JP3435949B2 - 透過型電子顕微鏡及び元素分布観察方法 - Google Patents
透過型電子顕微鏡及び元素分布観察方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は透過型電子顕微鏡に
係り、特に、試料を透過した電子線から特定のエネルギ
ーを有する電子のみを分離して結像させることにより、
微小領域の元素分布像を得ることのできるエネルギーフ
ィルタを備えた透過型電子顕微鏡、及びその透過型電子
顕微鏡を用いた元素分布の観察方法に関する。
係り、特に、試料を透過した電子線から特定のエネルギ
ーを有する電子のみを分離して結像させることにより、
微小領域の元素分布像を得ることのできるエネルギーフ
ィルタを備えた透過型電子顕微鏡、及びその透過型電子
顕微鏡を用いた元素分布の観察方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】透過型電子顕微鏡は、電子線，電子レン
ズを用いて試料像を拡大，観察する装置であり、試料の
微細構造を同定するのに用いられる。また、エネルギー
フィルタは試料を透過した電子線を分光し、特定のエネ
ルギー幅の電子のみを取り出す装置である。両者を組み
合わせることにより、特定のエネルギーの電子のみの像
が得られるようになる。
ズを用いて試料像を拡大，観察する装置であり、試料の
微細構造を同定するのに用いられる。また、エネルギー
フィルタは試料を透過した電子線を分光し、特定のエネ
ルギー幅の電子のみを取り出す装置である。両者を組み
合わせることにより、特定のエネルギーの電子のみの像
が得られるようになる。
【０００３】光軸の調整が完了したエネルギーフィルタ
を備えた電子顕微鏡では、光軸上にエネルギー選択スリ
ットを挿入することにより弾性散乱電子のみの電子顕微
鏡像（ゼロロス像）が得られる。入射電子線の加速電圧
をδＥだけ増加させて観察すると、試料でδＥだけエネ
ルギーをロスした電子がエネルギーフィルタを通過した
後、エネルギー選択スリットを通過する。従って、δＥ
だけエネルギーをロスした電子によるエネルギーフィル
タ像は、加速電圧をδＥだけ増加することによって得ら
れる。
を備えた電子顕微鏡では、光軸上にエネルギー選択スリ
ットを挿入することにより弾性散乱電子のみの電子顕微
鏡像（ゼロロス像）が得られる。入射電子線の加速電圧
をδＥだけ増加させて観察すると、試料でδＥだけエネ
ルギーをロスした電子がエネルギーフィルタを通過した
後、エネルギー選択スリットを通過する。従って、δＥ
だけエネルギーをロスした電子によるエネルギーフィル
タ像は、加速電圧をδＥだけ増加することによって得ら
れる。
【０００４】試料を透過した電子は、プラズモンロス，
コアロスなどの非弾性散乱によりエネルギーを失い、エ
ネルギースペクトルを持つ。このうち、コアロスエネル
ギーは、試料構成元素に固有の値であり、特定のエネル
ギーロスを受けた電子のみで得られた透過型電子顕微鏡
像は、試料構成元素に応じた２次元分布を示すことにな
る。しかしながら、非弾性散乱によるエネルギーロス
は、広いエネルギー範囲に広がっており、他の元素の情
報がバックグラウンドとして重なってくる。このバック
グラウンドを分離，除去しなければ真の元素分布像は得
られない。バックグラウンドの影響を分離，除去して特
定元素の分布像を得る方法として、以下に示すような２
種類の方法が主に提案されている。
コアロスなどの非弾性散乱によりエネルギーを失い、エ
ネルギースペクトルを持つ。このうち、コアロスエネル
ギーは、試料構成元素に固有の値であり、特定のエネル
ギーロスを受けた電子のみで得られた透過型電子顕微鏡
像は、試料構成元素に応じた２次元分布を示すことにな
る。しかしながら、非弾性散乱によるエネルギーロス
は、広いエネルギー範囲に広がっており、他の元素の情
報がバックグラウンドとして重なってくる。このバック
グラウンドを分離，除去しなければ真の元素分布像は得
られない。バックグラウンドの影響を分離，除去して特
定元素の分布像を得る方法として、以下に示すような２
種類の方法が主に提案されている。
【０００５】第１の方法は、コアロスエネルギーを含む
領域にエネルギーウィンドウを設けて得られたエネルギ
ーフィルタ像と、コアロスエネルギーの直前の領域にエ
ネルギーウィンドウを設けてコアロス電子が入らないよ
うにしたエネルギーフィルタ像の合計２枚の画像を用い
る方法である。この方法においては、まず、これらの画
像をＴＶカメラなどの撮像手段を用いてコンピュータに
入力する。そして、後者の画像を前者の像のバックグラ
ウンドであるとみなして、前者の画像より後者の画像を
コンピュータ内で画像減算することにより、バックグラ
ウンドの影響を分離，除去して特定元素の二次元分布像
を得る。
領域にエネルギーウィンドウを設けて得られたエネルギ
ーフィルタ像と、コアロスエネルギーの直前の領域にエ
ネルギーウィンドウを設けてコアロス電子が入らないよ
うにしたエネルギーフィルタ像の合計２枚の画像を用い
る方法である。この方法においては、まず、これらの画
像をＴＶカメラなどの撮像手段を用いてコンピュータに
入力する。そして、後者の画像を前者の像のバックグラ
ウンドであるとみなして、前者の画像より後者の画像を
コンピュータ内で画像減算することにより、バックグラ
ウンドの影響を分離，除去して特定元素の二次元分布像
を得る。
【０００６】第２の方法は、第１の方法に用いた２枚の
エネルギーフィルタ像に加えて、コアロス電子を含まな
い領域で、かつ第１の方法のものとは異なるエネルギー
領域にエネルギーウィンドウを設けて得られるもう一つ
のエネルギーフィルタ像の合計３枚の画像を用いる方法
である。第１の方法と同様にまず、これらの画像をＴＶ
カメラなどの撮像手段を用いてコンュータに入力する。
コアロス電子を含まない２枚の画像より、エネルギーの
変化に対するバックグラウンド強度の変化を、全画素に
対しコンピュータを用いて求め、コアロス電子を含むエ
ネルギーフィルタ像の正確なバックグラウンド強度をや
はり画像中の全画素に対し計算する。こうして得られた
バックグラウンド強度を減算することで、バックグラウ
ンドの影響を分離，除去して特定元素の二次元分布像を
得る。
エネルギーフィルタ像に加えて、コアロス電子を含まな
い領域で、かつ第１の方法のものとは異なるエネルギー
領域にエネルギーウィンドウを設けて得られるもう一つ
のエネルギーフィルタ像の合計３枚の画像を用いる方法
である。第１の方法と同様にまず、これらの画像をＴＶ
カメラなどの撮像手段を用いてコンュータに入力する。
コアロス電子を含まない２枚の画像より、エネルギーの
変化に対するバックグラウンド強度の変化を、全画素に
対しコンピュータを用いて求め、コアロス電子を含むエ
ネルギーフィルタ像の正確なバックグラウンド強度をや
はり画像中の全画素に対し計算する。こうして得られた
バックグラウンド強度を減算することで、バックグラウ
ンドの影響を分離，除去して特定元素の二次元分布像を
得る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した第１の方法で
は、計算に用いるバックグラウンド強度と真のバックグ
ラウンド強度の間に差がある。そのため計算処理は単純
であるが定量性に欠けるという問題がある。
は、計算に用いるバックグラウンド強度と真のバックグ
ラウンド強度の間に差がある。そのため計算処理は単純
であるが定量性に欠けるという問題がある。
【０００８】一方、第２の方法では、２枚の画像を用い
て真のバックグラウンドを正確に求めることができる
が、画像中の全画素について演算を行うので計算時間が
長くなる。この計算時間は、高性能コンピュータを用い
ても最低でも約１分かかるという報告がある〔木本浩
司，平野辰巳，宇佐美勝久，砂子沢成人，田谷俊陸：日
本電子顕微鏡学会第５０回学術講演会予講集（１９９
４）７６〕。このように一連の処理を終えるまでに相当
な時間を要するのであれば、実験中に処理結果をフィー
ドバックすることはできない。
て真のバックグラウンドを正確に求めることができる
が、画像中の全画素について演算を行うので計算時間が
長くなる。この計算時間は、高性能コンピュータを用い
ても最低でも約１分かかるという報告がある〔木本浩
司，平野辰巳，宇佐美勝久，砂子沢成人，田谷俊陸：日
本電子顕微鏡学会第５０回学術講演会予講集（１９９
４）７６〕。このように一連の処理を終えるまでに相当
な時間を要するのであれば、実験中に処理結果をフィー
ドバックすることはできない。
【０００９】第１の方法は第２の方法に比べて演算時間
は短いが、時間的に連続して元素分布が変化する試料
や、徐々に変形するような試料には適用が困難になる。
試料がドリフトしている場合には、改めて位置合わせを
施す操作等の演算を必要とする。しかも高性能コンピュ
ータの導入は、コスト的に不利である。
は短いが、時間的に連続して元素分布が変化する試料
や、徐々に変形するような試料には適用が困難になる。
試料がドリフトしている場合には、改めて位置合わせを
施す操作等の演算を必要とする。しかも高性能コンピュ
ータの導入は、コスト的に不利である。
【００１０】エネルギーウィンドウの位置や幅は、最終
像の像質，元素分布像の定量性を評価する上で重要な要
因である。このような要因は、実験中に最適条件に設定
することが望まれる。実時間処理ができないときは、こ
のような最適条件設定は、実験者の経験に頼らざるを得
ず、技術的に困難であった。また、画像に含まれるノイ
ズによりバックグラウンドを計算する過程において各画
素間に誤差が生じ、Ｓ／Ｎが低下するという問題点もあ
った。
像の像質，元素分布像の定量性を評価する上で重要な要
因である。このような要因は、実験中に最適条件に設定
することが望まれる。実時間処理ができないときは、こ
のような最適条件設定は、実験者の経験に頼らざるを得
ず、技術的に困難であった。また、画像に含まれるノイ
ズによりバックグラウンドを計算する過程において各画
素間に誤差が生じ、Ｓ／Ｎが低下するという問題点もあ
った。
【００１１】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、エネルギーフィルタを装備した透過型電子
顕微鏡を用いて特定の元素の分布像を観察する方法を提
供することにある。
点を解決し、エネルギーフィルタを装備した透過型電子
顕微鏡を用いて特定の元素の分布像を観察する方法を提
供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による透過型電子
顕微鏡は、電子銃と、前記電子銃から射出された電子線
を試料に照射する照射電子光学系と、試料を透過した電
子線を結像する結像電子光学系と、前記試料透過後の電
子線をエネルギー分光するエネルギーフィルタと、エネ
ルギー分光された電子線のうち特定のエネルギーを有す
る電子線のみを選択する手段と、エネルギー選択された
電子線による像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段に
よって撮像されたエネルギー選択像を記憶するための複
数枚のフレームメモリと、前記フレームメモリを周期的
に選択して選択されたフレームメモリに前記撮像手段に
よって撮像された画像を記憶させるフレームメモリ選択
手段と、前記フレームメモリ選択手段によるフレームメ
モリの選択と同期して電子線の加速電圧を変更する手段
と、前記フレームメモリのうちの２枚に記憶された画像
をその画素毎に比較、演算し、画像信号として出力する
手段を備えたことを特徴とする。
顕微鏡は、電子銃と、前記電子銃から射出された電子線
を試料に照射する照射電子光学系と、試料を透過した電
子線を結像する結像電子光学系と、前記試料透過後の電
子線をエネルギー分光するエネルギーフィルタと、エネ
ルギー分光された電子線のうち特定のエネルギーを有す
る電子線のみを選択する手段と、エネルギー選択された
電子線による像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段に
よって撮像されたエネルギー選択像を記憶するための複
数枚のフレームメモリと、前記フレームメモリを周期的
に選択して選択されたフレームメモリに前記撮像手段に
よって撮像された画像を記憶させるフレームメモリ選択
手段と、前記フレームメモリ選択手段によるフレームメ
モリの選択と同期して電子線の加速電圧を変更する手段
と、前記フレームメモリのうちの２枚に記憶された画像
をその画素毎に比較、演算し、画像信号として出力する
手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】また、前記複数枚のフレームメモリのうち
少なくとも１枚の入力側又は出力側に画像の像強度を設
定された一定の割合で変更する手段を備え、該変更手段
によって変更された画像と前記複数枚のフレームメモリ
の内の他の１枚の像強度の差分を画像信号として出力す
る手段を備えている。
少なくとも１枚の入力側又は出力側に画像の像強度を設
定された一定の割合で変更する手段を備え、該変更手段
によって変更された画像と前記複数枚のフレームメモリ
の内の他の１枚の像強度の差分を画像信号として出力す
る手段を備えている。
【００１４】或いは、前記フレームメモリのうち２枚に
記憶された画像信号の画素毎の除算によって得られた除
算画像を出力する手段を備えている。
記憶された画像信号の画素毎の除算によって得られた除
算画像を出力する手段を備えている。
【００１５】また像強度変更手段は電気回路によって画
像信号を設定された減衰率で減衰させるものであって
も、透過電子顕微鏡の照射光学系の励磁電流を変更する
ものであっても良い。
像信号を設定された減衰率で減衰させるものであって
も、透過電子顕微鏡の照射光学系の励磁電流を変更する
ものであっても良い。
【００１６】更に上記画素毎に比較演算された画像信号
を、時間の経過に従って出力する手段を備えている。
を、時間の経過に従って出力する手段を備えている。
【００１７】本発明の透過型電子顕微鏡による特定元素
の分布観察方法は、試料を透過した電子線をエネルギー
分光し、特定元素のコアロスエネルギーに相当するエネ
ルギーだけエネルギーロスした第１のエネルギー以外の
第２のエネルギーを有する電子線によるエネルギー選択
像を撮像し、第１のフレームメモリに記憶する第１のス
テップと、試料を透過した電子線をエネルギー分光し、
前記第２のエネルギーとのエネルギー差が前記第１のエ
ネルギーと第２のエネルギーのエネルギー差に等しい第
３のエネルギーを有する電子線によるエネルギー選択像
を撮像し、各画素の像強度を一様に減衰させて第２のフ
レームメモリに記憶する第２のステップと、前記第１の
フレームメモリに記憶したエネルギー選択像と前記第２
のフレームメモリに記憶したエネルギー選択像の画素毎
の差分をとり、その差分を画像信号として画像表示手段
に出力する第３のステップと、前記第３のステップで画
像表示手段に表示される画像のコントラストが消失する
ように前記第２のステップにおける像強度減衰率を設定
する第４のステップと、試料を透過した電子線をエネル
ギー分光し、前記第１のエネルギーを有する電子線によ
るエネルギー選択像を撮像して前記第１のフレームメモ
リに記憶する第５のステップと、試料を透過した電子線
をエネルギー分光し、前記第２のエネルギーを有する電
子線によるエネルギー選択像を撮像し、各画素の像強度
を前記第４のステップで設定された減衰率で一様に減衰
させて前記第２のフレームメモリに記憶する第６のステ
ップと、前記第５のステップで前記第１のフレームメモ
リに記憶された画像と前記第６のステップで前記第２の
フレームメモリに記憶された画像の画素毎の差分をと
り、その差分を画像信号として画像表示手段に出力する
第７のステップとを含み、前記第５のステップ及び前記
第６のステップにおいては電子線加速電圧を変更するこ
とによって前記第１又は第２のエネルギーを有するエネ
ルギー選択像を発生させ、前記第５〜第７のステップを
反復することによってバックグラウンド除去された前記
特定元素の二次元分布像を表示することを特徴とする。
の分布観察方法は、試料を透過した電子線をエネルギー
分光し、特定元素のコアロスエネルギーに相当するエネ
ルギーだけエネルギーロスした第１のエネルギー以外の
第２のエネルギーを有する電子線によるエネルギー選択
像を撮像し、第１のフレームメモリに記憶する第１のス
テップと、試料を透過した電子線をエネルギー分光し、
前記第２のエネルギーとのエネルギー差が前記第１のエ
ネルギーと第２のエネルギーのエネルギー差に等しい第
３のエネルギーを有する電子線によるエネルギー選択像
を撮像し、各画素の像強度を一様に減衰させて第２のフ
レームメモリに記憶する第２のステップと、前記第１の
フレームメモリに記憶したエネルギー選択像と前記第２
のフレームメモリに記憶したエネルギー選択像の画素毎
の差分をとり、その差分を画像信号として画像表示手段
に出力する第３のステップと、前記第３のステップで画
像表示手段に表示される画像のコントラストが消失する
ように前記第２のステップにおける像強度減衰率を設定
する第４のステップと、試料を透過した電子線をエネル
ギー分光し、前記第１のエネルギーを有する電子線によ
るエネルギー選択像を撮像して前記第１のフレームメモ
リに記憶する第５のステップと、試料を透過した電子線
をエネルギー分光し、前記第２のエネルギーを有する電
子線によるエネルギー選択像を撮像し、各画素の像強度
を前記第４のステップで設定された減衰率で一様に減衰
させて前記第２のフレームメモリに記憶する第６のステ
ップと、前記第５のステップで前記第１のフレームメモ
リに記憶された画像と前記第６のステップで前記第２の
フレームメモリに記憶された画像の画素毎の差分をと
り、その差分を画像信号として画像表示手段に出力する
第７のステップとを含み、前記第５のステップ及び前記
第６のステップにおいては電子線加速電圧を変更するこ
とによって前記第１又は第２のエネルギーを有するエネ
ルギー選択像を発生させ、前記第５〜第７のステップを
反復することによってバックグラウンド除去された前記
特定元素の二次元分布像を表示することを特徴とする。
【００１８】また、上記構成では、各画素の像強度を一
様に減衰させた上で第２フレームメモリに記憶させてい
たが、第２フレームメモリに記憶させた後に像強度を減
衰させても良い。
様に減衰させた上で第２フレームメモリに記憶させてい
たが、第２フレームメモリに記憶させた後に像強度を減
衰させても良い。
【００１９】更に本発明の透過型電子顕微鏡による特定
元素の分布観察方法は、試料を透過した電子線をエネル
ギー分光し、特定元素のコアロスエネルギーに相当する
エネルギーだけエネルギーロスした第１のエネルギー以
外の第２のエネルギーを有する電子線によるエネルギー
選択像を撮像し、第１のフレームメモリに記憶する行程
と、試料を透過した電子線をエネルギー分光し、前記第
１のエネルギーを有する電子線によるエネルギー選択像
を撮像して前記第１のフレームメモリに記憶する行程を
含む第１のステップと、前記第１のフレームメモリに記
憶された画像と前記第２のフレームメモリに記憶された
画像の夫々の画素毎に像強度を除算して、その結果を画
像信号として画像表示手段に出力する第２のステップを
有し、前記第１と第２のステップを反復することによっ
てバックグラウンド除去された前記特定元素の二次元分
布像を表示することを特徴とする。
元素の分布観察方法は、試料を透過した電子線をエネル
ギー分光し、特定元素のコアロスエネルギーに相当する
エネルギーだけエネルギーロスした第１のエネルギー以
外の第２のエネルギーを有する電子線によるエネルギー
選択像を撮像し、第１のフレームメモリに記憶する行程
と、試料を透過した電子線をエネルギー分光し、前記第
１のエネルギーを有する電子線によるエネルギー選択像
を撮像して前記第１のフレームメモリに記憶する行程を
含む第１のステップと、前記第１のフレームメモリに記
憶された画像と前記第２のフレームメモリに記憶された
画像の夫々の画素毎に像強度を除算して、その結果を画
像信号として画像表示手段に出力する第２のステップを
有し、前記第１と第２のステップを反復することによっ
てバックグラウンド除去された前記特定元素の二次元分
布像を表示することを特徴とする。
【００２０】以上の構成により、２枚のフレームメモリ
に記憶された画像の画素毎の強度差或いは強度比を映像
信号として出力することにより、異なるロスエネルギー
を持つ複数のエネルギーフィルタ像の差分、或いはその
比率を観察できるようになる。
に記憶された画像の画素毎の強度差或いは強度比を映像
信号として出力することにより、異なるロスエネルギー
を持つ複数のエネルギーフィルタ像の差分、或いはその
比率を観察できるようになる。
【００２１】即ち差分を取る手段にあっては、バックグ
ラウンドとなるエネルギー像を一様な比率で変更した上
で減算しているので、画像減算を行うエネルギーフィル
タのバックグラウンドの像強度を正確にもとめることが
出来るようになり、定量的な元素分布像を得ることが出
来る。
ラウンドとなるエネルギー像を一様な比率で変更した上
で減算しているので、画像減算を行うエネルギーフィル
タのバックグラウンドの像強度を正確にもとめることが
出来るようになり、定量的な元素分布像を得ることが出
来る。
【００２２】また除算することによってその比を得る手
段にあっては、バックグラウンドと試料間の関係に基づ
いているので、目的元素の無いところでは一様なコント
ラスト比が得られ、目的元素が存在する個所では目的元
素が無いところに比較して、コントラスト比が変わるの
で、目的元素を含む分布像を得ることが出来る。
段にあっては、バックグラウンドと試料間の関係に基づ
いているので、目的元素の無いところでは一様なコント
ラスト比が得られ、目的元素が存在する個所では目的元
素が無いところに比較して、コントラスト比が変わるの
で、目的元素を含む分布像を得ることが出来る。
【００２３】更に本発明では時間の経過に沿って出力す
る手段を備えているので、時間的に連続的に元素分布が
変化していたり、試料が徐々に変形していたり、ドリフ
トしている場合でも元素分布を確認できるようになる。
試料の位置だけでなく、エネルギーウィンドウの位置や
幅は、元素分布像を時間の経過に沿って観察しながら設
定できるので、最適条件への設定が容易となる。この
際、得られた画像信号を逐一出力する場合は勿論、一定
時間毎に画像を出力するものであっても、上記したよう
な作用を得ることが出来る。
る手段を備えているので、時間的に連続的に元素分布が
変化していたり、試料が徐々に変形していたり、ドリフ
トしている場合でも元素分布を確認できるようになる。
試料の位置だけでなく、エネルギーウィンドウの位置や
幅は、元素分布像を時間の経過に沿って観察しながら設
定できるので、最適条件への設定が容易となる。この
際、得られた画像信号を逐一出力する場合は勿論、一定
時間毎に画像を出力するものであっても、上記したよう
な作用を得ることが出来る。
【００２４】また、高速なコンピュータを特に必要とし
ないので、コスト的にも有利である。
ないので、コスト的にも有利である。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。
施例を詳細に説明する。
【００２６】図１は、本発明による透過型電子顕微鏡の
一実施例のブロック図である。１はエネルギーフィルタ
を装備した透過型電子顕微鏡である。電子銃２から射出
された電子線は、高圧タンク１６により発生された高電
圧により加速され、照射電子光学系３により試料４上に
照射される。大部分の電子線はエネルギーを失わずに試
料４を透過するが、非弾性散乱により試料構成元素に応
じたエネルギーを失った電子線は、結像電子光学系５を
通過した後、エネルギーフィルタ６で分光され、エネル
ギー選択スリット１７上にエネルギースペクトルを生じ
る。ゼロロス電子のみがエネルギー選択スリット１７を
通過するように透過型電子顕微鏡１を調整しておけば、
結像電子光学系７により結像されたゼロロス像がＴＶカ
メラ等の撮像装置８により観察される。
一実施例のブロック図である。１はエネルギーフィルタ
を装備した透過型電子顕微鏡である。電子銃２から射出
された電子線は、高圧タンク１６により発生された高電
圧により加速され、照射電子光学系３により試料４上に
照射される。大部分の電子線はエネルギーを失わずに試
料４を透過するが、非弾性散乱により試料構成元素に応
じたエネルギーを失った電子線は、結像電子光学系５を
通過した後、エネルギーフィルタ６で分光され、エネル
ギー選択スリット１７上にエネルギースペクトルを生じ
る。ゼロロス電子のみがエネルギー選択スリット１７を
通過するように透過型電子顕微鏡１を調整しておけば、
結像電子光学系７により結像されたゼロロス像がＴＶカ
メラ等の撮像装置８により観察される。
【００２７】次に、加速電圧制御機構１３により加速電
圧をδＥだけ増加させると、試料４でエネルギーをδＥ
だけ失った電子がエネルギーフィルタ６でエネルギー分
光された後、エネルギースリット１７を通過するように
なる。従って、撮像装置８には、δＥだけエネルギーを
ロスした電子によるエネルギーフィルタ像が観察され
る。
圧をδＥだけ増加させると、試料４でエネルギーをδＥ
だけ失った電子がエネルギーフィルタ６でエネルギー分
光された後、エネルギースリット１７を通過するように
なる。従って、撮像装置８には、δＥだけエネルギーを
ロスした電子によるエネルギーフィルタ像が観察され
る。
【００２８】撮像装置８の制御信号に含まれている同期
信号又は撮像装置８からの映像信号９に含まれている同
期信号を用いて、１枚１枚の画像をフレームメモリ選択
器１０により分離することができる。分離された１枚１
枚のエネルギーフィルタ像は複数枚のフレームメモリ１
１ａ，１１ｂに順次記憶される。図１にはフレームメモ
リを２枚示したが、３枚以上あってもかまわない。フレ
ームメモリ選択器１０は、前記同期信号を用いて複数枚
あるフレームメモリ１１ａ，１１ｂから１枚を周期的に
選択してエネルギーフィルタ像を記憶する。
信号又は撮像装置８からの映像信号９に含まれている同
期信号を用いて、１枚１枚の画像をフレームメモリ選択
器１０により分離することができる。分離された１枚１
枚のエネルギーフィルタ像は複数枚のフレームメモリ１
１ａ，１１ｂに順次記憶される。図１にはフレームメモ
リを２枚示したが、３枚以上あってもかまわない。フレ
ームメモリ選択器１０は、前記同期信号を用いて複数枚
あるフレームメモリ１１ａ，１１ｂから１枚を周期的に
選択してエネルギーフィルタ像を記憶する。
【００２９】また、フレームメモリ選択器１０は加速電
圧制御機構１３もコントロールしており、フレームメモ
リ１１ａを選択する時には加速電圧をδＥ1 だけ増加さ
せ、フレームメモリ１１ｂを選択する時には加速電圧を
δＥ2 だけ増加させる。従ってフレームメモリ１１ａに
はδＥ1 のエネルギーをロスしたフィルタ像が入力さ
れ、フレームメモリ１１ｂにはδＥ2 のエネルギーをロ
スしたフィルタ像が入力されるようになる。加速電圧の
高速な制御は周知の制御手段を用いて行うことができ
る。
圧制御機構１３もコントロールしており、フレームメモ
リ１１ａを選択する時には加速電圧をδＥ1 だけ増加さ
せ、フレームメモリ１１ｂを選択する時には加速電圧を
δＥ2 だけ増加させる。従ってフレームメモリ１１ａに
はδＥ1 のエネルギーをロスしたフィルタ像が入力さ
れ、フレームメモリ１１ｂにはδＥ2 のエネルギーをロ
スしたフィルタ像が入力されるようになる。加速電圧の
高速な制御は周知の制御手段を用いて行うことができ
る。
【００３０】画像演算器１４は、フレームメモリ１１ａ
の画像からフレームメモリ１１ｂの画像を比較、演算し
た結果を連続してモニター１５に出力する。画像演算器
１４が行う演算は画像間減算処理か、画像間除算処理と
する。波高調整機構１２はフレームメモリ１１ｂに入力
されるエネルギーフィルタ像の強度を一定の割合で一律
に減衰させる機構である。減衰率は自由に選べるものと
する。画像間除算処理を行う場合には必要が無いが、減
衰率を１としておけば良い。
の画像からフレームメモリ１１ｂの画像を比較、演算し
た結果を連続してモニター１５に出力する。画像演算器
１４が行う演算は画像間減算処理か、画像間除算処理と
する。波高調整機構１２はフレームメモリ１１ｂに入力
されるエネルギーフィルタ像の強度を一定の割合で一律
に減衰させる機構である。減衰率は自由に選べるものと
する。画像間除算処理を行う場合には必要が無いが、減
衰率を１としておけば良い。
【００３１】次に、コアロスエネルギーがδＥである試
料構成元素の分布の観察の手順を、図２に示すタイムチ
ャート及び図３を用いて説明する。尚、図３に示す実施
例では画像間減算処理を適用している。
料構成元素の分布の観察の手順を、図２に示すタイムチ
ャート及び図３を用いて説明する。尚、図３に示す実施
例では画像間減算処理を適用している。
【００３２】（１）フレームメモリ選択器１０により映
像信号９を奇数フィールドと偶数フィールドに分離し、
偶数フィールドの時にハイレベルとなる信号を作成す
る。この信号をフィールド信号と呼ぶ。
像信号９を奇数フィールドと偶数フィールドに分離し、
偶数フィールドの時にハイレベルとなる信号を作成す
る。この信号をフィールド信号と呼ぶ。
【００３３】（２）エネルギー選択スリット１７によっ
て選択されるエネルギーウィンドウの幅をΔＥに設定す
る。この段階ではゼロロス像が観察されるはずである。
て選択されるエネルギーウィンドウの幅をΔＥに設定す
る。この段階ではゼロロス像が観察されるはずである。
【００３４】（３）前記フィールド信号の立ち下がりに
同期させて加速電圧を変調する。変調電圧は、δＥ−
（１／２）ΔＥと、δＥ−（３／２）ΔＥである。これ
らの加速電圧変調により、図３（ａ）のＢ及びＣに相当
するエネルギーウィンドウ、すなわちロスエネルギー
(δＥ−ΔＥ，δＥ)及び(δＥ−２ΔＥ，δＥ−ΔＥ)を
選択することになる。ただし、各画素間の電荷蓄積時刻
にずれがあるので変調は２フレーム毎に行う。
同期させて加速電圧を変調する。変調電圧は、δＥ−
（１／２）ΔＥと、δＥ−（３／２）ΔＥである。これ
らの加速電圧変調により、図３（ａ）のＢ及びＣに相当
するエネルギーウィンドウ、すなわちロスエネルギー
(δＥ−ΔＥ，δＥ)及び(δＥ−２ΔＥ，δＥ−ΔＥ)を
選択することになる。ただし、各画素間の電荷蓄積時刻
にずれがあるので変調は２フレーム毎に行う。
【００３５】（４）フレームメモリ選択器１０を用い
て、映像信号９の画像データをフレームメモリ１１ａと
フレームメモリ１１ｂに交互に割り振る。加速電圧に変
調を加えた直後のフレームデータは破棄し、各フレーム
メモリには２フレーム目の画像データを入力するように
する。この操作により、図３(ｂ)に示すδＥ−ΔＥから
δＥのエネルギーロス像Ｂ′がフレームメモリ１１ａ
に、図３（ｃ）に示すδＥ−２ΔＥからδＥ−ΔＥのエ
ネルギーロス像Ｃ′がフレームメモリ11ｂに入力され
る。なお、図３（ｂ）〜（ｇ）に示す画像において、ハ
ッチングの密度は検出された電子密度すなわち画像の明
るさを模式的に表し、ハッチングが密の部分ほど画像が
明るく表示されることを示す。
て、映像信号９の画像データをフレームメモリ１１ａと
フレームメモリ１１ｂに交互に割り振る。加速電圧に変
調を加えた直後のフレームデータは破棄し、各フレーム
メモリには２フレーム目の画像データを入力するように
する。この操作により、図３(ｂ)に示すδＥ−ΔＥから
δＥのエネルギーロス像Ｂ′がフレームメモリ１１ａ
に、図３（ｃ）に示すδＥ−２ΔＥからδＥ−ΔＥのエ
ネルギーロス像Ｃ′がフレームメモリ11ｂに入力され
る。なお、図３（ｂ）〜（ｇ）に示す画像において、ハ
ッチングの密度は検出された電子密度すなわち画像の明
るさを模式的に表し、ハッチングが密の部分ほど画像が
明るく表示されることを示す。
【００３６】（５）エネルギーロス像Ｂ′とＣ′には強
度差があるので、図３（ｅ）に示すように、画像演算器
１４によって出力される減算画像（Ｂ′−Ｃ′）には両
者の強度差に対応するコントラストが存在する。そこで
波高調整機構１２を用いてこのコントラストが消失する
ようにフレームメモリ１１ｂに記憶する画像信号に乗算
すべき減衰定数を決定する。この操作により、エネルギ
ーの違いによるバックグラウンドの変化が補正される。
すなわち、このときフレームメモリ１１ａの画像からフ
レームメモリ１１ｂの画像を減算した減算画像は（Ｂ′
−Ｃ′×減衰定数）となり、図３（ｆ）に示すように、
モニター１５にはコントラストのない画像が表示され
る。
度差があるので、図３（ｅ）に示すように、画像演算器
１４によって出力される減算画像（Ｂ′−Ｃ′）には両
者の強度差に対応するコントラストが存在する。そこで
波高調整機構１２を用いてこのコントラストが消失する
ようにフレームメモリ１１ｂに記憶する画像信号に乗算
すべき減衰定数を決定する。この操作により、エネルギ
ーの違いによるバックグラウンドの変化が補正される。
すなわち、このときフレームメモリ１１ａの画像からフ
レームメモリ１１ｂの画像を減算した減算画像は（Ｂ′
−Ｃ′×減衰定数）となり、図３（ｆ）に示すように、
モニター１５にはコントラストのない画像が表示され
る。
【００３７】（６）電子顕微鏡の加速電圧を全体にΔＥ
だけ増加すれば、δＥからδＥ＋ΔＥのエネルギーロス
像がフレームメモリ１１ａに、δＥ−ΔＥからδＥのエ
ネルギーロス像がフレームメモリ１１ｂに入力されるよ
うになる。前者のロス像は図３（ｄ）に示す画像Ａ′
に、後者のロス像は図３（ｃ）に示す画像Ｂ′に対応す
る。このとき、波高調整機構１２による調整が完了して
いるので、像強度が減衰されたエネルギーロス像Ｂ′
は、エネルギーロス像Ａ′の正確なバックグラウンドと
なる。従って画像演算器１４によって出力される減算画
像（Ａ′−Ｂ′×減衰定数）は、図３（ｇ）のようにバ
ックグラウンドを除去した目的元素の二次元分布像とな
る。
だけ増加すれば、δＥからδＥ＋ΔＥのエネルギーロス
像がフレームメモリ１１ａに、δＥ−ΔＥからδＥのエ
ネルギーロス像がフレームメモリ１１ｂに入力されるよ
うになる。前者のロス像は図３（ｄ）に示す画像Ａ′
に、後者のロス像は図３（ｃ）に示す画像Ｂ′に対応す
る。このとき、波高調整機構１２による調整が完了して
いるので、像強度が減衰されたエネルギーロス像Ｂ′
は、エネルギーロス像Ａ′の正確なバックグラウンドと
なる。従って画像演算器１４によって出力される減算画
像（Ａ′−Ｂ′×減衰定数）は、図３（ｇ）のようにバ
ックグラウンドを除去した目的元素の二次元分布像とな
る。
【００３８】フレームメモリ１１ａ及び１１ｂへの入力
を２ビデオフレームレート（２／３０秒）毎に行ってい
るので、モニター１５上には減算画像が２／３０秒毎に
出力され、目的とする元素の二次元分布が実時間で観察
される。従って、この方法は時間的に連続的に変化する
試料や、徐々に変形するような試料に対しても適用可能
である。たとえ試料がドリフトしている場合でも、処理
において改めて位置合わせを施す操作は必要ない。
を２ビデオフレームレート（２／３０秒）毎に行ってい
るので、モニター１５上には減算画像が２／３０秒毎に
出力され、目的とする元素の二次元分布が実時間で観察
される。従って、この方法は時間的に連続的に変化する
試料や、徐々に変形するような試料に対しても適用可能
である。たとえ試料がドリフトしている場合でも、処理
において改めて位置合わせを施す操作は必要ない。
【００３９】時間の経過に沿った観察が可能な状況の下
では、処理結果を実験に直ちにフィードバックすること
ができる。例えばエネルギーウィンドウの位置や幅は、
モニター１５を見ながら元素分布像が最もよいコントラ
スト、Ｓ／Ｎを示すように調整できる。従って、これま
では実験者の経験に基づいていて、技術的に困難であっ
たこれらの操作が、熟練を要することなく容易に行える
ようになる。
では、処理結果を実験に直ちにフィードバックすること
ができる。例えばエネルギーウィンドウの位置や幅は、
モニター１５を見ながら元素分布像が最もよいコントラ
スト、Ｓ／Ｎを示すように調整できる。従って、これま
では実験者の経験に基づいていて、技術的に困難であっ
たこれらの操作が、熟練を要することなく容易に行える
ようになる。
【００４０】本発明において、エネルギーフィルタ６を
備えた透過型電子顕微鏡１に新たにつけ加えられた機
構、及び装置は、すべて簡単なアナログ又はデジタル回
路で実現できる。従来の技術において必要であった高性
能コンピュータは必要ないのでコスト的に非常に有利で
ある。
備えた透過型電子顕微鏡１に新たにつけ加えられた機
構、及び装置は、すべて簡単なアナログ又はデジタル回
路で実現できる。従来の技術において必要であった高性
能コンピュータは必要ないのでコスト的に非常に有利で
ある。
【００４１】波高調整機構１２によって乗算される減衰
定数は画像全体において一定であるので、エネルギーの
変化に対するバックグラウンド強度の変化を画素毎に求
める従来技術のように、エネルギーフィルタ像に含まれ
ていたノイズを強調することはない。また、画像演算器
１４の出力画像を単純に積算することにより、Ｓ／Ｎを
改善させることが可能である。元素分布像に対する輪郭
線強調や、疑似カラー表示などの画像処理は、画像演算
器１４の出力画像に対して施せばよい。
定数は画像全体において一定であるので、エネルギーの
変化に対するバックグラウンド強度の変化を画素毎に求
める従来技術のように、エネルギーフィルタ像に含まれ
ていたノイズを強調することはない。また、画像演算器
１４の出力画像を単純に積算することにより、Ｓ／Ｎを
改善させることが可能である。元素分布像に対する輪郭
線強調や、疑似カラー表示などの画像処理は、画像演算
器１４の出力画像に対して施せばよい。
【００４２】波高調整機構１２は、画像データをフレー
ムメモリ１１ｂに入力する前にあっても後にあっても差
し支えない。例えば、図１に示した波高調整機構をフレ
ームメモリ１１ｂと画像演算器１４の間に配置してもよ
い。また、画像信号の強度を減衰する方法は抵抗分割の
ような電気回路を用いて行っても、一定の閾値レベルで
ノイズ成分を除去してから演算を行う演算回路を用いて
行っても、撮像装置８の光電子像倍管の制御電圧に変調
を加える方法によっても、透過型電子顕微鏡１の照射電
子光学系３の励磁を変更して試料照射電子線の強度に変
調を加える方法によってもよい。
ムメモリ１１ｂに入力する前にあっても後にあっても差
し支えない。例えば、図１に示した波高調整機構をフレ
ームメモリ１１ｂと画像演算器１４の間に配置してもよ
い。また、画像信号の強度を減衰する方法は抵抗分割の
ような電気回路を用いて行っても、一定の閾値レベルで
ノイズ成分を除去してから演算を行う演算回路を用いて
行っても、撮像装置８の光電子像倍管の制御電圧に変調
を加える方法によっても、透過型電子顕微鏡１の照射電
子光学系３の励磁を変更して試料照射電子線の強度に変
調を加える方法によってもよい。
【００４３】エネルギーウィンドウＢ及びＣは、必ずし
も図３（ａ）に示したようにコアロスエネルギーのウィ
ンドウＡに隣接している必要はない。すなわちウィンド
ウＡとウィンドウＢの間には間隔があってもよい。ただ
し、画像Ｃ′と画像Ｂ′から求めた減衰定数及び画像
Ｂ′を用いて画像Ａ′のバックグラウンドを減算除去す
るためには、各エネルギーウィンドウＣ，Ｂ，Ａをエネ
ルギー軸上で等間隔に設定する必要がある。
も図３（ａ）に示したようにコアロスエネルギーのウィ
ンドウＡに隣接している必要はない。すなわちウィンド
ウＡとウィンドウＢの間には間隔があってもよい。ただ
し、画像Ｃ′と画像Ｂ′から求めた減衰定数及び画像
Ｂ′を用いて画像Ａ′のバックグラウンドを減算除去す
るためには、各エネルギーウィンドウＣ，Ｂ，Ａをエネ
ルギー軸上で等間隔に設定する必要がある。
【００４４】また、図１では、波高調整機構１２を１個
だけ設け、波高調整機構によって減衰させた画像Ｃ′と
減衰させない画像Ｂ′を画像演算器１４で減算している
が、各フレームメモリ１１ａ，１１ｂ毎に波高調整機構
を設け、各波高調整機構による減衰定数を異ならせるこ
とによっても同様の効果を得ることができる。その場
合、複数の波高調整機構は画像信号を減衰させる代わり
に異なる利得で画像信号を増幅するようにしても同様の
効果が得られる。
だけ設け、波高調整機構によって減衰させた画像Ｃ′と
減衰させない画像Ｂ′を画像演算器１４で減算している
が、各フレームメモリ１１ａ，１１ｂ毎に波高調整機構
を設け、各波高調整機構による減衰定数を異ならせるこ
とによっても同様の効果を得ることができる。その場
合、複数の波高調整機構は画像信号を減衰させる代わり
に異なる利得で画像信号を増幅するようにしても同様の
効果が得られる。
【００４５】スロースキャンＣＣＤカメラは、通常のＴ
Ｖカメラよりも画素数が多く、ダイナミックレンジも広
いので、電子顕微鏡像観察や、デジタル画像処理に利用
されている。撮像素子への露光時間は数分の１秒から数
秒まで自由に選択できる。本発明において、撮像装置と
してスロースキャンＣＣＤカメラを採用すれば、通常の
ＴＶカメラを用いた場合のような実時間観察はできない
が、長くとも数秒で処理が完結する。通常のＴＶカメラ
とスロースキャンＣＣＤカメラの両方を装備すれば、通
常のＴＶカメラで調整，試料探し、最適条件設定などを
行い、スロースキャンＣＣＤカメラで保存するためのデ
ータを取ることも可能である。
Ｖカメラよりも画素数が多く、ダイナミックレンジも広
いので、電子顕微鏡像観察や、デジタル画像処理に利用
されている。撮像素子への露光時間は数分の１秒から数
秒まで自由に選択できる。本発明において、撮像装置と
してスロースキャンＣＣＤカメラを採用すれば、通常の
ＴＶカメラを用いた場合のような実時間観察はできない
が、長くとも数秒で処理が完結する。通常のＴＶカメラ
とスロースキャンＣＣＤカメラの両方を装備すれば、通
常のＴＶカメラで調整，試料探し、最適条件設定などを
行い、スロースキャンＣＣＤカメラで保存するためのデ
ータを取ることも可能である。
【００４６】図１に示したエネルギーフィルタ６はイン
・カラム型であり、透過型電子顕微鏡１の鏡体の中に位
置しているが、本発明は、透過型電子顕微鏡１の最終像
面以降に位置するポスト・カラム型エネルギーフィルタ
に対しても適用できる。
・カラム型であり、透過型電子顕微鏡１の鏡体の中に位
置しているが、本発明は、透過型電子顕微鏡１の最終像
面以降に位置するポスト・カラム型エネルギーフィルタ
に対しても適用できる。
【００４７】図１に示した装置構成において、波高調整
機構１２を省略してδＥからδＥ＋ΔＥのエネルギーロ
ス像がフレームメモリ１１ａに、δＥ−ΔＥからδＥの
エネルギーロス像がフレームメモリ１１ｂに入力される
ようにすれば、前者のエネルギーロス像は図４（ｃ）に
示した画像Ａ′に、後者のエネルギーロス像は図４
（ｂ）に示した画像Ｂ′に対応する。この場合、画像演
算器１４によって出力される減算画像Ａ′−Ｂ′は図４
（ｄ）のようになり、従来の技術に記述した第１の方法
によってバックグラウンドを補正した目的元素の二次元
分布像に相当する。
機構１２を省略してδＥからδＥ＋ΔＥのエネルギーロ
ス像がフレームメモリ１１ａに、δＥ−ΔＥからδＥの
エネルギーロス像がフレームメモリ１１ｂに入力される
ようにすれば、前者のエネルギーロス像は図４（ｃ）に
示した画像Ａ′に、後者のエネルギーロス像は図４
（ｂ）に示した画像Ｂ′に対応する。この場合、画像演
算器１４によって出力される減算画像Ａ′−Ｂ′は図４
（ｄ）のようになり、従来の技術に記述した第１の方法
によってバックグラウンドを補正した目的元素の二次元
分布像に相当する。
【００４８】また、フレームメモリ選択器１０と画像演
算器１４の機能を停止させておけば、撮像装置８の信号
が直接モニター１５に出力され、通常の撮像装置を装備
したシステムになる。
算器１４の機能を停止させておけば、撮像装置８の信号
が直接モニター１５に出力され、通常の撮像装置を装備
したシステムになる。
【００４９】次に画像間除算処理を適用した場合の実施
例を図５を用いて説明する。
例を図５を用いて説明する。
【００５０】図５は図１とほぼ同じであるが、波高調整
機構が無い点、画像演算器１４を画像除算器１８に特定
した点以外、図１と同じである。即ち図５は画像演算に
除算のみを用いるために図１に比して構成を簡略化した
ものである。
機構が無い点、画像演算器１４を画像除算器１８に特定
した点以外、図１と同じである。即ち図５は画像演算に
除算のみを用いるために図１に比して構成を簡略化した
ものである。
【００５１】画像演算に除算を用いる手段は、［O.L. K
rivanek,A.J.Gubbens,M.Kundmannand G.C Carpenter：P
roc.51st Annual Meeting of the Microscopy Socienty
of America，586−587(1993)］に記載されており、この
場合はコアロスエネルギーの直前の領域にエネルギーウ
ィンドウを設けてコアロス電流が入らないようにして得
られたエネルギーフィルタ像の合計２枚の画像を用いる
方法である。
rivanek,A.J.Gubbens,M.Kundmannand G.C Carpenter：P
roc.51st Annual Meeting of the Microscopy Socienty
of America，586−587(1993)］に記載されており、この
場合はコアロスエネルギーの直前の領域にエネルギーウ
ィンドウを設けてコアロス電流が入らないようにして得
られたエネルギーフィルタ像の合計２枚の画像を用いる
方法である。
【００５２】本発明ではこれらの画像を撮像手段を用い
てコンピュータに入力する。そして、目的の元素を含ま
ない領域では前者の画像強度に対し後者の画像強度は一
様に減少するのに比べ、目的の元素を含む領域では元素
濃度に依存して変化するという特徴を利用して、２枚の
フレームメモリに記憶された画像の画素毎の強度比を映
像信号として出力することにより異なるエネルギーを持
つ複数のエネルギーフィルタ像の強度比を時間の経過に
従って表示できるようになる。
てコンピュータに入力する。そして、目的の元素を含ま
ない領域では前者の画像強度に対し後者の画像強度は一
様に減少するのに比べ、目的の元素を含む領域では元素
濃度に依存して変化するという特徴を利用して、２枚の
フレームメモリに記憶された画像の画素毎の強度比を映
像信号として出力することにより異なるエネルギーを持
つ複数のエネルギーフィルタ像の強度比を時間の経過に
従って表示できるようになる。
【００５３】より具体的には、図６に示すようにδＥか
らδＥ＋ΔＥのエネルギーロス像がフレームメモリ１１
ａに、δＥ−ΔＥからδＥのエネルギーロス像がフレー
ムメモリ１１ｂに入力されるようにすれば、前者のエネ
ルギーロス像は図６（ｃ）に示した画像Ａ′に、後者の
エネルギーロス像は図６（ｂ）に示した画像Ｂ′に対応
する。この場合、画像演算器１８によって出力される除
算画像Ａ′÷Ｂ′は図６（ｄ）のようになり、バックグ
ラウンド除去した目的元素の２次元分布像に相当する。
らδＥ＋ΔＥのエネルギーロス像がフレームメモリ１１
ａに、δＥ−ΔＥからδＥのエネルギーロス像がフレー
ムメモリ１１ｂに入力されるようにすれば、前者のエネ
ルギーロス像は図６（ｃ）に示した画像Ａ′に、後者の
エネルギーロス像は図６（ｂ）に示した画像Ｂ′に対応
する。この場合、画像演算器１８によって出力される除
算画像Ａ′÷Ｂ′は図６（ｄ）のようになり、バックグ
ラウンド除去した目的元素の２次元分布像に相当する。
【００５４】これを周期的に撮像され記憶されたフレー
ムメモリ毎に行えば、両画像の強度比の時間経過に沿っ
て得ることが出来るので、時間的に元素分布が変化して
いたり、試料が徐々に変形していくような試料に対して
もその元素分布を容易に確認できるようになる。
ムメモリ毎に行えば、両画像の強度比の時間経過に沿っ
て得ることが出来るので、時間的に元素分布が変化して
いたり、試料が徐々に変形していくような試料に対して
もその元素分布を容易に確認できるようになる。
【００５５】また本発明実施例では図２に記載されてい
るように４／３０秒毎に得られる画像を時間の経過に従
って表示しているが、例えばこの表示時間間隔を１秒に
１回や２秒に１回にしても良い。この場合得られる像は
コマ送りのようになるが、時間の経過に従って表示すれ
ば、時間的に連続的に元素分布が変化していたり、試料
が徐々に変化していたり、ドリフトしているような場合
でも元素分布を容易に確認できるようになり、結果目的
とする試料構成元素のバックグラウンドを補正した二次
元分布増を時間の経過に従って得ることが出来るように
なる。
るように４／３０秒毎に得られる画像を時間の経過に従
って表示しているが、例えばこの表示時間間隔を１秒に
１回や２秒に１回にしても良い。この場合得られる像は
コマ送りのようになるが、時間の経過に従って表示すれ
ば、時間的に連続的に元素分布が変化していたり、試料
が徐々に変化していたり、ドリフトしているような場合
でも元素分布を容易に確認できるようになり、結果目的
とする試料構成元素のバックグラウンドを補正した二次
元分布増を時間の経過に従って得ることが出来るように
なる。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、目的とする試料構成元
素のバックグラウンドを補正した二次元分布像を時間の
経過に従って得られるようになる。
素のバックグラウンドを補正した二次元分布像を時間の
経過に従って得られるようになる。
【図１】本発明による透過型電子顕微鏡のブロック図。
【図２】処理の流れを表すタイムチャート。
【図３】目的とする元素の二次元分布像を求める方法の
説明図。
説明図。
【図４】簡略化した元素分布像の求め方の説明図。
【図５】本発明による異なる方法による透過型電子顕微
鏡のブロック図。
鏡のブロック図。
【図６】他の方法により目的とする元素の二次元分布像
を求める方法の説明図。
を求める方法の説明図。
１…透過型電子顕微鏡、２…電子銃、３…照射電子光学
系、４…試料、５，７…結像電子光学系、６…エネルギ
ーフィルタ、８…撮像装置、９…映像信号、１０…フレ
ームメモリ選択器、１１…フレームメモリ、１２…波高
調整機構、１３…加速電圧制御機構、１４…画像演算
器、１５…モニター、１６…高圧タンク。
系、４…試料、５，７…結像電子光学系、６…エネルギ
ーフィルタ、８…撮像装置、９…映像信号、１０…フレ
ームメモリ選択器、１１…フレームメモリ、１２…波高
調整機構、１３…加速電圧制御機構、１４…画像演算
器、１５…モニター、１６…高圧タンク。
Claims (13)
- 【請求項１】電子銃と、前記電子銃から射出された電子
線を試料に照射する照射電子光学系と、試料を透過した
電子線を結像する結像電子光学系と、前記試料透過後の
電子線をエネルギー分光するエネルギーフィルタと、エ
ネルギー分光された電子線のうち特定のエネルギーを有
する電子線のみを選択する手段と、エネルギー選択され
た電子線による像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段
によって撮像されたエネルギー選択像を記憶するための
複数枚のフレームメモリと、前記フレームメモリを周期
的に選択して選択されたフレームメモリに前記撮像手段
によって撮像された画像を記憶させるフレームメモリ選
択手段と、前記フレームメモリ選択手段によるフレーム
メモリの選択と同期して電子線の加速電圧を変更する手
段と、前記フレームメモリのうちの少なくとも２枚に記
憶された画像をその画素毎に比較演算し、画像信号とし
て出力する手段を備えたことを特徴とする透過型電子顕
微鏡。 - 【請求項２】請求項１において、前記複数枚のフレーム
メモリのうち少なくとも１枚の入力側又は出力側に画像
の像強度を設定された一定の割合で変更する手段を備え
てなることを特徴とする透過型電子顕微鏡。 - 【請求項３】請求項１において、前記複数枚のフレーム
メモリのうち少なくとも１枚の入力側又は出力側に画像
の像強度を設定された一定の割合で変更する手段を備
え、該変更手段によって変更された画像と前記複数枚の
フレームメモリの内の他の１枚の像強度の差分を画像信
号として出力する手段を有することを特徴とする透過型
電子顕微鏡。 - 【請求項４】請求項１において、前記画素毎に比較演算
した画像信号は前記画素毎の除算結果であることを特徴
とする透過型電子顕微鏡。 - 【請求項５】請求項１において、前記比較演算された画
像信号は、バックグラウンド除去された特定元素の二次
元分布像に相当することを特徴とする透過型電子顕微
鏡。 - 【請求項６】電子銃と、前記電子銃から射出された電子
線を試料に照射する照射電子光学系と、試料を透過した
電子線を結像する結像電子光学系と、前記試料透過後の
電子線をエネルギー分光するエネルギーフィルタと、エ
ネルギー分光された電子線のうち特定のエネルギーを有
する電子線のみを選択する手段と、エネルギー選択され
た電子線による像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段
によって撮像されたエネルギー選択像を記憶するための
複数枚のフレームメモリと、前記フレームメモリを周期
的に選択して選択されたフレームメモリに前記撮像手段
によって撮像された画像を記憶させるフレームメモリ選
択手段と、前記フレームメモリ選択手段によるフレーム
メモリの選択と同期して電子線の加速電圧を変更する手
段と、前記フレームメモリのうちの少なくとも２枚に記
憶された画像をその画素毎に比較演算し、画像信号とし
て時間の経過に従って出力する手段を備えたことを特徴
とする透過型電子顕微鏡。 - 【請求項７】請求項６において、前記複数枚のフレーム
メモリのうち少なくとも１枚の入力側又は出力側に画像
の像強度を設定された一定の割合で変更する手段を備え
てなることを特徴とする透過型電子顕微鏡。 - 【請求項８】請求項６において、前記複数枚のフレーム
メモリのうち少なくとも１枚の入力側又は出力側に画像
の像強度を設定された一定の割合で変更する手段を備
え、該変更手段によって変更された画像と前記複数枚の
フレームメモリの内の他の１枚の像強度の差分を画像信
号として出力する手段を有することを特徴とする透過型
電子顕微鏡。 - 【請求項９】請求項６において、前記画素毎に比較演算
した画像信号は前記画素毎の除算結果であることを特徴
とする透過型電子顕微鏡。 - 【請求項１０】請求項６において、前記比較演算された
画像信号は、バックグラウンド除去された特定元素の二
次元分布像に相当することを特徴とする透過型電子顕微
鏡。 - 【請求項１１】試料を透過した電子線をエネルギー分光
し、特定元素のコアロスエネルギーに相当するエネルギ
ーだけエネルギーロスした第１のエネルギー以外の第２
のエネルギーを有する電子線によるエネルギー選択像を
撮像し、第１のフレームメモリに記憶する第１のステッ
プと、試料を透過した電子線をエネルギー分光し、前記
第２のエネルギーとのエネルギー差が前記第１のエネル
ギーと第２のエネルギーのエネルギー差に等しい第３の
エネルギーを有する電子線によるエネルギー選択像を撮
像し、各画素の像強度を一様に減衰させて第２のフレー
ムメモリに記憶する第２のステップと、前記第１のフレ
ームメモリに記憶したエネルギー選択像と前記第２のフ
レームメモリに記憶したエネルギー選択像の画素毎の差
分をとり、その差分を画像信号として画像表示手段に出
力する第３のステップと、前記第３のステップで画像表
示手段に表示される画像のコントラストが消失するよう
に前記第２のステップにおける像強度減衰率を設定する
第４のステップと、試料を透過した電子線をエネルギー
分光し、前記第１のエネルギーを有する電子線によるエ
ネルギー選択像を撮像して前記第１のフレームメモリに
記憶する第５のステップと、試料を透過した電子線をエ
ネルギー分光し、前記第２のエネルギーを有する電子線
によるエネルギー選択像を撮像し、各画素の像強度を前
記第４のステップで設定された減衰率で一様に減衰させ
て前記第２のフレームメモリに記憶する第６のステップ
と、前記第５のステップで前記第１のフレームメモリに
記憶された画像と前記第６のステップで前記第２のフレ
ームメモリに記憶された画像の画素毎の差分をとり、そ
の差分を画像信号として画像表示手段に出力する第７の
ステップとを含み、前記第５のステップと前記第６のス
テップとで異なる電子線加速電圧とすることによって前
記第１又は第２のエネルギーを有するエネルギー選択像
を発生させ、前記第５〜第７のステップを反復すること
によってバックグラウンド除去された前記特定元素の二
次元分布像を表示することを特徴とする透過電子顕微鏡
による特定元素の分布観察方法。 - 【請求項１２】試料を透過した電子線をエネルギー分光
し、特定元素のコアロスエネルギーに相当するエネルギ
ーだけエネルギーロスした第１のエネルギー以外の第２
のエネルギーを有する電子線によるエネルギー選択像を
撮像し、第１のフレームメモリに記憶する第１のステッ
プと、試料を透過した電子線をエネルギー分光し、前記
第２のエネルギーとのエネルギー差が前記第１のエネル
ギーと第２のエネルギーとのエネルギー差に等しい第３
のエネルギーを有する電子線によるエネルギー選択像を
撮像し、第２のフレームメモリに記憶する第２のステッ
プと、前記第２のフレームメモリに記憶したエネルギー
選択像の各画素の像強度を一様に減衰させ、該減衰させ
た画像と前記第１のフレームメモリに記憶したエネルギ
ー選択像との画素毎の差分をとり、その差分を画像信号
として画像表示手段に出力する第３のステップと、前記
第３のステップで画像表示手段に表示される画像のコン
トラストが消失するように前記第３のステップにおける
像強度減衰率を設定する第４のステップと、試料を透過
した電子線をエネルギー分光し、前記第１のエネルギー
を有する電子線によるエネルギー選択像を撮像して前記
第１のフレームメモリに記憶する第５のステップと、試
料を透過した電子線をエネルギー分光し、前記第２のエ
ネルギーを有する電子線によるエネルギー選択像を撮像
して前記第２のフレームメモリに記憶する第６のステッ
プと、前記第５のステップで前記第１のフレームメモリ
に記憶した画像と、前記第６のステップで前記第２のフ
レームメモリに記憶された画像を前記第４のステップで
設定された減衰率で減衰させた画像との画素毎の差分を
とり、その差分を画像信号として画像表示手段に出力す
る第７のステップとを含み、前記第５のステップと前記
第６のステップとで異なる電子線加速電圧とすることに
よって前記第１又は第２のエネルギーを有するエネルギ
ー選択像を発生させ、前記第５〜第７のステップを反復
することによってバックグラウンド除去された前記特定
元素の二次元分布像を表示することを特徴とする透過電
子顕微鏡による特定元素の分布の観察方法。 - 【請求項１３】試料を透過した電子線をエネルギー分光
し、特定元素のコアロスエネルギーに相当するエネルギ
ーだけエネルギーロスした第１のエネルギー以外の第２
のエネルギーを有する電子線によるエネルギー選択像を
撮像し、第１のフレームメモリに記憶する行程と、試料
を透過した電子線をエネルギー分光し、前記特定元素の
コアロスエネルギーに相当するエネルギーだけエネルギ
ーロスした第１のエネルギーを有する電子線によるエネ
ルギー選択像を撮像して第２のフレームメモリに記憶す
る行程を含む第１のステップと、前記第１のフレームメ
モリに記憶された画像と前記第２のフレームメモリに記
憶された画像の夫々の画素毎に像強度を除算して、その
結果を画像信号として画像表示手段に出力する第２のス
テップを有し、前記第１と第２のステップを反復するに
際して加速電圧を変更することによってバックグラウン
ド除去された前記特定元素の二次元分布像を表示するこ
とを特徴とする透過電子顕微鏡による特定元素の分布観
察方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32272195A JP3435949B2 (ja) | 1994-12-16 | 1995-12-12 | 透過型電子顕微鏡及び元素分布観察方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31360794 | 1994-12-16 | ||
| JP6-313607 | 1994-12-16 | ||
| JP32272195A JP3435949B2 (ja) | 1994-12-16 | 1995-12-12 | 透過型電子顕微鏡及び元素分布観察方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222169A JPH08222169A (ja) | 1996-08-30 |
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ID=26567634
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP32272195A Expired - Fee Related JP3435949B2 (ja) | 1994-12-16 | 1995-12-12 | 透過型電子顕微鏡及び元素分布観察方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3435949B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2000041206A1 (fr) | 1999-01-04 | 2000-07-13 | Hitachi, Ltd. | Dispositif de mappage d'elements, microscope electronique a transmission et a balayage, et procede associe |
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| JP4597207B2 (ja) | 2008-03-31 | 2010-12-15 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡 |
-
1995
- 1995-12-12 JP JP32272195A patent/JP3435949B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08222169A (ja) | 1996-08-30 |
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