JPH0444380B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0444380B2 JPH0444380B2 JP55141030A JP14103080A JPH0444380B2 JP H0444380 B2 JPH0444380 B2 JP H0444380B2 JP 55141030 A JP55141030 A JP 55141030A JP 14103080 A JP14103080 A JP 14103080A JP H0444380 B2 JPH0444380 B2 JP H0444380B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- function
- objective lens
- phase contrast
- diffraction image
- electron beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 19
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 16
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 13
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/22—Optical, image processing or photographic arrangements associated with the tube
- H01J37/224—Luminescent screens or photographic plates for imaging; Apparatus specially adapted therefor, e. g. cameras, TV-cameras, photographic equipment or exposure control; Optical subsystems specially adapted therefor, e. g. microscopes for observing image on luminescent screen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/26—Electron or ion microscopes
- H01J2237/2614—Holography or phase contrast, phase related imaging in general, e.g. phase plates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は透過結像型電子顕微鏡を用いた高分解
能の試料観察を行うための装置に関する。
能の試料観察を行うための装置に関する。
電子顕微鏡では、薄膜試料に電子を照射して高
分解能像の観察が行われている。試料を構成する
原子あるいはその小集団に照射された電子は、殆
ど吸収されることなくこれらを通過する。従つ
て、電子顕微鏡像には電子の吸収によるコントラ
ストはつかない。
分解能像の観察が行われている。試料を構成する
原子あるいはその小集団に照射された電子は、殆
ど吸収されることなくこれらを通過する。従つ
て、電子顕微鏡像には電子の吸収によるコントラ
ストはつかない。
試料に照射された電子は、試料を構成する原子
あるいはその小集団によつて散乱される。この小
物体より散乱された電子の波は広がるが、この広
がる波は屈折しないで進む波と干渉しあつて、位
相差のずれに応じて干渉図形を小物体の後方に形
成する。この位相差が単原子やその小集団の像コ
ントラストの原因となる。そのため、レンズの焦
点を観察しようとする原子にあわせてしまうと、
即ち、対物レンズの物面位置を試料位置に一致さ
せてしまうと、位相のずれがなくなるので、コン
トラストがつかなくなる。従つて、原子の位置の
下側あるいは上側に対物レンズの物面が位置する
ように焦点をある量だけずらして写真影響を行う
ことが必要になる。しかしながら、どの程度だけ
ずらせば最も高分解能な像が得られるかは、以下
に説明するように試料によつて異なる。そこで、
試料に応じた最適な量だけ焦点をずらして撮影す
ることが必要になる。そこで、従来においては、
焦点のずれ量、即ち試料位置と対物レンズの物面
位置とのずれ量であるデイフオーカス量Δfを少
しずつ変化させ、その都度写真撮影を行い、得ら
れた多数の写真の中から最も高分解能の写真を選
ぶようにしており、非常に繁雑である。
あるいはその小集団によつて散乱される。この小
物体より散乱された電子の波は広がるが、この広
がる波は屈折しないで進む波と干渉しあつて、位
相差のずれに応じて干渉図形を小物体の後方に形
成する。この位相差が単原子やその小集団の像コ
ントラストの原因となる。そのため、レンズの焦
点を観察しようとする原子にあわせてしまうと、
即ち、対物レンズの物面位置を試料位置に一致さ
せてしまうと、位相のずれがなくなるので、コン
トラストがつかなくなる。従つて、原子の位置の
下側あるいは上側に対物レンズの物面が位置する
ように焦点をある量だけずらして写真影響を行う
ことが必要になる。しかしながら、どの程度だけ
ずらせば最も高分解能な像が得られるかは、以下
に説明するように試料によつて異なる。そこで、
試料に応じた最適な量だけ焦点をずらして撮影す
ることが必要になる。そこで、従来においては、
焦点のずれ量、即ち試料位置と対物レンズの物面
位置とのずれ量であるデイフオーカス量Δfを少
しずつ変化させ、その都度写真撮影を行い、得ら
れた多数の写真の中から最も高分解能の写真を選
ぶようにしており、非常に繁雑である。
又、これらの写真の中から最も高分解能の写真
を選ぶとしても、それらの違いはわずかなもので
あり、熱練を要する。
を選ぶとしても、それらの違いはわずかなもので
あり、熱練を要する。
本発明はこのような従来の欠点を解決し、熟練
した操作者でなくとも、容易に高分解能な電子顕
微鏡を観察することのできる電子顕微鏡を提供す
ることを目的としている。
した操作者でなくとも、容易に高分解能な電子顕
微鏡を観察することのできる電子顕微鏡を提供す
ることを目的としている。
そのため第１の本発明は、λを電子線の加速電
圧値から定義される波長、Δfをデイフオーカス
量、Csを電子線の加速電圧と対物レンズの励磁
電流Io及び試料位置に基づいて計算される球面収
差係数とするとき、空間周波数ξ、ηの関数とし
て下式で与えられる対物レンズの位相コントラス
ト伝達関数Ｔ（ξ、η）を表す信号を発生する関
数信号発生手段と、 Ｔ（ξ、η）＝sin｛πλΔf（ξ2＋η2） −（π／２）λ3Cs（ξ2＋η2）2｝ 前記対物レンズを含む結像レンズ系によつて結
像された回折像を検出する手段と、この検出手段
からの信号と前記関数信号発生手段からの前記位
相コントラスト関数が零となる位置とを同一表示
画面上に表示する表示手段を備え、この表示手段
は前記位相コントラスト関数が零となる位置の表
示を前記回折像に対応させ且つ前記回折像と区別
して表示する構成である電子顕微鏡を特徴として
いる。
圧値から定義される波長、Δfをデイフオーカス
量、Csを電子線の加速電圧と対物レンズの励磁
電流Io及び試料位置に基づいて計算される球面収
差係数とするとき、空間周波数ξ、ηの関数とし
て下式で与えられる対物レンズの位相コントラス
ト伝達関数Ｔ（ξ、η）を表す信号を発生する関
数信号発生手段と、 Ｔ（ξ、η）＝sin｛πλΔf（ξ2＋η2） −（π／２）λ3Cs（ξ2＋η2）2｝ 前記対物レンズを含む結像レンズ系によつて結
像された回折像を検出する手段と、この検出手段
からの信号と前記関数信号発生手段からの前記位
相コントラスト関数が零となる位置とを同一表示
画面上に表示する表示手段を備え、この表示手段
は前記位相コントラスト関数が零となる位置の表
示を前記回折像に対応させ且つ前記回折像と区別
して表示する構成である電子顕微鏡を特徴として
いる。
第２の本発明は、λを電子線の加速電圧値から
定義される波長、Δfをデイフオーカス量、Csを
電子線の加速電圧と対物レンズの励磁電流Io及び
試料位置に基づいて計算される球面収差係数とす
るとき、空間周波数ξ、ηの関数として下式で与
えられる対物レンズの位相コントラスト伝達関数
Ｔ（ξ、η）を表す信号を発生する関数信号発生
手段と、 Ｔ（ξ、η）＝sin｛πλΔf（ξ2＋η2） −（π／２）λ3Cs（ξ2＋η2）2｝ 前記対物レンズを含む結像レンズ系によつて電
子顕微鏡を特徴としている。
定義される波長、Δfをデイフオーカス量、Csを
電子線の加速電圧と対物レンズの励磁電流Io及び
試料位置に基づいて計算される球面収差係数とす
るとき、空間周波数ξ、ηの関数として下式で与
えられる対物レンズの位相コントラスト伝達関数
Ｔ（ξ、η）を表す信号を発生する関数信号発生
手段と、 Ｔ（ξ、η）＝sin｛πλΔf（ξ2＋η2） −（π／２）λ3Cs（ξ2＋η2）2｝ 前記対物レンズを含む結像レンズ系によつて電
子顕微鏡を特徴としている。
以下、本発明の作用を説明する。
電子顕微鏡によつて観察される薄膜状試料の光
軸に垂直なxy平面における構造がＯ（ｘ、ｙ）の
関数で表されるものとすると、伝達関数Ｔ（ξ、
η）の対物レンズを含む結像レンズ系によつて蛍
光板上に結像される顕微鏡像の関数ｉ（ｘ、ｙ）
は次の関数式(1)で表される。ここでξ、ηは夫々
ｘ、及びｙ方向の空間周波数である。
軸に垂直なxy平面における構造がＯ（ｘ、ｙ）の
関数で表されるものとすると、伝達関数Ｔ（ξ、
η）の対物レンズを含む結像レンズ系によつて蛍
光板上に結像される顕微鏡像の関数ｉ（ｘ、ｙ）
は次の関数式(1)で表される。ここでξ、ηは夫々
ｘ、及びｙ方向の空間周波数である。
ｉ（ｘ、ｙ）＝∫〓-〓∫〓-〓［Ｔ（ξ、η）∫a -a∫b
-bＯ（x′＋
y′） exp｛−2πi（ξx′＋ηy′）｝dx′dy′］exp｛2πi
（ξx＋
ηy）dξdη ……(1) (1)式中の［ ］の中の積分は試料構造Ｏ（ｘ、ｙ）
のフーリエ変換に対応しており、フーリエ変換に
よつて得られた結果（フーリエ変換像）を
（ξ、η）と表し、又、像ｉ（ｘ、ｙ）のフーリエ
変換した形をＩ（ξ、η）とすると、次の(2)式が
得られる。
-bＯ（x′＋
y′） exp｛−2πi（ξx′＋ηy′）｝dx′dy′］exp｛2πi
（ξx＋
ηy）dξdη ……(1) (1)式中の［ ］の中の積分は試料構造Ｏ（ｘ、ｙ）
のフーリエ変換に対応しており、フーリエ変換に
よつて得られた結果（フーリエ変換像）を
（ξ、η）と表し、又、像ｉ（ｘ、ｙ）のフーリエ
変換した形をＩ（ξ、η）とすると、次の(2)式が
得られる。
Ｉ（ξ、η）＝Ｔ（ξ、η）・（ξ、η） ……(2)
前述したように、高倍率での高分解能電子顕微
鏡像は、位相コントラスト効果に基づいて殆ど形
成されているので、以下の説明の対象は位相コン
トラストに関係するものに限る。この場合、前述
したＯ（ｘ、ｙ）は試料中の電位分布に基づいた
位相構造を、又、Ｔ（ξ、η）は位相コントラス
ト伝達関数（PCTF）を表すことになり、Ｔ（ξ、
η）は以下の(3)式のように表される。
鏡像は、位相コントラスト効果に基づいて殆ど形
成されているので、以下の説明の対象は位相コン
トラストに関係するものに限る。この場合、前述
したＯ（ｘ、ｙ）は試料中の電位分布に基づいた
位相構造を、又、Ｔ（ξ、η）は位相コントラス
ト伝達関数（PCTF）を表すことになり、Ｔ（ξ、
η）は以下の(3)式のように表される。
Ｔ（ξ、η）＝sin｛πλΔf（ξ2＋η2）
−（π／２）λ3Cs（ξ2＋η2）2｝ ……(3)
ここで、λは電子線の加速電圧値から定義され
る波長、Δfは前述したデイフオーカス量、Csは
対物レンズの球面収差係数である。この(3)式は電
子顕微鏡における電子線の加速電圧と対物レンズ
の励磁電流Io、及び試料位置によつて計算するこ
とができ、Ｔ（ξ、η）の値を輝度変調で表して
二次元的に表示すると、例えば第１図のようにな
る。第１図において、ξは空間周波数ξ軸を表わ
しており、ηは空間周波数η軸を表しており、Ｏ
は原点を表している。
る波長、Δfは前述したデイフオーカス量、Csは
対物レンズの球面収差係数である。この(3)式は電
子顕微鏡における電子線の加速電圧と対物レンズ
の励磁電流Io、及び試料位置によつて計算するこ
とができ、Ｔ（ξ、η）の値を輝度変調で表して
二次元的に表示すると、例えば第１図のようにな
る。第１図において、ξは空間周波数ξ軸を表わ
しており、ηは空間周波数η軸を表しており、Ｏ
は原点を表している。
又、θ＝λ（ξ2＋η2）1/2とおいてＴを(4)式のよう
に表すこともできる。
に表すこともできる。
Ｔ（θ）＝sin｛（π／λ）Δfθ2
−（π／2λ）Csθ4｝ ……(4)
この場合には、横軸にθ（又は予め設定したｄ
を用いて表した１／ｄ）、縦軸にＴ（θ）をとつて
Ｔ（θ）を例示すると、第２図のようになる。
を用いて表した１／ｄ）、縦軸にＴ（θ）をとつて
Ｔ（θ）を例示すると、第２図のようになる。
上記(2)式をみれば明らかなように、Ｔ（ξ、η）
は（ξ、η）が対物レンズによりどの程度の比
率でＩ（ξ、η）に伝達されるかを表す関数とな
つており、Ｔ（ξ、η）の絶対値が大きい程その
（ξ、η）における（ξ、η）は伝達されて試
料像に寄与する。この位相コントラスト伝達関数
は前述のようにデイフオーカス量（焦点ずれ量）
Δf等と式(3)のような関係があつて、これらを調
整することにより、位相コントラスト伝達関数Ｔ
（ξ、η）を変化させることができる。分解能の
高い電子顕微鏡像とは試料の位相構造Ｏ（ｘ、ｙ）
のフーリエ変換像（ξ、η）の各空間周波数成
分、とりわけ高空間周波数領域成分が対物レンズ
を含む結像レンズ系によつて充分伝達されて結像
に寄与することである。なぜなら、高空間周波数
領域におけるフーリエ変換像（ξ、η）の成分
は最終的に得られる顕微鏡像の微細構造に関与し
てくるからである。そして、結像レンズ系によつ
て得た回折像は、前記フーリエ変換像に対応して
いるため、上記回折像と位相コントラスト関数の
表示とを対比させることが考えられる。
は（ξ、η）が対物レンズによりどの程度の比
率でＩ（ξ、η）に伝達されるかを表す関数とな
つており、Ｔ（ξ、η）の絶対値が大きい程その
（ξ、η）における（ξ、η）は伝達されて試
料像に寄与する。この位相コントラスト伝達関数
は前述のようにデイフオーカス量（焦点ずれ量）
Δf等と式(3)のような関係があつて、これらを調
整することにより、位相コントラスト伝達関数Ｔ
（ξ、η）を変化させることができる。分解能の
高い電子顕微鏡像とは試料の位相構造Ｏ（ｘ、ｙ）
のフーリエ変換像（ξ、η）の各空間周波数成
分、とりわけ高空間周波数領域成分が対物レンズ
を含む結像レンズ系によつて充分伝達されて結像
に寄与することである。なぜなら、高空間周波数
領域におけるフーリエ変換像（ξ、η）の成分
は最終的に得られる顕微鏡像の微細構造に関与し
てくるからである。そして、結像レンズ系によつ
て得た回折像は、前記フーリエ変換像に対応して
いるため、上記回折像と位相コントラスト関数の
表示とを対比させることが考えられる。
そこで本発明においては、前記対物レンズを含
む結像レンズ系によつて結像された像であつて試
料の位相構造のフーリエ変換像を表す回折像と前
記位相コントラスト関数が零となる位置とを同一
表示画面上を表示すると共に、この際、前記位相
コントラスト関数が零となる位置は前記関数信号
発生手段よりの出力信号に基づいて表示させると
共に、前記回折像に対応させ且つ前記回折像と区
別して表示させるようにしている。
む結像レンズ系によつて結像された像であつて試
料の位相構造のフーリエ変換像を表す回折像と前
記位相コントラスト関数が零となる位置とを同一
表示画面上を表示すると共に、この際、前記位相
コントラスト関数が零となる位置は前記関数信号
発生手段よりの出力信号に基づいて表示させると
共に、前記回折像に対応させ且つ前記回折像と区
別して表示させるようにしている。
回折像は試料の位相構造Ｏ（ｘ、ｙ）のフーリ
エ変換像（ξ、η）を表しているため、この表
示像を観察しつつデイフオーカス量等を調整し
て、フーリエ変換像（ξ、η）のピーク部が位
相コントラスト伝達関数が零となる位置に一致す
ることなく、フーリエ変換像（ξ、η）の大部
分が結像に寄与できるように位相コントラスト伝
達関数の形を変えるようにすれば、熟練していな
い操作者でも容易に高分解能像を得るためのデイ
フーカス量等の調整を行い得る。
エ変換像（ξ、η）を表しているため、この表
示像を観察しつつデイフオーカス量等を調整し
て、フーリエ変換像（ξ、η）のピーク部が位
相コントラスト伝達関数が零となる位置に一致す
ることなく、フーリエ変換像（ξ、η）の大部
分が結像に寄与できるように位相コントラスト伝
達関数の形を変えるようにすれば、熟練していな
い操作者でも容易に高分解能像を得るためのデイ
フーカス量等の調整を行い得る。
以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述す
る。
る。
第３図は本発明の一実施例装置を要部を示す略
図である。第３図において２５は加速電圧一定の
電子線２によつて照射される結晶性の試料を表わ
している。実際の装置においては、試料２５が強
く励磁された対物レンズの磁場中に設置されるこ
とが多く、又結像レンズ系中に生じる光軸に非対
称な磁場成分を打ち消すための非点収差補正装置
９が殆どの装置に設けられている。前記試料は試
料移動機構３によつてレンズ系の光軸４に沿つて
高精度に移動され、その位置は試料位置表示手段
５により表示される。試料を透過した電子線は対
物レンズ６や他の結像レンズ７によつて蛍光板８
上に電子線回折線を結像する。励磁レンズ電源１
６から対物レンズ６への励磁電流の供給は、対物
レンズ励磁電流操作手段１７によつて制御されて
いる。蛍光板８には微小孔が開けられている。電
子線回折像を前記孔に対して二次元的に走査する
ため、偏向コイル２３とその走査電源２４が設け
られている。２２は前記微小孔を通過した電子線
を検出する検出器であり、検出器２２よりの出力
信号は増幅器１２を介して表示装置１５に供給さ
れている。２６は蛍光板上に結像される回折像の
大きさを制御する結像レンズ系の制御電源を示し
ている。制御電源２６の出力信号の一部は走査電
源２４と偏向コイル２３の間に設けられた可変増
幅器２７の制御信号として用いられ、表示装置１
５に表示される位相コントラスト伝達関数の表示
における座標の単位と回折像表示における座標の
単位とを一致させるために用いられる。走査電源
２４から走査信号を発生して偏向コイル２３によ
り電子線回折像を二次元的に走査し、検出器２２
よりの信号を表示手段１５に輝度変調表示で表示
する。電子線回折像は試料２５の位相構造Ｏ（ｘ、
ｙ）のフーリエ変換像（ξ、η）を表している
ため、表示された回折像により、試料の位相構造
のフーリエ変換像（ξ、η）がどのようなもの
であるかを知ることができる。
図である。第３図において２５は加速電圧一定の
電子線２によつて照射される結晶性の試料を表わ
している。実際の装置においては、試料２５が強
く励磁された対物レンズの磁場中に設置されるこ
とが多く、又結像レンズ系中に生じる光軸に非対
称な磁場成分を打ち消すための非点収差補正装置
９が殆どの装置に設けられている。前記試料は試
料移動機構３によつてレンズ系の光軸４に沿つて
高精度に移動され、その位置は試料位置表示手段
５により表示される。試料を透過した電子線は対
物レンズ６や他の結像レンズ７によつて蛍光板８
上に電子線回折線を結像する。励磁レンズ電源１
６から対物レンズ６への励磁電流の供給は、対物
レンズ励磁電流操作手段１７によつて制御されて
いる。蛍光板８には微小孔が開けられている。電
子線回折像を前記孔に対して二次元的に走査する
ため、偏向コイル２３とその走査電源２４が設け
られている。２２は前記微小孔を通過した電子線
を検出する検出器であり、検出器２２よりの出力
信号は増幅器１２を介して表示装置１５に供給さ
れている。２６は蛍光板上に結像される回折像の
大きさを制御する結像レンズ系の制御電源を示し
ている。制御電源２６の出力信号の一部は走査電
源２４と偏向コイル２３の間に設けられた可変増
幅器２７の制御信号として用いられ、表示装置１
５に表示される位相コントラスト伝達関数の表示
における座標の単位と回折像表示における座標の
単位とを一致させるために用いられる。走査電源
２４から走査信号を発生して偏向コイル２３によ
り電子線回折像を二次元的に走査し、検出器２２
よりの信号を表示手段１５に輝度変調表示で表示
する。電子線回折像は試料２５の位相構造Ｏ（ｘ、
ｙ）のフーリエ変換像（ξ、η）を表している
ため、表示された回折像により、試料の位相構造
のフーリエ変換像（ξ、η）がどのようなもの
であるかを知ることができる。
一方、対物レンズ６の電源１６を制御する対物
レンズ励磁操作手段１７からの出力信号の一部は
対物レンズの励磁電流値Ioを表す信号として、関
数信号発生手段１９に印加されている。関数信号
発生手段１９へは電子線の加速電圧制御手段から
加速電圧に関する信号が、又、試料移動機構３か
らは試料位置の正焦点位置からのズレ即ちデイフ
オーカス量を表す信号が印加されている。そして
これらの入力信号の組み合わせに対応して関数信
号発生手段１９は前述した位相コントラスト伝達
関数を表すための信号を発生して表示手段１５に
供給する。従つて、表示手段１５には対物レンズ
の伝達関数（PCTF）値が輝度変調像として二次
元的に表示されると共に、試料２５の位相構造Ｏ
（ｘ、ｙ）のフーリエ変換像に相当する回折像と
が対応してかつ区別して表示される。
レンズ励磁操作手段１７からの出力信号の一部は
対物レンズの励磁電流値Ioを表す信号として、関
数信号発生手段１９に印加されている。関数信号
発生手段１９へは電子線の加速電圧制御手段から
加速電圧に関する信号が、又、試料移動機構３か
らは試料位置の正焦点位置からのズレ即ちデイフ
オーカス量を表す信号が印加されている。そして
これらの入力信号の組み合わせに対応して関数信
号発生手段１９は前述した位相コントラスト伝達
関数を表すための信号を発生して表示手段１５に
供給する。従つて、表示手段１５には対物レンズ
の伝達関数（PCTF）値が輝度変調像として二次
元的に表示されると共に、試料２５の位相構造Ｏ
（ｘ、ｙ）のフーリエ変換像に相当する回折像と
が対応してかつ区別して表示される。
第４図は、第３図の装置における表示装置１５
の画像の一例を示すものであり、黒点が回折点に
対応し、斜線の領域と他の領域との境界線上が位
相コントラスト伝達関数値が零となる座標を表し
ている。第４図において、ξ、ηは前述した空間
周波数軸を表している。
の画像の一例を示すものであり、黒点が回折点に
対応し、斜線の領域と他の領域との境界線上が位
相コントラスト伝達関数値が零となる座標を表し
ている。第４図において、ξ、ηは前述した空間
周波数軸を表している。
第３図の装置によつてデイフオーカス量Δfの
調整操作は次のように行う。即ち、表示装置１５
を見て、位相コントラスト伝達関数が零となる位
置がフーリエ変換像中に表われる主要なピーク位
置に一致するか否かを観察する。このような一致
がある場合には、試料のフーリエ変換成分のうち
高分解能像に寄与できる大きな部分が対物レンズ
を含む結像レンズ系によつて充分伝達されなくな
つてしまう。そこで、表示装置１５の表示を見な
がら、試料移動機構３によつて試料１を移動させ
て、位相コントラスト伝達関数が零になる位置
が、フーリエ変換像中のピーク位置に一致しない
ようにデイフオーカス量を調整する。この状態で
電子顕微鏡を像観察モードにすれば、試料を高分
解能な像として観察することができる。又、特に
観察したい周期構造があらかじめ知られていれ
ば、対物レンズの励磁やデイフオーカス量を調整
して表示装置１５の対応する空間周波数座標に位
相コントラスト伝達関数値のピークがくるように
した状態で試料観察を行えばよい。第４図の例で
は、フーリエ変換像のピークに相当する回折斑点
３０は、位相コントラスト伝達関数表示の零値部
分に一致しており、好ましくない。そこで、対物
レンズの励磁強度等を変えて位相コントラスト伝
達関数を変える必要がある。
調整操作は次のように行う。即ち、表示装置１５
を見て、位相コントラスト伝達関数が零となる位
置がフーリエ変換像中に表われる主要なピーク位
置に一致するか否かを観察する。このような一致
がある場合には、試料のフーリエ変換成分のうち
高分解能像に寄与できる大きな部分が対物レンズ
を含む結像レンズ系によつて充分伝達されなくな
つてしまう。そこで、表示装置１５の表示を見な
がら、試料移動機構３によつて試料１を移動させ
て、位相コントラスト伝達関数が零になる位置
が、フーリエ変換像中のピーク位置に一致しない
ようにデイフオーカス量を調整する。この状態で
電子顕微鏡を像観察モードにすれば、試料を高分
解能な像として観察することができる。又、特に
観察したい周期構造があらかじめ知られていれ
ば、対物レンズの励磁やデイフオーカス量を調整
して表示装置１５の対応する空間周波数座標に位
相コントラスト伝達関数値のピークがくるように
した状態で試料観察を行えばよい。第４図の例で
は、フーリエ変換像のピークに相当する回折斑点
３０は、位相コントラスト伝達関数表示の零値部
分に一致しており、好ましくない。そこで、対物
レンズの励磁強度等を変えて位相コントラスト伝
達関数を変える必要がある。
このような回折像の場合に、一次元表示を行う
と、第４図中ξ軸、η軸または直線ｌに沿つた信
号分布が同時には観察できず、線走査方向を切り
換えて観察しなければならない。
と、第４図中ξ軸、η軸または直線ｌに沿つた信
号分布が同時には観察できず、線走査方向を切り
換えて観察しなければならない。
第５図は別の解決策を示すための図であり、第
３図において回折像を結像するための蛍光板を位
相コントラスト伝達関数の表示手段として利用す
るようにしている。即ち、第３図の実施例装置に
おける表示装置１５を用いていない。この蛍光板
８ｂは全面を利用するものであつて、中心を通る
数本の直線に沿つて多数の発光素子（例えば
LED）３１が埋め込まれており、関数信号発生
手段１９の出力３２が零を示す座標の近傍にある
発光素子３１が発光するように構成されており、
表示手段１５におけるように回折像（試料のフー
リエ変換像）と位相コントラスト伝達関数の関係
を対応させて概略的に観察できるようにされてお
り、第３図と同様の効果を達成することができ
る。
３図において回折像を結像するための蛍光板を位
相コントラスト伝達関数の表示手段として利用す
るようにしている。即ち、第３図の実施例装置に
おける表示装置１５を用いていない。この蛍光板
８ｂは全面を利用するものであつて、中心を通る
数本の直線に沿つて多数の発光素子（例えば
LED）３１が埋め込まれており、関数信号発生
手段１９の出力３２が零を示す座標の近傍にある
発光素子３１が発光するように構成されており、
表示手段１５におけるように回折像（試料のフー
リエ変換像）と位相コントラスト伝達関数の関係
を対応させて概略的に観察できるようにされてお
り、第３図と同様の効果を達成することができ
る。
なお、回折像と位相コントラスト伝達関数とを
異なつたカラーで表示するようにしても良い。
異なつたカラーで表示するようにしても良い。
以上に詳説した如く、本発明装置においては、
結像された像の位相構造のフーリエ変換像を表す
回折像と前記位相コントラスト関数が零となる位
置とを同一表示画面上に、両表示が対応して且つ
区別して表示される構成であるため、この表示像
を観察しつつ、フーリエ変換像（ξ、η）のピ
ーク部に、位相コントラスト伝達関数が零となる
位置が一致することがないように、デイフーカス
量等を調整すれば、熟練していない操作者でも容
易に高分解能像を得ることができ、デイフオーカ
ス量等の調整が極めて容易になる。従つて、熟練
しない操作者でも試料を容易に観察することが可
能になり、電子顕微鏡による物性の研究に極めて
大きな寄与が期待される。
結像された像の位相構造のフーリエ変換像を表す
回折像と前記位相コントラスト関数が零となる位
置とを同一表示画面上に、両表示が対応して且つ
区別して表示される構成であるため、この表示像
を観察しつつ、フーリエ変換像（ξ、η）のピ
ーク部に、位相コントラスト伝達関数が零となる
位置が一致することがないように、デイフーカス
量等を調整すれば、熟練していない操作者でも容
易に高分解能像を得ることができ、デイフオーカ
ス量等の調整が極めて容易になる。従つて、熟練
しない操作者でも試料を容易に観察することが可
能になり、電子顕微鏡による物性の研究に極めて
大きな寄与が期待される。
第１図及び第２図は夫々対物レンズの位相コン
トラスト伝達関数の一例を表す略図、第３図は本
発明の一実施例を示すための図であり、第４図は
第３図の実施例における表示装置１５の表示例を
示すための図であり、第５図は本発明の更に他の
実施例を示すための図である。 ２：電子線、３：試料移動機構、５：試料位置
表示手段、６：対物レンズ、７：結像レンズ、
８，８ｂ：蛍光板、９：非点収差補正装置、１
５：表示装置、１６：対物レンズ電源、１７：対
物レンズ励磁操作手段、１９：関数信号発生手
段、２２：検出器、２３：偏向コイル、２４：走
査電源、２５：試料、２６：結像レンズ系制御電
源、２７：可変増幅器。
トラスト伝達関数の一例を表す略図、第３図は本
発明の一実施例を示すための図であり、第４図は
第３図の実施例における表示装置１５の表示例を
示すための図であり、第５図は本発明の更に他の
実施例を示すための図である。 ２：電子線、３：試料移動機構、５：試料位置
表示手段、６：対物レンズ、７：結像レンズ、
８，８ｂ：蛍光板、９：非点収差補正装置、１
５：表示装置、１６：対物レンズ電源、１７：対
物レンズ励磁操作手段、１９：関数信号発生手
段、２２：検出器、２３：偏向コイル、２４：走
査電源、２５：試料、２６：結像レンズ系制御電
源、２７：可変増幅器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ λを電子線の加速電圧値から定義される波
長、Δfをデイフオーカス量、Csを電子線の加速
電圧と対物レンズの励磁電流Io及び試料位置に基
づいて計算される球面収差係数とするとき、空間
周波数ξ、ηの関数として下式で与えられる対物
レンズの位相コントラスト伝達関数Ｔ（ξ、η）
を表す信号を発生する関数信号発生手段と、 Ｔ（ξ、η）＝sin｛πλΔf（ξ2＋η2） −（π／２）λ3Cs（ξ2＋η2）2｝ 前記対物レンズを含む結像レンズ系によつて結
像された回折像を検出する手段と、この検出手段
からの信号と前記関数信号発生手段からの前記位
相コントラスト関数が零となる位置とを同一表示
画面上に表示する表示手段を備え、この表示手段
は前記位相コントラスト関数が零となる位置の表
示を前記回折像に対応させ且つ前記回折像と区別
して表示する構成である電子顕微鏡。 ２ λを電子線の加速電圧値から定義される波
長、Δfをデイフオーカス量、Csを電子線の加速
電圧と対物レンズの励磁電流Io及び試料位置に基
づいて計算される球面収差係数とするとき、空間
周波数ξ、ηの関数として下式で与えられる対物
レンズの位相コントラスト伝達関数Ｔ（ξ、η）
を表す信号を発生する関数信号発生手段と、 Ｔ（ξ、η）＝sin｛πλΔf（ξ2＋η2） −（π／２）λ3Cs（ξ2＋η2）2｝ 前記対物レンズを含む結像レンズ系によつて回
折像が結像される蛍光板と、この蛍光板には、中
心を通る数本の直線に沿つて多数の発光素子が埋
め込まれており、更に前記関数信号発生手段から
の出力信号により回折像と対応し、零を示す座標
位置の発光素子を発光させる駆動手段とを備える
電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55141030A JPS5765659A (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55141030A JPS5765659A (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Electron microscope |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5765659A JPS5765659A (en) | 1982-04-21 |
| JPH0444380B2 true JPH0444380B2 (ja) | 1992-07-21 |
Family
ID=15282576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55141030A Granted JPS5765659A (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Electron microscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5765659A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3402868B2 (ja) * | 1995-09-14 | 2003-05-06 | 株式会社東芝 | 荷電粒子光学鏡筒における非点収差の補正及び焦点合わせ方法 |
| JP3645198B2 (ja) * | 2001-06-15 | 2005-05-11 | 独立行政法人理化学研究所 | 電子顕微鏡及びその焦点位置制御方法 |
-
1980
- 1980-10-08 JP JP55141030A patent/JPS5765659A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5765659A (en) | 1982-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60016761T2 (de) | Interferometrische konfokale nahfeld-abtastmikroskopie | |
| US4963724A (en) | Apparatus for producing an optical image contrast | |
| US5298747A (en) | Scanning interference electron microscopy | |
| US12455438B2 (en) | Microscope apparatus, sample refractive index measurement method for microscope apparatus, and sample refractive index measurement program for microscope apparatus | |
| JPS61219919A (ja) | 走査型光学顕微鏡 | |
| Jindal et al. | Setup for photolithography on microscopic flakes of 2D materials by combining simple-geometry mask projection with writing | |
| JPH0444380B2 (ja) | ||
| JPS614144A (ja) | 電子顕微鏡による回折パタ−ン表示方法 | |
| US4283627A (en) | Electron microscope | |
| JP3400608B2 (ja) | 走査電子顕微鏡 | |
| JP3672728B2 (ja) | 透過型電子顕微鏡における自動試料傾斜装置 | |
| Horikawa et al. | Laser scanning microscope: differential phase images | |
| JP2008181778A (ja) | 荷電粒子ビーム装置の自動軸合わせ方法及び荷電粒子ビーム装置 | |
| KR100607874B1 (ko) | 고분해능 이미지의 배경 잡음 제거를 위한 대물 렌즈 조리개 및 이를 이용한 패턴형성장치 | |
| JPS5858779B2 (ja) | 電子顕微鏡等用視野移動装置 | |
| JPH0927449A (ja) | 近接露光に適用される位置検出方法 | |
| JP2025080553A (ja) | 観察方法および観察装置 | |
| JPS593726B2 (ja) | 照射装置 | |
| JP3471893B2 (ja) | 透過型電子顕微鏡装置 | |
| JPS59201354A (ja) | 電子顕微鏡 | |
| JPH05333272A (ja) | 位相差顕微鏡 | |
| JP3686466B2 (ja) | 荷電粒子線装置 | |
| JPS5914222B2 (ja) | 走査電子顕微鏡等用倍率制御装置 | |
| JPH02267512A (ja) | 共焦点走査型光学顕微鏡 | |
| JPS585321Y2 (ja) | 電子顕微鏡 |