JP6876418B2 - 画像取得方法および電子顕微鏡 - Google Patents
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Description
れらの回折コントラストは、図19において、帯状に観察されている。図19に示す画像は、これらの回折コントラストの影響が最小限になるように、試料の傾斜条件を試行錯誤して探し出して得られたものであるが、それでもなお回折コントラストの影響は完全には除去できていない。
試料を透過した電子で電子顕微鏡像を生成する電子顕微鏡における画像取得方法であって、
試料に対する電子線の入射方向を相対的に変更して複数の前記電子顕微鏡像を取得する工程と、
複数の前記電子顕微鏡像を積算して、画像を生成する工程と、
を含み、
前記電子顕微鏡像は、電子線を試料上で走査し、電子線の照射位置ごとに試料の電磁場による電子線の偏向量を計測して得られた微分位相コントラスト像である。
前記電子顕微鏡像を取得する工程では、試料に対する電子線の入射方向の相対的な変更は、電子線の入射方向に対して試料を傾斜させることで行われてもよい。
前記電子顕微鏡像を取得する工程では、試料に対する電子線の入射方向の相対的な変更
は、試料に入射する電子線を偏向させて試料に対する電子線の入射方向を変更させることで行われてもよい。
電子線を試料上で走査し、電子線の照射位置ごとに試料を透過した電子線の強度情報を取得して微分位相コントラスト像を生成する電子顕微鏡における画像取得方法であって、
各照射位置において試料に対する電子線の入射方向を変更しつつ、電子線を試料上で走査して、各照射位置ごとに試料を透過した電子線の強度情報を取得する工程と、
各照射位置ごとの電子線の強度情報に基づいて、前記微分位相コントラスト像を生成する工程と、
を含み、
各照射位置ごとの電子線の強度情報を取得する工程では、各照射位置において互いに異なる入射方向における電子線の強度を積算して、各照射位置ごとの電子線の強度情報を取得する。
電子線を放出する電子源と、
試料に対する電子線の入射方向を相対的に変更する入射方向制御部と、
試料を透過した電子線を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、画像を生成する画像生成部と、
を含み、
前記画像生成部は、
前記入射方向制御部で試料に対する電子線の入射方向を相対的に変更して得られた複数の電子顕微鏡像を取得する処理と、
複数の前記電子顕微鏡像を積算して、画像を生成する処理と、
を行い、
前記電子顕微鏡像は、電子線を試料上で走査し、電子線の照射位置ごとに試料の電磁場による電子線の偏向量を計測して得られた微分位相コントラスト像である。
電子線を放出する電子源と、
前記電子源から放出された電子線を試料上で走査するための走査偏向素子と、
試料に対する電子線の入射方向を相対的に変更する入射方向制御部と、
試料を透過した電子線を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、微分位相コントラスト像を生成する画像生成部と、を含み、
前記画像生成部は、
前記入射方向制御部で各照射位置において試料に対する電子線の入射方向を変更しつつ、前記走査偏向素子で電子線を試料上で走査して得られた各照射位置ごとの試料を透過した電子線の強度情報を取得する処理と、
各照射位置ごとの電子線の強度情報に基づいて、前記微分位相コントラスト像を生成する処理と、
を行い、
各照射位置ごとの電子線の強度情報を取得する処理では、各照射位置において互いに異なる入射方向における電子線の強度を積算して、各照射位置ごとの電子線の強度情報を取得する。
前記入射方向制御部は、試料に照射される電子線を偏向させる偏向素子であってもよい。
前記入射方向制御部は、試料を傾斜させる傾斜機構を備えた試料ステージであってもよい。
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。
1.1. 電子顕微鏡の構成
図1は、第1実施形態に係る電子顕微鏡100を模式的に示す図である。
ルダー17を介して、試料Sを保持している。試料ステージ16は、試料Sを水平方向や鉛直方向に移動させることができる。また、試料ステージ16は、傾斜機構を有しており、試料Sを、互いに直交する2つの軸まわりに傾斜(回転)させることができる。
次に、第1実施形態に係る画像取得方法について説明する。図3は、第1実施形態に係る画像取得方法の一例を示すフローチャートである。以下では、電子顕微鏡100を用いてDPC像を取得する例について説明する。
まず、電子顕微鏡100の照射系および結像系の調整を行う。具体的には、観察倍率の設定、結像系のカメラ長の設定等が行われる。また、走査コイル13で試料S上を走査することで検出面25上での電子線の位置が移動しないように光学系の調整が行われる。
次に、試料Sの観察対象となる領域を決定する。ユーザーは、試料ステージ16を操作して試料S中から観察対象となる領域を探し、当該領域を視野の中心にする。このとき、試料Sの傾斜条件は、低次の晶帯軸に沿って電子線が入射されるように設定されているものとする。
次に、試料Sを傾斜させることにより試料Sに対する電子線の入射方向を相対的に変更して複数のDPC像を取得する。
100の動作を説明するための図である。
次に、互いに試料Sに対する電子線の入射方向の異なる複数のDPC像を積算して1つの画像(DPC像)を生成する。なお、複数のDPC像は、積算処理を行う前に、各DPC像間の位置合わせを行い、画像間の視野ずれを補正してもよい。また、複数のDPC像を積算した後に、平均化処理を行ってもよい。
られたDPC像である。
次に、第1実施形態に係る電子顕微鏡100の動作について説明する。電子顕微鏡100では、処理部40が、上述したステップS104およびステップS106の処理を行う。以下、処理部40の処理について説明する。
2.1. 電子顕微鏡
第2実施形態に係る電子顕微鏡の構成は、図1に示す電子顕微鏡100の構成と同じであり、図示およびその説明を省略する。
上述した第1実施形態に係る画像取得方法では、試料Sに対する電子線の入射方向の相対的な変更は、電子線の入射方向に対して試料Sを傾斜させることで行われた。
まず、電子顕微鏡100の照射系および結像系の調整を行う。本工程では、上述したステップS100で説明した調整に加えて、照射系偏向素子12で電子線を偏向させること
によって生じる分割型検出器24の検出面25に入射する電子線のずれを補正するための調整を行う。
次に、試料Sの観察対象となる領域を決定する。本工程(ステップS202)は、上述したステップS102と同様に行われる。
次に、照射系偏向素子12を用いて電子線を偏向させることにより試料Sに対する電子線の入射方向を変更して複数のDPC像を取得する。
次に、互いに試料Sに対する電子線の入射方向の異なる複数のDPC像を積算して1つの画像(DPC像)を生成する。本工程(ステップS204)は、上述したステップS104と同様に行われる。
次に、第2実施形態に係る電子顕微鏡の動作について説明する。第2実施形態に係る電子顕微鏡では、処理部40が、上述したステップS204およびステップS206の処理を行う。以下、処理部40の処理について説明する。
3.1. 電子顕微鏡
第3実施形態に係る電子顕微鏡の構成は、図1に示す電子顕微鏡100の構成と同じであり、図示およびその説明を省略する。
上述した第1実施形態および第2実施形態に係る画像取得方法では、試料Sに対する電子線の入射方向を相対的に変更して複数のDPC像を取得し、取得した複数のDPC像を積算して画像を生成することで、回折コントラストの影響が低減されたDPC像を取得していた。
まず、電子顕微鏡100の照射系および結像系の調整を行う。本工程(ステップS300)は、上述したステップS100と同様に行われる。
次に、試料Sの観察対象となる領域を決定する。本工程(ステップS302)は、上述したステップS102と同様に行われる。
次に、各照射位置において電子線の入射方向を変更しつつ、電子線を試料上で走査して各照射位置ごとに試料Sを透過した電子線の強度情報を取得する。すなわち、本工程では、試料S上で電子線を走査する際の各照射位置において電子線をロッキング(ビームロッキング)させつつ、電子線を試料S上で走査する。
電子線は、最初の照射位置と同様にあらかじめ設定された複数の入射方向から入射される。すなわち、ここでの電子線の入射条件は、最初の照射位置での電子線の入射条件と同じである。
各照射位置ごとの強度情報に基づいて、画像(DPC像)を生成する。DPC像は、上述したステップS104と同様に生成される。
次に、第3実施形態に係る電子顕微鏡の動作について説明する。第3実施形態に係る電子顕微鏡では、処理部40が、上述したステップS304およびステップS306の処理を行う。以下、処理部40の処理について説明する。
4.1. 電子顕微鏡
図18は、第4実施形態に係る電子顕微鏡200を模式的に示す図である。以下、第4実施形態に係る電子顕微鏡200において、上述した第1実施形態に係る電子顕微鏡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。
上述した第1実施形態に係る画像取得方法では、回折コントラストの影響が低減されたDPC像を取得する場合について説明したが、本実施形態に係る画像取得方法では、回折コントラストが低減されたTEM像を取得することができる。
本実施形態に係る電子顕微鏡200の動作は、「4.2.画像取得方法」で説明した相違点を除いて電子顕微鏡100の動作と同様であり、その説明を省略する。
Claims (8)
- 試料を透過した電子で電子顕微鏡像を生成する電子顕微鏡における画像取得方法であって、
試料に対する電子線の入射方向を相対的に変更して複数の前記電子顕微鏡像を取得する工程と、
複数の前記電子顕微鏡像を積算して、画像を生成する工程と、
を含み、
前記電子顕微鏡像は、電子線を試料上で走査し、電子線の照射位置ごとに試料の電磁場による電子線の偏向量を計測して得られた微分位相コントラスト像である、画像取得方法。 - 請求項1において、
前記電子顕微鏡像を取得する工程では、試料に対する電子線の入射方向の相対的な変更は、電子線の入射方向に対して試料を傾斜させることで行われる、画像取得方法。 - 請求項1において、
前記電子顕微鏡像を取得する工程では、試料に対する電子線の入射方向の相対的な変更は、試料に入射する電子線を偏向させて試料に対する電子線の入射方向を変更させることで行われる、画像取得方法。 - 電子線を試料上で走査し、電子線の照射位置ごとに試料を透過した電子線の強度情報を取得して微分位相コントラスト像を生成する電子顕微鏡における画像取得方法であって、
各照射位置において試料に対する電子線の入射方向を変更しつつ、電子線を試料上で走査して、各照射位置ごとに試料を透過した電子線の強度情報を取得する工程と、
各照射位置ごとの電子線の強度情報に基づいて、前記微分位相コントラスト像を生成する工程と、
を含み、
各照射位置ごとの電子線の強度情報を取得する工程では、各照射位置において互いに異なる入射方向における電子線の強度を積算して、各照射位置ごとの電子線の強度情報を取
得する、画像取得方法。 - 電子線を放出する電子源と、
試料に対する電子線の入射方向を相対的に変更する入射方向制御部と、
試料を透過した電子線を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、画像を生成する画像生成部と、
を含み、
前記画像生成部は、
前記入射方向制御部で試料に対する電子線の入射方向を相対的に変更して得られた複数の電子顕微鏡像を取得する処理と、
複数の前記電子顕微鏡像を積算して、画像を生成する処理と、
を行い、
前記電子顕微鏡像は、電子線を試料上で走査し、電子線の照射位置ごとに試料の電磁場による電子線の偏向量を計測して得られた微分位相コントラスト像である、電子顕微鏡。 - 電子線を放出する電子源と、
前記電子源から放出された電子線を試料上で走査するための走査偏向素子と、
試料に対する電子線の入射方向を相対的に変更する入射方向制御部と、
試料を透過した電子線を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、微分位相コントラスト像を生成する画像生成部と、を含み、
前記画像生成部は、
前記入射方向制御部で各照射位置において試料に対する電子線の入射方向を変更しつつ、前記走査偏向素子で電子線を試料上で走査して得られた各照射位置ごとの試料を透過した電子線の強度情報を取得する処理と、
各照射位置ごとの電子線の強度情報に基づいて、前記微分位相コントラスト像を生成する処理と、
を行い、
各照射位置ごとの電子線の強度情報を取得する処理では、各照射位置において互いに異なる入射方向における電子線の強度を積算して、各照射位置ごとの電子線の強度情報を取得する、電子顕微鏡。 - 請求項5または6において、
前記入射方向制御部は、試料に照射される電子線を偏向させる偏向素子である、電子顕微鏡。 - 請求項5または6において、
前記入射方向制御部は、試料を傾斜させる傾斜機構を備えた試料ステージである、電子顕微鏡。
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