JPH08236060A - 走査型電子線回折装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蛍光スクリーン上に投影された電子回折パタ
ーンをＳ／Ｎよく観察し、かつ特定の斑点の強度を連続
して測定する。 【構成】 蛍光スクリーン５を撮影するビジコンチュー
ブ１１の駆動信号としてラスタ信号発生手段１４と、目
的点指定手段１６または目的点近傍の微小領域を走査す
る副走査信号発生回路１５を併設し、特定の斑点の強度
を読み出すときにはビジコンチューブの電子ビームを目
的点に固定する、またはその近傍のみを走査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は走査型電子線回折装置に
関し、とくに蛍光スクリーン上の回折パターン内の、特
定の回折斑点の強度を追跡測定できるようにした装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】走査型電子線回折装置では、試料に電子
線を照射し、試料から放射される回折電子を蛍光スクリ
ーン上に投影して回折パターン得る。その回折パターン
のうちで、注目する結晶状態を表すひとつの回折斑点の
強度を測定しながら電子線を試料面上で走査し、その走
査に同期してＣＲＴなどの表示装置を輝度変調すること
によって試料の結晶状態の分布像を得ることが行われ
る。蛍光スクリーン上の回折パターンのうちのひとつの
回折斑点の強度を得る方法として従来は次のような方法
が提案されていた。

【０００３】(1) アパーチャー付きの検出器を機械的に
動かして目的の回折斑点の位置にもっていきその強度の
みを検出する方法（実開平1-158951）。

【０００４】(2) 蛍光板上の回折パターンをテレビカメ
ラで撮影し、テレビ画像信号の走査と同期させて、一画
面走査ごとに一回だけ目的点の明るさ（強度）を取り込
む方法（特開平4-204361）。

【０００５】(3) 蛍光板上の回折パターンを光電面に投
影し、その光電面から出てきた電子を偏向コイルとアパ
ーチャーによって選択し電子増倍管で検出する方法（特
開平4-259743）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術では
次のような問題点があった。 (1)では検出器を機械的に
動かす必要があり、構成が複雑で高価である。 (2)は目
的点の明るさを３０分の１秒程度の一画面走査時間に１
回の割合で断続的にしか検出できない。 (3)は信号を蓄
積する効果がないので画面全体を見るときにＳ／Ｎが悪
い。また、構成が複雑で高価である。

【０００７】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決し、簡単な構成でＳ／Ｎがよく回折パターン全体を観
察し、特定した目的点の強度を連続的に得ることが目的
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、電子線を試料に照射して試料から放射され
る回折電子を蛍光スクリーン上に投影し、この投影像を
ビジコンチューブを介して表示装置上に電子回折パター
ンとして画像表示する走査型電子線回折装置において、
そのビジコンチューブ内電子ビームを撮像画面全体にわ
たってラスタ走査させるビーム走査手段と、前記電子ビ
ームを観察目的点に固定するビーム位置指定手段および
／または前記電子ビームを観察目的点近傍の微小領域を
限定走査する副走査手段を併設した。

【０００９】ビジコンチューブはいわゆるテレビカメラ
の撮像管であって、撮像画面全体にわたってラスタ走査
させるビーム走査手段とは通常の撮影を意味し、画面全
体が走査され全体画像が表示される態様である。その走
査周期や走査本数などはテレビカメラの規格に合わせる
ことが望ましい。ビーム位置指定手段とはビジコンチュ
ーブ撮像面の読み出したい位置を指定する手段を意味す
る。副走査手段は撮像画面内の小さな領域を限定して走
査する手段であって、前記ビーム位置指定手段で指定さ
れた点のまわりで小さく走査する手段である。

【００１０】

【作用】回折パターンの全体を観察するときはビジコン
チューブ（テレビカメラ）によって蛍光スクリーン全体
を撮影すれば良いだけなので極めて容易に全体像の観察
ができる。このときは、ビジコンチューブの持つ信号蓄
積効果が働き、Ｓ／Ｎよく回折パターンが観察できる。
回折パターンのうちの特定の回折斑点の強度を得るとき
にはビジコンチューブ内の電子ビームを測定したい回折
斑点の位置に固定して、またはその回折斑点の近傍のみ
を走査するので、連続してその地点だけの強度信号を読
み出すことができる。

【００１１】

【実施例】図１に走査型電子線回折装置の本体部分の一
例を示す。本発明にかかる走査型電子線回折装置もこの
部分は共通である。電子銃１から発射した一次電子線１
は集束レンズによって細く絞られて試料４にあてられ
る。試料４から２次的に放射される回折電子線７は蛍光
スクリーン５に回折パターンを描く。また一次電子線６
は偏向コイル３によって試料面上を走査できるようにな
っている。蛍光スクリーン上の回折斑点のうち適当なも
のを選択してその強度を測定するようにしておき、その
偏向コイル３によって１次電子線を走査するのと同期し
て、そのひとつの回折斑点の強度をＣＲＴ上に表示する
ことによって、試料の結晶状態の分布像を得ることがで
きる。

【００１２】図２は本発明にかかる走査型電子線回折装
置の主要部の機能を示すブロック図である。蛍光スクリ
ーン５上の電子回折パターンは光学レンズ１０を介して
ビジコンチューブ１１の受光面に投影されている。電子
銃駆動回路１２と走査駆動回路１３はビジコンチューブ
１１を働かせるための回路である。通常のテレビカメラ
のように全体の像をＣＲＴ１８に表示させるためには、
ラスタ信号発生回路１４からのラスタ信号をスイッチ２
０を介して走査駆動回路１３に供給するとともにスイッ
チ２１を介してＣＲＴ１８に供給し、さらにＣＲＴ１８
にはビジコンチューブ１１の出力信号を信号処理回路１
７を介して供給する。こうすることによって、蛍光スク
リーン上の回折パターンをビジコンチューブで通常のテ
レビ画像のように撮影した像がＣＲＴ１８上に得られ、
回折パターン全体を観察することができる。

【００１３】回折パターンのうち、特定の斑点の強度の
みを測定したい場合には次のようにビジコンチューブ１
１を動作させる。ビジコンチューブはその内部の電子ビ
ームを光導電膜にあてることによって信号を読み出すの
で、特定の位置の信号を読み出すためにはその位置に電
子ビームをあてればよい。信号の読みだし位置は目的点
指定手段１６にその位置情報を入力することによって指
定する。その位置信号が加算回路２３とスイッチ２０を
介して直接走査駆動回路１３に供給された場合にはその
位置にビジコンチューブの電子ビームが固定され、その
位置の斑点の強度信号が信号処理回路１７をとおって出
力２３として図示しないデータ処理装置に伝えられる。
このときスイッチ２２は開にして副走査信号が加算回路
２３に入らないようにしておく。

【００１４】指定した位置の信号を読み出す場合に、そ
の位置にビジコンチューブの電子ビームをまったく固定
してしまうのではなく、その近傍で走査するようにして
もよい。副走査信号発生回路１５は目的点指定手段１６
によって指定された点の近傍の小さい範囲で走査する信
号を発生するので、この信号をスイッチ２２を介して加
算回路２３に供給すればビジコンチューブ内の電子ビー
ムは目的の斑点の回りの微小領域内で走査され、その領
域の平均的強度を得ることができる。この動作は電子ビ
ームをまったく固定する動作に比べて、回折斑点が面積
的な拡がりを持っている場合にとくに有効である。

【００１５】上述したビジコンチューブ内の電子ビーム
の走査方法を模式的に図３に示し、さらに説明する。図
３(a) は回折パターンの全体を観察する場合に行う走査
方法であり、画面全体をラスタ走査し、画面全体の信号
を読み出す方法である。図３(b) と図３(c) は一つの回
折斑点の強度を測定する場合に行う走査方法であり、目
的点の近傍の微小領域を走査する例である。そのうちの
図３(b) は目的点の近傍の四角な小領域をラスタ走査す
る例であり、図３(b) は目的点の周囲を円形に走査する
例である。微小領域内での走査方法はこれらの例に限ら
れない。また図３(d) は目的点に電子ビームを固定して
目的点の回折斑点の強度を読み出す方法である。

【００１６】回折パターンの一つの斑点の強度変化をと
らえて試料面の結晶状態の分布像をＣＲＴ１８に得る方
法を図２を使って説明する。上述した方法で、回折パタ
ーンの全体像を観察したのち注目する回折斑点を選んで
そこにビジコンチューブの電子ビームを固定するなどし
て、その強度を測定するようにしておく。その強度信号
出力は輝度変調信号としてＣＲＴ１８に供給されてい
る。１次電子線走査回路１９からの信号は偏向コイル３
に供給されて、試料に照射する１次電子線６を試料面上
で走査するとともに、スイッチ２１を介してＣＲＴ１８
の走査信号としても供給される。いま注目している回折
斑点の強度は試料表面の結晶状態に応じて変化するの
で、このように１次電子線６の走査とＣＲＴ１８の走査
を同期させることによって結晶状態の分布像がＣＲＴ１
８上に表示される。

【００１７】

【発明の効果】蛍光スクリーン上に得られた電子回折パ
ターンの全体を観察するときにはビジコンチューブ内の
電子ビームをラスタ走査し、通常のテレビカメラのよう
に蛍光スクリーン全体を撮影するので、ビジコンチュー
ブの蓄積効果が働きＳ／Ｎよく全体像の観察ができる。
特定の回折斑点の強度を得て結晶状態の分布像を見ると
きにはビジコンチューブ内の電子ビームを測定したい回
折斑点の位置に固定して、またはその回折斑点の近傍の
微小領域のみを走査し、その強度信号を読み出すのでひ
とつの回折斑点の強度を連続して測定することができ
る。

【００１８】したがって、試料表面の結晶状態の分布像
を得る場合に、従来技術に比べて機械的に動く部分がな
いので故障も少なく、簡単な構成で鮮明な像が短時間で
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】走査型電子線回折装置の全体概略図である。

【図２】本発明の一実施例の要部を示すブロック図であ
る。

【図３】ビジコンチューブ内の電子ビームの走査方法を
示す図である。

【符号の説明】

１…電子銃 ２…集束レンズ ３…偏向コイル ４…試料 ５…蛍光スクリーン ６…１次電子ビーム ７…回折電子線 １０…レンズ １１…ビジコンチューブ １２…電子銃駆動回路 １３…走査駆動回路 １４…ラスタ信号発生回路 １５…副走査信号発生回
路 １６…目的点指定回路 １７…信号処理回路 １８…ＣＲＴ １９…１次電子線走査回
路 ２０…スイッチ ２１…スイッチ ２２…スイッチ ２３…加算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子線を試料に照射して試料から放射さ
   れる回折電子を蛍光スクリーン上に投影し、この投影像
   をビジコンチューブを介して表示装置上に電子回折パタ
   ーンとして画像表示する走査型電子線回折装置におい
   て、そのビジコンチューブ内電子ビームを撮像画面全体
   にわたってラスタ走査させるビーム走査手段と、前記電
   子ビームを観察目的点に固定するビーム位置指定手段お
   よび／または前記電子ビームを観察目的点近傍の微小領
   域を限定走査する副走査手段を併設したことを特徴とす
   る走査型電子線回折装置。