JPH06139988A - 電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】散乱電子検出器の形状を写真機のレンズ内の絞
りに使われているように二辺がそれぞれ別な放物曲面を
もつ同一形状の三角形状検出器を３枚以上組み合わせ、
それぞれの三角形状検出器をそれぞれが持つ固定点を中
心に回転させることで穴径を変化させる構成である。 【効果】本発明によれば、散乱電子線の検出領域を変化
させるために必要であった電子レンズが不要となること
と、合わせて検出器に対する煩雑な光軸合わせが不要と
なる効果がある。また、散乱電子をメインビームからの
散乱角に応じて任意の割合で分割して同時に検出するこ
とが可能になる効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子顕微鏡の走査透過法
による試料像の暗視野観察法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子顕微鏡で、細く絞った電子線を試料
上で走査させ、透過した電子線を検出して試料像を観察
する走査透過像（以下ＳＴＥＭ像）観察において、暗視
野観察のための散乱電子検出器には一般に中央に穴があ
る単一の板よりなるリング状検出器である。試料をまっ
すぐに透過した電子線（以下メインビーム）はリング中
央の穴を抜け、検出されない構造になっている。

【０００３】どの程度の透過電子線までリング中央の穴
を抜けさせるかは、検出器の前に電子レンズを設け、そ
の拡大倍率を変化させることによりリングの穴径を相対
的に変化させ決定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、散
乱電子線検出器の前に電子レンズを設けなければなら
ず、煩雑な電子レンズの光軸合わせが必要である。これ
がきちんとなされていないと、拡大倍率を変化させたと
き相対的にリングの穴がメインビームに対してズレが生
じ正確な暗視野ＳＴＥＭ像が得られないなどの問題があ
った。

【０００５】また、レンズにより検出面上の像を拡大縮
小をすることにより相対的にリング検出器の穴径が変わ
る。しかし穴径を大きくするために検出面上の像を縮小
すると今まで検出器に入ってこなかった外側の散乱電子
が検出器に入射するようになり、検出器の穴径だけが大
きくなったのとは別な効果も生じた暗視野ＳＴＥＭ像に
なる問題があった。

【０００６】本発明の目的は散乱電子線の検出領域を変
化させることにより、従来必要であった電子レンズを不
要とすることと、合わせて検出器に対する煩雑な光軸合
わせを不要とすることである。また、検出する最大散乱
角を変化させずに任意の最小検出角を選べることであ
る。

【０００７】散乱電子はメインビームに近い小角散乱電
子と試料により大きな角度で散乱された電子ではそれぞ
れの持つ情報が違う。しかし、従来ではそれぞれを任意
の割合で分割して情報を取り出すことができなかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、検出器の
形状を写真機のレンズ内の絞りに使われているように二
辺がそれぞれ別な放物曲面をもつ同一形状の三角形状検
出器を３枚以上組み合わせ、それぞれの三角形状検出器
をそれぞれが持つ固定点を中心に回転させることで穴径
を変化させることにより達成される。

【０００９】また、他の目的は、上記の検出器中央の穴
がメインビームの軸に対して垂直になるよう上記の検出
器を穴径の大きな順に上からメインビームの軸上に複数
個配し、それぞれの信号で暗視野ＳＴＥＭ像を得ること
により達成される。

【００１０】

【作用】検出器の形状を写真機のレンズ内の絞りに使わ
れているように二辺がそれぞれ別な放物曲面をもつ同一
形状の三角形状検出器を３枚以上組み合わせ、それぞれ
の信号を合計することにより環状に散乱電子を検出す
る。それぞれの三角形状検出器が持つ固定点を中心に回
転させることで中心の穴径が変化し、任意の散乱角度以
上の散乱角を持つ電子線を検出する。

【００１１】また、上記の検出器を複数個穴径の大きな
順に上からメインビームの軸上に並べることで散乱角度
の大きな散乱電子から順に検出器に入射する。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図２により説明す
る。図１は検出器を表したものである。半導体検出器１
は固定ピン２により台６に固定され、回転リング５は軸
７の前後運動により回転する。回転リング５の回転によ
りてこピン３がガイド穴４の中を移動し、半導体検出器
１が固定ピン２を中心に回転する。全体として１０個の
半導体検出器１が台６に取付けられており回転リング５
の回転により、中央の穴径を任意に変えることが可能で
ある。

【００１３】図２は試料と上述の検出器と散乱電子の関
係を表したものである。試料８に入射した電子線９は試
料８を透過した後、メインビーム１０と散乱電子に分か
れる。散乱電子の一部は検出器中央の穴を通り、メイン
ビーム１０とともに透過電子検出器１１に入射し、検出
される。試料８で大きな角度で散乱された電子（図２の
斜線で示した部分）は、散乱電子の検出部である半導体
検出器１に入射する。検出器で検出された電子は電気信
号に変換されたのち、アンプ１２で増幅される。増幅さ
れた電気信号はスイッチ１３で選択され、ＣＲＴ１４上
に明視野または暗視野のＳＴＥＭ像が表示される。この
とき、どの散乱角度の電子線まで検出器に入射させるか
は、軸７の前後運動により、回転リング５が回転して検
出器の中央の穴径が変化し、任意の穴径が選択すること
ができる。

【００１４】また、散乱電子検出器の後に充分な直径の
透過電子検出器１１があるので、検出される散乱電子と
透過電子の総和が常に一定に保たれた状態でスイッチ１
３の選択により、明視野または暗視野のＳＴＥＭ像の観
察が可能である。

【００１５】その他の実施例を図３〜図４により説明す
る。試料８に入射した電子線９は透過または試料８によ
り散乱される。電子線検出器は多段階になっており、３
個の散乱電子検出器１５〜１７と透過電子検出器１８と
が一体になっている。散乱電子は散乱角度の大きなもの
から順番に散乱電子検出器１５から検出されてゆく。そ
れぞれの散乱電子検出器１５〜１７は独立に検出器中央
の穴径を選択できる構造となっている。それぞれの検出
器からの信号はアンプで増幅されたのち演算装置１９で
それぞれの信号を加えたり、引いたりしたのちＣＲＴ１
４上にＳＴＥＭ像として表示される。その結果、散乱電
子検出器１６の信号で得られるＳＴＥＭ像は散乱角度２
１で表された領域の散乱角度で散乱された電子線だけか
らなるものである。また、散乱角度の小さなものから大
きなものまで含んだ暗視野STEM像を得るためには演算装
置１９で散乱電子検出器１５〜１７の信号を加えること
で、散乱角度２０〜２２の領域の全てを含んだ暗視野Ｓ
ＴＥＭ像が得られる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、散乱電子線の検出領域
を変化させるために必要であった電子レンズが不要とな
ることと、合わせて検出器に対する煩雑な光軸合わせが
不要となる効果がある。および散乱電子をメインビーム
からの散乱角に応じて任意の割合で分割して同時に検出
することが可能になる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】散乱電子検出器の構造を表す図である。

【図２】試料と散乱電子検出器の関係を表す図である。

【図３】多段階式電子線検出器の構造を表す図である。

【図４】散乱電子の検出領域を表す図である。

【符号の説明】

１…半導体検出器、２…固定ピン、３…てこピン、４…
ガイド穴、５…回転リング、６…台、７…軸、８…試
料、９…電子線、１０…メインビーム、１１…透過電子
検出器、１２…アンプ、１３…スイッチ、１４…ＣＲ
Ｔ、１５〜１７…散乱電子検出器、１８…透過電子検出
器、１９…演算装置、２０〜２２…電子の散乱領域。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子線を発生する電子銃部と該電子線を拡
   大または縮小し、試料に照射する照射系と電子線を偏向
   させる偏向系と、それらの光軸上に置かれた試料の像を
   観察する手段を持つ電子顕微鏡において、散乱電子検出
   領域の可変機構を持つ検出器を備えたことを特徴とする
   電子顕微鏡。
2. 【請求項２】請求項１の電子顕微鏡において、散乱電子
   検出領域の可変機構を持つ検出器を複数個備えたことを
   特徴とする電子顕微鏡。