. 4 is a flow chart for explaining the procedure for setting the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 in the electrostatic lens voltage control means. First, in step 11, it is determined whether the electron beam emission amount measured by the ammeter 17 is a set value. Since the electron beam emission amount is usually smaller than the set value when the brightness of the image under observation is lowered, the process proceeds to step 12, and the first extraction voltage V1 is boosted. Then, in step 13, the second extraction voltage V2 corresponding to the first extraction voltage V1 is obtained from the table or the relational expression of [Equation 1]. In the next step 14, the electrostatic lens control means 14 sets the obtained second extraction voltage V2 in the second extraction power supply 7. After that, the process returns to step 11 again, and it is determined whether or not the electron beam emission amount measured by the ammeter 17 is the set value, and when it is not the set value, the same steps are repeated. In the determination of step 11, if the electron beam emission amount measured by the ammeter 17 is equal to the set value, the process ends.
【００２７】ここで、ステップ１１及びステップ１２の
処理は、観察中の像の明るさが低下したとき、オペレー
タがマニュアルで行ってもよいし、電子顕微鏡の制御装
置が例えば一定の時間毎に電流計１７の出力を検出する
ことで自動的に行うようにしてもよい。ステップ１３及
びステップ１４の処理は、静電レンズ制御手段１４によ
り自動的に行われる。Here, the processing of step 11 and step 12 may be carried out manually by an operator when the brightness of the image under observation is lowered, or the control device of the electron microscope may, for example, change the current at a constant time. It may be automatically performed by detecting the output of the total 17. The processing of step 13 and step 14 is automatically performed by the electrostatic lens control means 14.
【００２８】この処理により、電子源１ａからの電子線
３ａが静電レンズ２に入射して電子線３ｂの如く進んで
いたものが図３に図示した電子線３ｃの如く修正され、
仮想光源位置が再び１ｂに戻され、絞り９でカットされ
る電子線量がＶ１変化前と等しくなる。ここでは、観察
中の像の明るさが低下した場合に元の明るさに戻す場合
の手順を説明した。観察中に何らかの原因によって像の
明るさが明るくなった場合においても、同様の操作によ
って元の明るさに戻すことができる。その場合には、図
４のステップ１２において第一引出電圧Ｖ１を降圧する
制御を行うことになる。By this process, the electron beam 3a from the electron source 1a is incident on the electrostatic lens 2 and proceeds like the electron beam 3b is corrected as the electron beam 3c shown in FIG.
The virtual light source position is returned to 1b again, and the electron dose cut by the diaphragm 9 becomes equal to that before V1 change. Here, the procedure for returning to the original brightness when the brightness of the image under observation has decreased has been described. Even if the brightness of the image becomes bright for some reason during observation, the brightness can be restored to the original brightness by the same operation. In that case, control for stepping down the first extraction voltage V1 is performed in step 12 of FIG.
【００２９】図５は、本発明による電界放出型電子銃を
備える電子顕微鏡の他の例の模式図である。この電子顕
微鏡は、電流計１１の出力にリンクして第一引出電圧Ｖ
１及び第二引出電圧Ｖ２を変化させる引出電圧制御手段
１５を備える点で従来の電子顕微鏡と異なる。また図６
は、引出電圧制御手段１５で第一引出電圧Ｖ１と第二引
出電圧Ｖ２を設定する手順を説明するフローチャートで
ある。FIG. 5 is a schematic view of another example of an electron microscope equipped with a field emission electron gun according to the present invention. This electron microscope links the output of the ammeter 11 with the first extraction voltage V
This is different from the conventional electron microscope in that the extraction voltage control means 15 for changing the first and second extraction voltages V2 is provided. See also FIG.
6 is a flowchart illustrating a procedure for setting the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 by the extraction voltage control means 15.
【００３０】従来、冷陰極電界放出型の電子銃では、電
子源１ａが安定領域に入るまでは電子源１ａからの放出
電流が時間と共に減少するため、この領域で使用してい
る時はオペレータが必要に応じて第一引出電圧Ｖ１を変
化させて電子源１ａからの電子の放出量を増していた。
この例の電子顕微鏡は、試料１０に入射する電子電流量
（プローブ電流Ｉｐ）を検出する電流計１１を設け、試
料に入射する電子電流がある変動幅（設定値）以内にな
るように第一引出電圧Ｖ１及び第二引出電圧Ｖ２値を自
動制御することで、オペレータが関与することなく観察
像の明るさを一定に保つことを可能にする。すなわち、
引出電圧制御手段１５によって、電流計１１の出力にリ
ンクして第一引出電圧と第二引出電圧を変化させること
によりプローブ電流を一定にし、像の明るさを一定に保
つ。Conventionally, in the cold cathode field emission type electron gun, the emission current from the electron source 1a decreases with time until the electron source 1a enters the stable region. The first extraction voltage V1 was changed as needed to increase the amount of electrons emitted from the electron source 1a.
The electron microscope of this example is provided with an ammeter 11 for detecting the amount of electron current incident on the sample 10 (probe current Ip), and the electron current incident on the sample is first adjusted within a certain fluctuation range (set value). By automatically controlling the values of the extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2, it is possible to keep the brightness of the observed image constant without the operator's involvement. That is,
The extraction voltage control means 15 links the output of the ammeter 11 to change the first extraction voltage and the second extraction voltage to make the probe current constant and keep the image brightness constant.
【００３１】第一引出電源６により電圧印加される第一
引出電極２ａにより電子源１ａから引き出された電子線
３は、電子線の軸４に沿って第一引出電極２ａ及び第二
引出電極２ｂよりなる静電レンズ２に入射し、静電レン
ズ２により仮想光源１ｂの位置が決まる。電子線３は静
電レンズ２を通過後、再び電子線の軸４に沿って加速電
極５に入射して加速される。その後、電子線３は加速電
極５の後方に位置する絞り９によって電子線量を制限さ
れ試料１０に入射する。The electron beam 3 extracted from the electron source 1a by the first extraction electrode 2a to which a voltage is applied by the first extraction power source 6 has the first extraction electrode 2a and the second extraction electrode 2b along the axis 4 of the electron beam. Is incident on the electrostatic lens 2, and the position of the virtual light source 1b is determined by the electrostatic lens 2. After passing through the electrostatic lens 2, the electron beam 3 again enters the acceleration electrode 5 along the axis 4 of the electron beam and is accelerated. After that, the electron beam 3 has its electron dose limited by the diaphragm 9 located behind the accelerating electrode 5 and enters the sample 10.
【００３２】試料１０に入射した電子電流は電流計１１
により測定される。図６のステップ２１において、電流
計１１で測定される試料入射電流が設定値になっている
かどうかを判定し、試料１０に入射する電子電流に変化
があった場合（設定値より小さい場合）には、ステップ
２２に進む。ステップ２２では、引出電圧制御手段１５
は第一引出電圧Ｖ１を予め定められた微小量だけ昇圧す
る。続いて、引出電圧制御手段１５は、ステップ２３に
おいてテーブルあるいは前記〔数１〕の関係式などによ
って第一引出電圧Ｖ１に対応する第二引出電圧Ｖ２を求
める。そして、ステップ２４において、求めた第二引出
電圧Ｖ２を第二引出電源７に設定する。その後、再びス
テップ２１に戻り、電流計１１で測定された試料入射電
流が設定値になったかどうか判定し、設定値に達してい
ない場合には同様のステップを繰り返す。ステップ２１
の判定において、電流計１１で測定された試料入射電流
が設定値に達したときは処理を終了する。The electron current incident on the sample 10 is measured by the ammeter 11
Measured by In step 21 of FIG. 6, it is determined whether or not the sample incident current measured by the ammeter 11 has reached the set value, and if there is a change in the electron current incident on the sample 10 (when it is smaller than the set value). Proceeds to step 22. In step 22, the extraction voltage control means 15
Raises the first extraction voltage V1 by a predetermined minute amount. Subsequently, the extraction voltage control means 15 obtains the second extraction voltage V2 corresponding to the first extraction voltage V1 by the table or the relational expression of [Equation 1] in step 23. Then, in step 24, the obtained second extraction voltage V2 is set in the second extraction power supply 7. After that, the process returns to step 21 again, and it is judged whether or not the sample incident current measured by the ammeter 11 has reached the set value, and if the set value has not reached the set value, the same steps are repeated. Step 21
When the sample incident current measured by the ammeter 11 reaches the set value in the determination of, the processing ends.
【００３３】このように、引出電圧制御手段１５により
電流計１１の出力にリンクして第一引出電圧Ｖ１と第二
引出電圧Ｖ２を制御することで、静電レンズ２を制御し
て試量１０に入射する電子電流を一定に保つことができ
る。静電レンズ２の制御は第一引出電源６及び第二引出
電源７どちらか一方の制御、或いはその両方の制御でも
構わない。In this way, the extraction voltage control means 15 controls the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 by linking to the output of the ammeter 11 to control the electrostatic lens 2 and the trial sample 10 The electron current incident on can be kept constant. The electrostatic lens 2 may be controlled by controlling either the first drawing power source 6 or the second drawing power source 7, or by controlling both of them.
【００３４】また、試料入射電流を検出する電流計１１
に代えて、ファラデーカップ等の検出器を試料の前後に
配置しても構わない。ファラデーカップ等の検出器を試
料の前後に配置して試料に入射する電子電流を測定する
場合、挿入時は本機能オン、取り出し時はオフといった
半自動にて行ってもよい。図７は、試料入射電流検出器
としてファラデーカップを用い、第一引出電圧Ｖ１と第
二引出電圧Ｖ２の制御を半自動にて行う場合の手順を説
明するフローチャートである。An ammeter 11 for detecting the sample incident current.
Instead of this, detectors such as a Faraday cup may be arranged before and after the sample. When a detector such as a Faraday cup is arranged in front of and behind the sample to measure the electron current incident on the sample, this function may be turned on when inserting and off when taking out semi-automatically. FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure in the case where a Faraday cup is used as a sample incident current detector and the control of the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 is performed semi-automatically.
【００３５】ステップ３１では、試料入射電流検出のた
めにファラデーカップが試料の前後に挿入されているか
否かを判定する。挿入されていなければ処理を終了す
る。ステップ３１の判定が「ＹＥＳ」のときは、ステッ
プ３２に進み、ファラデーカップで測定した試料入射電
流が設定値であるか否かを判定する。測定した試料入射
電流が設定値であればステップ３１に戻り、設定値でな
い場合にはステップ３３に進んで第一引出電圧Ｖ１を予
め定められた微小量だけ昇圧する。次に、ステップ３４
において、引出電圧制御手段１５は、テーブルあるいは
前記〔数１〕の関係式などによって第一引出電圧Ｖ１に
対応する第二引出電圧Ｖ２を求める。そして、ステップ
３５において、求めた第二引出電圧Ｖ２を第二 引出電
源７に設定する。その後、再びステップ３１に戻って処
理を反復する。In step 31, it is judged whether or not the Faraday cup is inserted in front of or behind the sample for detecting the sample incident current. If not inserted, the process ends. When the determination in step 31 is “YES”, the process proceeds to step 32, and it is determined whether or not the sample incident current measured by the Faraday cup is the set value. If the measured sample incident current is the set value, the process returns to step 31, and if it is not the set value, the process proceeds to step 33 to boost the first extraction voltage V1 by a predetermined minute amount. Then, step 34
In, the extraction voltage control means 15 obtains the second extraction voltage V2 corresponding to the first extraction voltage V1 by the table or the relational expression of [Formula 1]. Then, in step 35, the obtained second extraction voltage V2 is set in the second extraction power supply 7. Then, it returns to step 31 again and repeats a process.
【００３６】ここでは、観察中の像の明るさが低下した
場合に元の明るさに戻す場合の手順を説明したが、観察
中に何らかの原因によって像の明るさが明るくなった場
合においても、同様の操作によって元の明るさに戻すこ
とができる。その場合には、図６のステップ２２あるい
は図７のステップ３３において、第一引出電圧Ｖ１を降
圧する制御を行うことになる。Here, the procedure for returning to the original brightness when the brightness of the image under observation has decreased has been described, but even when the brightness of the image becomes bright for some reason during observation, The same brightness can be restored to the original brightness. In that case, in step 22 of FIG. 6 or step 33 of FIG. 7, control for lowering the first extraction voltage V1 is performed.
【００３７】図８は、本発明による電界放出型電子銃を
備える電子顕微鏡の他の例の模式図である。この電子顕
微鏡は、電子線偏向系１２を制御する偏向系制御手段１
６を備える点で従来の電子顕微鏡と異なる。また図９
は、偏向系制御手段１６による制御の手順を説明するフ
ローチャートである。従来、電界放出型電子銃の第一引
出電極２ａ及び第二引出電極２ｂが微小に軸ずれしてい
る場合、第一引出電圧Ｖ１と第二引出電圧Ｖ２との比Ｒ
（静電レンズ系のレンズ強さ）を変えると、電子線３を
試料面上に照射する位置がずれてしまい、オペレータが
電子線偏向コイル電流を調整し、像の明るさを元に戻す
必要があった。この例の電子顕微鏡は、前記ずれ量を打
ち消すために必要な電子線偏向量を例えば偏向系に流す
電流値として偏向系制御手段１６内の記憶装置に保存
し、電子源１ａの調整時に第一引出電圧Ｖ１と第二引出
電圧Ｖ２との比Ｒを変化させる時に、同時に電子線偏向
系１２の電源１３を制御することで電子線の軸を一定に
保つ。これにより、前述のように、像の明るさを一定に
保つために第一引出電圧Ｖ１を変化させると共に第一引
出電圧Ｖ１と第二引出電圧Ｖ２との比Ｒ（静電レンズ系
のレンズ強さ）を変化させる場合においても、オペレー
タによる電子線偏向コイル電流の調整作業が不要にな
る。FIG. 8 is a schematic view of another example of the electron microscope equipped with the field emission type electron gun according to the present invention. This electron microscope has a deflection system control means 1 for controlling an electron beam deflection system 12.
6 is different from the conventional electron microscope in that it is provided with 6. Also in FIG.
4 is a flowchart illustrating a control procedure by the deflection system control means 16. Conventionally, when the first extraction electrode 2a and the second extraction electrode 2b of the field emission electron gun are slightly deviated from each other, the ratio R of the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 is R.
If the (lens strength of the electrostatic lens system) is changed, the position at which the electron beam 3 is irradiated onto the sample surface is displaced, and the operator must adjust the electron beam deflection coil current to restore the image brightness to the original level. was there. In the electron microscope of this example, an electron beam deflection amount necessary for canceling the displacement amount is stored in a storage device in the deflection system control means 16 as a current value flowing in the deflection system, for example, when adjusting the electron source 1a. When the ratio R of the extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 is changed, the axis of the electron beam is kept constant by controlling the power supply 13 of the electron beam deflection system 12 at the same time. As a result, as described above, the first extraction voltage V1 is changed in order to keep the brightness of the image constant, and the ratio R of the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 (lens strength of the electrostatic lens system is increased). S) is also changed, the operator does not need to adjust the electron beam deflection coil current.
【００３８】第一引出電源６により電圧印加される第一
引出電極２ａにより電子源から引き出された電子線３
は、電子線の軸４に沿って第一引出電極２ａ及び第二引
出電極２ｂよりなる静電レンズ２に入射し、静電レンズ
２により仮想光源１ｂの位置が決まる。第二引出電極２
ｂは、第二引出電源７により電圧印加される。電子線３
は、静電レンズ２を通過後、再び電子線の軸４に沿って
加速電源８により電圧印加される加速電極５に入射して
加速される。その後、電子線３は加速電極５の後方にあ
る絞り９によって電子線量を制限され、電子線偏向系電
源１３により駆動される電子線の偏向系１２によって偏
向された後、試料１０に入射する。An electron beam 3 extracted from an electron source by a first extraction electrode 2a to which a voltage is applied by a first extraction power source 6.
Enters the electrostatic lens 2 including the first extraction electrode 2a and the second extraction electrode 2b along the axis 4 of the electron beam, and the position of the virtual light source 1b is determined by the electrostatic lens 2. Second extraction electrode 2
The voltage b is applied by the second extraction power supply 7. Electron beam 3
After passing through the electrostatic lens 2, is again incident on the acceleration electrode 5 to which a voltage is applied by the acceleration power supply 8 along the axis 4 of the electron beam and is accelerated. Thereafter, the electron beam 3 has its electron dose limited by a diaphragm 9 behind the accelerating electrode 5, is deflected by an electron beam deflection system 12 driven by an electron beam deflection system power source 13, and then enters a sample 10.
【００３９】偏向系制御手段１６には、第一引出電圧Ｖ
１と第二引出電圧Ｖ２との比Ｒ（静電レンズ系のレンズ
強さ）を変化させたとき、電子線３が電子線３ｄの如く
軸４から変化するのを打ち消して再び電子線３ｅの如く
軸４の方向に戻すために必要な偏向量を前もって記憶し
ておく。そして、図９のフローチャートに示すように、
第一引出電圧Ｖ１と第二引出電圧Ｖ２との比Ｒ（静電レ
ンズ系のレンズ強さ）を変更した時（Ｓ４１）、偏向系
制御手段１６はその記憶内容に従って偏向系電源１３に
偏向系データを設定し（Ｓ４２）、偏向系電源１３から
電子線偏向系１２に偏向電流を出力して（Ｓ４３）、電
子線偏向系１２を制御することで電子線の軸４を一定に
保つ。The deflection system control means 16 has a first extraction voltage V
When the ratio R (lens strength of the electrostatic lens system) between 1 and the second extraction voltage V2 is changed, the change of the electron beam 3 from the axis 4 like the electron beam 3d is cancelled, and the electron beam 3e is again changed. As described above, the deflection amount necessary for returning to the direction of the axis 4 is stored in advance. Then, as shown in the flowchart of FIG.
When the ratio R (lens strength of the electrostatic lens system) between the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 is changed (S41), the deflection system control means 16 causes the deflection system power supply 13 to deflect the deflection system according to the stored contents. Data is set (S42), a deflection current is output from the deflection system power supply 13 to the electron beam deflection system 12 (S43), and the electron beam deflection system 12 is controlled to keep the axis 4 of the electron beam constant.
【００４０】図８に示した電子線偏向系１２及び偏向系
制御手段１６は、単独で電子顕微鏡に装備してもよい
が、図３で説明した静電レンズ系２のレンズ強さを引出
電極の引出電圧に対応して予め記憶した強さに制御する
制御手段１４、あるいは電子源から放出される放出電流
が所定値となるように引出電極の引出電圧を制御する手
段、及び静電レンズ系のレンズ強さを引き出し電極の引
出電圧に対応して予め記憶した強さに制御する制御手段
とともに装備するのが好ましい。The electron beam deflection system 12 and the deflection system control means 16 shown in FIG. 8 may be installed in the electron microscope independently, but the lens strength of the electrostatic lens system 2 described in FIG. Control means 14 for controlling the strength to be stored in advance in accordance with the extraction voltage, or means for controlling the extraction voltage of the extraction electrode so that the emission current emitted from the electron source becomes a predetermined value, and the electrostatic lens system. It is preferable to equip the lens strength with the control means for controlling the strength of the lens to a prestored strength corresponding to the extraction voltage of the extraction electrode.
【００４１】図８に示した電子線偏向系１２及び偏向系
制御手段１６は、また、図５で説明した、試料に入射す
る電子線の量を検出する検出手段１１、及び検出手段１
１の出力にリンクして引出電極の引出電圧及び静電レン
ズ系の強さを制御する制御手段１５とともに装備するこ
ともできる。この例の電子顕微鏡によると、電子顕微鏡
の像の明るさを一定に保つために電子源からの放出電流
を増減するとき、それに伴って静電レンズ系のレンズ強
さ（第一引出電圧Ｖ１と第二引出電圧Ｖ２との比Ｒ）を
変化させたとしても、電子線の軸を一定に保つことが可
能になる。The electron beam deflection system 12 and the deflection system control means 16 shown in FIG. 8 are also the detection means 11 and the detection means 1 for detecting the amount of the electron beam incident on the sample described in FIG.
It can also be equipped with a control means 15 which controls the extraction voltage of the extraction electrode and the strength of the electrostatic lens system by linking to the output of 1. According to the electron microscope of this example, when the emission current from the electron source is increased or decreased in order to keep the brightness of the image of the electron microscope constant, the lens strength of the electrostatic lens system (first extraction voltage V1 and Even if the ratio R) to the second extraction voltage V2 is changed, the axis of the electron beam can be kept constant.
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明によると、電界放出型の電子銃を
備える電子顕微鏡において、試料に入射する電子電流量
を一定に保ち、像の明るさを一定に保つことが可能にな
る。また、電子レンズ系の強さを変化したときでも電子
線の軸を一定に保つことが可能になる。According to the present invention, in an electron microscope equipped with a field emission type electron gun, the amount of electron current incident on a sample can be kept constant and the brightness of an image can be kept constant. Further, the axis of the electron beam can be kept constant even when the strength of the electron lens system is changed.
【図１】電界放出型電子銃を備える電子顕微鏡の模式
図。FIG. 1 is a schematic diagram of an electron microscope including a field emission electron gun.
【図２】電界放出型電子銃を備える電子顕微鏡の模式
図。FIG. 2 is a schematic diagram of an electron microscope including a field emission electron gun.
【図３】本発明による電界放出型電子銃を備える電子顕
微鏡の一例の模式図。FIG. 3 is a schematic diagram of an example of an electron microscope including a field emission electron gun according to the present invention.
【図４】静電レンズ電圧制御手段において第一引出電圧
Ｖ１と第二引出電圧Ｖ２を設定する手順を説明するフロ
ーチャート。FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure for setting a first extraction voltage V1 and a second extraction voltage V2 in the electrostatic lens voltage control means.
【図５】本発明による電界放出型電子銃を備える電子顕
微鏡の他の例の模式図。FIG. 5 is a schematic view of another example of an electron microscope including a field emission electron gun according to the present invention.
【図６】引出電圧制御手段で第一引出電圧Ｖ１と第二引
出電圧Ｖ２を設定する手順を説明するフローチャート。FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure for setting the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 by the extraction voltage control means.
【図７】試料入射電流検出器としてファラデーカップを
用い、第一引出電圧Ｖ１と第二引出電圧Ｖ２の制御を半
自動にて行う場合の手順を説明するフローチャート。FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure in the case where a Faraday cup is used as a sample incident current detector and control of the first extraction voltage V1 and the second extraction voltage V2 is performed semi-automatically.
【図８】本発明による電界放出型電子銃を備える電子顕
微鏡の他の例の模式図。FIG. 8 is a schematic diagram of another example of an electron microscope including a field emission electron gun according to the present invention.
【図９】偏向系制御手段による制御の手順を説明するフ
ローチャート。FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure of control by the deflection system control means.
１ａ…電子源、１ｂ…仮想光源、１ｃ…第一引出電圧変
化時の従来の仮想光源、２…静電レンズ、２ａ…第一引
出電極、２ｂ…第二引出電極、３…電子線、３ａ，３ｂ
…第一引出電圧変化時の電子線、３ｃ…第一引出電圧及
び第二引出電圧の比変化時の電子線、３ｄ…第一引出電
圧及び第二引出電圧の比変化時の電子線、３ｅ…電子線
偏向系により軸の変化を打ち消された電子線、４…電子
線の軸、５…加速電極、６…第一引出電源、７…第二引
出電源、８…加速電源、９…電子線量を制限する絞り、
１０…試料、１１…電流計、１２…電子線偏向系、１３
…電子線偏向系の電源、１４…静電レンズ制御手段、１
５…引出電圧制御手段、１６…偏向系制御手段1a ... Electron source, 1b ... Virtual light source, 1c ... Conventional virtual light source when the first extraction voltage changes, 2 ... Electrostatic lens, 2a ... First extraction electrode, 2b ... Second extraction electrode, 3 ... Electron beam, 3a , 3b
... Electron beam when first extraction voltage changes, 3c ... Electron beam when ratio of first extraction voltage and second extraction voltage changes, 3d ... Electron beam when ratio of first extraction voltage and second extraction voltage changes, 3e ... Electron beam whose axis change is canceled by the electron beam deflection system, 4 ... Electron beam axis, 5 ... Accelerating electrode, 6 ... First extraction power supply, 7 ... Second extraction power supply, 8 ... Acceleration power supply, 9 ... Electron Aperture to limit dose,
10 ... Sample, 11 ... Ammeter, 12 ... Electron beam deflection system, 13
... power source for electron beam deflection system, 14 ... electrostatic lens control means, 1
5 ... Extraction voltage control means, 16 ... Deflection system control means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−119037（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−302290（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−215714（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−94345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−98187（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−150959（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−205952（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−54154（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−184440（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/147 H01J 37/22 502 H01J 37/28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A 2-119037 (JP, A) JP-A 6-302290 (JP, A) JP-A 6-215714 (JP, A) JP-A 2- 94345 (JP, A) JP 53-98187 (JP, A) JP 52-150959 (JP, A) JP 60-205952 (JP, A) JP 59-54154 (JP, A) JP 59-184440 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 37/147 H01J 37/22 502 H01J 37/28
Claims (3)
すための第一引出電極と、前記第一引出電極と第二引出
電極よりなり引き出した電子線を収束させる静電レンズ
系と、前記静電レンズ系を通った電子線を加速する加速
電極と、前記加速電極により加速された電子線を制限す
る絞りとを含む電子顕微鏡において、前記第一引出電極の引出電圧を変化させるとき、仮想光
源の位置が一定になるように前記第二引出電極に印加す
る電圧を前記第一引出電極の引出電圧に対応して制御す
る 制御手段を備えることを特徴とする電子顕微鏡。1. An electron source, a first extraction electrode for extracting electrons from the electron source, the first extraction electrode and a second extraction electrode.
Electrons comprising an electrostatic lens system for converging from now withdrawn electron beam electrode, an acceleration electrode for accelerating the electron beam through the electrostatic lens system, and a diaphragm for limiting the electron beam accelerated by said accelerating electrode In the microscope, when changing the extraction voltage of the first extraction electrode, the virtual light
It is applied to the second extraction electrode so that the position of the source is constant.
Control the voltage corresponding to the extraction voltage of the first extraction electrode.
Electron microscopy, characterized in that it comprises control means that.
すための第一引出電極と、前記第一引出電極と第二引出
電極よりなり引き出した電子線を収束させる静電レンズ
系と、前記静電レンズ系を通った電子線を加速する加速
電極と、前記加速電極により加速された電子線を制限す
る絞りとを含む電子顕微鏡において、 前記電子源から放出される放出電流が所定値となるよう
に前記第一引出電極の引出電圧を制御する手段と、仮想
光源の位置が一定になるように前記第二引出電極に印加
する電圧を前記第一引出電極の引出電圧に対応して制御
する制御手段とを備えることを特徴とする電子顕微鏡。2. An electron source, a first extraction electrode for extracting electrons from the electron source, the first extraction electrode and a second extraction electrode.
Electrons comprising an electrostatic lens system for converging from now withdrawn electron beam electrode, an acceleration electrode for accelerating the electron beam through the electrostatic lens system, and a diaphragm for limiting the electron beam accelerated by said accelerating electrode In the microscope, means for controlling the extraction voltage of the first extraction electrode so that the emission current emitted from the electron source has a predetermined value, and a virtual
Apply to the second extraction electrode so that the position of the light source is constant
And a control means for controlling the voltage to be applied corresponding to the extraction voltage of the first extraction electrode.
すための第一引出電極と、前記第一引出電極と第二引出
電極よりなり引き出した電子線を収束させる静電レンズ
系と、前記静電レンズ系を通った電子線を加速する加速
電極と、前記加速電極により加速された電子線を制限す
る絞りとを含む電子顕微鏡において、 試料に入射する電子線の量を検出する検出手段と、前記
検出手段の出力にリンクして前記第一引出電極に印加す
る電圧及び第二引出電極に印加する電圧を制御する制御
手段とを備え、前記制御手段は、試料に入射する電子線
の量が一定になるように前記第一引出電極に印加する電
圧を制御し、かつ、仮想光源の位置が一定になるように
前記第二引出電極に印加する電圧を前記第一引出電極に
印加する電圧に対応して制御することを特徴とする電子
顕微鏡。3. An electron source, a first extraction electrode for extracting electrons from the electron source, the first extraction electrode and a second extraction electrode.
Electrons comprising an electrostatic lens system for converging from now withdrawn electron beam electrode, an acceleration electrode for accelerating the electron beam through the electrostatic lens system, and a diaphragm for limiting the electron beam accelerated by said accelerating electrode In the microscope, a detecting means for detecting the amount of the electron beam incident on the sample and an output of the detecting means are applied to the first extraction electrode in a linked manner .
Voltage and the voltage applied to the second extraction electrode
Means for controlling the electron beam incident on the sample.
Is applied to the first extraction electrode so that the amount of
Control the pressure and keep the position of the virtual light source constant
The voltage applied to the second extraction electrode is applied to the first extraction electrode.
An electron microscope characterized by being controlled according to an applied voltage .
Priority Applications (1)
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| JP34271397A JP3400697B2 (en) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | electronic microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP34271397A JP3400697B2 (en) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | electronic microscope |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11176367A JPH11176367A (en) | 1999-07-02 |
| JP3400697B2 true JP3400697B2 (en) | 2003-04-28 |
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ID=18355918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
1997
- 1997-12-12 JP JP34271397A patent/JP3400697B2/en not_active Expired - Lifetime
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