JP2002343294A - 複合電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は複合電子顕微鏡に関し、ＳＥＭ／Ｓ
ＴＥＭ像とＴＥＭ像との対応を正確にとることができる
複合電子顕微鏡を提供することを目的としている 【解決手段】ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像とＴＥＭ像を観察する
ことができる複合電子顕微鏡であって、ＳＥＭ／ＳＴＥ
Ｍ像の回転角にＴＥＭ像を合わせるためのＳＥＭ／ＳＴ
ＥＭ像の回転角と、ＴＥＭの倍率と結像系レンズに流す
電流値が記憶された第１の記憶手段４４と、ＴＥＭ像の
回転角にＳＥＭ／ＳＴＥＭ像を合わせるためのＴＥＭ像
の倍率と回転角とが記憶された第２の記憶手段４５と、
前記第１又は第２の記憶手段に記憶されているデータに
基づいて表示モードに応じた倍率と回転角の補正を行な
うコンピュータ４０と、該コンピュータ４０により補正
された画像を表示する表示手段３５とを具備して構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ
画像とＴＥＭ画像を表示することができる複合電子顕微
鏡に関し、更に詳しくは視野探しに要する時間を短縮す
ることができる電子顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＴＥＭ／ＳＴＥＭ／ＳＥＭ複合装
置は、ＴＥＭのアタッチメントとして開発されてきた。
また、近年ではこれらの装置にＸ線分光による元素分析
や電子線エネルギー損失分光法などによる分析機能を付
加して使用されるようになってきている。また、分析は
点、線、面のスキャン法すなわちＳＥＭ／ＳＴＥＭモー
ドにより試料の局所的な元素の情報を得ている。

【０００３】図８はＳＥＭ／ＳＴＥＭモードにおける構
成概念図である。電子レンズＬ１で集束された電子線
（電子ビーム）は、偏向器８により偏向走査され、試料
１上に照射される。この時、試料１の表面から発生した
２次電子は、検出器２により検出される。検出器２とし
ては、例えば電子が当ると光を発するシンチレータとこ
のシンチレータが発した光を受けて再び電子に変換し増
倍するＰＭＴ（光電子増倍管）とを組合わせた検出器が
用いられる。

【０００４】検出器２で得られた２次電子信号は、続く
増幅器３で増幅された後、ＣＲＴ４に輝度信号として送
られるため、ＣＲＴ４の画面には試料１で発生した２次
電子の強度に応じてＣＲＴ４の輝度を変化させた像（Ｓ
ＥＭ像）が表示される（以上をＳＥＭモードあるいはＳ
ＥＭ像表示モードと呼ぶことにする）。

【０００５】一方、試料１を透過した電子線（電子ビー
ム）は、電子レンズＬ２で集束され検出器５に入力され
る。検出器５は、入力された透過電子線に応じた電気信
号を発生する。ここで、検出器５としては、例えば前記
の如きシンチレータとＰＭＴとを組合わせた検出器が用
いられる。この検出器５の出力は続く増幅器６に入り増
幅される。増幅された透過電子信号は、試料１を透過し
た電子線の強度に応じてＣＲＴ７上の輝度を変化させＣ
ＲＴ７上に像（ＳＴＥＭ像）を表示する（以上をＳＴＥ
ＭモードあるいはＳＴＥＭ像表示モードと呼ぶことにす
る）。なお、ここでＣＲＴ４、７としては、共通化して
もよい。

【０００６】ここで、ＳＥＭ系とＳＴＥＭ系の検出器
２，５としては、双方共にシンチレータとＰＭＴとを組
合わせた検出器が用いられるが、ＳＥＭ系の検出器２に
は２次電子を引き込むための電極が設けられ、＋１０ｋ
Ｖ程度の電圧が印加されている点で検出器５と異なる。

【０００７】図９はＴＥＭモードにおける構成概念図で
ある。電子レンズＬ３を通過した電子線ＥＢは、試料１
に照射される。この時、試料１を透過した電子線は、電
子レンズＬ４により蛍光スクリーン１０上に拡大投射さ
れる。オペレータは、この蛍光スクリーン上の画像を観
察することができる。

【０００８】更に、蛍光スクリーン１０上に表示された
透過像は、光学レンズ（又は光ファイバ）１１により、
ＴＶカメラ１２上に結像され、該ＴＶカメラ１２で撮影
され、ＣＲＴ１３に表示される（以上をＴＥＭモードあ
るいはＴＥＭ像表示モードと呼ぶことにする）。ここ
で、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ／ＴＥＭ複合装置の場合、ＣＲＴ
１３はＣＲＴ４又は７と共通化されてもよい。ＳＥＭ／
ＳＴＥＭ像とＴＥＭ像の相違点は、ＳＥＭ／ＳＴＥＭモ
ードでは細く絞った電子線で試料上を走査するのに対
し、ＴＥＭモードでは平行で太いビームで試料上を照射
する点である。

【０００９】通常、ユーザはＴＥＭで結晶欠陥や結晶界
面等の特徴的な視野を探し、その視野の分析を行なって
いる。また、特徴的な興味ある視野をＳＥＭ／ＳＴＥＭ
モードで探し、その場所の高分解能像や電子回折パター
ンをＴＥＭモードによって得ることもある。

【００１０】このような目的で上記複合装置を使用する
場合、ＴＥＭ像とＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の視野の対応は非
常に重要であり、裸野が大きく異なると、ユーザはそれ
ぞれのモードで目的の視野を探すことを強いられること
になる。このような不具合を解決するため、ＴＥＭモー
ドとＳＥＭ／ＳＴＥＭモードにそれぞれ電子線偏向器の
電流値を記憶する回路を設け、モード問で視野が一致す
るようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＳＥＭ／Ｓ
ＴＥＭ像とＴＥＭ像とでは像の性質が異なり（ＳＥＭ像
は例えば粒子があるところが光り、ＳＴＥＭ像、ＴＥＭ
像は粒子があるところが暗くなる）、視野の対応がつき
にくい。

【００１２】更に、従来の電子顕微鏡では、それぞれの
モードで検出方法が異なるために、ＴＥＭモードにおい
ては結像する間に像が回転するために、それぞれのモー
ドで視野の確認をとることが困難であった。また、従来
の顕微鏡では、ＴＥＭ像は像観察室の蛍光スクリーン上
に、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像はＣＲＴ上にそれぞれ像が表示
されるので、２つのモード間の像を比較することは困難
であった。

【００１３】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像とＴＥＭ像との対応
を正確にとることができる複合電子顕微鏡を提供するこ
とを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
本件第１の発明は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）モード
／走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）モード及び透過型
電子顕微鏡（ＴＥＭ）モードとを備え、ＳＥＭ／ＳＴＥ
Ｍ像とＴＥＭ像を観察することができる複合電子顕微鏡
であって、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）モード／走査透
過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）モードのための走査手段
と、ＴＥＭ像の倍率とその倍率における像の回転角とが
記憶された記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている
データに基づいて走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）モード／
走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）モードにおけるＳＥ
Ｍ／ＳＴＥＭ像をＴＥＭ像の回転角に合わせるための補
正を行なうコンピュータと、該コンピュータにより補正
された画像を表示する表示手段とを具備して構成される
ことを特徴とする。

【００１５】このように構成することによって、倍率に
応じて回転するＴＥＭ像に対してＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の
回転角（像の方向）を合わせることができる。これによ
って、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像とＴＥＭ像の対応する領域を
同一の表示手段に倍率と回転角の対応がとれた状態で表
示するので、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像とＴＥＭ像との対応を
正確にとることができる。

【００１６】本件第２の発明は、走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）モード／走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）モー
ド及び透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）モードとを備え、Ｓ
ＥＭ／ＳＴＥＭ像とＴＥＭ像を観察することができる複
合電子顕微鏡であって、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）モ
ード／走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）モードのため
の走査手段と、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）モードのた
めの結像系の複数のレンズと、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の回
転角にＴＥＭ像の回転角を合わせるための、ＳＥＭ／Ｓ
ＴＥＭ像の回転角に対するＴＥＭ像の倍率とＴＥＭの結
像系の各レンズに流す電流値が記憶された第１の記憶手
段と、ＴＥＭ像の回転角にＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の回転角
を合わせるための、ＴＥＭ像の倍率に対する像の回転角
が記憶された第２の記憶手段と、前記第１又は第２の記
憶手段に記憶されているデータに基づいて表示モードに
応じた回転角の補正を行なうコンピュータと、該コンピ
ュータにより補正された画像を表示する表示手段とを具
備して構成されることを特徴とする。

【００１７】このように構成すれば、任意に回転させて
表示されたＳＥＭ／ＳＴＥＭ像にＴＥＭ像の方向を合わ
せることができ、かつ、倍率に応じて回転するＴＥＭ像
に対してＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の回転角（像の方向）を合
わせることができる。これによって、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ
像とＴＥＭ像の対応する領域を同一の表示手段に倍率と
回転角の対応がとれた状態で表示するので、ＳＥＭ／Ｓ
ＴＥＭ像とＴＥＭ像との対応を正確にとることができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施の形態例を示す構成
図である。本発明では、視野の一致ばかりでなく、視野
の倍率や回転角を同時に又はそれぞれどちらか一方を他
方に一致させるようになっている。また、本発明では、
ＴＥＭ像をＣＲＴ上で観察できるようにＴＶ装置を備え
ていることを前提としている。

【００２０】図において、２０は電子線（電子ビーム）
を発生する電子銃、ＣＬ１、ＣＬ２は電子銃２０から発
生された電子線を集束するコンデンサレンズ、ＣＭは同
じく電子線を集束するコンデンサミニレンズである。Ｃ
ＬＡ１、ＣＬＡ２は、それぞれ電子線をＸ方向及びＹ方
向に走査／偏向する走査／偏向コイル（スキャンコイ
ル）である。２１は前記電子線が照射される試料、２２
は該試料２１の表面から発生する２次電子を検出するＳ
ＥＭ信号検出器である。該ＳＥＭ信号検出器２２として
は、例えば電子が当ると光を発するシンチレータとこの
シンチレータが発した光を受けて再び電子に変換し増倍
するＰＭＴ（光電子増倍管）とを組合わせた検出器が用
いられる。

【００２１】以上説明した電子銃２０、コンデンサレン
ズＣＬ１、ＣＬ２、ＣＭ、走査／偏向コイルＣＬＡ１、
ＣＬＡ２及びＳＥＭ信号検出器２２とで走査電子顕微鏡
（ＳＥＭ）の検出系を構成している。

【００２２】ＯＬは、試料２１を透過した電子線を拡大
する対物レンズ、ＯＭは同じく試料２１を透過した電子
線を拡大する対物ミニレンズである。ＯＬは、像の拡大
倍率が大きい時に用いられ、ＯＭは像の拡大倍率が小さ
い時に用いられる。ＯＬとＯＭが同時に用いられること
はない。ＩＳＣ１、ＩＳＣ２は結像系のレンズ軸の軸合
わせを行なう像シフトコイルであり、Ｘ方向及びＹ方向
にそれぞれ設けられている。

【００２３】ＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３及びＰＬは透過電
子線を結像するための結像レンズである。ＰＬはプロジ
ェクタレンズと呼ばれ、ＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３と比べ
て倍率が高くなっている。ＴＥＭに用いられるレンズは
一般には電磁型であるため、そのレンズの倍率に従って
像の回転が起こてしまう。しかし、ＩＬ１、ＩＬ２、Ｉ
Ｌ３、ＰＬの如く複数のレンズを用いて各レンズの倍率
をうまく組み合わせるようにすれば、複数のレンズを組
み合わせて得られる総合倍率を一定に保ったままで、像
が回転しないようにしたり、像に任意の回転を与えたり
することができる。ＰＬＡは、像の拡大中心が中心位置
よりずれることを補正するための投影像シフトコイルで
ある。

【００２４】２３は透過電子を受ける第１の蛍光スクリ
ーン、２４は該蛍光スクリーン２３上に結像された像を
検出するＳＴＥＭ信号検出器である。第１の蛍光スクリ
ーン２３としては、例えば透過電子を受けて発光する蛍
光物質が用いられ、ＳＴＥＭ信号検出器２４としては、
例えば光信号を電気信号に変換するＰＭＴ（光電子増倍
管）が用いられる。２５は透過電子を受ける第２の蛍光
スクリーンである。第２の蛍光スクリーン２５は、蛍光
面を持ち、入射した電子線により発光するようになって
いる。第１の蛍光スクリーン２３と第２の蛍光スクリー
ン２５は図に示す向きに移動可能に構成されている。例
えば、ＴＥＭ像を得る場合には、蛍光スクリーン２３は
移動して電子線が第２の蛍光スクリーン２５に直接照射
されるようになっている。

【００２５】２６は第２の蛍光スクリーン２５で光学像
に変換された透過電子像を光学的に導く光ファイバ、２
７は該光ファイバ２６から伝送されてきた透過電子像を
撮影するＴＶカメラである。なお、図示されていない
が、透過電子像を蛍光面にうける第３の蛍光スクリーン
が設けられており、肉眼で透過電子像を観察することも
できる。この時、第１、第２の蛍光スクリーン２３、２
５は脇に移動し、第３の蛍光スクリーンに透過電子像が
可視化されるようになっている。

【００２６】コンデンサレンズＣＬ１、ＣＬ２、ＣＭ、
走査／偏向コイルＣＬＡ１、ＣＬＡ２、対物レンズＯＬ
（又はミニレンズＯＭ）、像シフトコイルＩＳＣ１、Ｉ
ＳＣ２、結像レンズＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＰＬ、投
影像シフトコイルＰＬＡ、蛍光スクリーン２３、ＳＴＥ
Ｍ信号検出器２４とでＳＴＥＭの検出系を構成してい
る。また、コンデンサレンズＣＬ１、ＣＬ２、ＣＭ、対
物レンズＯＬ（又はミニレンズＯＭ）、像シフトコイル
ＩＳＣ１、ＩＳＣ２、結像レンズＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ
３、ＰＬ、投影像シフトコイルＰＬＡ、蛍光スクリーン
２５、光ファイバ２６及びＴＶカメラ２７とでＴＥＭの
検出系を示している。

【００２７】２８は走査系の制御を行なう走査系制御部
（scan control circuit）、２９は偏向系を制御する偏
向系制御部（deflector control circuit）、３０はレ
ンズ系の制御を行なうレンズ系制御部（lens control c
ircuit）である。なお、走査系制御部２８においては、
走査／偏向コイルＣＬＡ１、ＣＬＡ２に供給する電流の
Ｘ方向およびＹ方向の成分を調節することによって、Ｓ
ＥＭ／ＳＴＥＭ像を任意に回転させることができるよう
になっている。なお、このとき、ある走査の方向を回転
角０°と定めておく。同様に、レンズ系制御部３０にお
いては、結像レンズＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＰＬに供
給する電流の組合わせを変えることによって、ＴＥＭ像
の倍率を一定に保ったままで、ＴＥＭ像を任意に回転さ
せることができるようになっている。この場合も、上記
のＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の回転角０°と一致する方向をＴ
ＥＭ像の回転角０°と定めておく。

【００２８】３１は走査系制御部２８及び偏向系制御部
２９からの信号を受けてこれら信号を加算し、前記走査
／偏向コイルＣＬＡ１、ＣＬＡ２に与える加算回路であ
る。該加算回路３１は、走査系制御部２８から与えられ
る走査信号と、偏向系制御部２９から与えられる光軸調
整用の信号を受けて、走査信号に光軸調整用信号を加算
して走査／偏向コイルＣＬＡ１、ＣＬＡ２に与える。

【００２９】また、偏向系制御部２９の出力は、像シフ
トコイルＩＳＣ１、ＩＳＣ２及び投影像シフトコイルＰ
ＬＡにも与えられており、電子線の偏向を制御してい
る。レンズ系制御部３０はコンデンサレンズＣＬ１、Ｃ
Ｌ２、ＣＭ、対物レンズＯＬ（又はＯＭ）及び結像系レ
ンズＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＰＬに制御信号を与えて
いる。

【００３０】３２は、ＳＥＭ信号検出器２２及びＳＴＥ
Ｍ信号検出器２４の出力を受けて増幅する画像信号増幅
部（image signal amp.）である。４０は装置全体の制
御を行なうコンピュータである。３３は前記画像信号増
幅部３２とコンピュータ４０間に接続され、画像信号増
幅部３２の出力（アナログ信号）をディジタル画像信号
に変換する画像信号インタフェース（ＩＴＦ）、３４は
ＴＶカメラ２７とコンピュータ４０間に接続され、ＴＶ
カメラ２７の出力信号をディジタル画像信号に変換する
キャプチャカードである。３５はコンピュータ４０と接
続され、各モード（ＳＥＭ／ＳＴＥＭモード、ＴＥＭモ
ード）の画像情報を表示する表示手段としての表示部で
ある。該表示部３５としては、例えばＣＲＴが用いられ
る。３６は、コンピュータ４０に表示画像モードの指定
を行なう他、各種のコマンドを入力する操作部である。
該操作部３６としては、例えばキーボードが用いられ
る。

【００３１】コンピュータ４０において、４１は走査系
制御部２８とコンピュータ４０間に接続されるスキャン
インタフェース（ＩＴＦ）、４２は偏向系制御部２９と
コンピュータ４０間に接続される偏向インタフェース
（ＩＴＦ）、４３はレンズ系制御部３０とコンピュータ
４０間に接続されるレンズインタフェース（ＩＴＦ）で
ある。

【００３２】４４は、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の回転角にＴ
ＥＭ像を合わせる時のＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の倍率と回転
角と、ＴＥＭの結像系レンズ（ＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ
３、ＰＬ）に流す電流値が記憶される第１の記憶手段と
してのメモリ（以下、メモリ１と略す）、４５はＴＥＭ
像の回転角にＳＥＭ／ＳＴＥＭ像を合わせる時のＴＥＭ
像の倍率と回転角と、ＳＥＭ／ＳＴＥＭの走査／偏向コ
イル（ＣＬＡ１、ＣＬＡ２）に流す電流値が記憶される
第２の記憶手段としてのメモリ（以下、メモリ２と略
す）である。４６は各表示モード（ＳＥＭ／ＳＴＥＭモ
ード、ＴＥＭモード）における画像信号が記憶される画
像メモリである。このように構成された装置の動作を説
明すれば、以下の通りである。

【００３３】（１）ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像表示モード 操作部３６からＳＥＭ像／ＳＴＥＭ像表示モードを設定
してやると、コンピュータ４０はＳＥＭ像／ＳＴＥＭ像
表示動作を行なう。即ち、試料２１上に照射される電子
線により発生した２次電子はＳＥＭ信号検出器２２で検
出され電気信号に変換される。ＳＥＭ信号検出器２２の
出力は、画像信号増幅部３２で増幅される。該画像信号
増幅部３２は２次電子信号を画像信号インタフェース３
３へ与え、該画像信号インタフェース３３は、２次電子
信号をディジタル画像信号に変換する。このディジタル
画像信号は、画像メモリ４６に一旦記憶される。画像メ
モリ４６に記憶された画像信号は、コンピュータ４０に
より読み出されて、表示部３５に表示される。

【００３４】一方、試料２１を透過した電子線は結像系
レンズＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＰＬを経て対物レンズ
ＯＬ（又はＯＭ）により集束された後蛍光スクリーン２
３に照射される。蛍光スクリーン２３は、蛍光物質で構
成されており、照射された電子線の強度に応じた光を発
光させる。この光は、ＳＴＥＭ信号検出器（ＰＭＴ：光
電子増倍管）２４により電気信号に変換され、続く画像
信号増幅部３２で増幅される。該画像信号増幅部３２の
出力は画像信号インタフェース３３に入り、ディジタル
画像信号に変換される。このディジタル画像信号は、画
像メモリ４６に一旦記憶される。画像メモリ４６に記憶
された画像信号はコンピュータ４０により読み出され
て、表示部３５に表示される。

【００３５】このようにして、表示部３５には、ＳＥＭ
像とＳＴＥＭ像が同時に或いは個々に表示される。

【００３６】（２）ＴＥＭ像表示モード 操作部３６からＴＥＭ像表示モードを設定してやると、
コンピュータ４０はＴＥＭ像表示動作を行なう。ただ
し、ここでは説明の都合上、像の倍率のみを優先して像
の回転は無視した動作であるものとする。従って、像の
倍率が決まると、その倍率を実現するに適した条件で各
結像系レンズＩＬ１〜ＩＬ３、ＰＬが制御されるが、そ
れに伴って像は回転することになる。そこで、像の倍率
に対する回転量を、例えば実験的に予め求めておく。

【００３７】ＴＥＭ像表示モードの場合、試料２１に平
行で太い電子線が照射される。この場合には、走査／偏
向コイルＣＬＡ１、ＣＬＡ２には走査信号は加算しな
い。試料２１を透過した電子線は各結像系レンズＩＬ１
〜ＩＬ３、ＰＬを透過する毎に回転され、結像レンズＰ
Ｌを透過して蛍光スクリーン２５上に像が投影される。
この光に変換された像は、光ファイバ２６によりＴＶカ
メラ２７に導かれる。ＴＶカメラ２７はＴＥＭ画像を撮
影する。ＴＶカメラ２７で撮影されたＴＥＭ画像信号
は、画像信号増幅部３２で増幅された後、画像信号イン
タフェース３３でディジタル画像信号に変換され、画像
メモリ４６に記憶される。

【００３８】（３）ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像表示モードから
ＴＥＭ像表示モードへの切り替え 操作部３６により、（１）で説明したＳＥＭ像／ＳＴＥ
Ｍ像表示モードからＴＥＭ像表示モードに切り替えたも
のとする。コンピュータ４０は、切り替え指示を判読す
ると、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像と同じ倍率、同じ回転角でＴ
ＥＭ像が表示されるように、結像系レンズ（ＩＬ１、Ｉ
Ｌ２、ＩＬ３、ＰＬ）に流れる電流値を調整する。

【００３９】この目的のために、コンピュータ４０は、
メモリ１に記憶されているデータを読み出す。図２はメ
モリ１に記憶されているデータの内容を示す図である。
図において、×１０００はＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の倍率
（実は、ＳＥＭ／ＳＴＥＭモードでは倍率を変えても像
は回転しない。従って正しくはＴＥＭ像の倍率というべ
きであるが、ここではＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の倍率とＴＥ
Ｍ像の倍率とを一致させることを前提としているので、
ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の倍率とした）、角度はＳＥＭ／Ｓ
ＴＥＭ像の回転角、ＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＰＬは結
像系の各レンズを示す。そして、指定された倍率、指定
された回転角で表示されるＳＥＭ／ＴＥＭ像と同じ倍率
と同じ回転角のＴＥＭ像を得るために必要な結像系のレ
ンズに流れる電流値Ｋθｉが記憶されている（θは回転
角度、ｉは結像系の各レンズの番号を示す）。ここで
は、角度は０°から３５９°まで１°間隔で設定されて
いるが、これに限るものではない。そして、このような
テーブルは、倍率毎に設けられている。このデータテー
ブルの電流値は、例えば実験的に予め求めておくことが
できる。

【００４０】ＴＥＭ像表示モードの場合、試料２１に平
行で太い電子線が照射される。この場合には、走査／偏
向コイルＣＬＡ１、ＣＬＡ２には走査信号は加算しな
い。試料２１を透過した電子線は各結像系レンズＩＬ１
〜ＩＬ３、ＰＬを透過する毎に回転され、結像レンズＰ
Ｌを透過して蛍光スクリーン２５上に像が投影される。
この光に変換された像は、光ファイバ２６によりＴＶカ
メラ２７に導かれる。ＴＶカメラ２７はＴＥＭ画像を撮
影する。ＴＶカメラ２７で撮影されたＴＥＭ画像信号
は、画像信号増幅部３２で増幅された後、画像信号イン
タフェース３３でディジタル画像信号に変換され、画像
メモリ４６に記憶される。

【００４１】例えば、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の回転角が０
°で走査されている場合、表示部３５に表示されるＳＥ
Ｍ／ＳＴＥＭ像は回転のない像となる。ここで、ＴＥＭ
の結像系レンズの電流値を任意に設定しておくと、電子
線は１つの結像レンズを透過する度に回転させられるの
で、表示部３５に表示されるＴＥＭ像はＳＥＭ／ＳＴＥ
Ｍ像とは倍率と回転角が異なり、対比観察が困難とな
る。

【００４２】そこで、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の倍率が×１
０００、回転角が０°の場合、コンピュータ４０は、メ
モリ１に記憶されているそれぞれの結像系レンズに流す
べき電流値Ｋ０１、Ｋ０２、Ｋ０３、Ｋ０４を読み込
み、レンズインタフェース４３を介してレンズ系制御部
３０から結像系レンズに前記した電流値を流すように動
作する。この結果、表示部３５に表示されるＴＥＭ像
は、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像と同じ倍率、同じ回転角（ここ
では０°）の画像として表示され、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像
との対比観察が可能となる。

【００４３】次に、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像を回転した時の
調整法について説明する。図３（ａ）は回転角０°の時
の試料を示している。横軸はＸ、縦軸はＹである。この
ような試料を回転角０°で走査すると、表示部３５に表
示されるＳＥＭ像は、（ａ）に示すような像となる。こ
こで、試料の走査方向を（ｂ）に示すようにＸ軸（水平
方向）に対してθだけ回転させて走査すると、この時、
表示部３５に表示されるＳＥＭ像は、（ｃ）に示すよう
なものとなる。

【００４４】そこで、操作部３６からＳＥＭ／ＳＴＥＭ
像からＴＥＭ像への切り替えを指示した場合、コンピュ
ータ４０は表示されるＴＥＭ像がＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の
表示状態（ｃ）と同じ倍率、同じ角度になるように、結
像系レンズに流す電流値を調整する。図２に示すテーブ
ルを参照すると、角度θだけ回転させて走査した時の結
像系レンズに流す電流値は、それぞれＫθ１、Ｋθ２、
Ｋθ３、Ｋθ４である。コンピュータ４０は、この電流
値が結像系レンズに流れるように、レンズ系制御部３０
を制御する。

【００４５】この結果、得られるＴＥＭ像は図４に示す
ようなものとなる。ここで、パターン「Ｈ」の明暗が図
３の（ｃ）の場合と逆になっているのは、透過像の場
合、パターンの部分が電子線を通さないためである。

【００４６】（４）ＴＥＭ像からＳＥＭ／ＳＴＥＭ像へ
の切り替え 最初に装置が（２）ＴＥＭ像表示モードで説明した像の
回転は無視したＴＥＭモードに設定され、ＴＥＭ像が表
示部３５に表示されているものとする。ここで、操作部
３６からＳＥＭ／ＳＴＥＭ像への切り替えを指示する
と、コンピュータ４０は切り替え指示を認識する。ここ
で、コンピュータ４０は、ＴＥＭ像からＳＥＭ／ＳＴＥ
Ｍ像に切り替えた時に、ＴＥＭ像と倍率、回転角が同じ
になるように走査／偏向コイルＣＬＡ１、ＣＬＡ２に流
す電流値を調整する。この目的のために、メモリ２を参
照する。

【００４７】図５はメモリ２に記憶されているデータの
内容を示す図である。このテーブルは、ＴＥＭ像の倍率
とその倍率における回転角で構成されている。

【００４８】今、例えばＴＥＭ像が、回転角θ（倍率×
１０００のとき、θ＝θ１）で表示されている場合、コ
ンピュータ４０はメモリ２のテーブルを参照して、同じ
倍率、同じ回転角でＳＥＭ／ＳＴＥＭ像が表示されるた
めに必要な走査／偏向コイルＣＬＡ１、ＣＬＡ２に流す
べき電流値Ｉｘ、ＩｙをＩｘｏ、Ｉｙｏ、θから計算す
る。Ｉｘｏ、Ｉｙｏは、それぞれ回転補正を行なわない
時の各コイルの電流値であり、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の倍
率によって決まる。

【００４９】 Ｉｘ＝Ｉｘｏ・ｃｏｓθ＋Ｉｙｏ・ｓｉｎθ Ｉｙ＝Ｉｙｏ・ｃｏｓθ−Ｉｘｏ・ｓｉｎθ そして、スキャンインタフェース４１を介して走査系制
御部２８を制御し、走査／偏向コイルＣＬＡ１、ＣＬＡ
２にそれぞれ電流値Ｉｘ、Ｉｙを加算して流すようにす
る。この結果、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像は、ＴＥＭ像と同じ
倍率、同じ回転角で表示され、比較観察を容易に行なう
ことができる。なお、電流値Ｉｘｏ、Ｉｙｏと回転角θ
との演算結果の上記電流値Ｉｘ、Ｉｙをテーブルにし
て、メモリ２に追加して記憶してもよい。

【００５０】図６は表示部３５の表示例を示す図であ
る。ＴＥＭ像と、ＳＴＥＭ像と、ＳＥＭ像がそれぞれ表
示されている。本発明によれば、ＳＥＭ／ＳＴＥＭの画
像信号及びＴＥＭ画像信号を画像メモリ４６に記憶させ
ておくことができるので、これらＳＥＭ／ＳＴＥＭ像及
びＴＥＭ像を表示部３５に同時に或いは個々に表示する
ことができる。ここで、ＴＥＭ像／ＳＴＥＭ像とＳＥＭ
像の画像が反転しているのは、ＳＥＭ像が試料の表面か
ら発生する２次電子像を表示しているのに対し、ＳＴＥ
Ｍ／ＴＥＭ像は試料の透過電子像を表示しているためで
ある。

【００５１】図７は試料とＴＥＭ像との位置関係の説明
図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示
す。図において、５０はＳＥＭ／ＳＴＥＭモードにおけ
る電子線をｘ，ｙ方向に偏向する偏向器、２１は試料、
５１は試料２１を透過した電子線をｍ倍に拡大する電子
レンズ、５２はＴＶ用蛍光スクリーン上に結像されたＴ
ＥＭ像である。偏向器５０は図１の偏向／走査コイルＣ
ＬＡ１、ＣＬＡ２に対応し、電子レンズ５１は図１の結
像系レンズＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＰＬに対応してい
る。試料２１を透過した電子線は、電子レンズ５１によ
りｍ倍に拡大され、ＴＶ用蛍光スクリーン上に結像さ
れ、図に示すようなＴＥＭ像が得られる。ここで、試料
２１のｘ方向の長さをＬｘ、ｙ方向の長さをＬｙ、電子
レンズ５１によりＴＶ蛍光スクリーン上に結像されたＴ
ＥＭ像の試料２１からの回転角をθ、ｘ方向の長さをＬ
ｄｘ、ｙ方向の長さをＬｄｙ、倍率をｍ、ｘ方向の視野
ずれｄｄｘ、ｙ方向の視野ずれｄｄｙとすると、Ｌｘ、
Ｌｙはそれぞれ次式で表される。

【００５２】Ｌｘ＝（Ｌｄｘ・ｃｏｓθ＋Ｌｄｙ・ｓｉ
ｎθ＋ｄｄｘ）／ｍ Ｌｙ＝（Ｌｄｙ・ｃｏｓθ−Ｌｄｘ・ｓｉｎθ＋ｄｄ
ｙ）／ｍ 上述の実施の形態例では、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像とＴＥＭ
像を同一のしかもコンピュータ４０の表示部３５に表示
するようにしているが、複数の表示部に表示してもよい
し、コンピュータ４０の表示部３５上ではなく、ＳＥＭ
／ＳＴＥＭ像の専用表示部やＴＥＭ像専用の表示部に表
示してもよい。また、このように倍率と回転角を一致さ
せるモードと従来通り一致させないモードを切り換える
ことができるようにしてもよい。この場合の切り換えは
コンピュータ４０に付属の操作部３６から行なうことが
できる。

【００５３】また、上記説明では、結像系のレンズはＩ
Ｌ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＰＬの４段としたが、通常、３
段以上であれば、本発明の目的は達せられる。更に、対
物レンズＯＬ、対物ミニレンズＯＭもＴＥＭ像を回転さ
せるが、これを考慮しない上記説明でも、本発明の目的
は達せられる。更に加えて、上記説明では、ＳＥＭ／Ｓ
ＴＥＭ像の倍率とＴＥＭ像の倍率とは同一の倍率である
ことを前提としているが、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の倍率と
ＴＥＭ像の倍率とが異なる倍率であって、回転角だけを
補正することも、上記説明から容易に可能である。

【００５４】

【発明の効果】倍率に応じて回転するＴＥＭ像に対して
ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の回転角（像の方向）を合わせるこ
とができる。任意に回転させて表示されたＳＥＭ／ＳＴ
ＥＭ像にＴＥＭ像の方向を合わせることができ、かつ、
倍率に応じて回転するＴＥＭ像に対してＳＥＭ／ＳＴＥ
Ｍ像の回転角（像の方向）を合わせることができる。

【００５５】以上、詳細に説明したように、本発明によ
れば、（１）倍率に応じて回転するＴＥＭ像に対してＳ
ＥＭ／ＳＴＥＭ像の回転角（像の方向）を合わせること
ができるし、（２）任意に回転させて表示されたＳＥＭ
／ＳＴＥＭ像にＴＥＭ像の方向を合わせることができ
る。このようにＳＥＭ／ＳＴＥＭ像とＴＥＭ像の倍率と
回転角を一致させて表示部上に像を表示することによっ
て、視野の対応をよくすることができる。また、それぞ
れのモードの画像情報を記憶しているので、ユーザは表
示部上でそれぞれの像を比較観察することができる。ま
た、倍率と回転角が一致しているので、ユーザは視野探
しをすることなく、直感的に視野を確認することができ
る。

【００５６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態例を示す構成図である。

【図２】メモリ１に記憶されているデータの内容を示す
図である。

【図３】試料の走査方向の説明図である。

【図４】ＴＥＭ像の表示例を示す図である。

【図５】メモリ２に記憶されているデータの内容を示す
図である。

【図６】表示部の表示例を示す図である。

【図７】試料とＴＥＭ像との位置関係の説明図である。

【図８】ＳＥＭ／ＳＴＥＭモードにおける構成概念図で
ある。

【図９】ＴＥＭモードにおける構成概念図である。

【符号の説明】

２０ 電子銃、２１ 試料、２２ ＳＥＭ信号検出器、
２３ 第１の蛍光スクリーン、２４ ＳＴＥＭ信号検出
器、２５ 第２の蛍光スクリーン、２６ 光フアイバ、
２７ ＴＶカメラ、２８ 走査系制御部、２９ 偏向系
制御部、３０ レンズ系制御部、３１ 加算回路、３２
画像信号増幅部、３３ 画像信号インタフェース（Ｉ
ＴＦ）、３４ キャプチャカード、３５ 表示部、３６
操作部、４０ コンピュータ、４１ スキャンインタ
フェース、４２ 偏向インタフェース、４３ レンズイ
ンタフェース、４４ メモリ１、４５ メモリ２、４６
画像メモリ、ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＭ コンデンサレン
ズ、ＣＬＡ１、ＣＬＡ２ 走査／偏向コイル、ＯＬ 対
物レンズ、ＯＭ 対物ミニレンズ、ＩＳＣ１、ＩＳＣ２
像シフトコイル、ＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＰＬ 結
像系レンズ、ＰＬＡ 投影像シフトコイル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）モード／走
   査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）モード及び透過型電子
   顕微鏡（ＴＥＭ）モードとを備え、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像
   とＴＥＭ像を観察することができる複合電子顕微鏡であ
   って、 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）モード／走査透過型電子顕
   微鏡（ＳＴＥＭ）モードのための走査手段と、 ＴＥＭ像の倍率とその倍率における像の回転角とが記憶
   された記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されているデータに基づいて走査型
   電子顕微鏡（ＳＥＭ）モード／走査透過型電子顕微鏡
   （ＳＴＥＭ）モードにおけるＳＥＭ／ＳＴＥＭ像をＴＥ
   Ｍ像の回転角に合わせるための補正を行なうコンピュー
   タと、 該コンピュータにより補正された画像を表示する表示手
   段とを具備して構成される複合電子顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記補正は、前記コンピュータが前記記
   憶手段に記憶された回転角に基づいて所定の演算を施
   し、その結果で前記走査手段を制御するようになしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の複合電子顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記記憶手段には、前記ＴＥＭ像の回転
   角に基づいてＳＥＭ／ＳＴＥＭ像に対する補正すべき値
   を演算した結果をあらかじめ記憶しておき、それに基づ
   いて前記走査手段を制御するようになしたことを特徴と
   する請求項１記載の複合電子顕微鏡。
4. 【請求項４】 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）モード／走
   査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）モード及び透過型電子
   顕微鏡（ＴＥＭ）モードとを備え、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像
   とＴＥＭ像を観察することができる複合電子顕微鏡であ
   って、 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）モード／走査透過型電子顕
   微鏡（ＳＴＥＭ）モードのための走査手段と、 透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）モードのための結像系の複
   数のレンズと、 ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の回転角にＴＥＭ像の回転角を合わ
   せるための、ＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の回転角に対するＴＥ
   Ｍ像の倍率とＴＥＭの結像系の各レンズに流す電流値が
   記憶された第１の記憶手段と、 ＴＥＭ像の回転角にＳＥＭ／ＳＴＥＭ像の回転角を合わ
   せるための、ＴＥＭ像の倍率に対する像の回転角が記憶
   された第２の記憶手段と、 前記第１又は第２の記憶手段に記憶されているデータに
   基づいて表示モードに応じた回転角の補正を行なうコン
   ピュータと、 該コンピュータにより補正された画像を表示する表示手
   段とを具備して構成される複合電子顕微鏡。
5. 【請求項５】 前記補正は、前記コンピュータが前記第
   １の記憶手段に記憶された回転角に対するＴＥＭ像の倍
   率とＴＥＭの結像系の各レンズに流す電流値に基づいて
   前記結像系の複数のレンズを制御する、あるいは、 前記コンピュータが前記第２の記憶手段に記憶された回
   転角に基づいて所定の演算を施し、その結果で前記走査
   手段を制御するようになしたことを特徴とする請求項４
   記載の複合電子顕微鏡。
6. 【請求項６】 前記第２の記憶手段には、前記ＴＥＭ像
   の回転角に基づいてＳＥＭ／ＳＴＥＭ像に対する補正す
   べき値を演算した結果をあらかじめ記憶しておき、それ
   に基づいて前記走査手段を制御するようになしたことを
   特徴とする請求項４記載の複合電子顕微鏡。