JP6464064B2 - Charged particle equipment - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、荷電粒子装置に関する。  The present invention relates to a charged particle device.

透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）では、透過像（試料像）や、回折パターンを取得することができる（例えば特許文献１参照）。透過像は試料を透過した電子（透過電子）で結像された像であり、回折パターンは電子回折により得られる図形である。  With a transmission electron microscope (TEM), a transmission image (sample image) and a diffraction pattern can be acquired (see, for example, Patent Document 1). The transmission image is an image formed by electrons transmitted through the sample (transmission electrons), and the diffraction pattern is a figure obtained by electron diffraction.

図１０は、従来の透過電子顕微鏡１０００の構成を模式的に示す図である。  FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of a conventionaltransmission electron microscope 1000.

図１０に示すように、透過電子顕微鏡１０００は、電子源１００２と、電子源１００２からの電子を試料に照射する照射光学系１００４と、試料を保持する試料ステージ１００６と、試料を透過した電子を用いて最初に結像する対物レンズ１００８と、対物レンズ１００８で結像された透過像または回折パターンを検出面上に結像する結像光学系１０１０と、検出面に入射した電子を検出して透過像または回折パターンを取得する検出器１０１２と、これらを制御する制御部１０２０と、を備えている。  As shown in FIG. 10, atransmission electron microscope 1000 includes anelectron source 1002, an irradiationoptical system 1004 that irradiates the sample with electrons from theelectron source 1002, asample stage 1006 that holds the sample, and electrons that have passed through the sample. Anobjective lens 1008 that forms an image first, an imagingoptical system 1010 that forms a transmission image or diffraction pattern imaged on theobjective lens 1008 on a detection surface, and electrons incident on the detection surface are detected. Adetector 1012 for acquiring a transmission image or a diffraction pattern and acontrol unit 1020 for controlling these are provided.

図１１は、結像光学系１０１０がＭＡＧモードの状態を模式的に示す図である。図１２は、結像光学系１０１０がＤＩＦＦモードの状態を模式的に示す図である。  FIG. 11 is a diagram schematically showing a state in which the imagingoptical system 1010 is in the MAG mode. FIG. 12 is a diagram schematically showing a state in which the imagingoptical system 1010 is in the DIFF mode.

透過電子顕微鏡１０００で試料の透過像を取得する場合、ユーザーは、試料の透過像を観察しながら試料を探索する。このとき、透過電子顕微鏡１０００の結像光学系１０１０の条件は、図１１に示すように、対物レンズ１００８が生成する最初の像を検出面上に結像する条件（ＭＡＧモード）となっている。  When acquiring a transmission image of a sample with thetransmission electron microscope 1000, the user searches for the sample while observing the transmission image of the sample. At this time, the condition of the imagingoptical system 1010 of thetransmission electron microscope 1000 is a condition (MAG mode) for forming the first image generated by theobjective lens 1008 on the detection surface as shown in FIG. .

そして、所望の観察領域が見つかると、ユーザーは、必要に応じて制御部１０２０を操作して結像光学系１０１０の条件を切り替えて倍率を調整し、検出器で透過像を取得する。  When a desired observation region is found, the user operates thecontrol unit 1020 as necessary to switch the conditions of the imagingoptical system 1010, adjust the magnification, and acquire a transmission image with the detector.

通常、透過像のみでは、試料の構造を示す情報としては足りない場合が多い。透過電子顕微鏡１０００では、試料で散乱した電子は、対物レンズ１００８の後焦点面に回折パターンを形成している。そこで、結像光学系１０１０の条件を変えて、図１２に示すように、回折パターンを検出面上に結像する条件（ＤＩＦＦモード）にする。ユーザーは結像光学系１０１０の条件を変えて、回折パターンの拡大率（カメラ長）を調整し、検出器で回折パターンを取得する。  Usually, the transmission image alone is often insufficient as information indicating the structure of the sample. In thetransmission electron microscope 1000, the electrons scattered by the sample form a diffraction pattern on the back focal plane of theobjective lens 1008. Therefore, the conditions of the imagingoptical system 1010 are changed to the conditions (DIFF mode) for imaging the diffraction pattern on the detection surface as shown in FIG. The user changes the conditions of the imagingoptical system 1010, adjusts the magnification rate (camera length) of the diffraction pattern, and acquires the diffraction pattern with the detector.

特開２００６−３２１０８号公報JP 2006-32108 A

上述したように、透過電子顕微鏡では、透過像（実空間像）と回折パターン（逆空間像）の両方を取得することができる。  As described above, the transmission electron microscope can acquire both a transmission image (real space image) and a diffraction pattern (reverse space image).

しかしながら、透過像を検出面上に結像する結像光学系の条件と、回折パターンを検出面上に結像する結像光学系の条件とは、大きく異なる。したがって、１つの試料から透過
像と回折パターンを取得する場合は、必ず結像光学系の条件を変える必要がある。However, the conditions of the imaging optical system that forms the transmission image on the detection surface are significantly different from the conditions of the imaging optical system that forms the diffraction pattern on the detection surface. Accordingly, when acquiring a transmission image and a diffraction pattern from one sample, it is necessary to change the conditions of the imaging optical system.

図１３は、結像光学系を構成している、一般的な磁場レンズ１１００を模式的に示す図である。  FIG. 13 is a diagram schematically showing a generalmagnetic lens 1100 constituting the imaging optical system.

電子を結像するために用いられる磁場レンズ１１００は、図１３に示すように、コイル１１０２と、ヨーク１１０４と、ポールピース１１０６と、を有している。磁場レンズ１１００では、コイル１１０２に電流を流し、コイル１１０２で発生した磁場をヨーク１１０４を介してポールピース１１０６に集めることで磁場ＭＦを発生させる。磁場レンズ１１００では、コイル１１０２に流れる電流を調整することで磁場ＭＦをコントロールすることができる。磁場レンズ１１００は、磁場ＭＦによって電子の軌道を変更し、レンズとして機能する。  As shown in FIG. 13, themagnetic lens 1100 used for imaging electrons has acoil 1102, ayoke 1104, and apole piece 1106. In themagnetic lens 1100, a current is passed through thecoil 1102, and the magnetic field generated by thecoil 1102 is collected on thepole piece 1106 via theyoke 1104 to generate the magnetic field MF. In themagnetic lens 1100, the magnetic field MF can be controlled by adjusting the current flowing through thecoil 1102. Themagnetic lens 1100 changes the electron trajectory by the magnetic field MF and functions as a lens.

ヨーク１１０４およびポールピース１１０６は、磁性体で構成されている。ヨーク１１０４およびポールピース１１０６を構成する磁性体には、磁気ヒステリシスが存在する。  Theyoke 1104 and thepole piece 1106 are made of a magnetic material. Magnetic hysteresis exists in the magnetic body constituting theyoke 1104 and thepole piece 1106.

図１４は、磁場レンズの磁気ヒステリシスを説明するためのグラフである。図１４に示すグラフの横軸は、磁場レンズのコイルに流れる電流量であり、縦軸は磁場レンズが発生させる磁場の大きさである。  FIG. 14 is a graph for explaining the magnetic hysteresis of the magnetic lens. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 14 is the amount of current flowing through the coil of the magnetic lens, and the vertical axis is the magnitude of the magnetic field generated by the magnetic lens.

図１４に示すように、コイル電流量がＩ１の状態からコイル電流量を増加させてコイル電流量をＩ２にした場合と、コイル電流量がＩ３の状態からコイル電流量を減少させてコイル電流量をＩ２にした場合では、コイル励磁量が同じＩ２であっても、磁場の大きさ（レンズ強度）は異なっている。  As shown in FIG. 14, when the coil current amount is increased from the state where the coil current amount is I1 and the coil current amount is set to I2, and when the coil current amount is decreased from the state where the coil current amount is I3, the coil current amount is decreased. When I2 is I2, the magnitude of the magnetic field (lens strength) is different even if the coil excitation amount is the same I2.

したがって、透過電子顕微鏡において、結像光学系の条件を変えると、変える前の結像光学系の条件によって、同じ条件であっても結像光学系が実現している結像状態（倍率や、カメラ長）が変わってしまう。  Therefore, in the transmission electron microscope, when the conditions of the imaging optical system are changed, depending on the conditions of the imaging optical system before the change, the imaging state (magnification, Camera length) will change.

また、図１３に示すコイル１１０２に電流を流すことで、コイル１１０２からジュール熱が発生する。このジュール熱によって、ヨーク１１０４およびポールピース１１０６が膨張する。コイル１１０２を流れる電流が一定であれば熱的平衡状態にあるため、特に大きな問題とならない。しかしながら、コイル１１０２を流れる電流を変化させると、熱的変化が発生して、ヨーク１１０４およびポールピース１１０６の形状の変化が起こる。これにより、磁場レンズ１１００が発生させる磁場ＭＦの形状も変わる。  In addition, Joule heat is generated from thecoil 1102 by passing a current through thecoil 1102 shown in FIG. This Joule heat causes theyoke 1104 and thepole piece 1106 to expand. If the current flowing through thecoil 1102 is constant, there is no particular problem because it is in a thermal equilibrium state. However, when the current flowing through thecoil 1102 is changed, a thermal change occurs, and the shapes of theyoke 1104 and thepole piece 1106 change. Thereby, the shape of the magnetic field MF generated by themagnetic field lens 1100 also changes.

したがって、結像光学系の条件を変えることによって、結像光学系を構成している各レンズにおいて熱的変化が生じ結像状態が変動する可能性がある。  Therefore, changing the conditions of the imaging optical system may cause a thermal change in each lens constituting the imaging optical system and change the imaging state.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、結像光学系の条件を変えることなく、透過像と回折パターンを取得することができる荷電粒子装置を提供することにある。  The present invention has been made in view of the above problems, and one of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a transmission image and a diffraction pattern without changing the conditions of the imaging optical system. It is an object to provide a charged particle device capable of obtaining the above.

（１）本発明に係る荷電粒子装置は、
荷電粒子を発生させる荷電粒子源と、
前記荷電粒子を試料に照射する照射光学系と、
前記試料を透過した前記荷電粒子で透過像を結像する対物レンズと、
前記対物レンズの後段に配置され、前記試料を透過した前記荷電粒子を偏向させる偏向部と、
前記偏向部の後段に配置された絞りと、
前記対物レンズで結像された前記透過像を検出面上に結像する結像光学系と、
前記検出面に入射した前記荷電粒子を検出する検出器と、
前記偏向部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記試料で互いに異なる散乱角で散乱された前記荷電粒子が、順次、前記絞りを通過するように、前記偏向部を制御する。(1) A charged particle device according to the present invention includes:
A charged particle source for generating charged particles;
An irradiation optical system for irradiating the sample with the charged particles;
An objective lens that forms a transmission image with the charged particles transmitted through the sample;
A deflecting unit disposed behind the objective lens and deflecting the charged particles transmitted through the sample;
A diaphragm disposed at a rear stage of the deflection unit;
An imaging optical system that forms the transmission image formed by the objective lens on a detection surface;
A detector for detecting the charged particles incident on the detection surface;
A control unit for controlling the deflection unit;
Including
The control unit controls the deflection unit so that the charged particles scattered by the sample at different scattering angles sequentially pass through the diaphragm.

このような荷電粒子装置では、制御部が試料で互いに異なる散乱角で散乱された荷電粒子が、順次、絞りを通過するように偏向部を制御することにより、回折パターンを取得することができる。そのため、このような荷電粒子装置では、結像光学系の条件を変えることなく、透過像と回折パターンを取得することができる。したがって、このような荷電粒子装置では、結像光学系の磁気ヒステリシスや、磁場レンズの熱的変動の影響により観察倍率やカメラ長にばらつきが生じることを抑制することができる。  In such a charged particle apparatus, the control unit can acquire the diffraction pattern by controlling the deflecting unit so that the charged particles scattered by the sample at different scattering angles sequentially pass through the stop. Therefore, in such a charged particle apparatus, a transmission image and a diffraction pattern can be acquired without changing the conditions of the imaging optical system. Therefore, in such a charged particle device, it is possible to suppress variations in observation magnification and camera length due to the influence of the magnetic hysteresis of the imaging optical system and the thermal fluctuation of the magnetic lens.

（２）本発明に係る荷電粒子装置において、
前記偏向部は、第１偏向器と、前記第１偏向器の後段に配置された第２偏向器と、を有し、
前記制御部は、前記第１偏向器を制御して前記荷電粒子の偏向角度を連続的に変化させるとともに、前記第２偏向器を制御して前記第１偏向器で偏向された前記荷電粒子を光軸に沿って進行させてもよい。(2) In the charged particle device according to the present invention,
The deflecting unit includes a first deflector and a second deflector disposed at a subsequent stage of the first deflector,
The control unit controls the first deflector to continuously change the deflection angle of the charged particles, and controls the second deflector to deflect the charged particles deflected by the first deflector. You may advance along an optical axis.

このような荷電粒子装置では、制御部が第１偏向器を制御して荷電粒子の偏向角度を連続的に変化させるとともに、第２偏向器を制御して第１偏向器で偏向された荷電粒子を光軸に沿って進行させるため、試料で互いに異なる散乱角で散乱された荷電粒子を、順次、光軸上で進行させることができる。  In such a charged particle apparatus, the control unit controls the first deflector to continuously change the deflection angle of the charged particles, and controls the second deflector to deflect the charged particles deflected by the first deflector. Therefore, the charged particles scattered at different scattering angles on the sample can be sequentially advanced on the optical axis.

（３）本発明に係る荷電粒子装置において、
前記絞りの孔は、前記光軸上に配置され、
前記検出器は、前記絞りを通過した前記荷電粒子を検出してもよい。(3) In the charged particle device according to the present invention,
The aperture hole is disposed on the optical axis;
The detector may detect the charged particles that have passed through the diaphragm.

このような荷電粒子装置では、絞りの孔が光軸上に配置され、検出器が絞りを通過した荷電粒子を検出するため、試料で互いに異なる散乱角で散乱された荷電粒子が、順次、絞りを通過し、検出器において互いに異なる散乱角で散乱された荷電粒子を、順次、検出することができる。  In such a charged particle apparatus, since the aperture of the aperture is arranged on the optical axis and the detector detects the charged particles that have passed through the aperture, the charged particles scattered at different scattering angles on the sample are sequentially extracted. Charged particles that have passed through and scattered at different scattering angles in the detector can be sequentially detected.

（４）本発明に係る荷電粒子装置において、
前記偏向角度の情報と前記検出器で得られた前記荷電粒子の強度の情報とを関連づけて記憶する記憶部を含んでいてもよい。(4) In the charged particle device according to the present invention,
The information processing apparatus may include a storage unit that stores the deflection angle information and the charged particle intensity information obtained by the detector in association with each other.

このような荷電粒子装置では、記憶部が偏向角度の情報と荷電粒子の強度の情報とを関連づけて記憶するため、記憶部に記録された情報を読み出すことで、回折パターンを取得することができる。  In such a charged particle device, since the storage unit stores the information on the deflection angle and the information on the intensity of the charged particle in association with each other, the diffraction pattern can be acquired by reading the information recorded in the storage unit. .

（５）本発明に係る荷電粒子装置において、
前記制御部は、前記記憶部から前記偏向角度の情報と関連付けて記憶された前記荷電粒子の強度の情報を読み出して、前記偏向角度を前記散乱角に変換し、回折パターンを生成してもよい。(5) In the charged particle device according to the present invention,
The control unit may read out information on the intensity of the charged particles stored in association with the information on the deflection angle from the storage unit, convert the deflection angle into the scattering angle, and generate a diffraction pattern. .

（６）本発明に係る荷電粒子装置は、
荷電粒子を発生させる荷電粒子源と、
前記荷電粒子を試料に照射する照射光学系と、
前記試料を透過した前記荷電粒子で透過像を結像する対物レンズと、
前記対物レンズの後段に配置され、前記試料を透過した前記荷電粒子を偏向させる偏向部と、
前記対物レンズで結像された前記透過像を検出面上に結像する結像光学系と、
前記結像光学系の後段に配置され、前記荷電粒子を検出する第１検出器と、
前記検出面に入射した前記荷電粒子を検出する第２検出器と、
前記偏向部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記試料で互いに異なる散乱角で散乱された前記荷電粒子が、順次、前記第１検出器で検出されるように、前記偏向部を制御する。(6) The charged particle device according to the present invention is:
A charged particle source for generating charged particles;
An irradiation optical system for irradiating the sample with the charged particles;
An objective lens that forms a transmission image with the charged particles transmitted through the sample;
A deflecting unit disposed behind the objective lens and deflecting the charged particles transmitted through the sample;
An imaging optical system that forms the transmission image formed by the objective lens on a detection surface;
A first detector that is disposed downstream of the imaging optical system and detects the charged particles;
A second detector for detecting the charged particles incident on the detection surface;
A control unit for controlling the deflection unit;
Including
The control unit controls the deflecting unit so that the charged particles scattered by the sample at different scattering angles are sequentially detected by the first detector.

このような荷電粒子装置では、制御部が試料で互いに異なる散乱角で散乱された荷電粒子が、順次、第１検出器で検出されるように偏向部を制御することにより、回折パターンを取得することができる。そのため、このような荷電粒子装置では、結像光学系の条件を変えることなく、透過像と回折パターンを取得することができる。したがって、このような荷電粒子装置では、結像光学系の磁気ヒステリシスや、磁場レンズの熱的変動の影響により観察倍率やカメラ長にばらつきが生じることを抑制することができる。  In such a charged particle apparatus, the control unit acquires the diffraction pattern by controlling the deflecting unit so that the charged particles scattered by the sample at different scattering angles are sequentially detected by the first detector. be able to. Therefore, in such a charged particle apparatus, a transmission image and a diffraction pattern can be acquired without changing the conditions of the imaging optical system. Therefore, in such a charged particle device, it is possible to suppress variations in observation magnification and camera length due to the influence of the magnetic hysteresis of the imaging optical system and the thermal fluctuation of the magnetic lens.

第１実施形態に係る荷電粒子装置の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the charged particle apparatus which concerns on 1st Embodiment.第１実施形態に係る荷電粒子装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the charged particle apparatus which concerns on 1st Embodiment.第１実施形態に係る荷電粒子装置の偏向部の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the deflection | deviation part of the charged particle apparatus which concerns on 1st Embodiment.第１実施形態に係る荷電粒子装置の偏向部の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the deflection | deviation part of the charged particle apparatus which concerns on 1st Embodiment.偏向角度φ（散乱角θ）と電子の強度の関係を示すグラフ。6 is a graph showing the relationship between the deflection angle φ (scattering angle θ) and the electron intensity.第２実施形態に係る荷電粒子装置の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the charged particle apparatus which concerns on 2nd Embodiment.第２実施形態に係る荷電粒子装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the charged particle apparatus which concerns on 2nd Embodiment.第２実施形態に係る荷電粒子装置の偏向部の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the deflection | deviation part of the charged particle apparatus which concerns on 2nd Embodiment.第２実施形態に係る荷電粒子装置の偏向部の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the deflection | deviation part of the charged particle apparatus which concerns on 2nd Embodiment.従来の透過電子顕微鏡の構成を模式的に示す図。The figure which shows the structure of the conventional transmission electron microscope typically.従来の透過電子顕微鏡の結像光学系がＭＡＧモードの状態を模式的に示す図。The figure which shows typically the state in which the imaging optical system of the conventional transmission electron microscope is a MAG mode.従来の透過電子顕微鏡の結像光学系がＤＩＦＦモードの状態を模式的に示す図。The figure which shows typically the state in which the imaging optical system of the conventional transmission electron microscope is a DIFF mode.一般的な磁場レンズを模式的に示す図。The figure which shows a general magnetic field lens typically.磁場レンズの磁気ヒステリシスを説明するためのグラフ。The graph for demonstrating the magnetic hysteresis of a magnetic field lens.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。  DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

１． 第１実施形態
１．１． 荷電粒子装置
まず、第１実施形態に係る荷電粒子装置について図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る荷電粒子装置１００の構成を模式的に示す図である。ここでは、荷電粒子装置１００が透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）である場合について説明する。1. 1. First embodiment 1.1. Charged Particle Device First, a charged particle device according to a first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a chargedparticle device 100 according to the first embodiment. Here, a case where the chargedparticle device 100 is a transmission electron microscope (TEM) will be described.

荷電粒子装置１００は、図１に示すように、電子源（荷電粒子源の一例）１０２と、照
射光学系１０４と、試料ステージ１０６と、対物レンズ１０８と、偏向部１１０と、絞り１１２と、結像光学系１１４と、検出器１１６と、走査信号生成部１１８と、フレームメモリー（記憶部の一例）１２０と、制御部１３０と、画像表示部１３２と、を含む。As shown in FIG. 1, the chargedparticle device 100 includes an electron source (an example of a charged particle source) 102, an irradiationoptical system 104, asample stage 106, anobjective lens 108, adeflection unit 110, adiaphragm 112, The imagingoptical system 114, thedetector 116, the scanningsignal generation unit 118, a frame memory (an example of a storage unit) 120, acontrol unit 130, and animage display unit 132 are included.

電子源１０２は、電子（荷電粒子の一例）を発生させる。電子源１０２は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子ビームとして放出する電子銃である。  Theelectron source 102 generates electrons (an example of charged particles). Theelectron source 102 is, for example, an electron gun that accelerates electrons emitted from the cathode at the anode and emits them as an electron beam.

照射光学系１０４は、電子源１０２で発生した電子を集束して試料に照射する。  The irradiationoptical system 104 focuses the electrons generated by theelectron source 102 and irradiates the sample.

試料ステージ１０６は、試料を保持する。試料ステージ１０６は、試料ホルダーを介して、試料を保持していてもよい。試料ステージ１０６は、試料（試料ホルダー）を移動および静止させることができ、試料の位置決めを行うことができる。  Thesample stage 106 holds a sample. Thesample stage 106 may hold a sample via a sample holder. Thesample stage 106 can move and stop the sample (sample holder), and can position the sample.

対物レンズ１０８は、試料を透過した電子（透過電子）で透過像を最初に結像する。すなわち、対物レンズ１０８は、試料を透過した電子で透過像を結像するための初段のレンズである。対物レンズ１０８の後焦点面には回折パターン（電子回折図形、逆空間像）が形成され、対物レンズ１０８の像面には透過像（実空間像）が形成される。  Theobjective lens 108 first forms a transmission image with electrons (transmission electrons) transmitted through the sample. That is, theobjective lens 108 is a first-stage lens for forming a transmission image with electrons transmitted through the sample. A diffraction pattern (electron diffraction pattern, inverse space image) is formed on the back focal plane of theobjective lens 108, and a transmission image (real space image) is formed on the image plane of theobjective lens 108.

偏向部１１０は、対物レンズ１０８の後段（電子の流れの下流側）に配置されている。偏向部１１０は、対物レンズ１０８と絞り１１２との間に配置されている。偏向部１１０は、第１偏向器１１０ａと、第１偏向器１１０ａの後段に配置された第２偏向器１１０ｂと、を有している。第１偏向器１１０ａおよび第２偏向器１１０ｂは、試料を透過した電子を二次元的に偏向させることができる。第１偏向器１１０ａおよび第２偏向器１１０ｂは、光軸Ｌと直交する平面内において、電子を二次元的に偏向させる。光軸Ｌは、荷電粒子装置１００の光学系を構成している各レンズの中心を通る軸である。  The deflectingunit 110 is disposed downstream of the objective lens 108 (on the downstream side of the electron flow). The deflectingunit 110 is disposed between theobjective lens 108 and thestop 112. The deflectingunit 110 includes afirst deflector 110a and asecond deflector 110b disposed at a subsequent stage of thefirst deflector 110a. Thefirst deflector 110a and thesecond deflector 110b can two-dimensionally deflect electrons transmitted through the sample. Thefirst deflector 110a and thesecond deflector 110b deflect electrons in a two-dimensional manner in a plane orthogonal to the optical axis L. The optical axis L is an axis passing through the center of each lens constituting the optical system of the chargedparticle device 100.

絞り１１２は、偏向部１１０の後段に配置されている。絞り１１２は、対物レンズ１０８の像面に配置されている。絞り１１２として、回折パターンを取得する試料の領域を制限する制限視野絞りを用いてもよい。  Thediaphragm 112 is disposed at the rear stage of the deflectingunit 110. Thediaphragm 112 is disposed on the image plane of theobjective lens 108. As thestop 112, a limited field stop that limits the region of the sample from which the diffraction pattern is acquired may be used.

結像光学系１１４は、対物レンズ１０８で結像された透過像または回折パターンを検出面１１５上に結像する。結像光学系１１４は、中間レンズ１１４ａと、投影レンズ１１４ｂと、を含んで構成されている。  The imagingoptical system 114 forms a transmission image or diffraction pattern formed by theobjective lens 108 on thedetection surface 115. The imagingoptical system 114 includes anintermediate lens 114a and aprojection lens 114b.

結像光学系１１４は、透過像を検出面１１５上に結像するモード（ＭＡＧモード）と、回折パターンを検出面１１５上に結像するモード（ＤＩＦＦモード）と、を備えている。ＭＡＧモードでは、対物レンズ１０８の像面と中間レンズ１１４ａの物面とを一致させて、検出面１１５上に透過像を結像する。ＤＩＦＦモードでは、対物レンズ１０８の後焦点面と中間レンズ１１４ａの物面とを一致させて、検出面１１５上に回折パターンを結像する。例えば、中間レンズ１１４ａの励磁（焦点距離）を切り替えることによって、ＭＡＧモードと、ＤＩＦＦモードと、を切り替えることができる。  The imagingoptical system 114 includes a mode (MAG mode) for forming a transmission image on thedetection surface 115 and a mode (DIFF mode) for forming a diffraction pattern on thedetection surface 115. In the MAG mode, a transmission image is formed on thedetection surface 115 by matching the image surface of theobjective lens 108 with the object surface of theintermediate lens 114a. In the DIFF mode, the rear focal plane of theobjective lens 108 and the object plane of theintermediate lens 114a are made to coincide with each other, and a diffraction pattern is formed on thedetection surface 115. For example, the MAG mode and the DIFF mode can be switched by switching the excitation (focal length) of theintermediate lens 114a.

検出器１１６は、検出面１１５に入射する電子を検出する。検出器１１６は、検出面１１５に入射する電子を計数する。検出器１１６は、計数された電子の数に応じた強度の情報を出力する。検出器１１６は、結像光学系１１４によって検出面１１５上に結像された透過像や回折パターンを取得することができる。検出器１１６は、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどのデジタルカメラである。  Thedetector 116 detects electrons incident on thedetection surface 115. Thedetector 116 counts electrons incident on thedetection surface 115. Thedetector 116 outputs information on the intensity corresponding to the counted number of electrons. Thedetector 116 can acquire a transmission image and a diffraction pattern formed on thedetection surface 115 by the imagingoptical system 114. Thedetector 116 is a digital camera such as a CCD camera or a CMOS camera.

走査信号生成部１１８は、偏向部１１０に供給される走査信号を生成する。走査信号は、偏向部１１０において、試料を透過した電子を二次元的に走査させるための信号である
。The scanningsignal generation unit 118 generates a scanning signal supplied to thedeflection unit 110. The scanning signal is a signal for causing thedeflection unit 110 to two-dimensionally scan electrons that have passed through the sample.

フレームメモリー１２０は、走査信号生成部１１８で生成された走査信号に基づいて、検出器１１６で得られた電子の強度（計数された電子の数）の情報と、偏向部１１０での電子の偏向角度の情報と、を関連づけて記憶する。すなわち、フレームメモリー１２０は、偏向角度の情報と、その偏向角度における電子の強度の情報と、を１対１に対応させて記憶する。  Based on the scanning signal generated by the scanningsignal generation unit 118, theframe memory 120 stores information on the electron intensity (number of counted electrons) obtained by thedetector 116 and the deflection of the electrons by thedeflection unit 110. The angle information is stored in association with each other. That is, theframe memory 120 stores information on the deflection angle and information on the electron intensity at the deflection angle in a one-to-one correspondence.

制御部１３０は、電子源１０２、照射光学系１０４、試料ステージ１０６、対物レンズ１０８、偏向部１１０、結像光学系１１４、を制御する。また、制御部１３０は、検出器１１６で取得された透過像や回折パターンを画像表示部１３２に表示する処理や、フレームメモリー１２０に記録された電子の強度の情報と偏向角度の情報とに基づいて回折パターンを生成して画像表示部１３２に表示する処理などを行う。なお、制御部１３０が行う制御の詳細については、後述する。  Thecontrol unit 130 controls theelectron source 102, the irradiationoptical system 104, thesample stage 106, theobjective lens 108, thedeflection unit 110, and the imagingoptical system 114. Thecontrol unit 130 also displays the transmission image and diffraction pattern acquired by thedetector 116 on theimage display unit 132, and information on the electron intensity and the deflection angle recorded in theframe memory 120. A process of generating a diffraction pattern and displaying it on theimage display unit 132 is performed. Details of the control performed by thecontrol unit 130 will be described later.

制御部１３０は、専用回路により実現して各種制御や処理を行うようにしてもよい。また、制御部１３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が記憶部（図示せず）等に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、各種制御や処理を行うようにしてもよい。  Thecontrol unit 130 may be implemented by a dedicated circuit to perform various controls and processes. In addition, thecontrol unit 130 may function as a computer by a CPU (Central Processing Unit) executing a control program stored in a storage unit (not shown) or the like, and may perform various controls and processes.

荷電粒子装置１００は、図示はしないが、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得して制御部１３０に送る処理を行う操作部を有していてもよい。操作部は、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどであってもよい。  Although not illustrated, the chargedparticle device 100 may include an operation unit that performs a process of acquiring an operation signal according to an operation by a user and sending the operation signal to thecontrol unit 130. The operation unit may be a button, a key, a touch panel display, a microphone, or the like.

画像表示部１３２は、制御部１３０で生成された画像を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどにより実現できる。  Theimage display unit 132 displays the image generated by thecontrol unit 130, and its function can be realized by an LCD, a CRT, or the like.

１．２． 荷電粒子装置の動作
次に、荷電粒子装置１００の動作について説明する。以下、荷電粒子装置１００で透過像および回折パターンを取得する例について説明する。1.2. Operation of Charged Particle Device Next, the operation of the chargedparticle device 100 will be described. Hereinafter, an example in which a transmission image and a diffraction pattern are acquired by the chargedparticle device 100 will be described.

（１）透過像の取得
まず、透過像を取得するときの荷電粒子装置１００の動作について説明する。(1) Acquisition of Transmission Image First, the operation of the chargedparticle device 100 when acquiring a transmission image will be described.

試料の所望の観察領域の透過像を取得するためには、試料の透過像（低倍率）を観察しながら、試料を探索する必要がある。そのため、結像光学系１１４は、ＭＡＧモードに設定される。例えば、ユーザーが操作部を介して結像光学系１１４をＭＡＧモードにすることを要求すると、制御部１３０は、結像光学系１１４を制御して、対物レンズ１０８が結像する最初の像（透過像）を検出面１１５上に結像する条件にする。  In order to acquire a transmission image of a desired observation region of the sample, it is necessary to search the sample while observing the transmission image (low magnification) of the sample. Therefore, the imagingoptical system 114 is set to the MAG mode. For example, when the user requests the imagingoptical system 114 to be in the MAG mode via the operation unit, thecontrol unit 130 controls the imagingoptical system 114 to form the first image (image formed by the objective lens 108 ( A transmission image) is formed on thedetection surface 115.

ユーザーは、所望の観察領域をみつけると必要に応じて倍率を変更してもよい（例えば高倍率にしてもよい）。ユーザーが操作部を介して所望の倍率を指定すると、制御部１３０が結像光学系１１４の条件を切り替えて倍率を変更する。そして、ユーザーが操作部を介して透過像の撮影を要求すると、制御部１３０は検出器１１６の出力信号を取得し、当該出力信号に基づいて透過像を生成する。このとき、検出器１１６の出力信号は、フレームメモリー１２０を介さずに、直接、制御部１３０に送られてもよい。そして、制御部１３０は、生成した透過像を画像表示部１３２に表示する処理を行う。  When the user finds a desired observation area, the user may change the magnification as necessary (for example, the magnification may be increased). When the user designates a desired magnification via the operation unit, thecontrol unit 130 switches the condition of the imagingoptical system 114 and changes the magnification. When the user requests to capture a transmission image via the operation unit, thecontrol unit 130 acquires an output signal of thedetector 116 and generates a transmission image based on the output signal. At this time, the output signal of thedetector 116 may be sent directly to thecontrol unit 130 without going through theframe memory 120. Then, thecontrol unit 130 performs processing for displaying the generated transmission image on theimage display unit 132.

（２）回折パターンの取得
次に、回折パターンを取得するときの荷電粒子装置１００の動作について説明する。(2) Acquisition of Diffraction Pattern Next, the operation of the chargedparticle device 100 when acquiring a diffraction pattern will be described.

図２は、荷電粒子装置１００の動作を説明するための図である。図２では、絞り１１２を光軸Ｌ上に挿入した状態を図示している。  FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the chargedparticle device 100. FIG. 2 illustrates a state in which thediaphragm 112 is inserted on the optical axis L.

回折パターンを取得するときには、まず、図２に示すように、所望の観察領域を観察している状態で、絞り１１２を光軸Ｌ上に挿入する。このとき、結像光学系１１４はＭＡＧモードであり、対物レンズ１０８で結像された透過像が検出面１１５上に結像されている。絞り１１２は、図２に示すように、絞り孔が光軸Ｌ上に位置するように挿入される。これにより、絞り１１２を通過する電子は主に透過波Ｔである。ここで、透過波Ｔとは、試料を透過して入射電子と同じ方向に出射する波である。  When acquiring a diffraction pattern, first, as shown in FIG. 2, thestop 112 is inserted on the optical axis L while observing a desired observation region. At this time, the imagingoptical system 114 is in the MAG mode, and the transmission image formed by theobjective lens 108 is formed on thedetection surface 115. As shown in FIG. 2, thestop 112 is inserted so that the stop hole is positioned on the optical axis L. Thereby, the electrons passing through thestop 112 are mainly transmitted waves T. Here, the transmitted wave T is a wave that passes through the sample and exits in the same direction as the incident electrons.

次に、例えば、ユーザーが操作部を介して回折パターンの取得を要求すると、制御部１３０は、試料で互いに異なる散乱角で散乱された電子が、順次、絞り１１２を通過するように、偏向部１１０を制御する。  Next, for example, when a user requests acquisition of a diffraction pattern via the operation unit, thecontrol unit 130 causes the deflection unit to sequentially pass electrons scattered at different scattering angles on the sample through thediaphragm 112. 110 is controlled.

具体的には、制御部１３０は、第１偏向器１１０ａを制御して試料を透過した電子の偏向角度を連続的に変化させるとともに、第２偏向器１１０ｂを制御して第１偏向器１１０ａで偏向された電子を光軸Ｌに沿って進行させる。これにより、試料で互いに異なる散乱角で散乱された電子が、順次、絞り１１２を通過するため、検出器１１６において互いに異なる散乱角で散乱された電子を選択的に検出することができる。以下、この原理について説明する。  Specifically, thecontrol unit 130 controls thefirst deflector 110a to continuously change the deflection angle of electrons transmitted through the sample, and also controls thesecond deflector 110b to control thefirst deflector 110a. The deflected electrons travel along the optical axis L. As a result, electrons scattered at different scattering angles in the sample sequentially pass through theaperture 112, so that the electrons scattered at different scattering angles can be selectively detected by thedetector 116. Hereinafter, this principle will be described.

図２に示す状態では、第１偏向器１１０ａおよび第２偏向器１１０ｂは、電子を偏向させていない。このとき、主に透過波Ｔが絞り１１２を通過する。透過波Ｔは、散乱角θ＝０°の透過電子である。絞り１１２を通過した電子は検出器１１６で検出される。すなわち、図２に示す状態では、透過波Ｔを選択的に検出することができる。  In the state shown in FIG. 2, thefirst deflector 110a and thesecond deflector 110b do not deflect electrons. At this time, the transmitted wave T mainly passes through thediaphragm 112. The transmitted wave T is a transmitted electron having a scattering angle θ = 0 °. The electrons that have passed through thediaphragm 112 are detected by thedetector 116. That is, in the state shown in FIG. 2, the transmitted wave T can be selectively detected.

なお、上記の「主に透過波Ｔが絞り１１２を通過する」とは、例えば後述する図３や図４に示す他の状態に比べて、図２に示す状態では絞り１１２を通過する電子において透過波Ｔの割合が多いことをいう。  The above-mentioned “mainly transmitted wave T passes through thediaphragm 112” means that electrons passing through thediaphragm 112 in the state shown in FIG. 2 are compared with other states shown in FIGS. It means that the ratio of the transmitted wave T is large.

図３および図４は、荷電粒子装置１００の偏向部１１０の動作を説明するための図である。  3 and 4 are diagrams for explaining the operation of the deflectingunit 110 of the chargedparticle device 100. FIG.

図３に示す状態では、第１偏向器１１０ａは、試料を透過した電子を偏向角度φ_Ａで偏向し、第２偏向器１１０ｂは、第１偏向器１１０ａで偏向された電子を光軸Ｌに沿って進行するように偏向させる（光軸に戻す）。これにより、試料において散乱角θ_Ａで散乱された散乱波Ａが光軸Ｌ上を進行し、主に散乱波Ａが絞り１１２を通過する。絞り１１２を通過した電子は検出器１１６で検出される。すなわち、図３に示す状態では、散乱角θ_Ａで散乱された散乱波Ａを選択的に検出することができる。In the state shown in FIG. 3, thefirst deflector 110a is deflected electrons transmitted through the sample at a deflection angle phi_A,second deflector 110b is electrons deflected by thefirst deflector 110a to the optical axis L It is deflected so as to travel along (return to the optical axis). As a result, the scattered wave A scattered at the scattering angle θ_A in the sample travels on the optical axis L, and the scattered wave A mainly passes through thestop 112. The electrons that have passed through thediaphragm 112 are detected by thedetector 116. That is, in the state shown in FIG. 3, the scattered wave A scattered at the scattering angle θ_A can be selectively detected.

なお、上記の「主に散乱波Ａが絞り１１２を通過する」とは、例えば図２や図４に示す他の状態に比べて、図３に示す状態では絞り１１２を通過する電子において散乱波Ａの割合が多いことをいう。  Note that “mainly the scattered wave A passes through theaperture 112” means that the scattered waves in the electrons passing through theaperture 112 in the state shown in FIG. 3 are compared with other states shown in FIGS. It means that the ratio of A is large.

図４に示す状態では、第１偏向器１１０ａは、試料を透過した電子を偏向角度φ_Ｂで偏向し、第２偏向器１１０ｂは、第１偏向器１１０ａで偏向された電子を光軸Ｌに沿って進行するように偏向させる（光軸に戻す）。これにより、試料において散乱角θ_Ｂで散乱された散乱波Ｂが光軸Ｌ上を進行し、主に散乱波Ｂが絞り１１２を通過する。絞り１１２を通過した電子は検出器１１６で検出される。すなわち、図４に示す状態では、散乱角θ_Ｂ
で散乱された散乱波Ｂを選択的に検出することができる。In the state shown in FIG. 4, thefirst deflector 110a is deflected electrons transmitted through the sample at a deflection angle phi_B,second deflector 110b is electrons deflected by thefirst deflector 110a to the optical axis L It is deflected so as to travel along (return to the optical axis). As a result, the scattered wave B scattered at the scattering angle θ_B in the sample travels on the optical axis L, and the scattered wave B mainly passes through thestop 112. The electrons that have passed through thediaphragm 112 are detected by thedetector 116. That is, in the state shown in FIG. 4, the scattering angle θ_B
Scattered waves B scattered by can be selectively detected.

なお、上記の「主に散乱波Ｂが絞り１１２を通過する」とは、例えば図２や図３に示す他の状態に比べて、図４に示す状態では絞り１１２を通過する電子において散乱波Ｂの割合が多いことをいう。  Note that “mainly the scattered wave B passes through theaperture 112” means that the scattered waves in the electrons passing through theaperture 112 in the state shown in FIG. 4 are compared with other states shown in FIGS. 2 and 3, for example. It means that the ratio of B is large.

ここで、偏向角度φとは、対物レンズ１０８を通過して第１偏向器１１０ａに入射する電子の進行方向（電子線の軸）と、第１偏向器１１０ａで偏向された電子の進行方向（電子線の軸）と、がなす角度をいう。また、散乱角θとは、試料に電子を入射したときに、試料を構成する原子によって電子が散乱される角度をいう。偏向角度φと散乱角θとは、１対１に対応している。偏向角度φは、光学系の設計値、すなわち、例えば対物レンズ１０８の焦点距離や、対物レンズ１０８と第１偏向器１１０ａとの間の光学的な距離などを用いることで、散乱角θに変換することができる。  Here, the deflection angle φ refers to the traveling direction (electron beam axis) of electrons passing through theobjective lens 108 and entering thefirst deflector 110a, and the traveling direction of electrons deflected by thefirst deflector 110a ( The angle formed by the electron beam axis). In addition, the scattering angle θ refers to an angle at which electrons are scattered by atoms constituting the sample when electrons are incident on the sample. The deflection angle φ and the scattering angle θ have a one-to-one correspondence. The deflection angle φ is converted into a scattering angle θ by using a design value of the optical system, for example, a focal length of theobjective lens 108, an optical distance between theobjective lens 108 and thefirst deflector 110a, and the like. can do.

したがって、第１偏向器１１０ａを制御して試料を透過した電子の偏向角度φを連続的に変化させるとともに、第２偏向器１１０ｂを制御して第１偏向器１１０ａで偏向された電子を光軸Ｌに沿って進行させることで、試料で互いに異なる散乱角θで散乱された電子を、順次、取り出すことができる。また、第１偏向器１１０ａにおいて、試料を透過した電子を二次元的に偏向させることにより、試料で互いに異なる方向に散乱された電子を、順次、取り出すことができる。  Therefore, thefirst deflector 110a is controlled to continuously change the deflection angle φ of the electrons transmitted through the sample, and thesecond deflector 110b is controlled to control the electrons deflected by thefirst deflector 110a to the optical axis. By proceeding along L, electrons scattered at different scattering angles θ in the sample can be sequentially taken out. Further, in thefirst deflector 110a, electrons scattered through the sample are two-dimensionally deflected, whereby electrons scattered in different directions by the sample can be sequentially taken out.

制御部１３０は、走査信号生成部１１８を制御して、所定の走査信号を第１偏向器１１０ａおよび第２偏向器１１０ｂに送る。第１偏向器１１０ａは、走査信号に基づいて試料を透過した電子を二次元的に偏向させる。また、第２偏向器１１０ｂは、走査信号に基づいて第１偏向器１１０ａで偏向された電子を光軸Ｌに沿って進行するように偏向させる。このように、制御部１３０が、第１偏向器１１０ａと第２偏向器１１０ｂを連動（同期）させることにより、試料において互いに異なる散乱角θで散乱された電子が、順次、光軸Ｌ上を進行する。そのため、互いに異なる散乱角θで散乱された電子は、順次、絞り１１２を通過し、検出器１１６において、順次、検出される。  Thecontrol unit 130 controls the scanningsignal generation unit 118 to send a predetermined scanning signal to thefirst deflector 110a and thesecond deflector 110b. Thefirst deflector 110a deflects the electrons transmitted through the sample in a two-dimensional manner based on the scanning signal. Thesecond deflector 110b deflects the electrons deflected by thefirst deflector 110a based on the scanning signal so as to travel along the optical axis L. As described above, thecontrol unit 130 interlocks (synchronizes) thefirst deflector 110a and thesecond deflector 110b, so that electrons scattered at different scattering angles θ in the sample sequentially travel on the optical axis L. proceed. Therefore, electrons scattered at different scattering angles θ sequentially pass through theaperture 112 and are sequentially detected by thedetector 116.

フレームメモリー１２０は、偏向角度φの情報と、検出器１１６で得られた電子の強度の情報とを関連づけて記憶する。フレームメモリー１２０は、走査信号に基づいて、検出器１１６の出力信号を記憶することで偏向角度φの情報と、電子の強度の情報とを関連づけて記憶する。  Theframe memory 120 stores information on the deflection angle φ and information on the electron intensity obtained by thedetector 116 in association with each other. Theframe memory 120 stores the output signal of thedetector 116 based on the scanning signal, and stores the information on the deflection angle φ and the information on the electron intensity in association with each other.

具体的には、荷電粒子装置１００では、検出面１１５上に入射した電子は、検出器１１６で検出され、電気信号に変換される。この電気信号は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）によりデジタル信号に変換され、走査信号に応じて指定されたフレームメモリー１２０内のアドレスの記憶領域に格納される。これにより、フレームメモリー１２０に、偏向角度φの情報と電子の強度の情報とが関連づけて記憶される。  Specifically, in the chargedparticle device 100, electrons incident on thedetection surface 115 are detected by thedetector 116 and converted into an electrical signal. This electric signal is converted into a digital signal by an A / D converter (not shown) and stored in a storage area of an address in theframe memory 120 designated according to the scanning signal. Thereby, the information on the deflection angle φ and the information on the electron intensity are stored in theframe memory 120 in association with each other.

このようにしてフレームメモリー１２０に記憶された偏向角度φの情報と電子の強度の情報は、回折パターンに相当するものとなる。  The information on the deflection angle φ and the information on the electron intensity stored in theframe memory 120 in this way correspond to the diffraction pattern.

図５は、偏向角度φ（散乱角θ）と電子の強度の関係を示すグラフである。図５に示す例では、散乱角θ＝０°（透過波Ｔ）に相当するピーク、散乱角θ_Ａで散乱された電子に相当するピーク、散乱角θ_Ｂで散乱された電子に相当するピークが得られている。図５に示す例では、便宜上、偏向部１１０において電子を一次元的に偏向させて、偏向角度φを変化させた例を示しているが、偏向部１１０において電子を二次元的に偏向させて、偏向角度φを変化させることにより、回折パターンを得ることができる。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the deflection angle φ (scattering angle θ) and the electron intensity. In the example shown in FIG. 5, the peak corresponding to the scattering angle θ = 0 ° (transmitted wave T), the peak corresponding to the electrons scattered at the scattering angle θ_A , and the peak corresponding to the electrons scattered at the scattering angle θ_B are used. Is obtained. In the example shown in FIG. 5, for convenience, an example is shown in which thedeflection unit 110 deflects electrons one-dimensionally and changes the deflection angle φ, but thedeflection unit 110 deflects electrons two-dimensionally. The diffraction pattern can be obtained by changing the deflection angle φ.

ここで、偏向角度φの範囲を変えることで、得られる回折パターンの大きさ、すなわち、得られる回折パターンにおけるカメラ長を変えることができる。カメラ長とは、試料から回折パターンを形成する面までの有効距離である。  Here, by changing the range of the deflection angle φ, the size of the obtained diffraction pattern, that is, the camera length in the obtained diffraction pattern can be changed. The camera length is an effective distance from the sample to the surface on which the diffraction pattern is formed.

制御部１３０は、フレームメモリー１２０から偏向角度φの情報と関連付けて記録された電子の強度の情報を読み出して、偏向角度φを散乱角θに変換して回折パターンを生成し、回折パターンを画像表示部１３２に表示させる処理を行う。  Thecontrol unit 130 reads information on the intensity of electrons recorded in association with the information on the deflection angle φ from theframe memory 120, converts the deflection angle φ into a scattering angle θ, generates a diffraction pattern, and converts the diffraction pattern into an image. Processing to be displayed on thedisplay unit 132 is performed.

なお、荷電粒子装置１００では、制御部１３０が偏向部１１０の制御を停止して、絞り１１２を光軸Ｌ上から退避させることで、直ちに透過像の観察が可能となる。  In the chargedparticle device 100, thecontrol unit 130 stops the control of thedeflection unit 110, and thediaphragm 112 is retracted from the optical axis L, so that a transmission image can be observed immediately.

荷電粒子装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。  The chargedparticle device 100 has the following features, for example.

荷電粒子装置１００は、対物レンズ１０８の後段に配置され、試料を透過した電子を偏向させる偏向部１１０と、偏向部１１０の後段に配置された絞り１１２と、を備え、制御部１３０は、試料で互いに異なる散乱角で散乱された電子が、順次、絞り１１２を通過するように偏向部１１０を制御する。荷電粒子装置１００では、制御部１３０が偏向部１１０を制御することにより、上述したように、回折パターンを取得することができる。すなわち、荷電粒子装置１００では、結像光学系１１４がＭＡＧモードの状態で、回折パターンを取得することができる。したがって、荷電粒子装置１００では、結像光学系１１４の条件を変えることなく、透過像と回折パターンを取得することができる。したがって、荷電粒子装置１００では、結像光学系１１４の磁気ヒステリシスや、磁場レンズの熱的変動の影響により観察倍率やカメラ長にばらつきが生じることを抑制することができる。  The chargedparticle device 100 includes adeflecting unit 110 that is disposed downstream of theobjective lens 108 and deflects electrons that have passed through the sample, and adiaphragm 112 that is disposed downstream of the deflectingunit 110. Then, the deflectingunit 110 is controlled so that electrons scattered at different scattering angles pass sequentially through thestop 112. In the chargedparticle device 100, thecontrol unit 130 controls thedeflection unit 110, so that a diffraction pattern can be acquired as described above. That is, in the chargedparticle device 100, the diffraction pattern can be acquired with the imagingoptical system 114 in the MAG mode. Therefore, in the chargedparticle device 100, a transmission image and a diffraction pattern can be acquired without changing the conditions of the imagingoptical system 114. Therefore, in the chargedparticle device 100, it is possible to suppress variations in observation magnification and camera length due to the influence of the magnetic hysteresis of the imagingoptical system 114 and the thermal fluctuation of the magnetic field lens.

さらに、荷電粒子装置１００では、上述したように、制御部１３０が試料で互いに異なる散乱角で散乱された電子が、順次、絞り１１２を通過するように偏向部１１０を制御することにより回折パターンを取得することができる。そのため、荷電粒子装置１００では、結像光学系１１４の条件を変えることなく、回折パターンの大きさ（すなわちカメラ長）を変えることができる。したがって、荷電粒子装置１００では、カメラ長を変更した場合であっても、結像光学系における磁気ヒステリシスや、磁場レンズの熱的変動の影響によりカメラ長にばらつきが生じることを抑制することができる。  Furthermore, in the chargedparticle device 100, as described above, thecontrol unit 130 controls thedeflection unit 110 so that electrons scattered at different scattering angles from each other through the sample sequentially pass through theaperture 112, thereby generating a diffraction pattern. Can be acquired. Therefore, in the chargedparticle device 100, the size of the diffraction pattern (that is, the camera length) can be changed without changing the conditions of the imagingoptical system 114. Therefore, in the chargedparticle device 100, even when the camera length is changed, it is possible to suppress the occurrence of variations in the camera length due to the influence of the magnetic hysteresis in the imaging optical system and the thermal fluctuation of the magnetic field lens. .

荷電粒子装置１００では、偏向部１１０は、第１偏向器１１０ａと、第１偏向器１１０ａの後段に配置された第２偏向器１１０ｂと、を有し、制御部１３０は、第１偏向器１１０ａを制御して電子の偏向角度φを連続的に変化させるとともに、第２偏向器１１０ｂを制御して第１偏向器１１０ａで偏向された電子を光軸Ｌに沿って進行させる。そのため、荷電粒子装置１００では、試料で互いに異なる散乱角θで散乱された電子を、順次、光軸Ｌで進行させることができる。  In the chargedparticle device 100, the deflectingunit 110 includes afirst deflector 110a and asecond deflector 110b disposed at a subsequent stage of thefirst deflector 110a, and thecontrol unit 130 includes thefirst deflector 110a. Is controlled to continuously change the deflection angle φ of the electrons, and thesecond deflector 110b is controlled to advance the electrons deflected by thefirst deflector 110a along the optical axis L. Therefore, in the chargedparticle device 100, electrons scattered at different scattering angles θ in the sample can be sequentially advanced on the optical axis L.

荷電粒子装置１００では、絞り１１２の孔が光軸Ｌ上に配置され、検出器１１６が絞り１１２を通過した電子を検出するため、試料で互いに異なる散乱角θで散乱された電子が、順次、絞り１１２を通過し、検出器１１６において互いに異なる散乱角θで散乱された電子を、順次、検出することができる。  In the chargedparticle device 100, since the hole of thediaphragm 112 is disposed on the optical axis L, and thedetector 116 detects the electrons that have passed through thediaphragm 112, the electrons scattered by the sample at different scattering angles θ are sequentially Electrons that pass through theaperture 112 and are scattered by thedetector 116 at different scattering angles θ can be sequentially detected.

荷電粒子装置１００では、フレームメモリー１２０が偏向角度φの情報と検出器１１６で得られ電子の強度の情報とを関連づけて記憶するため、フレームメモリー１２０に記録された情報を読み出すことで、回折パターンを生成することができる。  In the chargedparticle device 100, since theframe memory 120 stores the information on the deflection angle φ and the information on the electron intensity obtained by thedetector 116 in association with each other, the information recorded in theframe memory 120 is read out, so that the diffraction pattern is read out. Can be generated.

２． 第２実施形態
２．１． 荷電粒子装置
次に、第２実施形態に係る荷電粒子装置について図面を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態に係る荷電粒子装置２００の構成を模式的に示す図である。2. Second Embodiment 2.1. Next, a charged particle device according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of the chargedparticle device 200 according to the second embodiment.

以下、第２実施形態に係る荷電粒子装置２００において、上述した第１実施形態に係る荷電粒子装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。  Hereinafter, in the chargedparticle device 200 according to the second embodiment, members having the same functions as the constituent members of the chargedparticle device 100 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. .

上述した荷電粒子装置１００では、図１に示すように、絞り１１２を含んで構成されており、絞り１１２を通過した電子を検出器１１６で検出して、所定の散乱角θで散乱された電子を選択的に検出していた。  As shown in FIG. 1, the chargedparticle device 100 described above is configured to include astop 112. Electrons that have passed through thestop 112 are detected by adetector 116, and electrons scattered at a predetermined scattering angle θ. Was selectively detected.

これに対して、荷電粒子装置２００では、図６に示すように、所定の散乱角θで散乱された電子を選択的に検出する検出器２１０（以下、「第１検出器２１０」ともいう）を含んで構成されている。  On the other hand, in the chargedparticle device 200, as shown in FIG. 6, adetector 210 that selectively detects electrons scattered at a predetermined scattering angle θ (hereinafter also referred to as “first detector 210”). It is comprised including.

第１検出器２１０は、結像光学系１１４の後段に配置されている。図示の例では、第１検出器２１０は、結像光学系１１４と検出器１１６（以下「第２検出器１１６」ともいう）との間に配置されている。第１検出器２１０は、移動可能であり、光軸Ｌ上に配置したり、光軸Ｌから退避させたりすることができる。第１検出器２１０は、偏向部１１０（第１偏向器１１０ａ）において所定の偏向角度φで偏向された電子、すなわち所定の散乱角θで散乱された電子を選択的に検出できるような検出面（検出領域）を有している。すなわち、第１検出器２１０は、結像光学系１１４を通過した電子の一部のみを検出できるような検出面（検出領域）を有している。第１検出器２１０の検出領域は、例えば、第２検出器１１６の検出領域に比べて小さい。第１検出器２１０の出力信号は、フレームメモリー１２０に送られる。  Thefirst detector 210 is disposed at the subsequent stage of the imagingoptical system 114. In the illustrated example, thefirst detector 210 is arranged between the imagingoptical system 114 and the detector 116 (hereinafter also referred to as “second detector 116”). Thefirst detector 210 is movable and can be arranged on the optical axis L or retracted from the optical axis L. Thefirst detector 210 is a detection surface that can selectively detect electrons deflected at a predetermined deflection angle φ in the deflecting unit 110 (first deflector 110a), that is, electrons scattered at a predetermined scattering angle θ. (Detection area). That is, thefirst detector 210 has a detection surface (detection region) that can detect only a part of the electrons that have passed through the imagingoptical system 114. The detection area of thefirst detector 210 is smaller than the detection area of thesecond detector 116, for example. The output signal of thefirst detector 210 is sent to theframe memory 120.

２．２． 荷電粒子装置の動作
次に、荷電粒子装置２００の動作について説明する。以下、荷電粒子装置２００で透過像および回折パターンを取得する例について説明する。2.2. Operation of Charged Particle Device Next, the operation of the chargedparticle device 200 will be described. Hereinafter, an example in which a transmission image and a diffraction pattern are acquired by the chargedparticle device 200 will be described.

（１）透過像の取得
まず、透過像を取得するときの荷電粒子装置２００の動作について説明する。(1) Acquisition of Transmission Image First, the operation of the chargedparticle device 200 when acquiring a transmission image will be described.

透過像を取得するときの荷電粒子装置２００の動作は、第１検出器２１０を光軸Ｌから退避させて第２検出器１１６を用いる点を除いて荷電粒子装置１００の動作と同様でありその説明を省略する。  The operation of the chargedparticle device 200 when acquiring a transmission image is the same as the operation of the chargedparticle device 100 except that thefirst detector 210 is retracted from the optical axis L and thesecond detector 116 is used. Description is omitted.

（２）回折パターンの取得
次に、回折パターンを取得するときの荷電粒子装置２００の動作について説明する。(2) Acquisition of Diffraction Pattern Next, the operation of the chargedparticle device 200 when acquiring a diffraction pattern will be described.

図７は、荷電粒子装置２００の動作を説明するための図である。図７では、第１検出器２１０を光軸Ｌ上に挿入した状態を図示している。  FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the chargedparticle device 200. FIG. 7 illustrates a state where thefirst detector 210 is inserted on the optical axis L.

回折パターンを取得するときには、まず、図７に示すように、所望の観察領域を観察している状態で、第１検出器２１０を光軸Ｌ上に挿入する。このとき、結像光学系１１４はＭＡＧモードである。第１検出器２１０が、光軸Ｌ上に配置されることにより、第１検出器２１０で検出される電子は主に透過波Ｔである。  When acquiring a diffraction pattern, first, as shown in FIG. 7, thefirst detector 210 is inserted on the optical axis L while observing a desired observation region. At this time, the imagingoptical system 114 is in the MAG mode. By arranging thefirst detector 210 on the optical axis L, electrons detected by thefirst detector 210 are mainly transmitted waves T.

次に、例えば、ユーザーが操作部を介して回折パターンの取得を要求すると、制御部１
３０は、試料で互いに異なる散乱角で散乱された電子が、順次、第１検出器２１０で検出されるように、偏向部１１０を制御する。Next, for example, when the user requests acquisition of the diffraction pattern via the operation unit, the control unit 1
30 controls thedeflection unit 110 so that electrons scattered at different scattering angles in the sample are sequentially detected by thefirst detector 210.

具体的には、制御部１３０は、第１偏向器１１０ａを制御して試料を透過した電子の偏向角度を連続的に変化させるとともに、第２偏向器１１０ｂを制御して第１偏向器１１０ａで偏向された電子を光軸Ｌに沿って進行させる。これにより、試料で互いに異なる散乱角で散乱された透過電子が、順次、第１検出器２１０で検出される。以下、この原理について図面を参照しながら説明する。  Specifically, thecontrol unit 130 controls thefirst deflector 110a to continuously change the deflection angle of electrons transmitted through the sample, and also controls thesecond deflector 110b to control thefirst deflector 110a. The deflected electrons travel along the optical axis L. As a result, transmitted electrons scattered by the sample at different scattering angles are sequentially detected by thefirst detector 210. Hereinafter, this principle will be described with reference to the drawings.

図７に示す状態では、第１偏向器１１０ａおよび第２偏向器１１０ｂは、電子を偏向させていない。このとき、主に透過波Ｔが第１検出器２１０で検出される。すなわち、図７に示す状態では、透過波Ｔを選択的に検出することができる。  In the state shown in FIG. 7, thefirst deflector 110a and thesecond deflector 110b do not deflect electrons. At this time, the transmitted wave T is mainly detected by thefirst detector 210. That is, in the state shown in FIG. 7, the transmitted wave T can be selectively detected.

なお、上記の「主に透過波Ｔが第１検出器２１０で検出される」とは、例えば後述する図８や図９に示す他の状態に比べて、図７に示す状態では第１検出器２１０で検出される電子において透過波Ｔの割合が多いことをいう。  The above-mentioned “mainly transmitted wave T is detected byfirst detector 210” means that the first detection in the state shown in FIG. 7 is different from the other states shown in FIGS. This means that the ratio of the transmitted wave T in the electrons detected by thevessel 210 is large.

図８および図９は、荷電粒子装置２００の偏向部１１０の動作を説明するための図である。  8 and 9 are diagrams for explaining the operation of the deflectingunit 110 of the chargedparticle device 200. FIG.

図８に示す状態では、第１偏向器１１０ａは、試料を透過した透過電子を偏向角度φ_Ａで偏向し、第２偏向器１１０ｂは、第１偏向器１１０ａで偏向された透過電子を光軸Ｌに沿って進行するように偏向させる（光軸に戻す）。これにより、試料において散乱角θ_Ａで散乱された散乱波Ａが光軸Ｌ上を進行し、主に散乱波Ａが第１検出器２１０で検出される。すなわち、図８に示す状態では、散乱角θ_Ａで散乱された散乱波Ａを選択的に検出することができる。In the state shown in FIG. 8, thefirst deflector 110a is deflected transmitted electrons transmitted through the sample at a deflection angle phi_A,second deflector 110b, the optical axis transmission electron deflected by thefirst deflector 110a It is deflected so as to travel along L (return to the optical axis). As a result, the scattered wave A scattered at the scattering angle θ_A in the sample travels on the optical axis L, and the scattered wave A is mainly detected by thefirst detector 210. That is, in the state shown in FIG. 8, the scattered wave A scattered at the scattering angle θ_A can be selectively detected.

なお、上記の「主に散乱波Ａが第１検出器２１０で検出される」とは、例えば図７や図９に示す他の状態に比べて、図８に示す状態では第１検出器２１０で検出される電子において散乱波Ａの割合が多いことをいう。  The above-mentioned “mainly the scattered wave A is detected by thefirst detector 210” means that thefirst detector 210 in the state shown in FIG. 8 is different from the other states shown in FIGS. This means that the ratio of the scattered wave A is large in the electrons detected in (1).

図９に示す状態では、第１偏向器１１０ａは、試料を透過した透過電子を偏向角度φ_Ｂで偏向し、第２偏向器１１０ｂは、第１偏向器１１０ａで偏向された透過電子を光軸Ｌに沿って進行するように偏向させる（光軸に戻す）。これにより、試料において散乱角θ_Ｂで散乱された散乱波Ｂが光軸Ｌ上を進行し、主に散乱波Ｂが第１検出器２１０で検出される。すなわち、図９に示す状態では、散乱角θ_Ｂで散乱された散乱波Ｂを選択的に検出することができる。In the state shown in FIG. 9, thefirst deflector 110a is deflected transmitted electrons transmitted through the sample at a deflection angle phi_B,second deflector 110b, the optical axis transmission electron deflected by thefirst deflector 110a It is deflected so as to travel along L (return to the optical axis). Accordingly, the scattered wave B scattered at the scattering angle θ_B in the sample travels on the optical axis L, and the scattered wave B is mainly detected by thefirst detector 210. That is, in the state shown in FIG. 9, the scattered wave B scattered at the scattering angle θ_B can be selectively detected.

なお、上記の「主に散乱波Ｂが第１検出器２１０で検出される」とは、例えば図７や図８に示す他の状態に比べて、図９に示す状態では第１検出器２１０で検出される電子において散乱波Ｂの割合が多いことをいう。  Note that “mainly the scattered wave B is detected by thefirst detector 210” described above means that thefirst detector 210 in the state shown in FIG. 9 is different from the other states shown in FIGS. 7 and 8, for example. This means that the ratio of the scattered wave B is large in the electrons detected in (1).

上述したように、偏向角度φは散乱角θに変換することができるため、第１偏向器１１０ａを制御して試料を透過した電子の偏向角度φを連続的に変化させるとともに、第２偏向器１１０ｂを制御して第１偏向器１１０ａで偏向された電子を光軸Ｌに沿って進行させることで、試料で互いに異なる散乱角θで散乱された電子を、順次、取り出すことができる。  As described above, since the deflection angle φ can be converted into the scattering angle θ, thefirst deflector 110a is controlled to continuously change the deflection angle φ of electrons transmitted through the sample, and the second deflector. By controlling 110b and causing the electrons deflected by thefirst deflector 110a to travel along the optical axis L, electrons scattered at different scattering angles θ on the sample can be sequentially taken out.

制御部１３０は、走査信号生成部１１８を制御して、所定の走査信号を第１偏向器１１０ａおよび第２偏向器１１０ｂに送る。第１偏向器１１０ａは、走査信号に基づいて試料
を透過した電子を二次元的に偏向させる。また、第２偏向器１１０ｂは、走査信号に基づいて第１偏向器１１０ａで偏向された電子を光軸Ｌに沿って進行するように偏向させる。これにより、第１検出器２１０において、互いに異なる散乱角θで散乱された透過電子が、順次、検出される。Thecontrol unit 130 controls the scanningsignal generation unit 118 to send a predetermined scanning signal to thefirst deflector 110a and thesecond deflector 110b. Thefirst deflector 110a deflects the electrons transmitted through the sample in a two-dimensional manner based on the scanning signal. Thesecond deflector 110b deflects the electrons deflected by thefirst deflector 110a based on the scanning signal so as to travel along the optical axis L. Thereby, in the1st detector 210, the transmission electron scattered by mutually different scattering angle (theta) is detected sequentially.

フレームメモリー１２０は、偏向角度φの情報と、第１検出器２１０で得られた電子の強度の情報とを関連づけて記憶する。フレームメモリー１２０は、走査信号に基づいて、第１検出器２１０の出力信号を記憶することで偏向角度φの情報と、電子の強度の情報とを関連づけて記憶する。  Theframe memory 120 stores the information on the deflection angle φ and the information on the electron intensity obtained by thefirst detector 210 in association with each other. Theframe memory 120 stores the output signal of thefirst detector 210 based on the scanning signal, and stores the information on the deflection angle φ and the information on the electron intensity in association with each other.

制御部１３０は、フレームメモリー１２０から偏向角度φの情報と関連付けて記録された電子の強度の情報を読み出して、偏向角度φを散乱角θに変換して回折パターンを生成し、回折パターンを画像表示部１３２に表示させる処理を行う。  Thecontrol unit 130 reads information on the intensity of electrons recorded in association with the information on the deflection angle φ from theframe memory 120, converts the deflection angle φ into a scattering angle θ, generates a diffraction pattern, and converts the diffraction pattern into an image. Processing to be displayed on thedisplay unit 132 is performed.

なお、荷電粒子装置２００では、制御部１３０が偏向部１１０の制御を停止して、第１検出器２１０を光軸Ｌ上から退避させることで、直ちに透過像の観察が可能となる。  In the chargedparticle device 200, thecontrol unit 130 stops the control of the deflectingunit 110, and thefirst detector 210 is retracted from the optical axis L, so that a transmission image can be observed immediately.

荷電粒子装置２００は、例えば、以下の特徴を有する。  The chargedparticle device 200 has the following features, for example.

荷電粒子装置２００は、対物レンズ１０８の後段に配置され、試料を透過した電子を偏向させる偏向部１１０と、結像光学系１１４の後段に配置された第１検出器２１０と、を備え、制御部１３０は、試料で互いに異なる散乱角で散乱された電子が、順次、第１検出器２１０で検出されるように偏向部１１０を制御する。荷電粒子装置２００では、上述した荷電粒子装置１００と同様に、制御部１３０が偏向部１１０を制御することにより、回折パターンを取得することができる。そのため、荷電粒子装置２００では、荷電粒子装置１００と同様に、結像光学系１１４の条件を変えることなく、透過像と回折パターンを取得することができる。したがって、荷電粒子装置２００では、結像光学系１１４の磁気ヒステリシスや、磁場レンズの熱的変動の影響により観察倍率やカメラ長にばらつきが生じることを抑制することができる。  The chargedparticle device 200 includes adeflecting unit 110 that is disposed downstream of theobjective lens 108 and deflects electrons that have passed through the sample, and afirst detector 210 that is disposed downstream of the imagingoptical system 114, and is controlled. Theunit 130 controls the deflectingunit 110 such that electrons scattered by the sample at different scattering angles are sequentially detected by thefirst detector 210. In the chargedparticle device 200, similarly to the chargedparticle device 100 described above, thecontrol unit 130 controls the deflectingunit 110 to obtain a diffraction pattern. Therefore, similarly to the chargedparticle device 100, the chargedparticle device 200 can acquire a transmission image and a diffraction pattern without changing the conditions of the imagingoptical system 114. Therefore, in the chargedparticle device 200, it is possible to suppress variations in observation magnification and camera length due to the magnetic hysteresis of the imagingoptical system 114 and the influence of thermal fluctuation of the magnetic lens.

さらに、荷電粒子装置２００では、上述したように、制御部１３０が試料で互いに異なる散乱角で散乱された電子が、順次、第１検出器２１０で検出されるように偏向部１１０を制御することにより回折パターンを取得することができる。そのため、荷電粒子装置２００では、荷電粒子装置１００と同様に、結像光学系における磁気ヒステリシスや、磁場レンズの熱的変動の影響によりカメラ長にばらつきが生じることを抑制することができる。  Furthermore, in the chargedparticle device 200, as described above, thecontrol unit 130 controls the deflectingunit 110 so that electrons scattered at different scattering angles in the sample are sequentially detected by thefirst detector 210. Thus, a diffraction pattern can be acquired. Therefore, similarly to the chargedparticle device 100, the chargedparticle device 200 can suppress variations in camera length due to the effects of magnetic hysteresis in the imaging optical system and thermal fluctuation of the magnetic field lens.

荷電粒子装置２００では、偏向部１１０は、第１偏向器１１０ａと、第１偏向器１１０ａの後段に配置された第２偏向器１１０ｂと、を有し、制御部１３０は、第１偏向器１１０ａを制御して電子の偏向角度φを連続的に変化させるとともに、第２偏向器１１０ｂを制御して第１偏向器１１０ａで偏向された電子を光軸Ｌに沿って進行させる。そのため、荷電粒子装置２００では、試料で互いに異なる散乱角θで散乱された電子を、順次、光軸Ｌ上で進行させることができる。したがって、荷電粒子装置２００では、第１検出器２１０を光軸Ｌ上に配置することで、試料で互いに異なる散乱角θで散乱された電子を、順次、検出することができる。  In the chargedparticle device 200, the deflectingunit 110 includes afirst deflector 110a and asecond deflector 110b disposed at a subsequent stage of thefirst deflector 110a, and thecontrol unit 130 includes thefirst deflector 110a. Is controlled to continuously change the deflection angle φ of the electrons, and thesecond deflector 110b is controlled to advance the electrons deflected by thefirst deflector 110a along the optical axis L. Therefore, in the chargedparticle device 200, electrons scattered at different scattering angles θ in the sample can be sequentially advanced on the optical axis L. Therefore, in the chargedparticle device 200, by arranging thefirst detector 210 on the optical axis L, electrons scattered at different scattering angles θ in the sample can be sequentially detected.

荷電粒子装置２００では、フレームメモリー１２０が、偏向角度φの情報と第１検出器２１０で得られ電子の強度の情報とを関連づけて記憶するため、フレームメモリー１２０に記録された情報を読み出すことで、回折パターンを得ることができる。  In the chargedparticle device 200, theframe memory 120 stores the information on the deflection angle φ and the information on the electron intensity obtained by thefirst detector 210 in association with each other. A diffraction pattern can be obtained.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。  The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

１００…荷電粒子装置、１０２…電子源、１０４…照射光学系、１０６…試料ステージ、１０８…対物レンズ、１１０…偏向部、１１０ａ…第１偏向器、１１０ｂ…第２偏向器、１１２…絞り、１１４…結像光学系、１１４ａ…中間レンズ、１１４ｂ…投影レンズ、１１５…検出面、１１６…検出器、１１８…走査信号生成部、１２０…フレームメモリー、１３０…制御部、１３２…画像表示部、２００…荷電粒子装置、２１０…第１検出器、１０００…透過電子顕微鏡、１００２…電子源、１００４…照射光学系、１００６…試料ステージ、１００８…対物レンズ、１０１０…結像光学系、１０１２…検出器、１０２０…制御部、１１００…磁場レンズ、１１０２…コイル、１１０４…ヨーク、１１０６…ポールピースDESCRIPTION OFSYMBOLS 100 ... Charged particle apparatus, 102 ... Electron source, 104 ... Irradiation optical system, 106 ... Sample stage, 108 ... Objective lens, 110 ... Deflection part, 110a ... 1st deflector, 110b ... 2nd deflector, 112 ... Aperture, DESCRIPTION OFSYMBOLS 114 ... Imaging optical system, 114a ... Intermediate lens, 114b ... Projection lens, 115 ... Detection surface, 116 ... Detector, 118 ... Scanning signal production | generation part, 120 ... Frame memory, 130 ... Control part, 132 ... Image display part, DESCRIPTION OFSYMBOLS 200 ... Charged particle apparatus, 210 ... 1st detector, 1000 ... Transmission electron microscope, 1002 ... Electron source, 1004 ... Irradiation optical system, 1006 ... Sample stage, 1008 ... Objective lens, 1010 ... Imaging optical system, 1012 ...Detection 1020 ...control unit 1100 ...magnetic lens 1102 ...coil 1104 ...yoke 1106 ... pole piece

Claims (6)

Translated fromJapanese

荷電粒子を発生させる荷電粒子源と、
前記荷電粒子を試料に照射する照射光学系と、
前記試料を透過した前記荷電粒子で透過像を結像する対物レンズと、
前記対物レンズの後段に配置され、前記試料を透過した前記荷電粒子を偏向させる偏向部と、
前記偏向部の後段に配置された絞りと、
前記対物レンズで結像された前記透過像を検出面上に結像する結像光学系と、
前記検出面に入射した前記荷電粒子を検出する検出器と、
前記偏向部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記試料で互いに異なる散乱角で散乱された前記荷電粒子が、順次、前記絞りを通過するように、前記偏向部を制御する、荷電粒子装置。A charged particle source for generating charged particles;
An irradiation optical system for irradiating the sample with the charged particles;
An objective lens that forms a transmission image with the charged particles transmitted through the sample;
A deflecting unit disposed behind the objective lens and deflecting the charged particles transmitted through the sample;
A diaphragm disposed at a rear stage of the deflection unit;
An imaging optical system that forms the transmission image formed by the objective lens on a detection surface;
A detector for detecting the charged particles incident on the detection surface;
A control unit for controlling the deflection unit;
Including
The charged particle apparatus, wherein the control unit controls the deflection unit so that the charged particles scattered by the sample at different scattering angles sequentially pass through the diaphragm. 請求項１において、
前記偏向部は、第１偏向器と、前記第１偏向器の後段に配置された第２偏向器と、を有し、
前記制御部は、前記第１偏向器を制御して前記荷電粒子の偏向角度を連続的に変化させるとともに、前記第２偏向器を制御して前記第１偏向器で偏向された前記荷電粒子を光軸に沿って進行させる、荷電粒子装置。In claim 1,
The deflecting unit includes a first deflector and a second deflector disposed at a subsequent stage of the first deflector,
The control unit controls the first deflector to continuously change the deflection angle of the charged particles, and controls the second deflector to deflect the charged particles deflected by the first deflector. A charged particle device that travels along the optical axis. 請求項２において、
前記絞りの孔は、前記光軸上に配置され、
前記検出器は、前記絞りを通過した前記荷電粒子を検出する、荷電粒子装置。In claim 2,
The aperture hole is disposed on the optical axis;
The detector is a charged particle device that detects the charged particles that have passed through the diaphragm. 請求項２または３において、
前記偏向角度の情報と前記検出器で得られた前記荷電粒子の強度の情報とを関連づけて記憶する記憶部を含む、荷電粒子装置。In claim 2 or 3,
A charged particle device including a storage unit that stores information on the deflection angle and information on the intensity of the charged particles obtained by the detector in association with each other. 請求項４において、
前記制御部は、前記記憶部から前記偏向角度の情報と関連付けて記憶された前記荷電粒子の強度の情報を読み出して、前記偏向角度を前記散乱角に変換し、回折パターンを生成する、荷電粒子装置。In claim 4,
The control unit reads out information on the intensity of the charged particles stored in association with the information on the deflection angle from the storage unit, converts the deflection angle into the scattering angle, and generates a diffraction pattern. apparatus. 荷電粒子を発生させる荷電粒子源と、
前記荷電粒子を試料に照射する照射光学系と、
前記試料を透過した前記荷電粒子で透過像を結像する対物レンズと、
前記対物レンズの後段に配置され、前記試料を透過した前記荷電粒子を偏向させる偏向部と、
前記対物レンズで結像された前記透過像を検出面上に結像する結像光学系と、
前記結像光学系の後段に配置され、前記荷電粒子を検出する第１検出器と、
前記検出面に入射した前記荷電粒子を検出する第２検出器と、
前記偏向部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記試料で互いに異なる散乱角で散乱された前記荷電粒子が、順次、前記第１検出器で検出されるように、前記偏向部を制御する、荷電粒子装置。A charged particle source for generating charged particles;
An irradiation optical system for irradiating the sample with the charged particles;
An objective lens that forms a transmission image with the charged particles transmitted through the sample;
A deflecting unit disposed behind the objective lens and deflecting the charged particles transmitted through the sample;
An imaging optical system that forms the transmission image formed by the objective lens on a detection surface;
A first detector that is disposed downstream of the imaging optical system and detects the charged particles;
A second detector for detecting the charged particles incident on the detection surface;
A control unit for controlling the deflection unit;
Including
The charged particle apparatus, wherein the control unit controls the deflecting unit so that the charged particles scattered by the sample at different scattering angles are sequentially detected by the first detector.

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