(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子顕微鏡に装着されるエネルギフィルタに設けられ、試料からの電子の所望のエネルギを選択するエネルギ選択スリット幅設定装置において、
オペレータによって操作され、スリット幅Ｗを設定操作する操作手段と、前記エネルギ選択スリットのスリット幅をこの操作手段で設定操作されたスリット幅Ｗに対応して設定するスリット幅自動設定手段と、前記操作手段で設定操作されたスリット幅Ｗに基づいて前記スリット幅自動設定手段を作動制御する制御装置と、
前記電子顕微鏡の現在の加速電圧Ｅを検出する加速電圧検出手段と、
予め設定された基準加速電圧Ｅ0およびこの基準加速電圧Ｅ0におけるエネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0がそれぞれ予め記憶されている記憶手段とを備え、
前記制御装置は、前記操作手段により前記スリット幅Ｗが設定操作されたとき、前記加速電圧検出手段で検出された現在の加速電圧Ｅ、および前記記憶手段に記憶された基準加速電圧Ｅ0および前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0に基づき、現在の加速電圧Ｅにおける前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄを求め、さらにその求めたエネルギ分散Ｄと前記スリット幅Ｗに基づき、前記スリットによって選択されるエネルギ幅ｄＥを表示手段に表示させるようにしたことを特徴とするエネルギ選択スリット幅設定装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記エネルギ分散Ｄを下記数１により求め、前記エネルギ幅ｄＥを下記数２により求めることをことを特徴とする請求項１記載のエネルギ選択スリット幅設定装置。
【数１】
0003721287.tif 000009
【数２】
0003721287.tif 000010
【請求項３】
電子顕微鏡に装着されるエネルギフィルタに設けられ、試料からの電子の所望のエネルギを選択するエネルギ選択スリット幅設定装置において、
オペレータによって操作され、前記スリットによって選択されるエネルギ幅ｄＥを設定操作する操作手段と、
前記エネルギ選択スリットのスリット幅を設定するスリット幅自動設定手段と、
前記スリット幅自動設定手段を作動制御する制御装置と、
前記電子顕微鏡の現在の加速電圧Ｅを検出する加速電圧検出手段と、
予め設定された基準加速電圧Ｅ0およびこの基準加速電圧Ｅ0におけるエネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0がそれぞれ予め記憶されている記憶手段とを備え、
前記制御装置は、前記操作手段によりエネルギ幅ｄＥが設定操作されたとき、前記加速電圧検出手段で検出された現在の加速電圧Ｅ、および前記記憶手段に記憶された基準加速電圧Ｅ0および前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0に基づき、現在の加速電圧Ｅにおける前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄを求め、さらにその求めたエネルギ分散Ｄと前記エネルギ幅ｄＥに基づき、設定されたエネルギ幅ｄＥに対応するスリット幅を求め、前記エネルギ選択スリットのスリット幅が求めたスリット幅Ｗになるように前記スリット幅自動設定手段を制御するようにしたことを特徴とするエネルギ選択スリット幅設定装置。
【請求項４】
電子顕微鏡に装着されるエネルギフィルタに設けられ、試料からの電子の所望のエネルギを選択するエネルギ選択スリット幅設定装置において、
オペレータによって操作され、前記スリットによって選択されるエネルギ幅ｄＥを設定操作する操作手段と、
前記エネルギ選択スリットのスリット幅を設定するスリット幅自動設定手段と、
前記スリット幅自動設定手段を作動制御する制御装置と、
前記電子顕微鏡の現在の加速電圧Ｅを検出する加速電圧検出手段と、
予め設定された基準加速電圧Ｅ0およびこの基準加速電圧Ｅ0におけるエネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0がそれぞれ予め記憶されている記憶手段とを備え、
前記制御装置は、前記操作手段によりエネルギ幅ｄＥが設定操作されたとき、前記加速電圧検出手段で検出された現在の加速電圧Ｅ、および前記記憶手段に記憶された基準加速電圧Ｅ0および前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0に基づき、現在の加速電圧Ｅにおける前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄを求め、さらにその求めたエネルギ分散Ｄと前記エネルギ幅ｄＥに基づき、設定されたエネルギ幅ｄＥに対応するスリット幅Ｗを求め、その求めたスリット幅Ｗを表示手段に表示させるようにしたことを特徴とするエネルギ選択スリット幅設定装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記エネルギ分散Ｄを下記数１により求め、前記スリット幅Ｗを下記数３により求めることをことを特徴とする請求項３または４記載のエネルギ選択スリット幅設定装置。
【数１】
0003721287.tif 000011
【数３】
0003721287.tif 000012
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子顕微鏡に装着されるエネルギフィルタにおいて、特定のエネルギを選別するために用いられているエネルギ選択スリットの技術分野に属し、特に、このエネルギ選択スリットを通過させるエネルギ範囲を規定するスリット幅を設定するエネルギ選択スリット幅設定装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子顕微鏡により試料の特定のエネルギのスペクトルを取得するための１つとして、マグネットで電子を偏向させる方式のエネルギフィルタが電子顕微鏡に装着されている。このエネルギフィルタでは、エネルギを選別するためにエネルギ選択スリットと、マグネットで電子を偏向させるスペクトロメータとが用いられている。そして、エネルギ選択スリットでエネルギ範囲を規定し、試料を透過した電子のエネルギのうち、規定されたエネルギ範囲内のエネルギを選択し、この選択したエネルギをスペクトロメータで結像することでそのスペクトルを得ている。
【０００３】
ところで、このようなエネルギフィルタにおいては、エネルギ選択スリットを通過させるエネルギ範囲をスリットの幅で規定している。従来、エネルギ選択スリットのスリット幅を規定する手段として、通常は、マイクロメータが用いられている。すなわち、図２に示すようにマイクロメータ１０のヘッド１１にナイフエッジ１２,１３を取り付けて、このマイクロメータ１０の操作部１４を手動で操作することにより、ミクロンオーダでスリット幅Ｗを設定している。
【０００４】
一方、スペクトロメータの構造によってエネルギ分散が定まるが、このエネルギ分散は通常μｍ／ｅＶの単位で表される固有値であり、エネルギ選択スリットの位置と一致するエネルギ分散面において、１エレクトロンボルトのエネルギ差の電子をどれだけの間隔に分離可能かの性能を表している。いま、スペクトロメータのエネルギ分散をＤ（μｍ／ｅＶ）、スリットの幅をＷ（μｍ）とすると、このスリットにより選択され得るエネルギ幅はＷ／Ｄ（ｅＶ）ということになる。
前述のように、分散Ｄは固有値であるから、このＤ値をメモリ等のいずれかに記録しておき、マイクロメータの読みから電卓などで簡単な計算を行うことにより、選択するエネルギ幅は簡単に求められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マイクロメータ１０を手動で操作することでスリット幅Ｗを設定したのでは、操作が煩雑となるばかりでなく、スリット幅Ｗを正確に設定することは難しい。
また、スペクトロメータ固有の分散Ｄは電子の初期エネルギ（primary energy）に依存して変化するため、電子顕微鏡の加速電圧を一定のまま像観察を行っているだけならば、その加速電圧のＤ値のみを使用すればよいが、像コントラスト向上や収束電子回折などの目的で加速電圧を変えて使用する場合は、そのprimary energyに対するＤ値を計算するかあるいは実測して用意し、エネルギ選択幅を計算する定数を変えてやらなければならない。このため、オペレータは、その都度、分散Ｄ値の違いによる、スリット幅のエネルギ換算値を計算して見積もらなければならなく、操作が更に一層煩雑となっている。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エネルギ選択スリットのスリット幅を容易に設定可能にするとともに、スリット幅の換算値を自動的に計算して直接表示することにより、操作効率を向上することのできるエネルギ選択スリット幅設定装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、電子顕微鏡に装着されるエネルギフィルタに設けられ、試料からの電子の所望のエネルギを選択するエネルギ選択スリット幅設定装置において、オペレータによって操作され、スリット幅Ｗを設定操作する操作手段と、前記エネルギ選択スリットのスリット幅をこの操作手段で設定操作されたスリット幅Ｗに対応して設定するスリット幅自動設定手段と、前記操作手段で設定操作されたスリット幅Ｗに基づいて前記スリット幅自動設定手段を作動制御する制御装置と、前記電子顕微鏡の現在の加速電圧Ｅを検出する加速電圧検出手段と、予め設定された基準加速電圧Ｅ0およびこの基準加速電圧Ｅ0におけるエネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0がそれぞれ予め記憶されている記憶手段とを備え、前記制御装置が、前記操作手段により前記スリット幅Ｗが設定操作されたとき、前記加速電圧検出手段で検出された現在の加速電圧Ｅ、および前記記憶手段に記憶された基準加速電圧Ｅ0および前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0に基づき、現在の加速電圧Ｅにおける前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄを求め、さらにその求めたエネルギ分散Ｄと前記スリット幅Ｗに基づき、前記スリットによって選択されるエネルギ幅ｄＥを表示手段に表示させるようにしたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２の発明は、前記制御装置が、前記エネルギ分散Ｄを下記数１により求め、前記エネルギ幅ｄＥを下記数２により求めることをことを特徴としている。
【数１】
0003721287.tif 000002
【数２】
0003721287.tif 000003
【０００９】
更に、請求項３の発明は、電子顕微鏡に装着されるエネルギフィルタに設けられ、試料からの電子の所望のエネルギを選択するエネルギ選択スリット幅設定装置において、オペレータによって操作され、前記スリットによって選択されるエネルギ幅ｄＥを設定操作する操作手段と、前記エネルギ選択スリットのスリット幅を設定するスリット幅自動設定手段と、前記スリット幅自動設定手段を作動制御する制御装置と、前記電子顕微鏡の現在の加速電圧Ｅを検出する加速電圧検出手段と、予め設定された基準加速電圧Ｅ0およびこの基準加速電圧Ｅ0におけるエネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0がそれぞれ予め記憶されている記憶手段とを備え、前記制御装置が、前記操作手段によりエネルギ幅ｄＥが設定操作されたとき、前記加速電圧検出手段で検出された現在の加速電圧Ｅ、および前記記憶手段に記憶された基準加速電圧Ｅ0および前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0に基づき、現在の加速電圧Ｅにおける前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄを求め、さらにその求めたエネルギ分散Ｄと前記エネルギ幅ｄＥに基づき、設定されたエネルギ幅ｄＥに対応するスリット幅を求め、前記エネルギ選択スリットのスリット幅が求めたスリット幅Ｗになるように前記スリット幅自動設定手段を制御するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
更に、請求項４の発明は、電子顕微鏡に装着されるエネルギフィルタに設けられ、試料からの電子の所望のエネルギを選択するエネルギ選択スリット幅設定装置において、オペレータによって操作され、前記スリットによって選択されるエネルギ幅ｄＥを設定操作する操作手段と、前記エネルギ選択スリットのスリット幅を設定するスリット幅自動設定手段と、前記スリット幅自動設定手段を作動制御する制御装置と、前記電子顕微鏡の現在の加速電圧Ｅを検出する加速電圧検出手段と、予め設定された基準加速電圧Ｅ0およびこの基準加速電圧Ｅ0におけるエネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0がそれぞれ予め記憶されている記憶手段とを備え、前記制御装置が、前記操作手段によりエネルギ幅ｄＥが設定操作されたとき、前記加速電圧検出手段で検出された現在の加速電圧Ｅ、および前記記憶手段に記憶された基準加速電圧Ｅ0および前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄ0に基づき、現在の加速電圧Ｅにおける前記エネルギフィルタのエネルギ分散Ｄを求め、さらにその求めたエネルギ分散Ｄと前記エネルギ幅ｄＥに基づき、設定されたエネルギ幅ｄＥに対応するスリット幅Ｗを求め、その求めたスリット幅Ｗを表示手段に表示させるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
更に、請求項５の発明は、前記制御装置が、前記エネルギ分散Ｄを下記数１により求め、前記スリット幅Ｗを下記数３により求めることをことを特徴としている。
【数１】
0003721287.tif 000004
【数３】
0003721287.tif 000005
【００１２】
【作用】
このような構成をした本発明のエネルギ選択スリット幅設定装置においては、オペレータが操作手段でスリット幅を設定操作することにより、スリット幅自動設定手段がスリット幅に自動的に設定するようになる。
また、設定操作された長さの単位で表されたスリット幅のエネルギ換算値を制御手段で計算して表示手段に直接表示するか、あるいは設定操作されたエネルギの単位で表されたスリット幅の長さ換算値を制御手段で計算して表示手段に直接表示するようになる。
【００１３】
このようにスリット幅の換算値が表示手段で直接表示されるので、オペレータは一切の計算を行うことなく、換算値を知ることができ、操作効率が向上する。
更に、加速電圧が変わった場合にも、オペレータが操作手段で換算値の操作を行うことにより、制御装置が換算式の定数を自動的に変えて換算値を計算するので、スリット幅の換算値が直ちに更新されて表示手段に常に正しい値で表示されるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明にかかるエネルギ選択スリット幅設定装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。
図１に示すように、この例のエネルギ選択スリット幅設定装置１は、オペレータによって操作され、スリット幅Ｗ（μｍ）を設定するための操作手段２と、スリット幅Ｗ（μｍ）を自動的に設定するスリット幅自動設定手段３と、スリット幅Ｗおよびエネルギ幅ｄＥを表示する、ディスプレイ等の表示手段４と、電子顕微鏡の加速電圧Ｅ（ｋＶ：キロボルト）を検出する加速電圧検出手段５と、基準加速電圧Ｅ0（ｋＶ）およびこの基準加速電圧Ｅ0におけるエネルギフィルタのエネルギの分散（以下、説明の便宜上、エネルギフィルタのエネルギの基準分散ともいう）Ｄ0を予め記憶するメモリ６と、操作手段２からのスリット幅設定操作情報、加速電圧検出手段５からの加速電圧情報、およびメモリ６からの基準加速電圧Ｅ0およびエネルギフィルタのエネルギの基準分散Ｄ0の各情報に基づいて、スリット幅自動設定手段３および表示手段４にそれぞれ制御信号を出力する制御装置（ＣＰＵ）７とを備えている。
【００１５】
スリット幅自動設定手段３はエネルギ選択スリットのスリット幅Ｗを設定するものであり、マイクロメータ１０およびこのマイクロメータ１０のヘッド１１の駆動のためにステッピングモータ（不図示）を備えている。このステッピングモータの駆動電源がＣＰＵ７によって制御されることで、マイクロメータヘッド１１は従来の手動方式に代えてステッピングモータ駆動方式にされている。
【００１６】
ＣＰＵ７は、操作手段２からの長さの単位で表されるスリット幅Ｗ（μｍ）、加速電圧検出手段５の加速電圧Ｅ（ｋＶ）、およびメモリに記憶されている基準加速電圧Ｅ0（ｋＶ）およびエネルギフィルタのエネルギの基準分散Ｄ0（μｍ／ｅＶ）に基づいて、所定のエネルギ換算式
【数１】
0003721287.tif 000006
【数２】
0003721287.tif 000007
により、分散Ｄ（μｍ／ｅＶ）およびスリット幅Ｗ（μｍ）のエネルギ換算値ｄＥ（ｅＶ）を計算するようになっている。なお、基準加速電圧は電子顕微鏡本体で可能な最高加速電圧に設定すると管理しやすいが、特にこれに限定されるものではない。また、基準加速電圧Ｅ0およびエネルギフィルタのエネルギの基準分散Ｄ0はいずれもスペクトロメータを設計する段階で既に判っている値であり、また、実験的に測定することも容易であるので前もって測定することで既知量としておけば、以後は変動することはない。
【００１７】
そして、ＣＰＵ７は、更にスリット幅Ｗの設定信号をスリット幅自動設定手段３に出力するとともに、このスリット幅Ｗおよび計算で得られたエネルギ幅ｄＥ（ｅＶ）の表示信号を表示手段４に出力するようになっている。
【００１８】
このように構成されたこの例のエネルギ選択スリット幅設定装置１においては、オペレータが操作手段２を操作して長さの単位のスリット幅Ｗの設定操作を行うと、この操作信号がＣＰＵ７に入力される。ＣＰＵ７は、このスリット幅Ｗの設定操作信号に基づいてスリット幅Ｗの設定信号をスリット幅自動設定手段３に出力し、ステッピングモータを駆動制御する。これにより、スリット幅自動設定手段３は、エネルギ選択スリットをこのスリット幅Ｗになるように自動的に設定する。また同時に、ＣＰＵ７は、前述のようにスリット幅Ｗ（μｍ）に基づいてそのエネルギ換算値ｄＥ（ｅＶ）を計算するとともに、スリット幅Ｗおよびエネルギ幅ｄＥ（ｅＶ）の表示信号を表示手段４に出力する。これにより、表示手段４はスリット幅Ｗおよびエネルギ幅ｄＥ（ｅＶ）を表示する。こうして、設定操作されたスリット幅Ｗが直接にエネルギの幅ｄＥ（ｅＶ）として表示される。
【００１９】
この例のエネルギ選択スリット幅設定装置１によれば、オペレータが操作手段２でスリット幅Ｗを設定操作することにより、スリット幅自動設定手段３がスリット幅Ｗに自動的に設定するようになるので、エネルギ選択スリットのスリット幅をより簡単に設定できるようになるとともに、より正確に設定できるようになる。
【００２０】
また、設定操作された長さ単位のスリット幅Ｗのエネルギ換算値をＣＰＵ７で計算して表示手段に直接表示するようになるので、オペレータは一切の計算を行うことなく、スリット幅Ｗのエネルギ換算値を知ることができる。このように、長さ単位のスリット幅Ｗをオペレータが必要とする値であるエネルギとして直接表示することにより、操作効率が向上する。
【００２１】
更に、加速電圧Ｅを変えた場合にも、オペレータが操作手段２でエネルギ換算値の操作を行うことにより、ＣＰＵ７が換算式の定数を自動的に変えてエネルギ値を計算するので、スリット幅Ｗのエネルギ値を直ちに更新して表示手段４に常に正しいエネルギ幅を表示することができるようになる。これにより、従来オペレータによって行われた、加速電圧Ｅの変化に基づくエネルギフィルタのエネルギの分散の違いの見積もりが不要となる。
【００２２】
なお、前述の例では、オペレータが操作手段２で長さの単位のスリット幅Ｗを設定操作することで、エネルギ選択スリットのスリット幅を自動設定するとともに、スリット幅Ｗのエネルギ換算値ｄＥを自動的に計算し表示するようにしているが、逆に、オペレータが操作手段２でエネルギ幅ｄＥを設定操作することで、ＣＰＵ７により前述と同様にしてエネルギフィルタのエネルギの分散Ｄ値を計算するとともに、換算式
【数３】
0003721287.tif 000008
を用いてスリット幅Ｗを自動的に計算し、エネルギ選択スリットのスリット幅を得られたスリット幅Ｗに自動設定するとともに、これらのスリット幅Ｗおよびエネルギ幅ｄＥを自動的に表示するようにすることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のエネルギ選択スリット幅設定装置によれば、オペレータが操作手段でスリット幅を設定操作することで、スリット幅自動設定手段によりエネルギ選択スリットのスリット幅を自動的に設定するようにしているので、エネルギ選択スリットのスリット幅をより簡単にかつより正確に設定できる。
【００２４】
また、設定操作されたスリット幅のエネルギ単位または長さ単位の換算値を制御装置で計算して表示手段に直接表示するようにしているので、オペレータは一切の計算を行うことなく、スリット幅の換算値を知ることができる。このように、スリット幅をオペレータが必要とする値であるエネルギ単位または長さ単位の換算値として直接表示することにより、操作効率を向上することができる。
【００２５】
更に、加速電圧を変えた場合にも、オペレータが操作手段でエネルギ単位または長さ単位の換算値の操作を行うことにより、制御装置が換算式の定数を自動的に変えて換算値を計算するので、スリット幅の換算値を直ちに更新して表示手段に常に正しい値を表示することができるようになる。これにより、従来オペレータによって行われた、加速電圧の変化に基づくエネルギフィルタのエネルギの分散の違いの見積もりが不要となり、操作効率を更に一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかるエネルギ選択スリット幅設定装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。
【図２】  従来のエネルギ選択スリットのスリット幅の設定方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…エネルギ選択スリット幅設定装置、２…操作手段、３…スリット幅自動設定手段、４…表示手段、５…加速電源、６…メモリ、７…制御装置（ＣＰＵ）、１０…マイクロメータ、１１…マイクロメータヘッド
【図１】
0003721287.tif 000013
【図２】
0003721287.tif 000014