JP2016051522A - 走査透過型電子顕微鏡像の取得方法及び走査透過型電子顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
(走査透過電子顕微鏡)
最初に、本実施の形態における走査透過電子顕微鏡について、図1に基づき説明する。本実施の形態における走査透過電子顕微鏡は、共焦点走査透過型電子顕微鏡装置であり、電子線10を放出する電子源となる電界放射型電子銃11、放出された電子線10を加速する加速部12を備えている。
本実施の形態における走査透過電子顕微鏡による画像取得方法について説明する。本実施の形態における走査透過電子顕微鏡による画像取得方法は、非弾性散乱現象の一つであるプラズモン損失電子による影響が含まれていない電子顕微鏡像を取得する方法である。具体的には、本実施の形態は、プラズモン散乱の影響を吸収とすることにより、プラズモン散乱による影響が取り除かれている像を取得する方法である。このような実験像を本実施の形態においては、zero-loss STEM像と記載する場合がある。
次に、本実施の形態における走査透過型電子顕微鏡像の取得方法の実施例について説明する。この実施例において用いられた試料はSi(111)であり、この試料における膜厚と明視野STEM像における平均強度との関係を図8に示す。図8においては、実験像によって得られた平均強度をマーカーにより示し、計算結果によって得られた平均強度を実線及び点線により示す。また、縦軸は明視野STEM像における平均強度であり、横軸は試料の厚さである。
図9(a)は、円板状検出器である明視野検出器22において取得された厚さが70nmの試料における高品質な(弾性散乱+非弾性散乱)明視野STEM像である。図8に示される結果に基づくならば、厚さ70nmの試料においては、弾性散乱による寄与率が56%、非弾性散乱による寄与率が44%である。従って、これらの寄与率に基づき、円板状検出器である明視野検出器22において取得された高品質な(弾性散乱+非弾性散乱)明視野STEM像より、高品質な弾性散乱明視野STEM像及び高品質な非弾性散乱明視野STEM像を得ることができる。即ち、図9(b)に示される像は、図9(a)に示される高品質な(弾性散乱+非弾性散乱)明視野STEM像に、弾性散乱による寄与率である56%を掛ける画像演算を行ったものであり、高品質な弾性散乱明視野STEM像である。また、図9(c)に示される像は、図9(a)に示される高品質な(弾性散乱+非弾性散乱)明視野STEM像に、非弾性散乱による寄与率である44%を掛ける画像演算を行ったものであり、高品質な非弾性散乱明視野STEM像である。このようにして得られた結果に基づき、より高精度な定量比較が可能となる。
次に、本実施の形態における走査透過電子顕微鏡による画像取得方法について、図10に基づき説明する。
次に、第2の実施の形態における走査透過電子顕微鏡による画像取得方法について、図14に基づき説明する。
(付記1)
電子源より放出された電子線を加速し、試料に前記電子線の焦点が位置するように照射して、前記試料を透過または前記試料により散乱された電子線を検出することにより、前記試料における明視野像を取得する明視野検出器と、前記試料におけるエネルギースペクトルを取得する電子エネルギー損失分光器と、を有する走査透過型電子顕微鏡における走査透過型電子顕微鏡像の取得方法において、
前記試料を設置してエネルギースペクトルを取得する工程と、
前記試料を設置して得られるエネルギースペクトルより弾性散乱による像及び非弾性散乱による像を得る工程と、
前記弾性散乱による像及び前記非弾性散乱による像の平均強度を算出する工程と、
前記弾性散乱による像の平均強度と前記非弾性散乱による像の平均強度の和に対する前記弾性散乱による像の平均強度の比率を算出する工程と、
前記試料を設置して明視野像を取得する工程と、
前記取得された明視野像に、前記弾性散乱による像の平均強度の比率を掛ける画像演算を行うことにより走査透過型電子顕微鏡像を得る工程と、
を有することを特徴とする走査透過型電子顕微鏡像の取得方法。
(付記2)
前記非弾性散乱には、プラズモン散乱が含まれていることを特徴とする付記1に記載の走査透過型電子顕微鏡像の取得方法。
(付記3)
前記試料が設置されていない状態におけるエネルギースペクトルを取得する工程と、
取得された前記試料が設置されていない状態におけるエネルギースペクトルより、前記試料が設置されていない状態における像を得る工程と、
前記弾性散乱による像及び前記非弾性散乱による像を、前記試料が設置されていない状態における像に基づき規格化する工程と、
を有することを特徴とする付記1または2に記載の走査透過型電子顕微鏡像の取得方法。
(付記4)
電子源より放出された電子線を加速し、試料に前記電子線の焦点が位置するように照射して、前記試料を透過または前記試料により散乱された電子線を検出することにより、前記試料におけるエネルギースペクトルを取得する電子エネルギー損失分光器を有する走査透過型電子顕微鏡における走査透過型電子顕微鏡像の取得方法において、
前記試料が設置されていない状態におけるエネルギースペクトルを取得する工程と、
取得された前記試料が設置されていない状態におけるエネルギースペクトルより、前記試料が設置されていない状態における像を得る工程と、
前記試料を設置してエネルギースペクトルを取得する工程と、
前記試料を設置して取得されたエネルギースペクトルのうち、弾性散乱となるエネルギー領域の強度より、弾性散乱による像を得る工程と、
前記弾性散乱による像を、前記試料が設置されていない状態における像に基づき規格化し走査透過型電子顕微鏡像を得る工程と、
を有することを特徴とする走査透過型電子顕微鏡像の取得方法。
(付記5)
電子線を放出する電子源と、
前記電子源より放出された前記電子線を加速する加速部と、
前記加速部により加速された電子線の焦点を試料に結ぶ対物レンズと、
前記試料を透過または前記試料において散乱された電子線を検出することにより、前記試料における明視野像を取得する明視野検出器と、
前記試料におけるエネルギースペクトルを取得する電子エネルギー損失分光器と、
前記電子エネルギー損失分光器により取得されたエネルギースペクトルより、弾性散乱による像の平均強度と非弾性散乱による像の平均強度の和に対する前記弾性散乱による像の平均強度の比率を算出し、前記明視野像に、前記弾性散乱による像の平均強度の比率を掛ける画像演算を行う制御解析部と、
を有することを特徴とする走査透過型電子顕微鏡。
11 電界放射型電子銃
12 加速部
13 収束レンズ
14 収束レンズ
15 収束レンズ絞り
16 走査コイル
17 球面収差補正部
18 対物レンズ
19 投影レンズ
21 環状暗視野検出器
21a 開口部
22 明視野検出器
23 電子エネルギー損失分光器
40 試料
50 制御解析部
51 画像取得部
52 スペクトルデータ取得部
53 演算処理部
60 表示部
Claims (5)
- 電子源より放出された電子線を加速し、試料に前記電子線の焦点が位置するように照射して、前記試料を透過または前記試料により散乱された電子線を検出することにより、前記試料における明視野像を取得する明視野検出器と、前記試料におけるエネルギースペクトルを取得する電子エネルギー損失分光器と、を有する走査透過型電子顕微鏡における走査透過型電子顕微鏡像の取得方法において、
前記試料を設置してエネルギースペクトルを取得する工程と、
前記試料を設置して得られるエネルギースペクトルより弾性散乱による像及び非弾性散乱による像を得る工程と、
前記弾性散乱による像及び前記非弾性散乱による像の平均強度を算出する工程と、
前記弾性散乱による像の平均強度と前記非弾性散乱による像の平均強度の和に対する前記弾性散乱による像の平均強度の比率を算出する工程と、
前記試料を設置して明視野像を取得する工程と、
前記取得された明視野像に、前記弾性散乱による像の平均強度の比率を掛ける画像演算を行うことにより走査透過型電子顕微鏡像を得る工程と、
を有することを特徴とする走査透過型電子顕微鏡像の取得方法。 - 前記非弾性散乱には、プラズモン散乱が含まれていることを特徴とする請求項1に記載の走査透過型電子顕微鏡像の取得方法。
- 前記試料が設置されていない状態におけるエネルギースペクトルを取得する工程と、
取得された前記試料が設置されていない状態におけるエネルギースペクトルより、前記試料が設置されていない状態における像を得る工程と、
前記弾性散乱による像及び前記非弾性散乱による像を、前記試料が設置されていない状態における像に基づき規格化する工程と、
を有することを特徴とする請求項1または2に記載の走査透過型電子顕微鏡像の取得方法。 - 電子源より放出された電子線を加速し、試料に前記電子線の焦点が位置するように照射して、前記試料を透過または前記試料により散乱された電子線を検出することにより、前記試料におけるエネルギースペクトルを取得する電子エネルギー損失分光器を有する走査透過型電子顕微鏡における走査透過型電子顕微鏡像の取得方法において、
前記試料が設置されていない状態におけるエネルギースペクトルを取得する工程と、
取得された前記試料が設置されていない状態におけるエネルギースペクトルより、前記試料が設置されていない状態における像を得る工程と、
前記試料を設置してエネルギースペクトルを取得する工程と、
前記試料を設置して取得されたエネルギースペクトルのうち、弾性散乱となるエネルギー領域の強度より、弾性散乱による像を得る工程と、
前記弾性散乱による像を、前記試料が設置されていない状態における像に基づき規格化し走査透過型電子顕微鏡像を得る工程と、
を有することを特徴とする走査透過型電子顕微鏡像の取得方法。 - 電子線を放出する電子源と、
前記電子源より放出された前記電子線を加速する加速部と、
前記加速部により加速された電子線の焦点を試料に結ぶ対物レンズと、
前記試料を透過または前記試料において散乱された電子線を検出することにより、前記試料における明視野像を取得する明視野検出器と、
前記試料におけるエネルギースペクトルを取得する電子エネルギー損失分光器と、
前記電子エネルギー損失分光器により取得されたエネルギースペクトルより、弾性散乱による像の平均強度と非弾性散乱による像の平均強度の和に対する前記弾性散乱による像の平均強度の比率を算出し、前記明視野像に、前記弾性散乱による像の平均強度の比率を掛ける画像演算を行う制御解析部と、
を有することを特徴とする走査透過型電子顕微鏡。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001307672A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-11-02 | Hitachi Ltd | 元素分析装置及び走査透過型電子顕微鏡並びに元素分析方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001307672A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-11-02 | Hitachi Ltd | 元素分析装置及び走査透過型電子顕微鏡並びに元素分析方法 |
JP2008204642A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査透過荷電粒子線装置 |
JP2011069792A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Fujitsu Ltd | 試料解析装置及び試料解析方法 |
JP2013058363A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Fujitsu Ltd | 電子顕微鏡の観察方法及び電子顕微鏡 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020537123A (ja) * | 2017-10-09 | 2020-12-17 | 南京大学 | 結像装置、結像方法および結像システム |
CN117491400A (zh) * | 2023-11-02 | 2024-02-02 | 清华大学 | 消减热漫散射和非弹性散射的扫描透射衍射方法及装置 |
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