JP3117981B2 - 走査型ｒｈｅｅｄ顕微鏡装置 - Google Patents
走査型ｒｈｅｅｄ顕微鏡装置Info
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- JP3117981B2 JP3117981B2 JP02070562A JP7056290A JP3117981B2 JP 3117981 B2 JP3117981 B2 JP 3117981B2 JP 02070562 A JP02070562 A JP 02070562A JP 7056290 A JP7056290 A JP 7056290A JP 3117981 B2 JP3117981 B2 JP 3117981B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は試料表面の結晶構造や幾何学構造を観察す
る走査型RHEED（Reflection High Energy Electron Dif
fraction）顕微鏡装置に関するものである。
る走査型RHEED（Reflection High Energy Electron Dif
fraction）顕微鏡装置に関するものである。
（従来の技術） 従来の走査型RHEED顕微鏡装置は第２図に示されてお
り、同図において、真空槽１の壁には電子充２が取り付
けられ、この電子銃２からの電子線はマニピュレータ３
によって保持された真空槽１内の試料４の表面に鋭角的
に照射され、その試料４の表面上を走査する。走査する
電子線は試料４の表面で反射、回折され、このとき発生
する回折模様が真空槽１内の蛍光スクリーン５に投影さ
れる。しかし、試料４の表面の結晶構造と幾何学構造と
は試料４の表面の各位置において異なっているうえ、電
子線の走査により、電子線の照射位置が試料４の表面上
において変化するため、蛍光スクリーン５に投影される
回折模様が電子線の走査によって変化するようになる。
このようにして変化する回折模様の一部分の蛍光を、真
空槽１の覗き窓６の外側にあるアパチャー７と光学レン
ズ８とで光ファイバー９の一端に入光している。その
後、光ファイバー９を通った光はその強度が光ファイバ
ー９の他端に接続された光増倍管10で電流値として測定
されている。このようにして測定された電流値は、その
後、電流−電圧変換器（図示せず）で電圧値に変換され
る。そして、最後に、変換された電圧値に応じたRHEED
像（反射高速電子回折像）がモニター11上に表示され
る。なお、図中、12は電子銃２の電源および制御装置で
ある。
り、同図において、真空槽１の壁には電子充２が取り付
けられ、この電子銃２からの電子線はマニピュレータ３
によって保持された真空槽１内の試料４の表面に鋭角的
に照射され、その試料４の表面上を走査する。走査する
電子線は試料４の表面で反射、回折され、このとき発生
する回折模様が真空槽１内の蛍光スクリーン５に投影さ
れる。しかし、試料４の表面の結晶構造と幾何学構造と
は試料４の表面の各位置において異なっているうえ、電
子線の走査により、電子線の照射位置が試料４の表面上
において変化するため、蛍光スクリーン５に投影される
回折模様が電子線の走査によって変化するようになる。
このようにして変化する回折模様の一部分の蛍光を、真
空槽１の覗き窓６の外側にあるアパチャー７と光学レン
ズ８とで光ファイバー９の一端に入光している。その
後、光ファイバー９を通った光はその強度が光ファイバ
ー９の他端に接続された光増倍管10で電流値として測定
されている。このようにして測定された電流値は、その
後、電流−電圧変換器（図示せず）で電圧値に変換され
る。そして、最後に、変換された電圧値に応じたRHEED
像（反射高速電子回折像）がモニター11上に表示され
る。なお、図中、12は電子銃２の電源および制御装置で
ある。
（発明が解決しようとする課題） 従来の走査型RHEED顕微鏡装置は、上記のように電子
線の走査によって変化する回折模様の一部分の蛍光をア
パチャー７と光学レンズ８とで光ファイバー90の一端に
入光し、そして、RHEED像をモニター11上に表示するよ
うにしているが、このとき、測定しようとする回折模様
の一部分以外の蛍光を光ファイバー９の一端に入光させ
たならば、ノイズとなり、RHEED像のコントラストが悪
化して、像の分解能が低下するようになる。そのため、
測定しようとする回折模様の蛍光だけを光ファイバー９
の一端に入光させることが必要となる。それゆえ、測定
しようとする回折模様の蛍光だけを光ファイバー９の一
端に入光させる手段としてアパチャー７と光学レンズ８
とが用いられ、これらの位置決め作業は、通常、暗室中
で行なわれている。しかしながら、上記位置決め作業が
暗室中であっても、測定しようとする回折位置の一部分
の蛍光の強度が弱い場合には、アパチャー７と光学レン
ズ８とを所定のところに位置決めすることが困難にな
り、位置決めが悪い場合には、測定しようとする回折模
様の一部分以外の蛍光を光ファイバーの一端に入光する
ようになるため、ノイズとなり、RHEED像のコントラス
トが悪化して、像の分解能が低下する問題が起きた。
線の走査によって変化する回折模様の一部分の蛍光をア
パチャー７と光学レンズ８とで光ファイバー90の一端に
入光し、そして、RHEED像をモニター11上に表示するよ
うにしているが、このとき、測定しようとする回折模様
の一部分以外の蛍光を光ファイバー９の一端に入光させ
たならば、ノイズとなり、RHEED像のコントラストが悪
化して、像の分解能が低下するようになる。そのため、
測定しようとする回折模様の蛍光だけを光ファイバー９
の一端に入光させることが必要となる。それゆえ、測定
しようとする回折模様の蛍光だけを光ファイバー９の一
端に入光させる手段としてアパチャー７と光学レンズ８
とが用いられ、これらの位置決め作業は、通常、暗室中
で行なわれている。しかしながら、上記位置決め作業が
暗室中であっても、測定しようとする回折位置の一部分
の蛍光の強度が弱い場合には、アパチャー７と光学レン
ズ８とを所定のところに位置決めすることが困難にな
り、位置決めが悪い場合には、測定しようとする回折模
様の一部分以外の蛍光を光ファイバーの一端に入光する
ようになるため、ノイズとなり、RHEED像のコントラス
トが悪化して、像の分解能が低下する問題が起きた。
また、従来の走査型RHEED顕微鏡装置は、RHEED像をモ
ニター11上に表示することによって、RHEED像から試料
表面の結晶構造や幾何学構造を観察することができる
が、蛍光スクリーン５に投影された回折模様を撮影しよ
うとした場合には、真空槽１の覗き窓６の外側にあるア
パチャー７、光学レンズ８および光ファイバー９が撮影
の邪魔となり、回折模様を撮影することができない問題
が起きた。
ニター11上に表示することによって、RHEED像から試料
表面の結晶構造や幾何学構造を観察することができる
が、蛍光スクリーン５に投影された回折模様を撮影しよ
うとした場合には、真空槽１の覗き窓６の外側にあるア
パチャー７、光学レンズ８および光ファイバー９が撮影
の邪魔となり、回折模様を撮影することができない問題
が起きた。
更に、従来の走査型RHEED顕微鏡装置は、電子線の走
査によって変化する回折模様の一部分の蛍光をアパチャ
ー７と光学レンズ８とで光ファイバー９の一端に入光さ
せるものであるから、回折模様のその他の部分も測定し
ようとするときには、別の新しいアパチャーや光学レン
ズ等を取り付けなければならない。しかしながら、その
場合、既に設置しているアパチャー７、光学レンズ８又
は光ファイバー９が存在しているため、別の新しいアパ
チャーや光学レンズ等を取り付けることができなくな
る。そのため、回折模様の多数の部分の蛍光強度を測定
して、それぞれのRHEED像を表示することができなくな
る問題が起きた。
査によって変化する回折模様の一部分の蛍光をアパチャ
ー７と光学レンズ８とで光ファイバー９の一端に入光さ
せるものであるから、回折模様のその他の部分も測定し
ようとするときには、別の新しいアパチャーや光学レン
ズ等を取り付けなければならない。しかしながら、その
場合、既に設置しているアパチャー７、光学レンズ８又
は光ファイバー９が存在しているため、別の新しいアパ
チャーや光学レンズ等を取り付けることができなくな
る。そのため、回折模様の多数の部分の蛍光強度を測定
して、それぞれのRHEED像を表示することができなくな
る問題が起きた。
この発明の目的は、従来の問題を解決して、蛍光スク
リーンに投影された回折模様を撮影でき、そのコントラ
ストを良くすることができるととともに、回折模様の多
数の部分での蛍光強度の測定を可能にする走査型RHEED
顕微鏡装置を提供することにある。
リーンに投影された回折模様を撮影でき、そのコントラ
ストを良くすることができるととともに、回折模様の多
数の部分での蛍光強度の測定を可能にする走査型RHEED
顕微鏡装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
真空槽内に配置された試料表面上に鋭角的に照射される
電子線を、試料上に走査させたときに生じる回折模様の
変化を蛍光スクリーン上に投影して、試料表面の結晶構
造や幾何学構造を観察する走査型RHEED顕微鏡装置にお
いて、上記蛍光スクリーン上に投影される上記回折模様
の変化を、上記真空槽の覗き窓を通して撮影する上記真
空槽外のテレビジョンカメラと、このテレビジョンカメ
ラで撮影され、テレビジョンモニタ上に表示された上記
回折模様の特定部分を選択するコンピュータと、前記特
定部分の輝度の変化を前記コンピュータに送る画像改善
装置と、前記コンピュータに接続された画面であって、
前記輝度変化に基づき、光学レンズと光ファイバーを用
いずにRHEED像を表示する画面とを備えた走査型RHEED顕
微鏡装置である。
真空槽内に配置された試料表面上に鋭角的に照射される
電子線を、試料上に走査させたときに生じる回折模様の
変化を蛍光スクリーン上に投影して、試料表面の結晶構
造や幾何学構造を観察する走査型RHEED顕微鏡装置にお
いて、上記蛍光スクリーン上に投影される上記回折模様
の変化を、上記真空槽の覗き窓を通して撮影する上記真
空槽外のテレビジョンカメラと、このテレビジョンカメ
ラで撮影され、テレビジョンモニタ上に表示された上記
回折模様の特定部分を選択するコンピュータと、前記特
定部分の輝度の変化を前記コンピュータに送る画像改善
装置と、前記コンピュータに接続された画面であって、
前記輝度変化に基づき、光学レンズと光ファイバーを用
いずにRHEED像を表示する画面とを備えた走査型RHEED顕
微鏡装置である。
また、請求項２記載の発明は、上記覗き窓と上記テレ
ビジョンカメラとの間には、外部からの光が上記覗き窓
と上記テレビジョンカメラの間に侵入するのを遮蔽する
シェードが設けられたことを特徴とする請求項１記載の
走査型RHEED顕微鏡装置である。
ビジョンカメラとの間には、外部からの光が上記覗き窓
と上記テレビジョンカメラの間に侵入するのを遮蔽する
シェードが設けられたことを特徴とする請求項１記載の
走査型RHEED顕微鏡装置である。
また、請求項３記載の発明は、上記コンピュータは、
上記回折模様の特定部分を複数指定できるように構成さ
れたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか
１項記載の走査型RHEED顕微鏡装置である。
上記回折模様の特定部分を複数指定できるように構成さ
れたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか
１項記載の走査型RHEED顕微鏡装置である。
また、請求項４記載の発明は、前記コンピュータは、
電子線の走査速度を制御し、上記RHEED像のS/N比を改善
させるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれか１項記載の走査型RHEED顕微鏡装置
である。
電子線の走査速度を制御し、上記RHEED像のS/N比を改善
させるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれか１項記載の走査型RHEED顕微鏡装置
である。
請求項５記載の発明は、前記コンピュータは、電子線
の走査回数を制御し、上記RHEED像のS/Nを改善させるよ
うに構成された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記
載の走査型RHEED顕微鏡装置である。
の走査回数を制御し、上記RHEED像のS/Nを改善させるよ
うに構成された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記
載の走査型RHEED顕微鏡装置である。
（作用） この発明においては、電子線の走査により変化する回
折模様はテレビジョンカメラで撮影され、この撮影され
た画像は画像改善装置で改善されてから、テレビジョン
モニタに表示される。また、上記回折模様の特定部分の
輝度の変化は画像改善装置よりコンピュータに送られ、
コンピュータの画面にRHEED像が表示されるようにな
る。
折模様はテレビジョンカメラで撮影され、この撮影され
た画像は画像改善装置で改善されてから、テレビジョン
モニタに表示される。また、上記回折模様の特定部分の
輝度の変化は画像改善装置よりコンピュータに送られ、
コンピュータの画面にRHEED像が表示されるようにな
る。
（実施例） 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図はこの発明の実施例を示しており、同図におい
て、真空槽１の壁には電子銃２が取り付けられ、この電
子銃２からの電子線はマニピュレータ３によって保持さ
れた真空槽１内の試料４の表面に鋭角的に照射され、そ
の試料４の表面上を走査する。走査する電子線は試料４
の表面で反射、回折され、このとき発生する回折模様が
真空槽１内の蛍光スクリーン５に投影される。しかし、
試料４の表面の結晶構造と幾何学構造とは試料４の表面
の各位置において異なっているうえ、電子線の走査によ
り、電子線の照射位置が試料４の表面上において変化す
るため、蛍光スクリーン５に投影される回折模様が電子
線の走査によって変化するようになる。このようにして
変化する回折模様は真空槽１の覗き窓６を通して真空槽
１外の高感度テレビジョンカメラ21で撮影される。この
とき、覗き窓６と高感度テレビジョンカメラ21との間に
はシェード22が設けられ、外部からの光が覗き窓６と高
感度テレビジョンカメラ21との間に侵入するのを遮蔽し
ている。そのため、特別な暗室が不要になる。高感度テ
レビジョンカメラ21で撮影された回折模様の変化の画像
は、画像改善装置23で改善される。画像改善装置23で改
善された回折模様の変化の画像はテレビジョンモニタ25
に送られ、表示されるようになる。また、回折模様の特
定部分の輝度の変化は画像改善装置23よりコンピュータ
26に送られ、コンピュータ26の画面にRHEED像（反射高
速電子回折像）が表示されるようになる。そして、この
RHEED像より、試料表面の結晶構造や幾何学構造が観察
されるようになる。コンピュータ26は電子線の走査速度
や走査回数を制御して、長時間の測定によってRHEED像
のS/N比の改善を可能にする。また、コンピュータ26は
テレビジョンモニタ25上に表示された回折模様の測定部
分を自由に選択できると共に、その測定部分を同時に３
点まで指示できるようになっている。なお、24は画像を
記録するビデオテープレコーダー、27はコンピュータ26
に取り付けられたマウスで、このマウスはテレビジョン
モニタ25上のカーソルやウィンドウを駆動するものであ
る。28は電子銃２の電源である。
て、真空槽１の壁には電子銃２が取り付けられ、この電
子銃２からの電子線はマニピュレータ３によって保持さ
れた真空槽１内の試料４の表面に鋭角的に照射され、そ
の試料４の表面上を走査する。走査する電子線は試料４
の表面で反射、回折され、このとき発生する回折模様が
真空槽１内の蛍光スクリーン５に投影される。しかし、
試料４の表面の結晶構造と幾何学構造とは試料４の表面
の各位置において異なっているうえ、電子線の走査によ
り、電子線の照射位置が試料４の表面上において変化す
るため、蛍光スクリーン５に投影される回折模様が電子
線の走査によって変化するようになる。このようにして
変化する回折模様は真空槽１の覗き窓６を通して真空槽
１外の高感度テレビジョンカメラ21で撮影される。この
とき、覗き窓６と高感度テレビジョンカメラ21との間に
はシェード22が設けられ、外部からの光が覗き窓６と高
感度テレビジョンカメラ21との間に侵入するのを遮蔽し
ている。そのため、特別な暗室が不要になる。高感度テ
レビジョンカメラ21で撮影された回折模様の変化の画像
は、画像改善装置23で改善される。画像改善装置23で改
善された回折模様の変化の画像はテレビジョンモニタ25
に送られ、表示されるようになる。また、回折模様の特
定部分の輝度の変化は画像改善装置23よりコンピュータ
26に送られ、コンピュータ26の画面にRHEED像（反射高
速電子回折像）が表示されるようになる。そして、この
RHEED像より、試料表面の結晶構造や幾何学構造が観察
されるようになる。コンピュータ26は電子線の走査速度
や走査回数を制御して、長時間の測定によってRHEED像
のS/N比の改善を可能にする。また、コンピュータ26は
テレビジョンモニタ25上に表示された回折模様の測定部
分を自由に選択できると共に、その測定部分を同時に３
点まで指示できるようになっている。なお、24は画像を
記録するビデオテープレコーダー、27はコンピュータ26
に取り付けられたマウスで、このマウスはテレビジョン
モニタ25上のカーソルやウィンドウを駆動するものであ
る。28は電子銃２の電源である。
ところで、上記実施例は回折模様の測定部分を同時に
３点まで指示するようにしているが、測定部分を増加し
てもよい。また、画像改善装置23の代わりに、画像処理
機構を持たない一般のビデオメモリーを備えた装置を用
い、コンピュータ26側から画像に対応したフレームメモ
リー上の番地をアクセスして蛍光強度を取り込み、回折
模様を得てもよい。更に、マウス27の代りに、キーボー
ドを用いて、テレビジョンモニタ25上のカーソルやウィ
ンドウを駆動してもよい。
３点まで指示するようにしているが、測定部分を増加し
てもよい。また、画像改善装置23の代わりに、画像処理
機構を持たない一般のビデオメモリーを備えた装置を用
い、コンピュータ26側から画像に対応したフレームメモ
リー上の番地をアクセスして蛍光強度を取り込み、回折
模様を得てもよい。更に、マウス27の代りに、キーボー
ドを用いて、テレビジョンモニタ25上のカーソルやウィ
ンドウを駆動してもよい。
（発明の効果） この発明は、上記のようにテレビジョンカメラで蛍光
スクリーンに投影された回折模様を撮影できると共に、
従来のようなアパチャーや光レンズ等の位置決め作業を
必要としないため、コントラストの良い回折模様をテレ
ビジョンモニタに表示することができのようになる。ま
た、コンピュータは回折模様の測定部分を複数指定でき
るので、回折模様の多数の部分での蛍光強度の測定が可
能になる。
スクリーンに投影された回折模様を撮影できると共に、
従来のようなアパチャーや光レンズ等の位置決め作業を
必要としないため、コントラストの良い回折模様をテレ
ビジョンモニタに表示することができのようになる。ま
た、コンピュータは回折模様の測定部分を複数指定でき
るので、回折模様の多数の部分での蛍光強度の測定が可
能になる。
第１図はこの発明の実施例の走査型RHEED顕微鏡装置を
示す説明図である。第２図は従来の走査型RHEED顕微鏡
装置を示す説明図である。 図中、 １……真空槽 ２……電子銃 ４……試料 ５……蛍光スクリーン ６……覗き窓 21……高感度テレビジョンカメラ 23……画像改善装置 24……ビデオテープレコーダー 25……テレビジョンモニタ 26……コンピュータ なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
示す説明図である。第２図は従来の走査型RHEED顕微鏡
装置を示す説明図である。 図中、 １……真空槽 ２……電子銃 ４……試料 ５……蛍光スクリーン ６……覗き窓 21……高感度テレビジョンカメラ 23……画像改善装置 24……ビデオテープレコーダー 25……テレビジョンモニタ 26……コンピュータ なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 不破 耕 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真 空技術株式会社内 (72)発明者 柳田 博司 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真 空技術株式会社内 (72)発明者 山室 和弘 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真 空技術株式会社内 (72)発明者 重富 潤一 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真 空技術株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−223961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−110249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−243648（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/295 H01J 37/22
Claims (5)
- 【請求項１】真空槽内に配置された試料表面上に鋭角的
に照射される電子線を、試料上に走査させたときに生じ
る回折模様の変化を蛍光スクリーン上に投影して、試料
表面の結晶構造や幾何学構造を観察する走査型RHEED顕
微鏡装置において、 上記蛍光スクリーン上に投影される上記回折模様の変化
を、上記真空槽の覗き窓を通して撮影する上記真空槽外
のテレビジョンカメラと、 このテレビジョンカメラで撮影され、テレビジョンモニ
タ上に表示された上記回折模様の特定部分を選択するコ
ンピュータと、 前記特定部分の輝度の変化を前記コンピュータに送る画
像改善装置と、 前記コンピュータに接続された画面であって、前記輝度
変化に基づき、光学レンズと光ファイバーを用いずにRH
EED像を表示する画面とを備えた走査型RHEED顕微鏡装
置。 - 【請求項２】上記覗き窓と上記テレビジョンカメラとの
間には、外部からの光が上記覗き窓と上記テレビジョン
カメラの間に侵入するのを遮蔽するシェードが設けられ
たことを特徴とする請求項１記載の走査型RHEED顕微鏡
装置。 - 【請求項３】上記コンピュータは、上記回折模様の特定
部分を複数指定できるように構成されたことを特徴とす
る請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の走査型RH
EED顕微鏡装置。 - 【請求項４】前記コンピュータは、電子線の走査速度を
制御し、上記RHEED像のS/N比を改善させるように構成さ
れたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
１項記載の走査型RHEED顕微鏡装置。 - 【請求項５】前記コンピュータは、電子線の走査回数を
制御し、上記RHEED像のS/Nを改善させるように構成され
た請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の走査型RH
EED顕微鏡装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02070562A JP3117981B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | 走査型ｒｈｅｅｄ顕微鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02070562A JP3117981B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | 走査型ｒｈｅｅｄ顕微鏡装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03272555A JPH03272555A (ja) | 1991-12-04 |
| JP3117981B2 true JP3117981B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=13435100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02070562A Expired - Fee Related JP3117981B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | 走査型ｒｈｅｅｄ顕微鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3117981B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9536061B2 (en) | 2007-08-22 | 2017-01-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device with copyright protection function |
-
1990
- 1990-03-20 JP JP02070562A patent/JP3117981B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9536061B2 (en) | 2007-08-22 | 2017-01-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device with copyright protection function |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03272555A (ja) | 1991-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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