JP2017139115A - 電子顕微鏡および収差測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子顕微鏡100は、電子線源と、電子線源で発生した電子線EBを収束して試料に照射する照射レンズ系と、照射レンズ系で収束された電子線を試料S上で走査させる走査部と、試料Sを透過した電子線EBから互いに異なる検出角度の電子線EBを取り出す複数の検出角度制限孔32を有する絞り部30と、絞り部30を通過した電子線EBを検出する検出部20と、を含む。
【選択図】図3
Description
合、照射レンズ系の収差量に応じて電子線EBの試料Sへの入射位置がずれる。そのため、試料Sに対する入射角が互いに異なる電子線EBで形成された明視野STEM像I1および明視野STEM像I2は、図27および図28に示すように、シフトする。明視野STEM像I1と明視野STEM像I2との間の位置ずれ量は、照射レンズ系の収差に対応する。
電子線源と、
前記電子線源で発生した電子線を収束して試料に照射する照射レンズ系と、
前記照射レンズ系で収束された電子線を前記試料上で走査させる走査部と、
前記試料を透過した電子線から互いに異なる検出角度の電子線を取り出す複数の検出角度制限孔を有する絞り部と、
前記絞り部を通過した電子線を検出する検出部と、
を含む。
前記検出部の検出結果に基づいて、前記試料を透過した電子線から互いに異なる検出角度の電子線を取り出して得られた第1走査透過電子顕微鏡像を生成する画像生成部と、
前記第1走査透過電子顕微鏡像に基づいて、前記照射レンズ系の収差を求める収差算出部と、
を含んでいてもよい。
前記収差算出部は、前記第1走査透過電子顕微鏡像と、前記試料を透過した電子線から
基準となる検出角度の電子線を取り出して得られた第2走査透過電子顕微鏡像と、に基づいて、前記照射レンズ系の収差を求めてもよい。
前記収差算出部は、前記第1走査透過電子顕微鏡像と前記第2走査透過電子顕微鏡像との相関関数を計算することによって、前記照射レンズ系の収差を求めてもよい。
前記検出部は、
円環状の第1検出領域と、
前記第1検出領域で囲まれた領域に設けられた第2検出領域と、
を有し、
前記第1検出領域と前記第2検出領域とは、互いに独立して電子線を検出可能であり、
前記絞り部は、前記試料を透過した電子線から基準となる検出角度の電子線を取り出す基準孔を有し、
前記第1検出領域では、前記複数の検出角度制限孔を通過した電子線が検出され、
前記第2検出領域では、前記基準孔を通過した電子線が検出されてもよい。
前記第1検出領域は、互いに独立して電子線を検出可能な複数の領域に分割されていてもよい。
前記絞り部は、第1絞りと、第2絞りと、を有し、
前記第1絞りは、前記複数の検出角度制限孔を有し、
前記第2絞りは、前記試料を透過した電子線から基準となる検出角度の電子線を取り出す基準孔を有していてもよい。
電子線源と、前記電子線源で発生した電子線を収束して試料に照射する照射レンズ系と、前記照射レンズ系で収束された電子線を前記試料上で走査させる走査部と、を備えた電子顕微鏡における前記照射レンズ系の収差測定方法であって、
前記試料を透過した電子線から互いに異なる検出角度の電子線を取り出す複数の検出角度制限孔を有する絞り部を通過した電子線を検出して、走査透過電子顕微鏡像を取得する工程と、
前記走査透過電子顕微鏡像に基づいて、前記照射レンズ系の収差を求める工程と、
を含む。
1.1. 電子顕微鏡
まず、第1実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る電子顕微鏡100の構成を模式的に示す図である。
SN比に応じて適宜設定される。
(1)収差測定の原理
まず、電子顕微鏡100における収差測定の原理について説明する。
+軸上コマ+3回非点
+球面収差+スター収差+4回非点
+4次のコマ+Threelobe収差+5回非点
+5次の球面収差+6回非点・・・
応している。また、試料S上での電子線EBの方位角θは、試料Sを透過した電子線EBの方位角Bに対応している。そのため、収差測定用絞り30を用いて試料Sを透過した電子線EBから互いに異なる検出角度の電子線を取り出して得られた明視野STEM像(以下、「第1明視野STEM像」ともいう)から、収差を計算することができる。以下、第1明視野STEM像を用いた収差の測定方法について説明する。
を利用することができる。例えば、まず、像倍率と複数の検出角度制限孔32の各々に対応する検出角度をあらかじめ測定しておく。次に、収差測定用絞り30を光軸Z上に配置した状態で、デフォーカスを変化させて2つのSTEM像を取得する。デフォーカスを変化させた2つのSTEM像の相関関数を求めると、相関関数に現れるピーク位置が加えたデフォーカスと検出角度に比例して移動する。これを利用することで、各ピークがどの検出角度に対応しているかを特定することができる。
、第1明視野STEM像を複数回取得し、複数の第1明視野STEM像の各々に対して相関関数を計算して、収差を求めることもできる。複数の収差測定用絞り30A,30B,30C,30Dを用いることにより、1つの相関関数に現れるピークの数を少なくすることができ、容易にピークの検出を行うことができる。
次に、収差を測定する際の電子顕微鏡100の動作について説明する。
次に、第2実施形態に係る電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図16は、第2実施形態に係る電子顕微鏡200を模式的に示す図である。
は、1つの検出領域222で、第1明視野STEM像および第2明視野STEM像を取得することができる。
次に、第3実施形態に係る電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図22は、第3実施形態に係る電子顕微鏡300を模式的に示す図である。
Claims (8)
- 電子線源と、
前記電子線源で発生した電子線を収束して試料に照射する照射レンズ系と、
前記照射レンズ系で収束された電子線を前記試料上で走査させる走査部と、
前記試料を透過した電子線から互いに異なる検出角度の電子線を取り出す複数の検出角度制限孔を有する絞り部と、
前記絞り部を通過した電子線を検出する検出部と、
を含む、電子顕微鏡。 - 請求項1において、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記試料を透過した電子線から互いに異なる検出角度の電子線を取り出して得られた第1走査透過電子顕微鏡像を生成する画像生成部と、
前記第1走査透過電子顕微鏡像に基づいて、前記照射レンズ系の収差を求める収差算出部と、
を含む、電子顕微鏡。 - 請求項2において、
前記収差算出部は、前記第1走査透過電子顕微鏡像と、前記試料を透過した電子線から基準となる検出角度の電子線を取り出して得られた第2走査透過電子顕微鏡像と、に基づいて、前記照射レンズ系の収差を求める、電子顕微鏡。 - 請求項3において、
前記収差算出部は、前記第1走査透過電子顕微鏡像と前記第2走査透過電子顕微鏡像との相関関数を計算することによって、前記照射レンズ系の収差を求める、電子顕微鏡。 - 請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記検出部は、
円環状の第1検出領域と、
前記第1検出領域で囲まれた領域に設けられた第2検出領域と、
を有し、
前記第1検出領域と前記第2検出領域とは、互いに独立して電子線を検出可能であり、
前記絞り部は、前記試料を透過した電子線から基準となる検出角度の電子線を取り出す基準孔を有し、
前記第1検出領域では、前記複数の検出角度制限孔を通過した電子線が検出され、
前記第2検出領域では、前記基準孔を通過した電子線が検出される、電子顕微鏡。 - 請求項5において、
前記第1検出領域は、互いに独立して電子線を検出可能な複数の領域に分割されている、電子顕微鏡。 - 請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記絞り部は、第1絞りと、第2絞りと、を有し、
前記第1絞りは、前記複数の検出角度制限孔を有し、
前記第2絞りは、前記試料を透過した電子線から基準となる検出角度の電子線を取り出す基準孔を有している、電子顕微鏡。 - 電子線源と、前記電子線源で発生した電子線を収束して試料に照射する照射レンズ系と、前記照射レンズ系で収束された電子線を前記試料上で走査させる走査部と、を備えた電子顕微鏡における前記照射レンズ系の収差測定方法であって、
前記試料を透過した電子線から互いに異なる検出角度の電子線を取り出す複数の検出角度制限孔を有する絞り部を通過した電子線を検出して、走査透過電子顕微鏡像を取得する工程と、
前記走査透過電子顕微鏡像に基づいて、前記照射レンズ系の収差を求める工程と、
を含む、収差測定方法。
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