JPH04190550A - 透過電子顕微鏡 - 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） 本発明は透過電子顕微鏡に係り、特に、結晶格子像、構
造像の観察が効率良く行える透過電子顕微鏡に関するも
のである。

（従来技術） 近年の透過電子顕微鏡では、いわゆるＴＥＭ像の他に電
子線回折図形を観察することが可能であり、オペレータ
が必要に応じて電子顕微鏡の動作モードをＴＥＭ像モー
ドまたは回折図形モードに設定すると、その設定に応じ
て各電子レンズの励磁電流が自動的に調整されるように
なっている。

ところで、回折図形を観察する場合には、初めに試料ス
テージを傾斜させなから試料に対する電子線の最適照射
角度を求めるか、観察位置と試料ステージの傾斜軸とが
一致していないと、試料ステージの傾斜に伴って観察位
置か視野から逃げてしまうことがある。

したがって、回折図形の観察にあたっては、初めにＴＥ
Ｍ像によって測定位置を決定し、その後、動作モードを
回折図形モードに切り換えて回折図形を表示させなから
試料ステージを傾斜させて試料の面方位を合わせ、その
後、再びＴＥＭ像モードに切り換えて像の逃げを補正し
、さらに、再び回折図形モードに切り換えて回折図形を
表示させながら試料の面方位を合わせるといったように
、２つの動作モードを交合に頻繁に切り換えていた。

（発明が解決しようとする課題） 上記した従来技術では、回折図形およびＴＥＭ像か１つ
の表示画面上に交互に表れるようになっており、両者を
同時に表示させることはできなかった。したがって、回
折図形を観察しながら試料の面方位を合わせても、ＴＥ
Ｍ像を表示させてみると目標位置か視野から大きく外れ
てしまう場合があり、格子像や構造像を効率良く観察す
ることができないという問題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、
回折図形とＴＥＭ像とを同時に表示させることにより、
格子像や構造像を効率良く観察することの可能な電子顕
微鏡を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するために、本発明では、レンズ条
件を切り替えることによって、ＴＥＭ像および電子線回
折図形を時分割で出力することの可能な透過電子顕微鏡
において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。

（１）ＴＥＭモード時に出力されるＴＥＭ像を記憶する
第１の記憶手段と、電子線回折モード時に出力される電
子線回折図形を記憶する第２の記憶手段と、ＴＥＭモー
ド時はＴＥＭ像を選択し、電子線回折モード時は前記第
１の記憶手段に記憶されたＴＥＭ像を選択して第１の表
示手段に出力する第１の選択手段と、電子線回折モード
時は電子線回折図形を選択し、Ｔ　Ｅ　Ｍモード時は前
記第２の記憶手段に記憶された電子線回折図形を選択し
て第２の表示手段に出力する第２の選択手段とを具備し
た。

（２）ＴＥＭモード時に出力されるＴＥＭＲを記憶する
第１の記憶手段と、電子線回折モード時に出力される電
子線回折図形を記憶する第２の記憶手段と、ＴＥＭモー
ド時はＴ　Ｅ　Ｍ　ｆ象を選択し、電子線回折モード時
は前記第１の記憶手段に記憶されたＴＥＭ像を選択する
第１の選択手段と、電子線回折モード時は電子線回折図
形を選択し、ＴＥＭモード時は前記第２の記憶手段に記
憶された電子線回折図形を選択する第２の選択手段と、
前記第１および第２の選択手段から出力されるＴＥＭ像
および電子線回折図形を合成してＴＥＭ／回折合成像を
生成する合成像生成手段と、合成像生成手段から出力さ
れるＴＥＭ／回折合成像を表示する表示手段とを具備し
た。

（作用） 上記した構成（１）によれば、第１の記憶手段には常に
最新のＴ　Ｅ　Ｍ　、（ｇ！が記憶され、第２の記憶手
段には常に最新の電子線回折図形が記憶される。

第１の選択手段は、ＴＥＭモード時にはその時点で検出
されているＴ　Ｅ　Ｍ　像を選択して出力し、ＴＥＭモ
ードから電子線回折モードに切り替４つってＴＥＭ像が
検出されなくなると、先のＴＥＭモード時に第１の記憶
手段に記憶したＴＥＭ像を選択して出力する。したがっ
て、第１の表示装置上には常にＴＥＭＩｇ！か表示でき
るようになる。

一方、第２の選択手段は、電子線回折モード時にはその
時点で検出されている電子線回折図形を選択して出力し
、電子線回折モードからＴＥＭモードに切り替わって電
子線回折図形が検出されなくなると、先の電子線回折モ
ード時に第２の記憶手段に記憶した電子線回折図形を選
択して出力する。したかって、第２の表示装置上には常
に電子線回折図形が表示できるようになる。

また、上記した構成（２）によれば、上記のようにして
常に表示可能となったＴ　Ｅ　Ｍ像と電子線回折図形と
が合成像生成手段によって合成されるので、１つの表示
装置上にＴＥＭ像と電子線回折図形とが常に表示される
ようになる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例である透過電子顕微鏡の主要
部のブロック図であり、ＴＥＭ像を観察するＴＥＭモー
ドおよび電子線回（８図形を観察する回折図形モードを
有している。

同図において、ＣＰＵ９には入力装置１０゜表示装置１
１、ＲＯＭ１２、電子レンズ制御装置１３、メモリ１７
ａ、１８ａ、および切換部１４．２２が接続されている
。

電子レンズ制御装置１３は対物レンズ４、中間レンズ５
、および投射レンズ６のレンズ電流を制御する。表示装
置１１には、動作モードや各レンズ４．５．６の励磁電
流が表示される。

一方、電子銃１から発射された電子線は収束レンズ２に
よって試料３に照射される。試料３を透過した電子線は
、対物レンズ４、中間レンズ５、および投射レンズ６か
ら成る結像レンズ系によってテレビカメラ７の物面８に
拡大結像される。

テレビカメラ７の出力はＡ／Ｄ変換器１９を介して切換
部１４に入力される。切換部１４は、人力信号をメモリ
１７ａ１バス１７ｂ側またはメモリ１８ａ１パス１８ｂ
側に選択的に出力する。

切換部２２は、メモリ１７ａの出力またはバス１７ｂを
選択的にＤ／Ａ変換器２０に接続し、パス１８ｂまたは
メモリ１８ａの出力を選択的にＤ／Ａ変換器２１に接続
する。

Ｄ／Ａ変換器２０の出力は表示装置１５に入力され、Ｄ
／Ａ変換器２１の出力は表示装置１６に入力される。

第２図は第１図の動作を説明するためのフローチャート
、第４図は第１図の主要部のタイミングチャートである
。

電子線回折図形を観察する場合、オペレータは人力装置
１０を操作して、回折図形およびＴ　Ｅ　Ｍ像を同時に
表示する動作モードを選択し、さらに、ステップＳ２０
では、Ｔ　Ｅ　Ｍ　像の倍率ＭおよびＴＥＭ、１ｇ！表
示期間ｔＳを入力し、ステ・ノブＳ２１では、回折図形
のカメラ長しおよび回折図形表示期間ｔＫを入力する。

ステップＳ２２てはＴＥＭＩ象タイマＴＳか一旦すセッ
トされ、その後、時刻ｔ］において再びカウントを開始
すると、ステップＳ２３では、ＣＰＵ９か前記ＴＥＭ像
に関する倍率Ｍに応じたレンズデータをＲＯＭ１２から
読み出す。

ステップＳ２４ては、ＣＰＵ９によって切換部１４およ
び切換部２２か制御され、切換部１４てはメモリ１７ａ
１パス１７ｂ側か選択され、切換部２２ではパス１７ｂ
およびメモリ１８ａか選択される。ステップＳ２５では
前記レンズデータに基づいて結像レンズ系４．５．６か
制御される。

物面８に拡大結合されたＴＥＭ＠はテレビカメラ７で検
出され、検出信号ＩＳＩがＡ／Ｄ変換器１９に入力され
る。Ａ／Ｄ変換器１９は検出信号ＩＳＩをデジタル映像
信号ＤＳＩ　として出力する。

このとき、前記したように切換部１４てはメモリ１７ａ
、パス１７ｂ側か選択されているので、映像信号ＤＳＬ
はメモリ１７ａに蓄積されると共に、パス１７ｂ側を介
して切換部２２に出力される。

切換部２２てはパス１７ｂおよびメモリ１８ａが選択さ
れているので、Ｄ／Ａ変換器２０はパス１７ｂから出力
される前記デジタル映像信号ＤＳＬをアナログ映像信号
ＩＳＩに再変換して表示装置１５に出力する。

Ｄ／Ａ変換器２１は、ＣＰＵ９によってメモリ１８ａか
ら読み出されたデータをアナログ映像信号に変換して表
示装置１６に出力する。

この結果、表示装置１５上には映像信号１ｓ１に応じた
ＴＥＭ像が表示される。なお、表示開始直後においては
、メモリ１８ａには映像信号が蓄積されていないので、
表示装置１６には何も表示されない。

ステップ３２６ではＴＥＭ像タイマＴＳの値か前記ＴＥ
Ｍ像表示期間ｔＳと比較され、ＴＳ≦ｔＳとなるまで前
記ステップＳ２５．８２６の処理か繰り返される。

その後、ＴＳ≦ｔＳと判定されると、ステップ５２７で
は回折図形タイマＴＫか一旦すセ・ソトされ、時刻ｔ２
において再びカウントを開始する。

ステップ８２８では、ＣＰＵ９が前記回折図形に関する
カメラ長しに応じたレンズデータをＲＯＭ１２から読み
出す。

ステップＳ２９ては、ＣＰＵ９が切換部１４および切換
部２２を制御し、切換部１４てはメモリ１８ａ１パス１
８ｂ側が選択され、切換部２２てはメモリ１７ａおよび
パス１８ｂか選択される。

ステップＳ３０では前記レンズデータに基づいて結像レ
ンズ系４．５．６か制御される。

物面８に投影された回折図形はテレビカメラ７で検出さ
れ、検出信号ＩＫＩかＡ／Ｄ変換器１９に入力される。

Ａ／Ｄ変換器１９は検出信号ＩＫＩをデンタル映像信号
Ｄ　Ｋ　ｌとして出力する。

このとき、前記したように９ｊ換部１４てはメモリ１８
ａ１パス１８ｂ側が選択されているので、映像信号Ｄ　
Ｋ　ｌはメモリ１８ａに蓄積されると共に、パス１８ｂ
側を介して切換部２２に出力される。

切換部２２ではメモリ１７ａ１パス１８ｂが選択されて
いるので、Ｄ／Ａ変換器２０はＣＰＵ９によってメモリ
１７ａから読み出された前記デジタル映像信号ＤＳ＋を
アナログ映像信号に変換して表示装置１５に出力する。

Ｄ／Ａ変換器２１はパス１８ｂから出力される前記デジ
タル映像信号ＤＫＩをアナログ映像信号ＩＫＩ　に再変
換して表示装置１６に出力する。

この結果、表示装置１５上には引き続き映像信号ＩＳＩ
に応じたＴＥＭ像が表示され、表示装置１６上には映像
信号ＩＫＩに応じた電子線回折図形が表示さる。

ステップＳ３１では回折図形タイマＴ　Ｋの値が前記回
折図形表示期間ｔｌ（と比較され、Ｔ　Ｋ≦ｔＫとなる
まで前記ステップＳ３０、Ｓ３１の処理か繰り返される
。

その後、ＴＫ≦ｔＫと判定されると、ステップＳ３２で
は他の動作モード、すなわち、回折図形およびＴＥＭ像
を同時に表示するモード以外のモードに変更されたか否
がか判定され、他の動作モードに変更されると巴該他の
モードへ移行し、モード変更か無い場合にはステップＳ
３３へ進む。

ステップＳ３３ては、倍率Ｍやカメラ長しなとの条件に
変更があったか否かが判定され、変更かあるとステップ
Ｓ２０へ戻り、変更がないとステップＳ２２へ戻って前
記ステップＳ２２からＳ３３まての処理か繰り返される
。

この結果、本実施例によれば、第４図のタイミングチャ
ートに示したように、表示装置１５上には、時刻ｔ１〜
ｔ２ては、横用された映像信号ＩＳＩがパス１７ｂから
直接出力され、時刻ｔ２〜ｔ３では、時刻ｔ１〜ｔ２に
おいてメモリ１７ａに蓄積された前記映像信号ＩＳＩか
読み出されて出力されるので、実質上、時刻ｔ１〜ｔ３
までは映像信号ＩＳＩか出力されることになる。

同様に、表示装置１６上には、時刻ｔ２〜ｔ３では、検
出された映像信号ＩＫＩがパス１８ｂから直接出力され
、時刻ｔ３〜ｔ４ては、時刻ｔ２〜ｔ３においてメモリ
１８ａに蓄積された前記映像信号ＩＫＩか読み出されて
出力されるので、実質上、時刻ｔ２〜ｔ４までは映像信
号ＩＫＩが出力されることになる。

このように、本実施例によれば、ＴＥＭ像および電子線
回折図形が常に表示装置上に出力されるので、回折図形
を効率良く観察することが可能になる。

第３図は本発明の他の実施例のブロック図であり、第１
図と同一の符号は同一または同等部分を表している。

本実施例では、切換部２２から出力される映像信号ＤＳ
およびＤ　Ｋが画像合成装置２６に入力される。画像合
成装置２６はＣＰＵ９からの指示に応じて、例えば映像
信号ＤＳの一部に映像信号ＤＫを置換してＤ／Ａ変換器
２３に出力する。この結果、表示装置２４上では、ＴＥ
Ｍ像の一部に子画面２５か設定され、該子画面２５に回
折図形か表示されるようになる。

なお、上記した説明では子画面２５に回折図形か表示さ
れるものとして説明したが、これとは逆に、子画面２５
にＴＥＭ像か表示されるようにしても良い。

また、子画面２５に表示される像は、縮小像あるいは像
の一部を抜き出したトリミング像のいずれであっても良
い。さらに、子画面２５に回折図形の縮小像やトリミン
グ像を表示する場合には、透過波の回折斑点［（０，０
、Ｏ）スポット］を中心として縮小ないしトリミングす
ることが望ましい。

本実施例によれば、１台に表示装置上にＴＥＭ像および
回折図形を表示できるようになるので、設置スペースを
有効に活用できるようになる。

なお、上記した各実施例では、観察モードが周期的にか
つ自動的に切り替わるものとして説明したか、本発明は
これのみに限定されるものではなく、オペレータが手動
操作によって切り替えるようにしても良い。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＴＥ
Ｍ像および電子線回折図形が常に表示装置上に出力され
るので、結晶格子像や１１１１１１造像を効率良く観察
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図の動作を説明するためのフローチャー１・、第３図は
本発明の他の実施例のブロック図、第４図は第１図の主
要部のタイミングチャートである。 １・・・電子銃、２・・・収束レンズ、３・・・試料、
４・・対物レンズ、５・・・中間レンズ、６・・・投射
レンズ、７・・・テレビカメラ、８・・・物面、９・・
ＣＰＵ。 １１・・表示装置、１４．２２・・切換部、１５．１６
．２４・・・表示装置、１７ａ、１８ａ・・メモリ、１
７ｂ、１８ｂ・・パス、２５・・子画面、２６・・画像
合成装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともＴＥＭ像および電子線回折図形を観察
   可能な透過電子顕微鏡において、電子レンズ系の励磁モ
   ードをＴＥＭモードおよび電子線回折モードのいずれか
   に交互に切り替え、ＴＥＭ像および電子線回折図形を時
   分割で出力する観察手段と、 ＴＥＭモード時に前記観察手段から出力されるＴＥＭ像
   を記憶する第１の記憶手段と、 電子線回折モード時に前記観察手段から出力される電子
   線回折図形を記憶する第２の記憶手段と、ＴＥＭモード
   時は前記観察手段から出力されるＴＥＭ像を選択し、電
   子線回折モード時は前記第１の記憶手段に記憶されたＴ
   ＥＭ像を選択する第１の選択手段と、 電子線回折モード時は前記観察手段から出力される電子
   線回折図形を選択し、ＴＥＭモード時は前記第２の記憶
   手段に記憶された電子線回折図形を選択する第２の選択
   手段と、 第１の選択手段から出力されるＴＥＭ像を表示する第１
   の表示手段と、 第２の選択手段から出力される電子線回折図形を表示す
   る第２の表示手段とを具備したことを特徴とする透過電
   子顕微鏡。
2. （２）少なくともＴＥＭ像および電子線回折図形を観察
   可能な透過電子顕微鏡において、電子レンズ系の励磁モ
   ードをＴＥＭモードおよび電子線回折モードのいずれか
   に交互に切り替え、ＴＥＭ像および電子線回折図形を時
   分割で出力する観察手段と、 ＴＥＭモード時に前記観察手段から出力されるＴＥＭ像
   を記憶する第１の記憶手段と、 電子線回折モード時に前記観察手段から出力される電子
   線回折図形を記憶する第２の記憶手段と、ＴＥＭモード
   時は前記観察手段から出力されるＴＥＭ像を選択し、電
   子線回折モード時は前記第１の記憶手段に記憶されたＴ
   ＥＭ像を選択する第１の選択手段と、 電子線回折モード時は前記観察手段から出力される電子
   線回折図形を選択し、ＴＥＭモード時は前記第２の記憶
   手段に記憶された電子線回折図形を選択する第２の選択
   手段と、 前記第１および第２の選択手段から出力されるＴＥＭ像
   および電子線回折図形を合成してＴＥＭ／回折合成像を
   生成する合成像生成手段と、合成像生成手段から出力さ
   れるＴＥＭ／回折合成像を表示する表示手段とを具備し
   たことを特徴とする透過電子顕微鏡。
3. （３）前記ＴＥＭ／回折合成像は、ＴＥＭ像および電子
   線回折図形のいずれか一方の像内の一部と他方の像の一
   部とが置換された像であることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の透過電子顕微鏡。
4. （４）前記ＴＥＭ／回折合成像は、ＴＥＭ像および電子
   線回折図形のいずれか一方の像内の一部と他方の像の縮
   小像とが置換された像であることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の透過電子顕微鏡。
5. （５）前記他方の像は電子線回折図形であり、その中心
   位置は透過波の回折斑点であることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項または第４項記載の透過電子顕微鏡。
6. （６）電子レンズ系の励磁モードの切り替え周期を設置
   する周期設置手段をさらに具備し、前記観察手段は、前
   記切り替え周期に基づいて電子レンズ系の励磁モードを
   交互に切り替えることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第５項のいずれかに記載の透過電子顕微鏡。