(57)【要約】      （修正有）【課題】ミニマムドーズシステムを用いて位相差像を撮影する際に、正確なフォーカスの調整が可能な撮影方法を提供する。【解決手段】位相板２０を備えた透過電子顕微鏡における撮影方法であって、試料Ｓに入射する電子線を偏向して電子線を試料Ｓの撮影位置とは異なる位置に照射し、撮影位置とは異なる位置でフォーカスを調整するフォーカス調整工程と、撮影位置に電子線を照射して、透過電子顕微鏡像の撮影を行う撮影工程と、を含み、フォーカス調整工程では、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置を、位相板２０が配置された位置から光軸ＯＡ方向にずれた位置とし、撮影工程では、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置を、位相板２０が配置された位置とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相板を備えた透過電子顕微鏡における撮影方法であって、
試料に入射する電子線を偏向して電子線を試料の撮影位置とは異なる位置に照射し、前記撮影位置とは異なる位置でフォーカスを調整するフォーカス調整工程と、
前記撮影位置に電子線を照射して、透過電子顕微鏡像の撮影を行う撮影工程と、
を含み、
前記フォーカス調整工程では、対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置から光軸方向にずれた位置とし、
前記撮影工程では、前記対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置とする、撮影方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記フォーカス調整工程では、前記対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置よりも前記対物レンズ側とする、撮影方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記位相板は、前記対物レンズと投影レンズ系との間に配置され、
前記フォーカス調整工程では、前記対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置よりも前記投影レンズ系側とする、撮影方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記フォーカス調整工程では、前記試料に入射する電子線を前記試料に対して傾斜させる、撮影方法。
【請求項５】
試料に入射する電子線を偏向して電子線を撮影位置とは異なる位置に照射して前記撮影位置とは異なる位置でフォーカスを調整するためのフォーカスモードと、前記撮影位置に電子線を照射して撮影を行うためのフォトモードと、を用いて透過電子顕微鏡像を取得する透過電子顕微鏡であって、
電子源と、
前記電子源から放出された電子線を前記試料に照射する照射レンズ系と、
前記試料に照射される電子線を偏向する偏向器と、
前記試料を透過した電子線で透過電子顕微鏡像を結像する対物レンズと、
前記試料を透過した電子線に位相の変化を与える位相板と、
前記照射レンズ系および前記対物レンズを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記フォーカスモードでは、前記対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置から光軸方向にずれた位置とし、
前記フォトモードでは、前記対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置とする、透過電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影方法および透過電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
氷に包埋された生物試料（クライオ試料）のように、電子線照射に弱い試料を電子顕微鏡で観察する場合、試料への電子線照射量を低減するために、ミニマムドーズシステムと呼ばれる撮影機能が一般的に利用される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
通常の観察では、試料撮影位置でフォーカス調整を行うが、電子線照射に弱い試料の場合、フォーカス調整の間に試料が損傷してしまう。これを防ぐために、ミニマムドーズシステムでは、撮影位置とは異なる位置でフォーカス調整を行い、撮影位置への電子線照射は撮影の瞬間のみに制限する。
【０００４】
ミニマムドーズシステムによる観察では、フォーカス調整を行うフォーカスモードと、撮影を行うフォトモードの２つのモードが用いられる。フォーカスモードでは、偏向コイルで電子線を平行移動させ、撮影位置から離れたフォーカス調整を行うための位置に電子線を照射する。フォーカス調整が完了した後、電子線を撮影位置に照射し撮影を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１７６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
透過電子顕微鏡において、位相板を用いた観察方法が知られている。位相板を用いて観察を行うことで、生物や高分子などの軽元素を多く含む試料を高コントラストで観察できる。
【０００７】
ここで、位相板を用いた観察において、ミニマムドーズシステムを利用する場合について考える。図８は、位相板１０４を用いたミニマムドーズシステムでの撮影を説明するための図である。図８では、便宜上、試料Ｓ、対物レンズ１０２、および位相板１０４のみを図示している。
【０００８】
例えば、位相板１０４が配置されている後焦点面上にクロスオーバーが形成されるように、平行照射条件を設定すれば、フォトモードとフォーカスモードとの間で電子線ＥＢを平行移動させても、位相板１０４上ではクロスオーバーの位置が動かないので両方のモードで位相差像を見ることができる。
【０００９】
このとき、図８に示すように、フォトモードとフォーカスモードとの間の電子線ＥＢの移動が平行移動のみであれば特に問題はない。しかしながら、実際の電子線ＥＢの移動には、平行移動に加えて、電子線ＥＢの傾斜が含まれることが多い。
【００１０】
図９は、フォトモードとフォーカスモードとの間の電子線ＥＢの移動に、電子線ＥＢの傾斜が含まれている場合を説明するための図である。
【００１１】
フォトモードとフォーカスモードとの間の電子線ＥＢの移動に平行移動に加えて電子線ＥＢの傾斜が含まれる場合、図９に示すように、位相板１０４上で対物レンズ１０２が形
成するクロスオーバーの位置が移動してしまう。この結果、フォトモードとフォーカスモードで、位相板１０４の異なる位置にクロスオーバーが形成されることになる。クロスオーバーの位置の移動は、位相板１０４の位置の移動と等価であり、ゼルニケ位相板を使用している場合は位相差像に歪みやボケが生じる原因となる。また、ホールフリー位相板の場合も、異なる位置のクロスオーバーにより複数の位置が帯電することで位相差像に歪みが生じてしまう。この状態では、適切にフォーカスを調整することは困難である。
【００１２】
これを防ぐためには、フォトモードとフォーカスモードとの間の電子線ＥＢの移動を、正確に平行移動のみとなるように偏向コイルを調整する方法が考えられる。しかしながら、位相板１０４上のクロスオーバーの位置は１００ｎｍ程度の精度で一致させる必要があり、偏向コイルの調整は容易ではない。
【００１３】
また、フォーカス調整および撮影の自動化を考慮した場合、フォーカス調整時には電子線ＥＢを傾斜させる手法が一般的に用いられているが、位相板１０４を使用する際には電子線ＥＢの傾斜によりクロスオーバーの位置が移動するため、この手法を用いて正確なフォーカス調整を行うことはできない。
【００１４】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、ミニマムドーズシステムを用いて位相差像を撮影する際に、正確なフォーカスの調整が可能な撮影方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、ミニマムドーズシステムを用いて位相差像を撮影する際に、正確なフォーカスの調整が可能な透過電子顕微鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）本発明に係る撮影方法は、
位相板を備えた透過電子顕微鏡における撮影方法であって、
試料に入射する電子線を偏向して電子線を試料の撮影位置とは異なる位置に照射し、前記撮影位置とは異なる位置でフォーカスを調整するフォーカス調整工程と、
前記撮影位置に電子線を照射して、透過電子顕微鏡像の撮影を行う撮影工程と、
を含み、
前記フォーカス調整工程では、対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置から光軸方向にずれた位置とし、
前記撮影工程では、前記対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置とする。
【００１６】
このような撮影方法では、フォーカス調整工程において、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行うことができ、フォーカス調整工程と撮影工程との間の電子線の移動により生じる、クロスオーバーの移動の影響を無視することができる。したがって、このような撮影方法によれば、ミニマムドーズシステムを用いて位相差像を撮影する際に、正確なフォーカスの調整が可能である。
【００１７】
（２）本発明に係る撮影方法において、
前記フォーカス調整工程では、前記対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置よりも前記対物レンズ側としてもよい。
【００１８】
このような撮影方法では、フォーカス調整工程において、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行うことができる。
【００１９】
（３）本発明に係る撮影方法において、
前記位相板は、前記対物レンズと投影レンズ系との間に配置され、
前記フォーカス調整工程では、前記対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置よりも前記投影レンズ系側としてもよい。
【００２０】
このような撮影方法では、フォーカス調整工程において、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行うことができる。
【００２１】
（４）本発明に係る撮影方法において、
前記フォーカス調整工程では、前記試料に入射する電子線を前記試料に対して傾斜させてもよい。
【００２２】
このような撮影方法では、フォーカス調整工程において、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行うことができるため、試料に入射する電子線を試料に対して傾斜させても、フォーカス調整工程と撮影工程との間の電子線の移動により生じる、クロスオーバーの移動の影響を無視することができる。
【００２３】
（５）本発明に係る透過電子顕微鏡は、
試料に入射する電子線を偏向して電子線を撮影位置とは異なる位置に照射して前記撮影位置とは異なる位置でフォーカスを調整するためのフォーカスモードと、前記撮影位置に電子線を照射して撮影を行うためのフォトモードと、を用いて透過電子顕微鏡像を取得する透過電子顕微鏡であって、
電子源と、
前記電子源から放出された電子線を前記試料に照射する照射レンズ系と、
前記試料に照射される電子線を偏向する偏向器と、
前記試料を透過した電子線で透過電子顕微鏡像を結像する対物レンズと、
前記試料を透過した電子線に位相の変化を与える位相板と、
前記照射レンズ系および前記対物レンズを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記フォーカスモードでは、前記対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置から光軸方向にずれた位置とし、
前記フォトモードでは、前記対物レンズが形成するクロスオーバーの位置を、前記位相板が配置された位置とする。
【００２４】
このような透過電子顕微鏡では、フォーカスモードにおいて、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行うことができ、フォーカスモードとフォトモードとの間の電子線の移動により生じる、クロスオーバーの移動の影響を無視することができる。したがって、このような透過電子顕微鏡によれば、ミニマムドーズシステムを用いて位相差像を撮影する際に、正確なフォーカスの調整が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る透過電子顕微鏡の構成を示す図。
【図２】電子顕微鏡本体の光学系を説明するための図。
【図３】電子顕微鏡本体の光学系を説明するための図。
【図４】フォーカスモードにおいて試料に入射する電子線が傾斜している状態を示す図。
【図５】フォーカスモードにおいて試料に入射する電子線が傾斜している状態を示す図。
【図６】参考例として、電子線の移動を平行移動のみとした場合を示す図。
【図７】本実施形態に係る撮影方法の一例を示すフローチャート。
【図８】位相板を用いたミニマムドーズシステムでの撮影を説明するための図。
【図９】電子線の移動に電子線の傾斜が含まれている場合を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２７】
１．  透過電子顕微鏡
まず、本実施形態に係る透過電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る透過電子顕微鏡１００の構成を示す図である。
【００２８】
透過電子顕微鏡１００は、図１に示すように、電子顕微鏡本体２と、制御部４と、操作部６と、記憶部８と、を含む。
【００２９】
電子顕微鏡本体２は、後述する光学系を含んで構成されている。電子顕微鏡本体２によって、透過電子顕微鏡像を取得することができる。
【００３０】
操作部６は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、制御部４に送る処理を行う。操作部６は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどである。
【００３１】
記憶部８は、制御部４が各種の計算処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部８は、制御部４の作業領域として用いられ、制御部４が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶するためにも使用される。記憶部８の機能は、ハードディスク、ＲＡＭなどにより実現できる。
【００３２】
制御部４は、操作部６からの操作情報に基づいて、各種制御信号を生成して電子顕微鏡本体２に出力し、電子顕微鏡本体２を制御する処理を行う。制御部４の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）でプログラムを実行することにより実現することができる。なお、制御部４の機能の少なくとも一部を、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などの専用回路により実現してもよい。
【００３３】
図２は、電子顕微鏡本体２の光学系を説明するための図である。
【００３４】
電子顕微鏡本体２は、電子源１０と、コンデンサーレンズ１２と、偏向器１４と、コンデンサーオブジェクティブレンズ１６と、対物レンズ１８と、位相板２０と、イメージシフトコイル２２と、投影レンズ系２４と、撮像装置２６と、を含む。
【００３５】
電子源１０は、電子を発生させる。電子源１０は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線ＥＢを放出する電子銃である。
【００３６】
コンデンサーレンズ１２は、電子源１０から放出された電子線ＥＢを集束して試料Ｓに照射する。コンデンサーレンズ１２は、図示はしないが、複数の電子レンズで構成されていてもよい。
【００３７】
偏向器１４は、試料Ｓに照射される電子線ＥＢを偏向する。偏向器１４は、ビームシフトコイル（ｂｅａｍ  ｓｈｉｆｔ  ｃｏｉｌ）１４ａと、ビームチルトコイル（ｂｅａｍ
ｔｉｌｔ  ｃｏｉｌ）１４ｂと、を含んで構成されている。ビームシフトコイル１４ａは、試料Ｓに入射する電子線ＥＢを移動させる。ビームチルトコイル１４ｂは、試料Ｓに入射する電子線ＥＢを傾斜させる。ビームシフトコイル１４ａおよびビームチルトコイル
１４ｂによって、試料Ｓに入射する電子線ＥＢの照射位置および傾斜角（すなわち入射角）を制御することができる。
【００３８】
コンデンサーオブジェクティブレンズ１６は、対物レンズの前方磁界をコンデンサーレンズとして作用させて電子線ＥＢを試料Ｓ上に絞って照射するレンズである。
【００３９】
コンデンサーレンズ１２およびコンデンサーオブジェクティブレンズ１６は、試料Ｓに電子線ＥＢを照射するための照射レンズ系を構成している。
【００４０】
試料Ｓは、図示はしないが、試料ステージによって所定の位置に支持されている。試料Ｓは、試料ステージによって位置決めされている。
【００４１】
対物レンズ１８は、試料Ｓを透過した電子線ＥＢで透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像）を結像する。
【００４２】
位相板２０は、対物レンズ１８の後焦点面に配置されている。位相板２０は、電子線ＥＢ（電子波）の位相に変化を与える板である。位相板２０は、例えば、ゼルニケ位相板である。位相板２０は、中心に微小な貫通孔を有する薄膜を備えており、試料Ｓを透過した電子波の一部の位相を変えて位相コントラストを得ることができる。
【００４３】
透過電子顕微鏡１００では、例えば、位相板２０の貫通孔を通過した透過波の位相に対して薄膜を通過した散乱波の位相をπ／２ずらして、互いに位相がπ／２ずれた透過波と散乱波を干渉させ、コントラスト伝達関数が余弦型の透過電子顕微鏡像を得る。このように位相板２０を用いて得られた透過電子顕微鏡像を位相差像という。
【００４４】
本実施形態において、位相板２０を用いて得られた位相差像（コントラスト伝達関数が余弦型の透過電子顕微鏡像）に対して、通常の透過電子顕微鏡法で得られた透過電子顕微鏡像（コントラスト伝達関数が正弦型の透過電子顕微鏡像）を通常の透過電子顕微鏡像という。
【００４５】
なお、位相板２０の種類は特に限定されない。位相板２０は、例えば、貫通孔を有しない薄膜を備えたホールフリー位相板であってもよい。ホールフリー位相板では、薄膜に電子線ＥＢが照射されることによって生じる帯電を利用して電子波に位相の変化を与える。
【００４６】
また、位相板２０は、試料Ｓを透過した電子波に位相の変化を与えることができれば、対物レンズ１８の後焦点面以外の場所に配置されていてもよい。
【００４７】
イメージシフトコイル２２は、試料Ｓを透過した電子線ＥＢを偏向させて、イメージシフト（撮像装置２６上における視野の移動）を行うことができる。イメージシフトコイル２２によって、偏向器１４で偏向された電子線ＥＢを振り戻すことができる（後述する図３参照）。
【００４８】
投影レンズ系２４は、対物レンズ１８によって結像された像をさらに拡大し、撮像装置２６上に結像させる。投影レンズ系２４は、複数の中間レンズと、投影レンズと、で構成されている。
【００４９】
撮像装置２６は、投影レンズ系２４によって結像された透過電子顕微鏡像を撮影する。撮像装置２６は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅｓ）カメラ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラ等のデジタルカメラである。
【００５０】
透過電子顕微鏡１００は、ミニマムドーズシステムを用いて撮影を行うことができる。ミニマムドーズシステムでは、撮影位置への電子線照射量を抑えるために、フォーカスの調整を行う場合と、撮影を行う場合とで、異なる光学条件を用いる。透過電子顕微鏡１００では、フォーカスの調整を行うためのフォーカスモードと、撮影を行うためのフォトモードと、を用いて透過電子顕微鏡像を撮影する。
【００５１】
図３は、電子顕微鏡本体２の光学系を説明するための図である。なお、図２は、フォトモードを図示しており、図３は、フォーカスモードを図示している。
【００５２】
フォーカスモードでは、偏向器１４によって電子線ＥＢを偏向させることにより、電子線ＥＢを撮影位置とは異なる位置に照射する。これにより、撮影位置に電子線ＥＢが照射されて撮影位置が損傷することを防ぐことができる。
【００５３】
また、フォーカスモードでは、図３に示すように、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置を、位相板２０が配置された位置から光軸ＯＡ方向にずれた位置とし、フォトモードでは、図２に示すように、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置を位相板２０が配置された位置とする。クロスオーバーとは、電子線ＥＢがレンズによって収束されたとき、電子線ＥＢの断面が最小になる部分をいう。
【００５４】
通常、位相板２０を使用する場合には、照射レンズ系（コンデンサーレンズ１２およびコンデンサーオブジェクティブレンズ１６）を平行照射条件として、位相板２０上にクロスオーバーを形成する。なお、平行照射とは、電子線ＥＢを試料Ｓに平行に照射することをいう。
【００５５】
これに対して、本実施形態では、フォーカスモードにおいて、照射レンズ系を電子線ＥＢを収束させる条件（図３参照）とし、フォトモードにおいてのみ、照射レンズ系を平行照射条件（図２参照）とする。
【００５６】
フォーカスモードにおいて、照射レンズ系で電子線ＥＢを収束させて試料Ｓに入射させることにより、クロスオーバーの位置が光軸ＯＡ方向にずれ、位相板２０上にクロスオーバーが形成されない。すなわち、電子線ＥＢは位相板２０上では大きく拡がった状態となる。この場合、フォーカスモードで得られる透過電子顕微鏡像は、位相差像ではなく通常の透過電子顕微鏡像と同等の像となる。図３に示す例では、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置が位相板２０の配置された位置よりも対物レンズ１８側に位置している。
【００５７】
フォトモードにおいて、照射レンズ系で電子線ＥＢを試料Ｓに対して平行照射することにより、クロスオーバーの位置が位相板２０が配置された位置、すなわち、位相板２０上に形成される。そのため、フォトモードでは、位相差像を得ることができる。
【００５８】
このように、本実施形態では、フォーカスモードにおいて照射レンズ系を通常の透過電子顕微鏡像が得られる条件とし、フォトモードにおいて照射レンズ系を位相差像が得られる条件とする。この結果、フォーカスモードでは、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行うことができるため、フォトモードとフォーカスモードとの間の電子線ＥＢの移動により生じる、クロスオーバーの移動の影響を無視することができる。
【００５９】
図４および図５は、フォーカスモードにおいて試料Ｓに入射する電子線ＥＢが傾斜している状態を示す図である。
【００６０】
図４および図５に示す例では、試料Ｓに入射する電子線ＥＢを試料Ｓに対して傾斜させている。図４および図５に示す例では、試料Ｓに入射する電子線ＥＢは光軸ＯＡに平行ではない。
【００６１】
図４に示す例では、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置は、位相板２０が配置された位置よりも対物レンズ１８側である。すなわち、クロスオーバーは、位相板２０の前方に形成されている。図５に示す例では、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置は、位相板２０が配置された位置よりも投影レンズ系２４側である。すなわち、クロスオーバーは、位相板２０の後方に形成されている。図４に示す例では、クロスオーバーの位置は、位相板２０と対物レンズ１８との間である。また、図５に示す例では、クロスオーバーの位置は、位相板２０と投影レンズ系２４との間である。
【００６２】
図４および図５に示すように、フォーカスモードにおいて試料Ｓに入射する電子線ＥＢが傾斜している場合にも、図３に示す場合と同様に、クロスオーバーの位置が、位相板２０が配置された位置から光軸ＯＡ方向にずれている。そのため、この場合も、通常の透過電子顕微鏡像が得られる。したがって、フォトモードとフォーカスモードとの間の電子線ＥＢの移動により生じる、クロスオーバーの移動の影響を無視することができる。
【００６３】
図６は、参考例として、電子線ＥＢの移動を平行移動のみとした場合を示す図である。
【００６４】
図２および図６に示すように、フォトモードとフォーカスモードとの間の電子線ＥＢの移動が平行移動のみであれば、フォーカスモードでも位相差像を観察することが可能である。しかしながら、フォトモードとフォーカスモードとの間において電子線ＥＢの移動を平行移動のみとするためには偏向器１４を極めて高い精度で調整しなければならない。電子線ＥＢの平行移動に電子線ＥＢの傾斜が含まれると、位相差像に歪みやボケが生じてしまい、適切にフォーカスを調整することができない。
【００６５】
これに対して、本実施形態では、フォトモードにおいて通常の透過電子顕微鏡が得られるため、クロスオーバーの移動の影響を無視することができ、フォトモードとフォーカスモードとの間の電子線ＥＢの移動に、平行移動に加えて電子線ＥＢの傾斜が加わったとしても、フォーカスの調整が可能である。
【００６６】
透過電子顕微鏡１００は、フォーカスモード、フォトモードに加えて、サーチモードを有している。サーチモードは、撮影位置（撮影視野）を探すためのモードである。サーチモードでは、撮影位置への電子線照射量を抑えるために、他のモードに比べて、試料Ｓの広範囲に電子線ＥＢが照射される。
【００６７】
２．  撮影方法
次に、本実施形態に係る撮影方法について説明する。図７は、本実施形態に係る撮影方法の一例を示すフローチャートである。
【００６８】
まず、サーチモードの光学条件を設定する（ステップＳ１０）。
【００６９】
ユーザーは操作部６を介してサーチモードにおける、照射レンズ系（コンデンサーレンズ１２およびコンデンサーオブジェクティブレンズ１６）の条件、観察倍率などの光学条件を入力する。制御部４は、操作部６を介して入力されたサーチモードの光学条件を、記憶部８に記憶する処理を行う。
【００７０】
次に、フォーカスモードの光学条件を設定する（ステップＳ１２）。
【００７１】
ユーザーは操作部６を介してフォーカスモードにおける、照射レンズ系の条件、観察倍率、偏向器１４の条件などの光学条件を入力する。偏向器１４の条件とは、撮影位置からフォーカスを調整するための位置へ電子線ＥＢを移動させるための電子線ＥＢの偏向量を設定するための条件である。制御部４は、操作部６を介して入力されたフォーカスモードの光学条件を、記憶部８に記憶する処理を行う。
【００７２】
次に、フォトモードの光学条件を設定する（ステップＳ１４）。
【００７３】
ユーザーが操作部６を介してフォトモードにおける、照射レンズ系の条件、観察倍率などの光学条件を入力する。制御部４は、操作部６を介して入力されたフォトモードの光学条件を、記憶部８に記憶する処理を行う。
【００７４】
なお、サーチモードの光学条件の設定（ステップＳ１０）、フォーカスモードの光学条件の設定（ステップＳ１２）、およびフォトモードの光学条件の設定（ステップＳ１４）の順序は特に限定されない。
【００７５】
次に、サーチモードで撮影視野（撮影位置）を探す（ステップＳ１６）。
【００７６】
ユーザーが操作部６を介してサーチモードを選択する指示を入力すると、制御部４は、操作信号に基づき記憶部８からサーチモードの光学条件を読み出して、電子顕微鏡本体２（光学系）をサーチモードに設定する。これにより、試料Ｓの広範囲に電子線ＥＢが照射され、単位面積あたりの試料Ｓへの電子線照射量が少ない状態で撮影視野（撮影位置）探しが可能となる。
【００７７】
電子顕微鏡本体２がサーチモードに設定されると、ユーザーは試料ステージを操作して、撮影に適した視野を探し、撮影位置を視野の中心（光軸ＯＡ上）に位置させる。
【００７８】
次に、フォーカスモードでフォーカスの調整を行う（フォーカス調整工程、ステップＳ１８）。
【００７９】
ユーザーが操作部６を介してフォーカスモードを選択する指示を入力すると、制御部４は操作信号に基づき記憶部８からフォーカスモードの光学条件を読み出して、電子顕微鏡本体２（光学系）をフォーカスモードに設定する。これにより、図３に示すように、偏向器１４によって電子線ＥＢが撮影位置とは異なる位置に偏向されるとともに、観察倍率がフォーカスの調整に適した倍率となる。さらに、電子線ＥＢは照射レンズ系により収束され、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置が、位相板２０が配置された位置から光軸ＯＡ方向にずれた位置となる。
【００８０】
電子顕微鏡本体２がフォーカスモードに設定されると、ユーザーは対物レンズ１８の励磁量を調整してフォーカスの調整を行う。このとき、ユーザーは、フォーカスの調整とともに、非点補正などの撮影に必要な調整を行ってもよい。フォーカスモードでは、クロスオーバーが位相板２０上に形成されていないため、位相差像は得られず、通常の透過電子顕微鏡像が得られる。そのため、ユーザーは、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行う。
【００８１】
なお、後述するように、本工程（ステップＳ１８）において、透過電子顕微鏡１００の自動焦点合わせの機能を用いて、自動で焦点合わせを行ってもよい。
【００８２】
次に、フォトモードで撮影を行う（撮影工程、ステップＳ２０）。
【００８３】
ユーザーが操作部６を介してフォトモードを選択する指示を入力すると、制御部４は操作信号に基づき記憶部８からフォトモードの光学条件を読み出して、電子顕微鏡本体２（光学系）をフォトモードに設定する。これにより、図２に示すように、電子線ＥＢが撮影位置に照射されるとともに、観察倍率がユーザーが所望した倍率となる。さらに、照射レンズ系により電子線ＥＢが試料Ｓに平行に照射され、クロスオーバーが位相板２０上に形成される。
【００８４】
電子顕微鏡本体２がフォトモードに設定されると、ユーザーはシャッターボタン（図示せず）を押し、透過電子顕微鏡像の撮影を行う。このとき、撮影される透過電子顕微鏡像は、位相差像である。撮像装置２６で撮影された透過電子顕微鏡像（位相差像）のデータは、制御部４に送られる。
【００８５】
以上の工程により、透過電子顕微鏡像（位相差像）を撮影することができる。
【００８６】
本実施形態に係る撮影方法および透過電子顕微鏡１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００８７】
本実施形態に係る撮影方法は、試料Ｓに入射する電子線ＥＢを偏向して電子線ＥＢを撮影位置とは異なる位置に照射し、試料Ｓの撮影位置とは異なる位置でフォーカスを調整するフォーカス調整工程（ステップＳ１８）と、撮影位置に電子線ＥＢを照射して、透過電子顕微鏡像（位相差像）の撮影を行う撮影工程（ステップＳ２０）と、を含み、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）では、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置を、位相板２０が配置された位置から光軸ＯＡ方向にずれた位置とし、撮影工程（ステップＳ２０）では、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置を、位相板２０が配置された位置とする。
【００８８】
そのため、本実施形態に係る撮影方法では、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）において、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行うことができ、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）と撮影工程（ステップＳ２０）との間の電子線ＥＢの移動により生じる、クロスオーバーの移動の影響を無視することができる。したがって、本実施形態に係る撮影方法によれば、ミニマムドーズシステムを用いて位相差像を撮影する際に、正確なフォーカスの調整が可能である。
【００８９】
本実施形態に係る撮影方法では、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）において、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置を、位相板２０が配置された位置よりも対物レンズ１８側とする。また、本実施形態に係る撮影方法では、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）において、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置を、位相板２０が配置された位置よりも投影レンズ系２４側としてもよい。これにより、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）では、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行うことができ、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）と撮影工程（ステップＳ２０）との間の電子線ＥＢの移動により生じる、クロスオーバーの移動の影響を無視することができる。
【００９０】
本実施形態に係る撮影方法では、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）において、試料Ｓに入射する電子線ＥＢを試料Ｓに対して傾斜させる。本実施形態では、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）において、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行うことができるため、試料Ｓに入射する電子線ＥＢを試料Ｓに対して傾斜させても、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）と撮影工程（ステップＳ２０）との間の電子線ＥＢの移動により生じる、クロスオーバーの移動の影響を無視することができる。
【００９１】
ここで、透過電子顕微鏡における自動焦点合わせの方法として、試料Ｓに入射する電子
線ＥＢの角度を変化させて焦点合わせを行う方法が知られている。この焦点合わせ方法では、電子線傾斜前の透過電子顕微鏡像が電子線傾斜後にどの方向にどれだけ移動したかを検出し、この検出結果に基づいてフォーカスの調整（対物レンズ１８の励磁量の調整）を行う。試料Ｓに入射する電子線ＥＢの傾斜は、偏向器１４を動作させることによって行われる。
【００９２】
本実施形態では、上述したように、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）において、試料Ｓに入射する電子線ＥＢを試料Ｓに対して傾斜させても、通常の透過電子顕微鏡像を観察できる。そのため、フォーカス調整工程（ステップＳ１８）では、上記の自動焦点合わせにより、自動でフォーカスを調整することができる。
【００９３】
透過電子顕微鏡１００は、制御部４は、フォーカスモードでは、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置を、位相板２０が配置された位置から光軸ＯＡ方向にずれた位置とし、フォトモードでは、対物レンズ１８が形成するクロスオーバーの位置を、位相板２０が配置された位置とする。そのため、透過電子顕微鏡１００では、フォーカスモードにおいて、通常の透過電子顕微鏡像でフォーカスの調整を行うことができ、フォーカスモードとフォトモードとの間の電子線ＥＢの移動により生じる、クロスオーバーの移動の影響を無視することができる。したがって、透過電子顕微鏡１００によれば、ミニマムドーズシステムを用いて位相差像を撮影する際に、正確なフォーカスの調整が可能である。
【００９４】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００９５】
２…電子顕微鏡本体、４…制御部、６…操作部、８…記憶部、１０…電子源、１２…コンデンサーレンズ、１４…偏向器、１４ａ…ビームシフトコイル、１４ｂ…ビームチルトコイル、１６…コンデンサーオブジェクティブレンズ、１８…対物レンズ、２０…位相板、２２…イメージシフトコイル、２４…投影レンズ系、２６…撮像装置、１００…透過電子顕微鏡、１０２…対物レンズ、１０４…位相板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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