WO2016166805A1 - 荷電粒子線装置及び試料観察方法 - Google Patents

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暁成 塙
秀樹 菊池
佳史 谷口
紀恵 矢口
高志 土橋
慶太郎 渡邉
央和 玉置
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    • H01J2237/045—Diaphragms
    • H01J2237/0455—Diaphragms with variable aperture

Definitions

  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus and a sample observation method using the apparatus.
  • TEM transmission electron microscope
  • the present invention adopts the configuration described in the claims. That is, the present invention includes a display unit that displays an image, and a selection unit that selects a position of a predetermined portion from the displayed image, and according to the selection position of the predetermined portion, A configuration is employed in which a predetermined opening is selected from the positional relationship.
  • the present invention relates to an irradiation unit that irradiates a sample with a charged particle beam, an imaging unit that forms an image of the sample, and an electron beam from the sample that is disposed in the imaging unit.
  • a diaphragm formed with a plurality of apertures of different sizes for passing, a moving unit that changes the position of the diaphragm, a detection unit that obtains an image formed by the imaging optical system, and the detection unit
  • a display unit that displays the obtained image, and a selection unit that selects a predetermined portion from the displayed image, and the moving unit is configured to select the diaphragm according to a selection position of the predetermined portion.
  • the diaphragm is moved from a positional relationship with the image, and the image is at least one of an electron beam diffraction image and a transmission image of the sample, and the diaphragm is an objective that can be inserted into a diffraction surface in the imaging unit. At least a stop and a limited field stop that can be inserted into the primary image plane in the imaging unit It is one, a charged particle beam device.
  • the operator can easily and automatically acquire a transmission image corresponding to the selected portion by selecting a predetermined portion (for example, a spot) of the diffraction image on the display unit, for example. it can. Further, according to the present invention, the operator can easily and automatically acquire a diffraction image corresponding to the selected portion by selecting a predetermined portion (for example, a range) of the transmission image on the display unit, for example. be able to. Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of embodiments.
  • the figure explaining the method of calibrating the moving pulse number of a diaphragm from a diffraction pattern.
  • the figure which shows an example of GUI used when acquiring the diffraction pattern corresponding to the arbitrary ranges of a dark field image automatically.
  • the flowchart explaining the method of acquiring automatically the diffraction pattern corresponding to the arbitrary ranges of a dark field image.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration example of a transmission electron microscope (TEM) which is one of charged particle beam apparatuses.
  • TEM transmission electron microscope
  • the electron beam generated by the electron gun 101 is focused by irradiation lenses 1 to 3 (102 to 104) and irradiated to a sample (not shown) mounted on the sample stage 105.
  • the electrons that have passed through the sample are guided to the imaging surface of the CCD camera 114 via the imaging lenses 1 to 4 (110 to 113).
  • the electronic image detected by the CCD camera 114 is imaged after being taken into the main controller 121. The operator observes this image as a sample image.
  • the irradiation lenses 1 to 3 (102 to 104), the sample stage 105, the objective aperture 106, and the limited field stop 107 are controlled by an aperture control board 120 that receives a command from the main controller 121.
  • the image imaged by the main control device 121 is displayed on the display device 123.
  • the input device 124 is used to designate a partial region of the image displayed on the display device 123.
  • a pointing device 180 described later is an example of the input device 124.
  • the interior of the mirror body 100 is evacuated to about 10 ⁇ 5 Pa by an unillustrated evacuation pump.
  • Specimens used for observation are sliced down to the order of several tens of nanometers with a focused ion beam device and mounted on a sample stage.
  • the sample stage is attached to the sample holder, and is introduced into the mirror body 100 through a preliminary exhaust chamber (air lock chamber) incorporated in a sample moving device (not shown).
  • FIG. 3 is an example of a TEM image (transmission image) taken using the CCD camera 114.
  • FIG. 4 is an example of a diffraction pattern corresponding to a TEM image. On the image photographed by the CCD camera 114, a diffraction pattern (diffraction spot 201, transmission spot 202) corresponding to the crystal orientation of the sample is observed.
  • the objective aperture 106 is installed in the vicinity of the region where the diffraction spot 201 is imaged.
  • the objective aperture 106 is used to cut off scattered electrons that are not necessary when observing a TEM image (transmission image) or to capture an image (dark field image) formed by imaging only a specific diffraction spot 201.
  • a diaphragm plate 150 shown in FIG. 5 is attached to the tip of the objective diaphragm drive mechanism.
  • a plurality of holes 151 to 154 having different diameters in the range of several ⁇ m to several 100 ⁇ m are provided.
  • a diaphragm plate 150 having a mechanism capable of changing the diameter of the hole can also be used.
  • the objective aperture driving mechanism moves the aperture plate 150 two-dimensionally in a plane orthogonal to the optical axis of the electron beam.
  • a DC motor or a stepping motor (not shown) connected to the diaphragm control board 120 is appropriately selected.
  • Example 1 the operation (Example 1) for photographing a TEM image (transmission image) using a transmission electron microscope and the operation (Example 2) for photographing a diffraction pattern (diffraction image) will be described separately.
  • the operation described below can also be applied to the case where a TEM image (transmission image) or a diffraction pattern (diffraction image) is taken using various charged particle beam devices including an ion microscope.
  • Example 1 an observation mode for automatically acquiring a dark field image corresponding to an arbitrary diffraction spot constituting a diffraction pattern will be described.
  • a diffraction pattern and a transmission image are used.
  • the diffraction pattern shown in FIG. 7 includes transmitted waves and diffracted waves.
  • a spot C in FIG. 7 corresponds to a transmitted wave, and the others are diffracted waves.
  • An observation image formed using only the diffracted wave is a dark field image, and an observation image formed using only the transmitted wave is a bright field image.
  • the dark field image and the bright field image are collectively referred to as a transmission image.
  • the observation image is selected by selecting which diffraction spot is transmitted by the objective aperture 106.
  • the field of view becomes dark. That is, as shown in the right diagram of FIG. 8, only the electron beam that has passed through the objective aperture 106 can be observed. As can be seen from FIG. 8, there is at most one diffraction spot that has passed through the objective aperture 106. Therefore, it is very difficult to search for an arbitrary diffraction spot from the observed image.
  • FIG. 10 is an example of a GUI displayed on the display device 123.
  • a diffraction pattern is displayed in the image display area 400, and a GUI screen 401 is displayed below the diffraction pattern.
  • FIGS. 10 and 11 a specific example of a function for automatically and continuously capturing dark field images corresponding to arbitrarily designated diffraction spots will be described.
  • Step 1101 When it is desired to capture a dark field image corresponding to an arbitrary spot in the diffraction pattern to be observed, the operator switches the mode selection field 402 on the GUI screen 401 to the diffraction pattern observation mode. By this selection, a diffraction pattern is displayed in the image display area 400. The operator selects a diffraction spot at an arbitrary position where a dark field image is desired to be captured on the displayed diffraction pattern.
  • the operator checks the A column of the check box 406 displayed on the GUI screen 401, clicks the registration button 403, and further clicks the spot A in the diffraction pattern. .
  • a pointing device 180 or the like is used for the click operation here.
  • the designation of the diffraction spot is not limited to one and may be plural.
  • the operator checks the B column of the check box 406 displayed on the GUI screen 401, clicks the registration button 403, and further performs diffraction. Click spot B in the pattern. The click operation by the operator is repeatedly executed until registration of the spot to be photographed is completed. In FIG. 12, up to spot C is registered.
  • Step 1102 Each time a diffraction spot is designated, main controller 121 selects a hole (any one of holes 151 to 154 constituting diaphragm plate 150) having an aperture diameter suitable for observing each diffraction spot.
  • the selection of the aperture hole here is not limited to the case where an aperture having a size approximately equal to the size of any specified diffraction spot is selected as the optimum diameter, but the specified arbitrary diffraction spot is selected as a part of the aperture hole. This includes the case where the optimum diameter is selected.
  • Step 1103 The main controller 121 calculates the coordinates of all the diffraction spots selected on the screen. A diffraction spot to be imaged is uniquely specified by the coordinates. This coordinate gives the position at which the objective stop is to be moved.
  • Step 1104 The main controller 121 stores the calculated coordinates of one or more diffraction spots in a memory (not shown). That is, main controller 121 registers the calculated coordinates in the memory. Thereafter, the main controller 121 shifts to an operation mode for sequentially acquiring one or more stored dark field images of diffraction spots. Acquisition of a dark field image is started when the operator clicks the TEM button 404 using the pointing device 180.
  • Step 1105 The main controller 121 that detects the click of the TEM button 404 first sets a specific hole (the hole selected in step 1102) of the objective aperture 106 for capturing a dark field image of the diffraction spot A, and coordinates of the diffraction spot A. Automatically move to position. That is, the position of the objective aperture 106 is adjusted so that the diffraction spot A and a specific hole of the objective aperture 106 coincide.
  • the movement of the objective aperture 106 is controlled according to the positional relationship between the objective aperture 106 and the diffraction pattern. Note that the center of the objective aperture coincides with the center of the optical axis at the time of calibration described later. By matching both centers, the coordinate system of the camera image, the coordinate system of the image plane (primary image plane), and the coordinate system of the diffractive surface are similar, and these can be handled as one coordinate system. Become.
  • Step 1106 When the operator clicks the shooting button 405, the main control device 121 switches the current value of the imaging lens to the TEM image observation mode to acquire the dark field image A of the diffraction spot A, and the image display area 400 of the display device 123. To display. The operator observes the dark field image A displayed in the image display area 400. If the number of designated diffraction spots is only one, the process ends in this step.
  • Step 1107 If a plurality of diffraction spots are registered for taking a dark field image in step 1101, the main controller 121 automatically executes the dark field image taking process in order for the other diffraction spots.
  • a specific hole (the hole selected in step 1102) of the objective aperture 106 for photographing the diffraction spot B is moved to the coordinate position of the diffraction spot B. That is, the position of the objective aperture 106 is adjusted so that the diffraction spot B and a specific hole of the objective aperture 106 coincide.
  • the main controller 121 may switch the observation mode to the diffraction pattern observation mode. However, since the coordinates of the diffraction spot B are already registered, the main control device 121 may remain in the TEM image observation mode.
  • Step 1108 When the operator clicks the shooting button 405, the main controller 121 acquires a dark field image B corresponding to the diffraction spot B and displays it in the image display area 400 of the display device 123. The operator observes the dark field image B displayed in the image display area 400. Steps 1107 and 1108 are repeatedly executed for all registered diffraction spots.
  • the method of this embodiment by registering a plurality of diffraction spots in advance for one diffraction pattern, a plurality of dark field images corresponding to each diffraction spot can be automatically and continuously acquired. That is, in the method of this embodiment, unlike the conventional method, there is no need to repeat the operation of acquiring the dark field image by manually specifying the coordinate value of one diffraction spot for one diffraction pattern. For this reason, the method of the present embodiment can significantly improve the dark field image acquisition and the observation efficiency as compared with the conventional method.
  • FIG. 13 shows an example of the selection method.
  • two diffraction spots 201 in the vicinity are designated.
  • the hole 154 is used for observing dark field images corresponding to these two diffraction spots 201.
  • the acquired dark field image is an image obtained by combining the individual dark field images of the two diffraction spots 201, and a dark field image with a high contrast ratio can be obtained.
  • the drive mechanism has an X-axis motor 300 and a Y-axis motor 301 so that the objective aperture 106 can be moved two-dimensionally in a plane orthogonal to the optical axis of the electron beam. Further, the rotational force of the motor is transmitted to the linear movement of the movable shaft 306 by the gears and the feed screws 302 to 305. In order to perform high-precision control, the actual movement amount in the vicinity of the aperture is measured using the X-axis linear scale 307, and the measurement result is fed back to the motor control unit.
  • the linear scales 308 to 309 are similarly mounted on the Y axis. This compares the target distance with the actual moving distance in the vicinity of the diaphragm plate 150 in order to minimize the influence of gear backlash and axial deformation.
  • TEM the inside of the mirror body 100 into which the diaphragm plate 150 is inserted is evacuated. For this reason, a linear scale is installed inside the housing 100. As a result, even if a mechanical shift such as backlash occurs, accurate correction can be performed.
  • an encoder, a gyro sensor, or the like can be considered as the motor control unit. However, in order to perform measurement including disturbance, it is desirable to measure the movement amount of the shaft.
  • the coordinates of the diaphragm are calibrated by matching the diaphragm center with the camera center (optical axis center).
  • the coordinates of the diaphragm mechanism with respect to the center of the optical axis, it is possible to calculate the shift amount when the observation region is selected on the GUI and to move to an arbitrary region.
  • FIG. 14 shows an example of a diffraction pattern formed in the vicinity of the objective aperture 106.
  • the diffraction pattern is formed with a plurality of diffraction spots on a plane perpendicular to the charged particle beam.
  • the diffraction pattern is enlarged using an imaging lens, imaged on the scintillator of the CCD camera 114, and displayed on the screen of the display device 123.
  • By driving a motor provided in the objective aperture driving mechanism it is possible to pass through the aperture hole only for an arbitrary spot.
  • This correlation can be obtained by measuring the distance on the screen of the display device 123 when the aperture is moved by an amount corresponding to a certain number of pulses. For example, when the aperture hole is moved by P pulses, when moving the distance M on the screen of the display device 123, the movement amount per pulse can be obtained by M / P. Thus, for example, when the transmission spot 201 located at the center of the diffraction pattern is used as a reference and the distance on the display device 123 to the diffraction spot A is L, the aperture hole is moved to the position of the diffraction spot A. The number of pulses necessary for the calculation can be obtained by L ⁇ P / M.
  • one or a plurality of diffraction spots to be observed are designated at a time within the same screen among a plurality of diffraction spots constituting one diffraction pattern.
  • the dark field image corresponding to the designated diffraction spot can be acquired automatically. As a result, it is possible to significantly reduce the labor and work amount of the operator for observing the dark field image.
  • Example 2 In the present embodiment, an observation mode for automatically acquiring a diffraction pattern corresponding to a partial region constituting a transmission image will be described.
  • a transmission image formed by the objective lens is formed in a region below the sample.
  • a limited field stop 107 is attached to this region.
  • the limited field stop 107 is used to acquire a diffraction pattern of a specific region of the transmission image.
  • the aperture plate constituting the limited field stop 107 is provided with a plurality of holes having a diameter of about 0.1 ⁇ m to several 100 ⁇ m, like the aperture plate 150 shown in FIG.
  • the diffraction pattern formed immediately below the sample is enlarged and imaged on the CCD camera 114, or the TEM image formed by the objective lens is enlarged. Whether to form an image on the CCD camera 114 can be switched.
  • the limited field stop 107 When the limited field stop 107 is inserted into the TEM image formed by the objective lens, only electrons in a specific region of the TEM image can be passed. Furthermore, when the observation mode is switched to the diffraction pattern observation mode by changing the current flowing through the imaging lenses 110 to 113, only the diffraction pattern corresponding to a specific region can be observed. Analysis of the atomic structure of a specific region is possible from this diffraction pattern.
  • FIG. 15 is an example of a GUI displayed on the display device 123.
  • a transmission image is displayed in the image display area 400, and a GUI screen 401 is displayed below it.
  • a specific example of a function for automatically and continuously photographing diffraction patterns corresponding to individual selection ranges (partial regions) will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
  • Step 1601 When it is desired to capture a diffraction pattern corresponding to an arbitrary range in the transmission image to be observed, the operator switches the selection in the mode selection field 402 on the GUI screen 401 to the TEM image observation mode. Upon receiving this selection, the main controller 121 controls the imaging lenses 110 to 113 with a current suitable for the TEM image observation mode. As a result, a TEM image is displayed in the image display area 400.
  • Step 1602 The operator selects an arbitrary range from the TEM images displayed in the image display area 400. For example, when selecting the selection range A, the operator checks the A column of the check box 406 displayed on the GUI screen 401, clicks the registration button 403, and further, observes an arbitrary range observed in the TEM image. A is specified. The designation (selection) of the range here is performed by clicking or dragging the pointing device.
  • the selection of the range is not limited to one, but may be multiple.
  • the operator checks the B column of the check box 406 displayed on the GUI screen 401, clicks the registration button 403, and further selects an arbitrary selection range B of the diffraction pattern. specify.
  • the range designation operation by the operator is repeatedly executed until registration of the range to be photographed is completed.
  • Step 1603 Each time the range is designated (selected), main controller 121 selects a diaphragm diameter corresponding to the size.
  • the aperture diameter here is a diameter of a hole constituting the limited field stop 107.
  • Step 1604 Each time the range is designated (selected), main controller 121 calculates its center coordinates and stores the coordinates in memory. If the size of the range is arbitrary, the size of the range is also stored in the memory. Thereafter, the main controller 121 shifts to an operation mode in which diffraction patterns corresponding to one or more stored ranges are sequentially acquired. Acquisition of the diffraction pattern is started when the operator clicks the diffraction pattern button 407 using the pointing device 180.
  • Step 1605 the main controller 121 automatically moves a specific hole (the hole selected in step 1603) of the limited field stop 107 to the coordinate position of the range A. That is, the position of the limited field stop 107 is adjusted so that the range to be structurally analyzed matches a specific hole of the limited field stop 107.
  • the movement of the restricted field stop 107 is determined according to the positional relationship between the restricted field stop 107 and the TEM image.
  • the center of the limited field stop and the center of the optical axis coincide. By matching both centers, the coordinate system of the camera image, the coordinate system of the image plane (primary image plane), and the coordinate system of the diffractive surface are similar, and these can be handled as one coordinate system. Become.
  • Step 1606 When the imaging button 405 is clicked, the main controller 121 switches the current value of the imaging lens to the diffraction pattern observation mode, acquires the diffraction pattern A corresponding to the selection range A, and displays the image display area 400 of the display device 123. To display. The operator observes the diffraction pattern A displayed in the image display area 400. If the number of designated diffraction spots is only one, the process ends in this step.
  • Step 1607 If a plurality of selected ranges are registered for photographing the diffraction pattern in step 1601, the main control device 121 automatically executes the diffraction pattern photographing processing in order for the other ranges.
  • a specific hole (the hole selected in step 1603) of the limited field stop 107 for photographing the selection range B is moved to the coordinate position of the selection range B.
  • main controller 121 may switch the observation mode to the TEM image observation mode.
  • the coordinates of selection range B have already been registered, it may remain in the diffraction pattern observation mode.
  • Step 1608 When the photographing button 405 is clicked, the main controller 121 switches the current value of the imaging lens to the diffraction pattern observation mode, acquires the diffraction pattern B in the selection range B, and displays it in the image display area 400 of the display device 123. To do. The operator observes the diffraction pattern B displayed in the image display area 400. Steps 1607 and 1608 are repeatedly executed for all registered diffraction spots.
  • a plurality of diffraction patterns corresponding to each selection range can be automatically and continuously acquired. That is, unlike the conventional method, there is no need to repeat the operation of acquiring a diffraction pattern by specifying one range for one TEM image, and the method of this embodiment improves the acquisition of the diffraction pattern and the observation efficiency conventionally. Compared with the method, the efficiency can be significantly improved.
  • crystal structure analysis such as crystal orientation and crystal grain bond angle can be performed. These analyzes can also be performed at once on a plurality of acquired diffraction patterns.
  • the operator can select a specific diffraction pattern and move to the diffraction pattern.
  • the operator can easily acquire the diffraction patterns of multiple observation objects in a short time, and can select the TEM image corresponding to an arbitrary range by holding the coordinates corresponding to the acquired diffraction patterns in the memory. Can also be observed.
  • the acquired diffraction pattern and its coordinates can be stored for the sample position where the diffraction pattern is acquired.
  • the limited field stop 107 in this embodiment also has a drive mechanism similar to the objective stop drive mechanism shown in FIG.
  • the movement accuracy can be improved by arranging a linear scale in each of the X-axis direction and the Y-axis direction, measuring the actual movement amount in the vicinity of the diaphragm, and feeding back the measurement result to the motor control unit.
  • the positional relationship of the drive mechanism of the limited field stop 107 is calibrated in advance by the same procedure as that of the objective stop drive mechanism. For example, if you count the number of pulses required to move between the two setting ranges specified on the display screen (one is preferably set near the center of the screen), the number of pulses required for each movement Can be calculated.
  • this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Mirror body, 101 ... Electron gun (charged particle source), 102 ... Irradiation lens 1, 103 ... Irradiation lens 2, 104 ... Irradiation lens 3, 105 ... Sample stage, 106 ... Objective stop, 107 ... Restriction field stop, 110 Image forming lens 1, 111 ... Image forming lens 2, 112 ... Image forming lens 3, 113 ... Image forming lens 4, 114 ... CCD camera, 120 ... Aperture control board, 121 ... Main controller, 122 ... Electronic lens control board , 123 ... Display device, 124 ... Input device, 130 ... Almost parallel electron beam, 131 ... Sample, 132 ... Imaging lens 1, 133 ...

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

荷電粒子線装置において、任意の回折スポットに対応する透過像や当該透過像の部分範囲に対応する回折パターンを容易かつ自動的に撮影する。　試料の像を結像する結像部と、前記結像部内に配置され、前記試料からの電子線を通過させるための大きさの異なる複数の開口が形成された絞りと、前記絞りの位置を変更する移動部と、結像された像を表示する表示部とを有する荷電粒子線装置において、作業者が前記表示部上で例えば回折スポット（Ａ）を選択すると、前記移動部は、前記回折スポット（Ａ）の位置に応じて、前記絞りと前記像との位置関係から前記絞りを移動する。

Description

荷電粒子線装置及び試料観察方法
　本発明は、荷電粒子線装置及び当該装置を用いる試料観察方法に関する。
　従来、任意の暗視野像を取得するには、絞り位置の調整など高度な操作技術が必要とされていた。一方で、それらの操作技術は、暗視野像の取得を難しくする一因にもなっている。
特開２００９－１１０７８８号公報
　以下では、透過型電子顕微鏡（以下「TEM」という。）を用いて暗視野像を取得するために用いられる従来の手順について記載する。作業者は、観察領域の決定の後、結像レンズを操作し、観察モードを回折パターン観察モードに切り替える。次に、対物絞りを光路上に導入して位置決めし、所望の回折スポット領域のみの電子ビーム成分を撮像面に結像する。その後、結像レンズを操作して観察モードをTEM像観察モードに切り替え、所定の回折スポットに対応する暗視野像を撮影する。他の回折スポットに対応する暗視野像を撮影するためには、観察モードを再度、回折パターン観察モードに切り替え、同様の作業を繰り返す。このように、従来技術では、TEMを用いて暗視野像を撮影するためには、作業者による回折パターン観察モードとTEM像観察モードの切り替え操作、対物絞り位置の手動による調整操作など、複数の調整操作が必要であった。しかも、対物絞り位置の調整操作は、座標点の手入力によって行う必要があり、非常に手間がかかっている。
　そこで、本発明では、作業者による回折パターン観察モードとTEM像観察モードの切り替え操作や、対物絞り位置の調整操作を不要とし、短時間かつ容易に、任意の回折スポットに対応する透過像や当該透過像の部分範囲に対応する回折パターンを容易かつ自動的に撮影できる機能を搭載する荷電粒子線装置を提供することを目的とする。
　本発明は、上記目的を達成するために、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。すなわち、本発明は、像を表示する表示部と、表示された像から所定の部分の位置を選択する選択部とを有し、前記所定の部分の選択位置に応じて、絞りと像との位置関係から所定の開口を選択する構成を採用する。
　より具体的には、本発明は、試料へ荷電粒子線を照射する照射部と、前記試料の像を結像する結像部と、前記結像部内に配置され、前記試料からの電子線を通過させるための大きさの異なる複数の開口が形成された絞りと、前記絞りの位置を変更する移動部と、前記結像光学系によって結像された像を得る検出部と、前記検出部で得られた前記像を表示する表示部と、表示された前記像から所定の部分を選択する選択部と、を有し、前記移動部は前記所定の部分の選択位置に応じて、前記絞りと前記像との位置関係から前記絞りを移動し、前記像は、電子線回折像及び前記試料の透過像の少なくとも１つであり、前記絞りは、前記結像部内の回折面に挿入可能な対物絞り、及び前記結像部内の一次像面に挿入可能な制限視野絞りの少なくとも１つである、荷電粒子線装置である。
　本発明によれば、作業者は、例えば表示部上で回折像の所定の部分（例えばスポット）を選択することにより、選択された部分に対応する透過像を容易かつ自動的に取得することができる。また、本発明によれば、作業者は、例えば表示部上で透過像の所定の部分（例えば範囲）を選択することにより、選択された部分に対応する回折像を容易かつ自動的に取得することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
実施例に係る透過型電子顕微鏡（TEM）の全体構成図。 電子ビームの軌道を説明する図。 透過電子顕微鏡(TEM)を用いて撮像されたTEM像の例を示す図。 透過電子顕微鏡(TEM)を用いて撮像された回折パターンの例を示す図。 絞り板の構造例を示す図。 絞り板の駆動機構の一例を示す図。 回折パターンの例を示す図。 図７に示す回折パターンのうち回折スポットＡのみで結像した暗視野像（左）と対物絞りで回折スポットＡのみを透過させた際の回折パターン（右）を示す図。 図７に示す回折パターンのうち回折スポットＢのみで結像した暗視野像（左）と対物絞りで回折スポットＢのみを透過させた際の回折パターン（右）を示す図。 回折パターンを構成する任意の回折スポットに対応する暗視野像を自動で取得する際に使用するＧＵＩの一例を示す図。 任意の回折スポットに対応する暗視野像を自動で取得する方法を説明するフローチャート。 複数の回折スポットに対応する暗視野像を自動的に取得する際に使用するＧＵＩの一例を示す図。 複数の回折スポットを含む領域を観察対象として選択する例を説明する図。 回折パターンから絞りの移動パルス数を校正する手法を説明する図。 暗視野像の任意の範囲に対応する回折パターンを自動で取得する際に使用するＧＵＩの一例を示す図。 暗視野像の任意の範囲に対応する回折パターンを自動で取得する方法を説明するフローチャート。
　以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。なお、本発明の実施例は、後述する実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。
［基本構成］
［装置構成］
　図１に、荷電粒子線装置の一つである透過型電子顕微鏡（TEM）の概略構成例を示す。電子銃１０１によって生成された電子ビームを照射レンズ１～３（１０２～１０４）により集束し、試料ステージ１０５に搭載された試料（不図示）へ照射する。試料を透過した電子は、結像レンズ１～４（１１０～１１３）を介してＣＣＤカメラ１１４の撮像面に導びかれる。ＣＣＤカメラ１１４で検出された電子像は、主制御装置１２１に取り込まれた後に画像化される。作業者は、この像を試料像として観察する。照射レンズ１～３（１０２～１０４）、試料ステージ１０５、対物絞り１０６、制限視野絞り１０７は、主制御装置１２１から指令を受ける絞り制御基板１２０により制御される。主制御装置１２１で画像化された像は表示装置１２３に表示される。なお、表示装置１２３に表示された像の部分領域の指定には入力装置１２４が用いられる。後述するポインティングデバイス１８０は、入力装置１２４の一例である。鏡体１００の内部は、不図示の真空排気用ポンプによって、10－5Ｐａ程度まで真空排気される。
　観察に用いられる試料は、集束イオンビーム装置などによって数10ｎｍオーダまで薄片化され、試料台に搭載される。その試料台は試料ホルダに取り付けられ、不図示の試料移動装置に組み込まれた予備排気室（エアーロック室）を介して鏡体１００に導入される。
［TEM像］
　図２を用い、TEM像（透過像）の観察時における電子ビームの軌道を説明する。TEM像の観察時には、照射レンズ１０２～１０４（図２中には図示せず）によって、ほぼ平行なビーム１３０を試料１３１に照射し、試料１３１と相互作用した電子を、試料下方に設置された複数段の結像レンズ１３２、１３３で拡大する。拡大された像は、ＣＣＤカメラ１１４上で結像し、画像化される。図３は、ＣＣＤカメラ１１４を用いて撮影されたTEM像（透過像）の一例である。
［回折パターン］
　回折パターンを観察する場合には、図２に示すように、試料下方に結像される回折スポット２０１と透過スポット２０２を複数段の結像レンズ１３２、１３３を用いて拡大する。拡大された回折スポット２０１と透過スポット２０２は、ＣＣＤカメラ１１４上で結像し、画像化される。回折パターンを観察する場合に結像レンズ１３２、１３３に流す電流値は、TEM像を観察する場合に結像レンズ１３２、１３３に流す電流値と異なる。電流値の切り替えは主制御部１２１が実行する。図４は、TEM像に対応する回折パターンの一例である。ＣＣＤカメラ１１４によって撮影された画像上には試料の結晶方位に応じた回折パターン（回折スポット２０１、透過スポット２０２）が観察される。
［対物絞り］
　図２に示すように、回折スポット２０１が結像される領域の近傍には、対物絞り１０６が設置されている。対物絞り１０６は、TEM像（透過像）の観察時には必要のない散乱電子をカットしたり、特定の回折スポット２０１のみを結像した像（暗視野像）を撮影したりするために用いられる。
　次に、対物絞り駆動機構の一例について説明する。対物絞り駆動機構の先端部には、図５に示す絞り板１５０が取付けられている。図５の場合、直径数μｍ～数100μmの範囲で直径が異なる複数の穴１５１～１５４が設けられている。もっとも、穴の直径を可変できる機構を備える絞り板１５０を用いることもできる。対物絞り駆動機構は、電子ビームの光軸と直交する平面内で、絞り板１５０を２次元的に移動する。絞り板１５０の駆動時には、絞り制御基板１２０に接続された不図示のＤＣモータやステッピングモータなどが適宜選択される。
［実施例］
　以下では、透過型電子顕微鏡を用いてTEM像（透過像）を撮影する場合の動作（実施例１）と回折パターン（回折像）を撮影する場合の動作（実施例２）を別々に説明するが、後述する動作はイオン顕微鏡を含む各種の荷電粒子線装置を用いてTEM像（透過像）や回折パターン（回折像）を撮影する場合にも適用できる。
［実施例１］
　本実施例では、回折パターンを構成する任意の回折スポットに対応する暗視野像を自動的に取得する観察モードについて説明する。本実施例の観察では、回折パターンと透過像が用いられる。図７に示す回折パターンには透過波と回折波が含まれている。図７中のスポットＣが透過波に相当し、それ以外は回折波である。回折波のみを用いて結像させた観察像が暗視野像、透過波のみを用いて結像させた観察像が明視野像である。暗視野像と明視野像を合わせて透過像という。観察像の選択は、対物絞り１０６により、どの回折スポットを透過させるかの選択により行う。
　図８及び図９は、それぞれ、スポットＡのみ又はスポットＢのみを透過させて結像した暗視野像である。暗視野像では、対物絞り１０６で選択された強く回折を起す領域が明るくなる。ただし、暗視野像に対応する回折スポットの数は複数である。このため、暗視野像の観察時には、作業者が観察したい回折スポットを複数個の回折スポットの中から選択する必要がある。一方、明視野像に対応する回折スポットは一つである。観察したい回折スポットのみを透過するように対物絞り１０６の穴を位置決めすることで、所望の回折スポットに応じた観察像を得ることができる。しかし、対物絞り１０６を電子線の光路内に挿入すると、視野内が暗くなる。すなわち、図８の右図に示すように対物絞り１０６を通過した電子線しか観察できない状態になる。図８を見て分かるように、対物絞り１０６を通過した回折スポットは高々１つである。従って、当該観察像の中から任意の回折スポットを探すことは非常に困難になる。
　以下、本実施例による回折スポットの選択方法について説明する。図１０は、表示装置１２３に表示されるＧＵＩの一例である。図１０では、像表示領域４００に回折パターンが表示されており、その下部にＧＵＩ画面４０１が表示されている。以下では、図１０及び図１１を参照して、任意に指定された回折スポットに対応する暗視野像を自動的に連続撮影する機能の具体例を説明する。
・ステップ１１０１
　観察対象である回折パターンのうち任意のスポットに対応する暗視野像を撮影したい場合、作業者は、ＧＵＩ画面４０１のモード選択欄４０２を回折パターン観察モードに切り替える。この選択により、像表示領域４００には、回折パターンが表示される。作業者は、表示されている回折パターン上で、暗視野像の撮像を希望する任意の位置の回折スポットを選択する。
　例えば回折スポットＡを選択する場合、作業者は、ＧＵＩ画面４０１に表示されたチェックボックス４０６のＡ欄にチェックを入れた後、登録ボタン４０３をクリックし、更に回折パターンのうちスポットＡをクリックする。ここでのクリック操作には、ポインティングデバイス１８０等が用いられる。
　回折スポットの指定は、１個に限らず複数個でも良い。例えば回折パターンＢを更に選択する場合、作業者は、図１２に示すように、ＧＵＩ画面４０１に表示されたチェックボックス４０６のＢ欄にチェックを入れた後、登録ボタン４０３をクリックし、更に回折パターンのうちスポットＢをクリックする。作業者によるクリック操作は、撮影したいスポットの登録が完了するまで繰り返し実行される。図１２では、スポットＣまで登録されている。
・ステップ１１０２
　回折スポットが指定される度に、主制御装置１２１は、個々の回折スポットの観察に適した絞り径を有する穴（絞り板１５０を構成する穴１５１～１５４のうちのいずれか）を選択する。ここでの絞り穴の選択は、指定された任意の回折スポットの大きさとほぼ等しい大きさの絞り穴を最適径として選択する場合だけでなく、指定された任意の回折スポットを絞り穴の一部分に含むものを最適径として選択する場合を含む。
・ステップ１１０３
　主制御装置１２１は、画面上で選択された全ての回折スポットの座標を計算する。当該座標により、撮影対象とする回折スポットが一意に特定される。この座標は、対物絞りを移動すべき位置を与える。
・ステップ１１０４
　主制御装置１２１は、算出された１つ又は複数の回折スポットの座標を不図示のメモリに保存する。すなわち、主制御装置１２１は、算出された座標をメモリに登録する。以後、主制御装置１２１は、保存された１つ又は複数の回折スポットの暗視野像を順番に取得する動作モードに移行する。暗視野像の取得は、作業者がTEMボタン４０４を、ポインティングデバイス１８０を用いてクリックすることで開始される。
・ステップ１１０５
　TEMボタン４０４のクリックを検知した主制御装置１２１は、まず、回折スポットＡの暗視野像の撮影用に対物絞り１０６の特定の穴（ステップ１１０２で選択された穴）を、回折スポットＡの座標位置に自動的に移動させる。すなわち、回折スポットＡと対物絞り１０６の特定の穴が一致するように、対物絞り１０６の位置が調整される。
　対物絞り１０６の移動は、対物絞り１０６と回折パターンとの位置関係に応じて制御される。なお、後述する校正時において、対物絞り中心と光軸中心とは一致している。両中心が一致することで、カメラ画像の座標系、結像面（一次像面）の座標系、回折面の座標系が相似の関係になり、これらを１つの座標系として扱うことが可能になる。
・ステップ１１０６
　作業者が撮影ボタン４０５をクリックすると、主制御装置１２１は、結像レンズの電流値をTEM像観察モードに切り替えて回折スポットＡの暗視野像Ａを取得し、表示装置１２３の像表示領域４００に表示する。作業者は、この像表示領域４００に表示された暗視野像Ａを観察する。指定された回折スポットの個数が１つだけの場合には、このステップの処理で終了する。
・ステップ１１０７
　ステップ１１０１で複数個の回折スポットが暗視野像の撮影用に登録されている場合、主制御装置１２１は、他の回折スポットについて順番に暗視野像の撮影処理を自動的に実行する。ここでは、回折スポットＢの撮影用に対物絞り１０６の特定の穴（ステップ１１０２で選択された穴）を、回折スポットＢの座標位置に移動させる。すなわち、回折スポットＢと対物絞り１０６の特定の穴が一致するように、対物絞り１０６の位置が調整される。このとき、主制御装置１２１は、観察モードを、回折パターン観察モードに切り替えても良いが、回折スポットＢの座標が既に登録されているのでTEM像観察モードのままで良い。
・ステップ１１０８
　作業者が撮影ボタン４０５をクリックすると、主制御装置１２１は、回折スポットＢに対応する暗視野像Ｂを取得し、表示装置１２３の像表示領域４００に表示する。作業者は、この像表示領域４００に表示された暗視野像Ｂを観察する。ステップ１１０７及び１１０８の処理は、登録されている全ての回折スポットについて繰り返し実行される。
　このように、本実施例では、１つの回折パターンについて複数の回折スポットを事前に登録しておくことで、各回折スポットに相当する複数の暗視野像を自動的に連続取得することができる。すなわち、本実施例の手法では、従来方式のように、１つの回折パターンに対して１つの回折スポットの座標値を手入力で指定して暗視野像を取得する作業を繰り返す必要がない。このため、本実施例の手法は、暗視野像の取得と観察効率を従来手法に比して格段に効率化できる。
　前述の説明では、１つの暗視野像の取得のために１個の回折スポットを選択しているが、１つの暗視野像の取得のために複数個の回折スポットを選択することもできる。図１３に、当該選択手法の一例を示す。図１３では、近傍にある２個の回折スポット２０１が指定されている。因みに、これら２つの回折スポット２０１に対応する暗視野像の観察には穴１５４が用いられる。この場合、取得される暗視野像は、２個の回折スポット２０１の個々の暗視野像を合成した像となり、コントラスト比の高い暗視野像を得ることができる。
　以下では、図６を用い、ＧＵＩ画面４０１上で登録した回折スポットの座標位置に対物絞り１０６を自動的に移動することが可能な対物絞り駆動機構について説明する。駆動機構には、対物絞り１０６を電子ビームの光軸と直交する平面内で２次元的に移動できるように、Ｘ軸モータ３００とＹ軸モータ３０１を有している。また、モータの回転力を歯車と送りねじ３０２～３０５により可動軸３０６の直進運動に伝達する。高精度の制御を行うため、Ｘ軸リニアスケール３０７を用いて絞り近傍部分の実移動量を計測し、計測結果をモータ制御部にフィードバックを行う。Ｙ軸についても同様にリニアスケール３０８～３０９を装着する。これは、歯車でのバックラッシュや軸変形による影響を最小限にするため、目標距離と絞り板１５０の近傍部分の実移動距離を比較する。TEMでは、絞り板１５０を挿入する鏡体１００の内側が真空となる。このため、筐体１００の内部にリニアスケールを設置する。これにより、バックラッシュなど機構的にずれが生じても、正確な補正をすることが可能となる。モータ制御部にはリニアスケールのほかに、エンコーダやジャイロセンサなどが考えられるが、外乱を含んだ計測を行うためには、軸の移動量を測定することが望ましい。
　絞り板１５０の挿入に対し、絞り中心とカメラ中心（光軸中心）を一致させることにより、各絞りに対する座標の校正を行う。光軸中心に対する絞り機構の座標を用いることにより、ＧＵＩ上にて観察領域を選択した際のずれ量を算出し、任意の領域へ移動が可能となる。
　図１４を用いて、校正手法について説明する。図１４は、対物絞り１０６の近傍に形成される回折パターンの例を示している。回折パターンは、荷電粒子ビームに垂直な平面上に複数の回折スポットを伴って形成される。回折パターンは、結像レンズを用いて拡大されてＣＣＤカメラ１１４のシンチレータ上に結像され、表示装置１２３の画面上に表示される。対物絞り駆動機構に備えられたモータを駆動することにより、任意のスポットについてのみ絞り穴を通過させることができる。絞り穴の位置を制御するために備えられたエンコーダの１パルスと絞り穴の移動距離との間には相関がある。この相関関係は、あるパルス数に相当する分だけ絞り穴を移動させた場合の表示装置１２３の画面上での距離を測定することにより求めることができる。例えば絞り穴をＰパルス分移動させた場合に、表示装置１２３の画面上で距離Ｍだけ移動するとき、１パルス当たりの移動量はＭ／Ｐで求められる。こうして、例えば回折パターンの中心に位置する透過スポット２０１を基準とした場合に、回折スポットＡまでの表示装置１２３上での距離がＬであるとき、絞り穴を回折スポットＡの位置に移動させるために必要なパルス数はＬ×Ｐ／Ｍで求めることができる。
　以上説明したように、本実施例の透過型電子顕微鏡を用いれば、１つの回折パターンを構成する複数の回折スポットのうち観察対象とする１つ又は複数の回折スポットを同一画面内で一度に指定でき、指定された回折スポットに対応する暗視野像を全て自動的に取得することができる。これにより、暗視野像の観察のための作業者の操作上の手間や作業量を大幅に削減することができる。
［実施例２］
　本実施例では、透過像を構成する部分領域に対応する回折パターンを自動的に取得する観察モードについて説明する。図２に示すように、試料下方の領域部分には、対物レンズで結像された透過像が形成される。この領域部分には制限視野絞り１０７が取り付けられている。制限視野絞り１０７は、透過像の特定の領域の回折パターンを取得するために用いられる。制限視野絞り１０７を構成する絞り板には、図５に示す絞り板１５０と同様に、複数個の直径0.1μｍ～数100μｍ程度の穴が設けられている。結像レンズ１１０～１１３に流す電流を制御することにより、試料直下に形成される回折パターンを拡大してＣＣＤカメラ１１４上に結像するか、対物レンズで結像されたTEM像を拡大してＣＣＤカメラ１１４上に結像するかを切り替えることができる。
　制限視野絞り１０７を対物レンズで結像されたTEM像に挿入すると、TEM像の特定領域の電子のみを通過させることができる。さらに、結像レンズ１１０～１１３に流す電流を変化させて観察モードを回折パターン観察モードに切り替えると、特定の領域に対応する回折パターンのみを観察することが可能となる。この回折パターンから特定の領域の原子構造の解析が可能となる。
　以下では、複数の選択範囲（部分領域）を選択する方法について説明する。図１５は、表示装置１２３に表示されるＧＵＩの一例である。図１５では、像表示領域４００に透過像が表示されており、その下部にＧＵＩ画面４０１が表示されている。以下では、図１５及び図１６を参照して、個々の選択範囲（部分領域）に対応する回折パターンを自動的に連続撮影する機能の具体例を説明する。
・ステップ１６０１
　観察対象である透過像のうち任意の範囲に対応する回折パターンを撮影したい場合、作業者は、ＧＵＩ画面４０１のモード選択欄４０２における選択をTEM像観察モードに切り替える。この選択を受信した主制御装置１２１は、TEM像観察モードに適した電流で結像レンズ１１０～１１３を制御する。この結果、像表示領域４００にはTEM像が表示される。
・ステップ１６０２
　作業者は、像表示領域４００内に表示されたTEM像のうち任意の範囲を選択する。例えば選択範囲Ａを選択する場合、作業者は、ＧＵＩ画面４０１に表示されたチェックボックス４０６のＡ欄にチェックを入れた後、登録ボタン４０３をクリックし、更にTEM像のうち観察した任意の範囲Ａを指定する。ここでの範囲の指定（選択）は、ポインティングデバイスをクリック又はドラッグするなどして行う。
　範囲の選択は、１個に限らず複数個でも良い。例えば範囲Ｂを更に選択する場合、作業者は、ＧＵＩ画面４０１に表示されたチェックボックス４０６のＢ欄にチェックを入れた後、登録ボタン４０３をクリックし、更に回折パターンの任意の選択範囲Ｂを指定する。作業者による範囲の指定操作は、撮影したい範囲の登録が完了するまで繰り返し実行される。
・ステップ１６０３
　主制御装置１２１は、範囲が指定（選択）される度に、その大きさに対応する絞り径を選択する。ここでの絞り径とは、制限視野絞り１０７を構成する穴の径である。
・ステップ１６０４
　主制御装置１２１は、範囲が指定（選択）される度に、その中心座標を計算し、その座標をメモリに保存する。範囲の大きさが任意の場合には、範囲の大きさもメモリに保存される。以後、主制御装置１２１は、保存された１つ又は複数の範囲に対応する回折パターンを順番に取得する動作モードに移行する。回折パターンの取得は、作業者が回折パターンボタン４０７を、ポインティングデバイス１８０を用いてクリックすることで開始される。
・ステップ１６０５
　主制御装置１２１は、まず、制限視野絞り１０７の特定の穴（ステップ１６０３で選択された穴）を、範囲Ａの座標位置に自動的に移動させる。すなわち、構造解析したい範囲と制限視野絞り１０７の特定の穴が一致するように、制限視野絞り１０７の位置が調整される。制限視野絞り１０７の移動は、制限視野絞り１０７とTEM像との位置関係に応じて定まる。なお、校正時において、制限視野絞り中心と光軸中心とは一致している。両中心が一致することで、カメラ画像の座標系、結像面（一次像面）の座標系、回折面の座標系が相似の関係になり、これらを１つの座標系として扱うことが可能になる。
・ステップ１６０６
　撮像ボタン４０５がクリックされると、主制御装置１２１は、結像レンズの電流値を回折パターン観察モードに切り替えて選択範囲Ａに対応する回折パターンＡを取得し、表示装置１２３の像表示領域４００に表示する。作業者は、この像表示領域４００に表示された回折パターンＡを観察する。指定された回折スポットの個数が１つだけの場合には、このステップの処理で終了する。
・ステップ１６０７
　ステップ１６０１で複数個の選択範囲が回折パターンの撮影用に登録されている場合、主制御装置１２１は、他の範囲について順番に回折パターンの撮影処理を自動的に実行する。ここでは、選択範囲Ｂの撮影用に制限視野絞り１０７の特定の穴（ステップ１６０３で選択された穴）を、選択範囲Ｂの座標位置に移動させる。このとき、主制御装置１２１は、観察モードを、TEM像観察モードに切り替えても良いが、選択範囲Ｂの座標が既に登録されているので回折パターン観察モードのままで良い。
・ステップ１６０８
　撮影ボタン４０５がクリックされると、主制御装置１２１は、結像レンズの電流値を回折パターン観察モードに切り替えて選択範囲Ｂの回折パターンＢを取得し、表示装置１２３の像表示領域４００に表示する。作業者は、この像表示領域４００に表示された回折パターンＢを観察する。ステップ１６０７及び１６０８の処理は、登録されている全ての回折スポットについて繰り返し実行される。
　このように、本実施例では、１つのTEM像について複数の選択範囲を事前に登録しておくことで、各選択範囲に相当する複数の回折パターンを自動的に連続取得することができる。すなわち、従来方式のように、１つのTEM像に対して１つの範囲を指定して回折パターンを取得する作業を繰り返す必要がなく、本実施例の手法は、回折パターンの取得と観察効率を従来手法に比して格段に効率化することができる。
　また、取得した回折パターンを用いることにより、結晶配向性や結晶粒の結合角度などの結晶構造解析を行うことができる。これらの解析は、取得した複数枚の回折パターンに対し、一度に行うこともできる。
　なお、複数枚の回折パターンの確認後、作業者は、特定の回折パターンを選択し、当該回折パターンに移動することもできる。作業者は、短時間で複数の観察対象の回折パターンを容易に取得できるだけでなく、取得した回折パターンに対応する座標をメモリに保持しておくことで、任意の範囲に対応するTEM像を選択的に観察することもできる。
　また、回折パターンの座標は試料ステージ１０５とリンクしているので、回折パターンを取得した試料位置について、取得した回折パターンとその座標を記憶することもできる。
　なお、本実施例における制限視野絞り１０７も、図６に示す対物絞り駆動機構と同様の駆動機構を有するものとする。例えばＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれについてリニアスケールを配置して絞り近傍部分の実移動量を計測し、計測結果をモータ制御部にフィードバックすることにより、移動精度を高めることができる。
　また、制限視野絞り１０７の駆動機構についても、対物絞り駆動機構と同様の手順により位置関係を事前に校正しておく。例えば表示画面上で指定された２つの設定範囲（一方は画面中心付近に設定されていることが望ましい）間を移動する場合に要するパルス数をカウントしておけば、各移動に必要なパルス数を計算することができる。
［他の実施例］
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除又は置換をすることが可能である。
　１００…鏡体、１０１…電子銃（荷電粒子源）、１０２…照射レンズ１、１０３…照射レンズ２、１０４…照射レンズ３、１０５…試料ステージ、１０６…対物絞り、１０７…制限視野絞り、１１０…結像レンズ１、１１１…結像レンズ２、１１２…結像レンズ３、１１３…結像レンズ４、１１４…ＣＣＤカメラ、１２０…絞り制御基板、１２１…主制御装置、１２２…電子レンズ制御基板、１２３…表示装置、１２４…入力装置、１３０…ほぼ平行な電子ビーム、１３１…試料、１３２…結像レンズ１、１３３…結像レンズ２、１３４…対物レンズ、１５０…絞り板、１８０…ポインティングデバイス、２０１…回折スポット、２０２…透過スポット、３００…Ｘ軸モータ、３０１…Ｙ軸モータ、３０２…Ｘ軸歯車、３０３…Ｙ軸歯車車、３０４…Ｘ軸送りねじ部、３０５…Ｙ軸送りねじ部、３０６…可動軸、３０７…リニアスケール、３０８…Ｘ軸スケール、３０９…Ｙ軸スケール、３１０…絞り板、３１１…筐体。

Claims (8)

  1. 　試料へ荷電粒子線を照射する照射部と、
    　前記試料の像を結像する結像部と、
    　前記結像部内に配置され、前記試料からの電子線を通過させるための大きさの異なる複数の開口が形成された絞りと、
    　前記絞りの位置を変更する移動部と、
    　前記結像光学系によって結像された像を得る検出部と、
    　前記検出部で得られた前記像を表示する表示部と、
    　表示された前記像から所定の部分を選択する選択部と、を有し、
    　前記移動部は前記所定の部分の選択位置に応じて、前記絞りと前記像との位置関係から前記絞りを移動し、
    　前記像は、電子線回折像及び前記試料の透過像の少なくとも１つであり、
    　前記絞りは、前記結像部内の回折面に挿入可能な対物絞り、及び前記結像部内の一次像面に挿入可能な制限視野絞りの少なくとも１つである、荷電粒子線装置。
  2. 　請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記像は、電子線回折像、及び前記試料の透過像であり、
    　前記絞りは、前記結像部内の回折面に挿入可能な対物絞り、及び前記結像部内の一次像面に挿入可能な制限視野絞りである、荷電粒子線装置。
  3. 　請求項２に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記絞りの移動距離を計測する計測部と、を有し、
    　前記移動部は前記計測部の計測結果をフィードバックすることで前記絞りの位置を変更する、荷電粒子線装置。
  4. 　請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記絞りの移動距離を計測する計測部と、を有し、
    　前記移動部は前記計測部の計測結果をフィードバックすることで前記絞りの位置を変更する、荷電粒子線装置。
  5. 　試料へ荷電粒子線を照射する照射部と、前記試料の像を結像する結像部と、前記結像部内に配置され、前記試料からの電子線を通過させるための大きさの異なる複数の開口が形成された絞りと、前記絞りの位置を変更する移動部と、前記結像光学系によって結像された像を得る検出部と、前記検出部で得られた前記像を表示する表示部と、表示された前記像から所定の部分を選択する選択部とを有する荷電粒子線装置を用いた試料観察方法において、
    　前記選択部を通じ、前記表示部に表示された前記像から前記所定の部分の選択を受け付ける処理と、
    　前記移動部が、前記所定の部分の選択位置に応じて、前記絞りと前記像との位置関係から前記絞りを移動する処理とを有し、
    　前記像は、電子線回折像及び前記試料の透過像の少なくとも１つであり、
    　前記絞りは、前記結像部内の回折面に挿入可能な対物絞り、及び、前記結像部内の一次像面に挿入可能な制限視野絞りの少なくとも１つである、前記荷電粒子線装置を用いた試料観察方法。
  6. 　請求項５に記載の荷電粒子線装置を用いた試料観察方法において、
    　前記像は、電子線回折像及び前記試料の透過像であり、
    　前記絞りは、前記結像部内の回折面に挿入可能な対物絞り、及び、前記結像部内の一次像面に挿入可能な制限視野絞りである、荷電粒子線装置を用いた試料観察方法。
  7. 　請求項６に記載の荷電粒子線装置を用いた試料観察方法において、
    　前記移動部は、前記絞りの移動距離を計測する計測部による計測結果をフィードバックすることにより前記絞りの位置を変更する、荷電粒子線装置を用いた試料観察方法。
  8. 　請求項５に記載の荷電粒子線装置を用いた試料観察方法において、
    　前記移動部は、前記絞りの移動距離を計測する計測部による計測結果をフィードバックすることにより前記絞りの位置を変更する、荷電粒子線装置を用いた試料観察方法。
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