JPH01246757A - 電子線強度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２次元センサを使用して電子顕微鏡等の電子線
装置における電子線強度を測定する電子線強度測定装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、試料の構造解析をその試料のＸ線又は電子線回折
像を取得することにより行うようにして　　　゛いる。

この構造解析においては、回折スポットの位置に関する
情報にのみ注目されて来たが、近時、個々の回折スポッ
トの強度を測定し、この定量的な情報を得ることにより
、試料の結晶構造を構成している各元素が何であるかも
知り得るようになって来た。そのための電子線強度の測
定装置には、次の２通りの装置かあ、る。

１つは写真フィルムを電子線強度記録材料として用い、
その黒化度から電子線強度を測定するようにした装置で
あり、他はシンチレータと光電子増倍管（ＰＭＴ）　、
または電流計を用いて電子線強度を測定するようにした
装置である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、写真フィルムを電子線強度記録材料とし
て用い、その黒化度から電子線強度を測定するようにし
た装置においては、写真フィルムの黒化度−電子線強度
の関係が第４図に示すような特性となり、リニアな関係
にあって利用できる範囲は、’Ｍｌｒ　２　Ｘ　１０−
”　〜２　ｘ　ｌ　Ｑ−１６（クーロン／ｃ１１）と１
桁程度しかなく、また現像液の種類や、現像温度等のフ
ィルム現像条件によっても図の特性Ａ、ＢＳＣのように
大きく変動し、さらにリニアといっても完全なものでは
ないので、黒化度から電子線強度を精度よく測定するこ
とは困難であった。そのため、例えばＸ６１回折の撮影
の場合のように電子線回折像を得ようとしても、電子線
回折における電子線強度範囲が２．５〜３桁程度にも及
ぶためにフィルムではカバーできなかった。

また、シンチレータと光電子増倍管（ＰＭＴ）、または
電流計を用いて電子線強度を測定する装置においては、
シンチレータまたは電流計が電子線を蓄積することがで
きず、２次元分布をもつ電子顕微鏡の電子線強度分布の
測定には、電子顕微鏡像を走査する必要があり、その結
果同一時刻での電子線強度分布を測定することができな
かった。

本発明は上記問題点を解決するためのもので、ダイナミ
ックレンジを広くとることができると共に、電子線強度
値を精度よく測定することができ、２次元の電子線像の
強度分布を同一時刻に検出することのできる電子線強度
測定装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、電子線を２次元センサへ電子線を
照射する手段と、２次元センサ上を走査励起する手段と
、２次元センサがらの発光光を検出する光検出手段と、
該検出手段よりの信号を予め記憶された発光光の各検出
強度と入射電子線強度との関係に基づき前記発光光の検
出強度に対応した入射電子線強度値を表す信号に変換す
るための手段とを備えた電子線強度測定装置を特徴とし
ている。

〔作用〕

本発明は、電子線を２次元センサに照射してエネルギを
蓄積し、光照射等の励起により生ずるこの２次元センサ
からの発光光を検出し、予め記憶された発光光の各検出
強度値と入射電子線強度値との関係に基づき、その発光
光強度から入射電子線強度を測定することにより、直線
性に優れ、ダイナミックレンジの広い電子線強度測定が
可能になる。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照して説明する。

近年、電子線を照射したときに、照射電子線エネルギを
蓄積し、次いで、光照射或いは加熱等により励起するこ
とにより蓄積されたエネルギを光として放出する蓄積性
蛍光体シート等からなる２次元センサが開発され、電子
顕微鏡に適用したものも提案されている（特開昭６１−
５１７３８号、特開昭６１−９３５３９号等）。この２
次元センサは、電子線露出を受けたときそのエネルギの
少なくとも一部を一時的に蓄積し、後に外部から励起す
ると蓄積しているエネルギの少なくとも一部を光、電気
、音等の検出可能な形態で放出する能力を持つ材料から
なるものである。この２次元センサとして具体的には、
例えば特開昭５５−１２４２９号、同５５−１１６３４
０号、同５５−１６３４７２号、同５６−１１３９５号
、同５６−１０４６４５号公報等に示される蓄積性蛍光
体シートが特に好適に用いられている。すなわち、ある
種の蛍光体に電子線等の放射線を照射するとこの放射線
のエネルギの一部がその蛍光体中に蓄積され、その後そ
の蛍光体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積された
エネルギに応じて蛍光体が蛍光（輝尽発光）を示す、こ
のような性質を示す蛍光体を蓄積性蛍光体と言う、蓄積
性蛍光体シートとは、上記蓄積性蛍光体からなるシート
状の記録体のことであり、−ｉに支持体とこの支持体上
に積層された蓄積性蛍光体層からなる。蓄積性蛍光体層
は蓄積性蛍光体を適当な結合剤中に分散させて形成した
ものであるが、この蓄積性蛍光体層が自己支持性である
場合、それ自体で蓄積性蛍光体シートとなりうる。なお
、この蓄積性蛍光体シートを形成するための輝尽性蛍光
体の例は、前記特開昭６１−９３５３９号に詳しく記載
されている。

また上記２次元センサとして、例えば特公昭５５−４７
７１９号、同５５−４７７２０号公報等に記載されてい
る熱蛍光体シートを用いることもできる。この熱蛍光体
シートは、主として熱の作用によって蓄積している放射
線エネルギを、熱蛍光体として放出する蛍光体（熱蛍光
体）からなるシート状の記録体である。

このような２次元センサについて、入射電子線量と出力
信号強度との関係について調べたところ、第３図に示す
ような関係が得られ、１０−＋ｓ〜１Ｏ−９（クーロン
／−）程度の広範囲にわたって直線性が保たれることが
分かった。

本発明はこのように２次元センサを使用することにより
第３図に示すような特性が得られることに着目し、この
特性を利用して電子線強度を測定するようにしたもので
ある。

第３図に示す特性から分かるように、６桁以上にわたっ
て入射電子線と出力信号強度の間に直線性が満たされる
ので、電子線露光によりエネルギ蓄積をした２次元セン
サを光照射、或いは加熱等により励起したときの発光強
度から照射電子線を正確に測定することが可能となる。

第１図は第３図の特性を利用した電子線強度測定装置の
一実施例を示す図で、ｌは電子顕微鏡、２はカメラ室、
３は電子銃、４は電子線、５は収束レンズ、６は試料、
７は対物レンズ、８は拡大レンズ、９ａは撮像中の蓄積
性蛍光体シート、９ｂは続出中の蓄積性蛍光体シート、
１０は搬送機、１１はレーザ光源、１２はレーザ光、１
３はガルバノミラ−１１４は消去用光源、１５はＰＭＴ
。

１６はアンプ、１７はプロセッサー、２６はデイスプレ
ィ、２７は操作卓である。

図において、電子顕微鏡１の下方に蓄積性蛍光体シート
９ａ、９ｂ及びこれを搬送する搬送Ｊａ１０が設けられ
たカメラ室２が取り付けられている。

さらに、カメラ室２には読取部が組込まれている。

これは撮影が終了した２次元センサ９ｂから電子線強度
を読出す部分で、レーザ光源１１より発生したレーザ光
１２をガルバノミラ−１３で２次元センサ９ｂ上を走査
照射し、２次元センサ９ｂ上に蓄積した電子線強度に比
例して発生する光を２ＭＴ１５で測光し、アンプ１６を
通してプロセッサ１７へ送り、電気信号として検出する
ものである。プロセッサ１７の内部（あるいは外部）に
はメモリが備えられており、このメモリには、予め行わ
れた測定に基づいて得られる、発光光の検出器の各出力
信号強度と蓄積性蛍光体シートに入射する電子線強度値
（電子線ｉｔ）との第３図に示すような関係がテーブル
として記録されている。プロセッサ１７は２ＭＴ１５よ
りの発光光の強度を表す信号により前記テーブルのアド
レスを指定してその強度に対応するセンサ入射電子線強
度値（電子線量）を表す信号を読み出せるようになって
いる。

次に動作について説明すると、電子銃３からの電子線４
は収束レンズ５により収束されて試料６に照射され、対
物レンズ７により電子線像が形成される。この電子線像
は、拡大レンズ８により蓄積性蛍光体シー）９ａ上に投
影されて撮影される。

電子顕微鏡の像を撮影した蓄積性蛍光体シートは・搬送
機１０で続出部に搬送され、信号強度分布を読出され、
その信号はプロセッサ１７で処理される。即ち、プロセ
ッサ１７に発光光の各強度値を表す信号が送られると、
プロセッサ１７はこの信　　　号に基づいて前記メモリ
に記憶されている変換用テーブルのアドレスを指定し、
発光光の各強度値を表す信号を各強度値に対応した蓄積
性蛍光体シートの入射電子線強度値を表す信号に変換す
る。

その後、消去用光源１４より強い光が照射され、残像を
消去された後、搬送機１０で再度露光位置まで送られ再
露光される。こうして電子線強度が２次元的、定量的に
読み出され、読み出された値はデイスプレィ−２６に表
示される。なお、この実施例では蓄積性蛍光体シートの
続出部をカメラ室２に内臓している型を示したが、蓄積
性蛍光体シートの続出部をカメラ室２から分離するよう
にしても良く、また蓄積性蛍光体シートに代わり熱蛍光
体シートを用いた場合には、光照射による励起手段に代
わり加熱方式の励起手段を用いれば良い。

又、上述した実施例においては、第３図に示す関係を変
換テーブルの形で記憶するようにしたが、変換式の形で
記憶させ、プロセッサにこの式を演算させることにより
センサ入射電子線強度値を算出させるようにしても良い
。

更に又、上述した実施例においては、センサ入射電子線
強度を求めることに止まっていたが、以下のようにセン
サ入射電流値を測定するようにしても良い、即ち、従来
、露出量を決定するために、電流計を使用していたが、
上記の蓄積性蛍光体を用いた高感度センサを使用する楊
像のためには従来の電流針は怒度が不足してしまう、そ
こで、前述の実施例を発展させて第２図を用いて説明す
るようにしても良い、尚、第２図においては、第１図と
同一の構成要素に対しては同一番号を付している。

第２図においては、１８は電流値測定用の第２の蓄積性
蛍光体シートである。第２の蓄積性蛍光体シート１８を
軸１９の回りに回転させることにより、蓄積性蛍光体シ
ート１８を電子線光軸上に挿脱できるようになっている
。２０は第２のＰＭＴ、２１は第２のアンプ、２２は励
起用光源、２３は電子線シャッター用偏向器、２４はブ
ランキング信号発生器、２５は第２の消去用光源である
。

このような構成において、まず、プロセッサ１７の制御
に基づいてブランキング信号発生器２４より偏向器２３
にブランキング信号を送り、試料に電子線が照射されな
い形態にしておく、そして、蓄積性蛍光体シート９ａは
光軸外に配置しておく。

そこで、蓄積性蛍光体シート１８を図中実線で示すよう
に立てた状態で消去用光源２５よりの光を蓄積性蛍光体
シート１８に照射し、蓄積性蛍光体シート１８における
残像を消去する１次に、蓄積性蛍光体シート１８を図中
点線で示すように光軸上に配置した後、ブランキング信
号発生器２７よりのブランキング信号の送出を一定時間
ｔだけ停止し、蓄積性蛍光体シート１８上に一定時間ｔ
だけ試料像を担った電子線を照射する。その後、電子線
をブランキングし、蓄積性蛍光体シート１８を再び立て
た位置に配置する。そこで、励起用光源２２を発光させ
、この光ａ２２よりの光をＰＭＴ２０で検出する。ＰＭ
Ｔ２０よりの信号はアンプ２１を介してプロセッサ１７
に送られ、この信号は第１図に示した実施例の場合と同
様にプロセッサ１７により発光光の強度に対応した電子
線強度を表す信号Ｖに変換される。プロセッサ１７は更
に前記露光時間【を表す信号を用いてＶ／ｌを算出する
。この値は蓄積性蛍光体シート１８に投射される電子線
電流値の平均値を表しており、この値はプロセッサ１７
の制御に基づいてデイスプレィ２７に表示される。オペ
レータはこの表示値を見ることにより、極めて微弱な本
撮影時における電子線電流値の平均値を正確に知ること
ができ、それにより蓄積性蛍光体シート９ａを光軸直下
に配置して本憑影する場合の露光時間を適切に設定でき
る。

Ｃ発明の効果〕 以上のように本発明は、２次元センサの電子線像続出時
の発光強度と露光電子線強度が極めて広範囲にわたって
すぐれた直線関係（比例関係）にあることに着目し、こ
の特性を利用して２次元センサの発光強度から露光時の
電子線強度を測定することを可能にしたものであり、ダ
イナミックレンジが広（、精度のよい測定が可能となる
。したがって、従来写真フィルムでは不可能であった電
子線回折像や、電子線を材料に照射したときの吸収スペ
クトルのような電子線強度範囲が広い場合でも、２次元
センサを用いて記録し、定量的に、精度良く読みだすこ
とが可能となり、構造解析等に適用した場合極めて有効
である。また、２次元センサは蓄積型検出器゛であるた
め２次元の電子線像を同一時刻おける電子線強度を測定
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子線強度測定装置の一実施例を
説明するための図、第２図は本発明の他の実施例を説明
するための図、第３図は蓄積性蛍光体シートの入射電子
線量と出力信号強度との関係を示す図、第４図は写真フ
ィルムにおける入射電子線量と黒化度との関係を示す図
である。 １・・・電子顕微鏡、２・・・カメラ室、３・・・電子
銃、４・・・電子線、５・・・収束レンズ、６・・・試
料、７・・・対物レンズ、８五拡大レンズ、９ａ・・・
ｌｉ像中の蓄積性蛍光体シート、９ｂ・・・続出中の蓄
積性蛍光体シート、ＩＯ・・・搬送機、１１・・・レー
ザ光源、１２・・・レーザ光、１３・・・ガルバノミラ
−１１４，２５・・・消去用光源、１５．２０・・・Ｐ
ＭＴ、、１６．２１・・・アンプ、１７・・・プロセッ
サー、２２・・・励起用光源、２３・・・ブランキング
用偏向器、４・・・ブランキング信号発生器、２６・・
・デイスプレィ、２７・・・操作卓。 出　　願　　人　　富士写真フィルム株式会社（外１名
）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２次元センサへ電子線を照射する手段と、２次元
   センサ上を走査励起する手段と、２次元センサからの発
   光光を検出する光検出手段と、該検出手段よりの信号を
   予め記憶された発光光の各検出強度と入射電子線強度と
   の関係に基づき前記発光光の検出強度に対応した入射電
   子線強度値を表す信号に変換するための手段とを備えた
   電子線強度測定装置。（２）前記２次元センサは、励起
   による発光後、消去用光源からの光照射により残像が消
   去される請求項１記載の電子線強度測定装置。