(57)【要約】【課題】明瞭でかつボケのない、任意に選定した対象試料面上の微小領域の電子回折図形を得る。【解決手段】電子ビーム発生源と、電子ビームの集束手段と、偏向手段とを具備し、対象試料による電子回折パターンを、記録および／または撮影する走査ビーム電子回折測定装置において、電子ビームの収束半角α（ｒａｄ）を、α＜１×１０-3・・・（１）直径Ｄ（ｎｍ）を、Ｄ＜１．２２×λ／α（λは電子ビームの波長）・・・（２）に保持し、対象試料面上の、電子ビームのスポット位置を制御するものとし、電子ビームの照射位置の移動に伴う電子ビーム軸のずれδ（ｒａｄ）を、電子ビームの照射位置が最大距離移動したときに、δ＜α・・・（３）となるように設定する。【選択図】      図７
2004199884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム発生源と、電子ビーム集束手段と、偏向手段とを具備し、対象試料による電子回折パターンを、記録および／または撮影する電子線回折装置であって、
上記対象試料に照射する電子ビームの
収束半角α（ｒａｄ）を、α＜１×１０-3・・・（１）
直径Ｄ（ｎｍ）を、Ｄ＜１．２２×λ／α（λは電子ビームの波長）・・・（２）
に保持しながら、上記対象試料面上の、電子ビームのスポット位置を制御するものであり、
上記電子ビームの照射位置の移動に伴う電子ビーム軸のずれδ（ｒａｄ）が、上記電子ビームの照射位置が最大距離移動したときに、
δ＜α・・・（３）
となることを特徴とする電子線回折装置。
【請求項２】
上記電子ビーム発生源が、電界放射型電子源またはショットキー型電子源であることを特徴とする請求項１に記載の電子線回折装置。
【請求項３】
上記対象試料面上において意図される電子ビーム照射位置の光軸からの距離をｒとしたとき、
上記偏向手段の駆動電流Ｉを、Ｉ＝ｋ1ｒ＋ｋ3ｒ3（ｋ1、ｋ3は比例定数）とすることを特徴とする請求項１に記載の電子線回折装置。
【請求項４】
上記偏向手段に掃引信号を供給する二次元掃引信号発生手段を具備し、
上記掃引信号によって、上記対象試料上に、所望の寸法の電子ビームが所望の形状の領域内を走査するようになされ、当該走査中の電子回折パターンが、積算記録され、および／または撮影されるようになされていることを特徴とする請求項１に記載の電子線回折装置。
【請求項５】
走査顕微鏡像を撮影し、かつ当該走査顕微鏡像上に重ねて、上記電子回折パターンの積算記録中において走査された領域の形状を、輪郭線または塗りつぶし図形として表示する画像処理装置を具備することを特徴とする請求項４に記載の電子線回折装置。
【請求項６】
電子ビームの走査と、電子回折パターンの積算記録とが、
共通のスイッチ操作によって、連動して開始し、および／または終了するようになされていることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子線回折装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象材料の微小領域の電子線回折測定に利用される電子線回折測定装置や、これを具備する電子回折撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
対象物の微小領域を電子回折測定するには、従来透過電子顕微鏡が利用されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
電子回折測定においては、加速電源により負の高電圧が与えられた電子ビーム発生源から電子ビームを出射加速し、所定の集束レンズ、対物レンズおよび前方磁界レンズにより集束して対象試料に照射し、対象試料を透過した電子ビームが結像レンズに導かれ、電子線回折像として投影されるようになされる。
【０００３】
このように透過電子顕微鏡で電子回折測定を行う場合において、電子回折を得る対象試料面上の領域を、所望の微細領域に限定する方法として、従来二つの手段が提案されている。
第１の手段としては、対象試料の結像位置に絞りを入れることによって回折電子の取り込み領域を制限する方法、いわゆる『制限視野回折法』であり、第２の手段としては、微小な領域に合わせて対象試料に照射する電子ビームの断面形状を設定することによってその部分からの電子回折像を得る方法である。
【０００４】
上記二つの手段のうち、透過電子顕微鏡に備えられている制限視野絞りを用いて、通常直径１００ｎｍ程度の領域を選択・限定した『制限視野回折法』の測定が汎用されている。
【０００５】
ところで、近年のナノテクノロジーの進歩に伴い、ナノメートルレベルの人工的な構造をもつ対象試料に対する観察の需要が増加しており、特に顕微鏡の視野に捉えられた複合試料のなかで、特定の不規則な形状を有する微小部分に限定して電子回折測定を行うことへの要求が高まってきている。
【０００６】
しかしながら、上述した『制限視野回折法』を用いて、複合試料中の特定の不規則な形状を有する微小部分からの電子線回折パターンを得ようとすると、制限視野絞りの形状を特定の不規則な形状に合わせて用意する必要があるため、従来汎用されている装置においては実現不可能であった。
【０００７】
また、複合試料中の特定の不規則な形状を有する微小部分の領域の内部を、ナノメートルレベルの径を有する電子ビームで照射して電子回折パターンを得る方法を採ると、多くの場合、分析領域が狭くなり過ぎ、例えば多結晶試料を評価する場合においては、多数個の結晶粒の回折を平均化した統計的な情報を得られないという問題があった。
【０００８】
上述したような問題点を解決するための初期の方法として、『elongated probe 』という試みが報告されている（例えば、非特許文献１参照。）。
これは、Ｃｒ下地層とその上に積層形成されたＣｏＣｒＴａ磁性層とから構成されている多結晶磁気記録媒体の電子回折から、結晶粒子の方位分布を求める目的で、積層構造の断面試料に対して、Ｃｒ下地層だけ、あるいはＣｏＣｒＴａ磁性層だけを照射する電子ビーム形状を作ったという技術報告である。
【０００９】
下記非特許文献１に開示されている技術においては、非点収差を強調するように光学系を設定し、図１（ａ）、（ｂ）（非特許文献１中Ｆｉｇ．４）に示すように、３０ｎｍ×１μｍ程度に長く伸ばされた領域に電子線照射を行う方法が実現されている。
【００１０】
しかしながら、照射ビーム断面を歪ませるために収束角の一様性を損なったので、図２（ａ）、（ｂ）（非特許文献１中Ｆｉｇ．５）および図３（ａ）〜（ｃ）（下記非特許文献１中Ｆｉｇ．８）に示すように、回折図形も一方向に広い幅（ボケ）をもつものになってしまうという問題が生じた。
【００１１】
上述したように、下記非特許文献１に開示されている方法においては、未だ回折図形の幅の広がりが隣接する回折線の分離を困難にするという問題点を有している。また、不均一収束を利用したビーム整形によっては、一方向に細長く伸びた照射領域を作ることはできるが、屈曲した領域を覆うような形状は実現できないという課題がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開平３−１３３０４３号公報
【特許文献２】
特開昭６２−２７１３３８号公報
【非特許文献１】
T. P. Nolan, R. Sinclair,  R. Ranjan  and  T. Yamashita,  Ultramicroscopy vol.47 (1992) p.437-446.
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者らは上述した従来の問題点に鑑みて、対象試料面上の特定の微小領域の電子回折測定を行うにあたり、▲１▼測定領域の形状を任意に選ぶことが可能であること、▲２▼回折図形のボケが確認されないこと、▲３▼顕微鏡像の上に回折測定領域を重ねて確認容易な表示を行うこと、をそれぞれ実現可能とした電子線回折装置を提供することとした。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子線回折装置は、電子ビーム発生源と、電子ビームの集束手段と、偏向手段とを具備し、対象試料による電子回折パターンを、記録および／または撮影する機能を有するものとし、対象試料に照射する電子ビームの収束半角α（ｒａｄ）を、α＜１×１０-3・・・（１）とし、電子ビームの直径Ｄ（ｎｍ）を、Ｄ＜１．２２×λ／α・・・（２）（λは電子線の波長）とした状態を保持しながら、対象試料面上の、電子ビームスポットの位置を制御するようにしたものであり、電子ビームの照射位置の移動に伴う電子ビーム軸のずれδ（ｒａｄ）が、電子ビームの照射位置を最大に移動した場合においても、δ＜α・・・（３）であるものとする。
【００１５】
本発明の電子線回折装置によれば、対象試料面上の特定の微小領域の電子回折測定領域の形状を任意に選定することが可能となり、回折図形にボケが生じず、顕微鏡像上に回折測定領域を重ねて確認容易な表示し、あるいは撮影をすることができるようになった。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子線回折装置についての具体的な実施形態について図を参照して説明するが、本発明装置は以下の例に限定されるものではない。
【００１７】
図４に本発明の電子線回折装置１００の概略構成図を示す。
電子線回折装置１００は、電子顕微鏡４０と走査手段５０とにより構成されているものとする。電子顕微鏡４０は、電子ビームを対象試料上に照射する照射系２０と対象試料を透過した電子線を収束電子線回折像として投影する結像系３０とから構成されてなり、照射系２０は、電子ビーム発生源１１、電子ビームＢの集束手段１２、および偏向手段１４とにより構成されている。一方、結像系３０は、対象試料１５と結像レンズ１６と、透過電子線を検出し、電子線回折像を得るための電子線検出器１７とにより構成されている。
【００１８】
走査手段５０は、電子ビームの照射位置や照射角度を制御する機能を有するものであり、走査信号発生回路２２とモニター２１により構成されてなり、偏向手段１４を駆動する偏向コイル駆動信号２３を発し、かつ電子線検出器１７から検出信号２４を受信し、モニター２１に画像を転送されるようになされている。
【００１９】
この電子線回折装置１００においては、走査信号発生回路２２から偏向コイル駆動信号２３が発せられ、偏向手段１４を制御して、電子ビームＢを細く絞りつつ対象試料１５上を走査するようになされる。次に、対象試料１５を透過した電子ビームＢを電子線検出器１７で検出し、モニター２１上に走査信号と同期して表示することにより対象試料の走査電子顕微鏡像が得られる。
【００２０】
上述した電子線回折装置１００を用いて、微小領域の電子線回折画像を得る操作原理について説明する。
先ず、図５全体に示す広範囲に電子ビームを走査させて走査像を得る。
次に、図５の走査透過像から目的領域ａを選定し、領域ａの内部を電子ビームＢで塗りつぶすようにして走査し、回折図形の積算記録ないしフィルム上への重ね露光を行う。
【００２１】
なお、本発明においては、上述したような微小領域の電子線回折画像を得る操作においては、対象試料上を照射する電子ビームの収束半角α（ｒａｄ）を、
α＜１×１０-3・・・（１）とし、直径Ｄ（ｎｍ）を、
Ｄ＜１．２２×λ／α（λは電子線の波長）・・・（２）に保持し、対象試料面上の、電子ビームのスポット位置を制御することとし、電子ビームの照射位置の移動に伴う電子ビーム軸のずれδ（ｒａｄ）が、電子ビームの照射位置が最大距離移動したときに、δ＜α・・・（３）となるようにする。
【００２２】
上述した式（１）〜（３）の各条件を満足するようにして電子ビーム走査を行い、回折図形の積算記録ないし重ね露光を行うことにより、図６に示すように、高分解能回折画像（回折角に関して高分解能、すなわち回折図形上で隣接する格子面間隔に対応する回折斑点ないし回折環の分離が明瞭である回折画像）が得られる。
【００２３】
なお、本発明の電子線回折装置１００においては、走査手段５０を構成する走査信号発生回路２２が、任意の二次元掃引信号発生手段を具備するものとしてもよい。この二次元掃引信号発生手段から掃引信号を偏向手段１４に送り、対象試料１５上に、微細寸法の電子ビームを、所望の寸法に指定した任意形状の微小領域内を隈なく照射するような走査を行い、かつ走査中の電子回折パターンを積算記録、重ね露光することによって、微小領域における高分解能回折画像を得ることができる。
【００２４】
次に、対象試料１５への電子ビームの入射角度を一定にし、かつ収束角を小さくさせることについて図を参照して説明する。
図７に対象試料１５への電子ビームの走査系の一例の概略図を示す。この電子ビームの走査系においては、偏向手段１４と対象試料１５との間に、対物前方磁界レンズ６０を配設するものとした。具体的には、日本電子社製ＪＥＭ−３０００Ｆを適用することができる。
【００２５】
電子顕微鏡の電子光学系は軸対称に作られており、この対称軸は一般に光軸と呼ばれる。電子光学系はふつう、試料１５へ入射する電子ビームが概ね光軸に平行な方向になるように調整されて用いられる。試料１５で回折を受けずに透過したビーム（０次ビーム）が回折図形観察用のスクリーン（蛍光板、写真フィルム、２次元画像検出器など）に当たった場所が回折図形の基準位置になる。
試料１５によって回折を受けた電子ビーム（回折ビーム）は、０次ビームから決まった角度だけ離れた方向へ向かい、０次ビームと回折ビームの間の角度が回折角である。
同じ面間隔の結晶面による回折角は等しいが、何らかの原因で０次ビームの方向が揺らぐと、そこから一定の角度だけ離れた回折ビームの方向も揺らぐ。この場合、フィルム上には０次ビームも回折ビームもズレた像が重ね撮りされ、回折図形の分解能が損なわれる。
対象試料１５への電子ビームの入射角θを、対象試料に入射する電子ビームと、対象試料面との成す角度と定義すれば、入射角θが撮影中に変化すると、対象試料１５による回折角が同じであっても、回折像上での回折ビームの位置が変化してしまい、重ねて撮影されたフィルム上には、位置のズレた回折像の重ねあわせが記録されてしまい、回折図形の分解能が著しく損なわれる。
【００２６】
対象試料面で電子ビームのスポットが移動しても、対象試料１５に対する電子ビームの入射角度θを一定に保持する方法としては、例えば球面収差の無い理想的な電子レンズの場合、あるいは近軸光線に対しては、電子ビームが常に対物前方磁界レンズ６０の焦点Ｆを通過するように、電子ビームの偏向手段１４を制御する方法が挙げられる。
図７に示すように、偏向手段１４が、第１の偏向コイル１４ａと第２の偏向コイル１４ｂの二段の偏向器によって構成されるものとし、両偏向コイルの駆動電流比を適切な値に設定したところ、電子ビームの中心線Ｂが常に焦点Ｆを通過するようにすることができ、試料１５面上でのスポット移動に伴う０次ビームの方向変動、あるいは試料面への入射角θの変動の低減化を図ることができた。
【００２７】
試料面が理想的な平面であり、対物前方磁界レンズ６０が理想的に軸対称であれば、入射角θの変化は光軸を中心として同心円状になり、対物前方磁界レンズ６０の球面収差が問題となる。
【００２８】
図７中の収束半角αは、回折像の角分解能に対応し、加速電圧が１００ｋＶ以上の電子顕微鏡においては、色収差の項を無視できるため、対象試料面に照射される電子ビームの直径Ｄとは、下記一般式（４）に示す関係がある。
Ｄ2＝（０．５Ｃｓα3）2＋（１．２２×λ／α）2・・・（４）
（λは電子ビームの波長）
【００２９】
従って、角分解能を上げるため収束半角αを小さくすると、対物前方磁界レンズ６０の球面収差の影響は小さくなるが、回折収差の影響が急激に大きくなり、電子ビームの径Ｄが大きくなり、走査ビームが太くなってしまう。
【００３０】
任意形状の微細領域内を、その形状を忠実に塗りつぶすような電子ビームの走査を実現するためには、電子ビームの径Ｄが小さいことが重要である。
電子ビームの発生源として、輝度の高い電界放射型電子源またはショットキー型電子源を適用することにより、電子ビームの直径Ｄおよび収束半角αを同時に小さく保つことができた。
【００３１】
具体的な例として、電界放射電子源である電子銃を有する加速電圧３００ｋＶの透過電子顕微鏡、例えば（株）日本電子社製ＪＥＭ−３０００Ｆを用いて電子ビーム径Ｄと収束半角αとを同時に小さく保つ実験を行った結果、収束半角α＝０．２１５（ｍｒａｄ）が得られ、この場合、極めて鮮明な電子線回折画像が得られることが確認された。
またこのビームを用いて撮影した走査電子顕微鏡像上には１０ｎｍ程度の構造が認められた。この事実から、ビーム径Ｄは（２）式で与えられる１１.２ｎｍの小ささが達成されていることがわかる。
【００３２】
ここで、上記透過電子顕微鏡を用いて、電子ビームの収束半角αが、０．２〜２（ｍｒａｄ）になるように制御し、加速電圧を１００〜３００ｋＶに設定した場合の、それぞれにおいて得られる電子線回折画像の鮮明さを金属コバルト（Ｃｏ）と酸化コバルト（ＣｏＯ）とから成る多結晶薄膜試料を用いて評価した。すなわち、六方晶の結晶構造を有するＣｏの回折線は、面指数がそれぞれ（１００）、（００２）および（１０１）である３本が近接して回折図形上に現われるが、この３本の分離が良好であることを判別の基準とした。
評価結果を下記表１に示す。
なお表１においては、◎は鮮明な図形が得られたもの、○は実用上許容できる程度の鮮明な画像が得られたもの、△は判別可能な程度の画像が得られたもの、×は判別不可能であったものとした。
【００３３】
【表１】
2004199884.tif 000003
【００３４】
上記表１に示すように、実用的な加速電圧として、１００〜３００ｋＶの範囲で設定して電子線回折測定を行うこととすると、収束半角α（ｒａｄ）は、α＜１×１０-3になるようにすれば、実用上においては、利用可能な電子線回折画像を得られることが確かめられた。
【００３５】
ところで、対象試料１５の上で被測定領域をさらに広げて、測定距離を最大まで延ばそうとすると、下記のような不具合が生じる。以下、図７によって説明する。
対物前方磁界レンズ６０が球面収差のない理想的なものならば、その焦点Ｆを通ってレンズに入射するビームはすべて、レンズの後方では互いに平行になり、平面状の試料１５への入射角は同一になるはずであった。しかしながら、現実には存在する球面収差のため、とくにレンズの外周部を通過するビームはより強く内側に曲げられる作用が生じる。
例えば、試料１５上で光軸 ＯＯ’ からｒＰ の距離にあるＰ点を照射するときにビームを通した焦点ＦからＱ２を経由し、光軸からの距離がｒＱ であるＱ点を狙うと、実際には上記の収差のためビームはより強く曲げられ、より光軸に近い Ｑ’ が照射されてしまう。期待された経路Ｑ２−Ｑから実現した経路Ｑ２−Ｑ’ までのずれ角度をδとする。
さて、電子ビームは、図７中で経路Ｐ２−Ｐの付近に斜線領域で示すように、太さを持っており、対物前方磁界レンズ６０によって試料面に向かってビーム中心線の両側に収束半角αずつ、両側で２αの広がり角を持って収束される。この角度広がりによって、もともと回折ビームにも±αの広がりがあり、これが回折図形の鮮明さを決める限界を与えていたものである。
ここに前記のずれ角δが重畳される。ずれ角δが収束半角αを上回ると、回折ビームの角度広がりも増大し、回折図形の鮮鋭さが著しく損なわれることになる。これが、収差を有する現実のレンズを用いて、広範囲の回折測定を行なう場合、特に最大まで測定距離を延ばそうとする場合に直面する不具合である。
かかる障害を克服するためには、電子ビームの偏向方式に修正を加えて、δ＜αの条件を満たすようにする。レンズ外周部ではビームを曲げる作用が強いのであるから、あらかじめそれを考慮した角度からビームを対物前方磁界レンズに入射させればよい。この経路は、図７ではＲ１−Ｑ２−Ｑで示されている。すなわち、近軸ビームに対する焦点Ｆよりもレンズに近づいた位置で光軸を横切る経路にビームを通せばよい。このとき、偏向コイル１４ａ、１４ｂよりなる偏向手段１４によって、より大きくビームを偏向させなければならないことは図７によって明らかな通りである。
【００３６】
このような問題の解決を図るためには、対象試料１５面上における光軸ＯＯ’から意図する照射位置までの距離をｒとした場合に、偏向手段１４の駆動電流Ｉを、上記ｒに比例するＩ＝ｋｒ（ｋは比例定数）とするのみではなく、さらに距離ｒの三乗に比例する成分を重畳し、Ｉ＝ｋ1ｒ＋ｋ3ｒ3（ｋ1、ｋ3は比例定数）とすることが有効であることが確認された。
これにより電子線回折図形の分解能を高く保持しつつ対象試料１５上において電子ビームＢのスポットが移動可能である最大距離を拡大するようにすることが可能である。
【００３７】
また、電子線回折像を得たい特定の微小領域に合わせた電子線の走査を行った際、モニターできる像が図８に示すように部分的になり、必要な領域を正しく走査しているのかどうかが分かり難い場合がある。このような場合には、先ず全体を電子ビームで走査して予め走査顕微鏡像を得ておき、次にこの走査顕微鏡像上に重ね、所望の特定領域において、電子ビームの滞留時間を他の領域よりも長く、あるいは短く設定して輪郭線を書くように、あるいは塗りつぶすようにして、この電子回折パターンの積算記録中において走査された領域の形状を、輪郭線または塗りつぶし図形として表示することにより、図９に示すように、所望の領域のコントラストを他の領域とは区別できるように明確にすることができる。
【００３８】
あるいは電子線回折を測定する所望の特定領域の座標データを予め設定しておき、走査像に対する特定領域の位置を、任意のコンピュータ上で表示させることによって、必要な領域を正しく走査するようにしてもよい。
【００３９】
次に、本発明の電子線回折装置を用いて、電子線回折像を撮影する場合における、電子線検出器（ＳＴＥＭ検出器：Scanning TEMの検出器）１７と撮影用フィルムもしくはＣＣＤカメラ等の回折像記録手段７０との設定位置関係の具体例を、図１０（ａ）（ｂ）、および図１１（ａ）（ｂ）に示す。
対象試料１５を観察するとき、電子ビーム入射方向を上方と定義すると、回折像記録手段７０は、電子線検出器１７に対して上方と下方とのいずれの位置に配置してもよく、これらいずれの場合においても、先ず、対象試料１５像を観察するために電子線検出器１７で電子ビームを検出し、透過像の上で回折像を取得する領域を選定し、その後回折像記録手段７０を挿入配置するようにする。
【００４０】
また、図１０（ｂ）に示すように、対象試料１５の上方に、二次電子検出器８０を配置し、二次電子を用いて走査像が得られるようにした場合には、対象試料１５を透過した電子ビームを、電子線検出器１７に入れるか、回折像記録手段７０に入れるか、切り替えを行う必要がない。
【００４１】
また、従来の透過電子顕微鏡においては、走査像観察のモードと、電子回折観察のモードとが同時に使われることがなかったため、回折撮影のシャッターは、電子顕微鏡本体側に付随し、走査制御装置とは別箇の部分に設けられているものであった。このため、走査ビームによる電子回折測定を行うためには、ビーム走査の開始に先立って、これの開放を行い、また走査終了後に本体側シャッターを閉じる操作が必要であり、操作が煩雑であった。
このような問題点に鑑みて、本発明の電子線回折装置１００においては、走査信号発生回路２２に付属させて、本体側シャッターならびに電子線検出器移動の制御信号発生回路を設けると、電子ビームの走査と、電子回折パターンの積算記録とが、共通のスイッチ操作によって連動して開始し、終了するようにすることが可能となり、操作が極めて簡略化される。
【００４２】
上述したような本発明の電子線回折装置１００を用いて具体的な電子線回折図形を得る場合について以下に説明する。
例えば、対象試料としてプラスチックフィルム上に蒸着磁性層を有する金属薄膜型の磁気テープを適用し、この磁気テープの断面の電子線回折図形を得ることとした。図１２（ａ）に磁気テープの断面の像を示し、図１２（ｂ）に磁気テープの断面の中央部において電子ビームの走査記録を積算させることによって得られた電子線回折図形を示し、図１２（ｃ）に磁気テープの断面の下層部において電子ビームの走査記録を積算させることによって得られた電子線回折図形を示す。
図１２（ａ）〜（ｃ）に示されているように、本発明の電子線回折装置１００によれば、多結晶薄膜材料の成長に伴う結晶粒方位分布の変化を確認することができた。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の電子線回折装置によれば、対象試料面上における電子回折測定を行う所望の微小領域の形状を任意に選定でき、ボケがなく明瞭な回折図形が得られ、顕微鏡像上に回折測定領域を重ねて確認容易に表示し、あるいは撮影をすることができた。
【００４４】
また、本発明の電子線回折装置おいては、電子ビーム発生源として電界放射型電子源またはショットキー型電子源を適用したことにより、対象試料に照射される電子ビームの直径Ｄと、収束半角αの低減化を図ることができた。
【００４５】
本発明の電子線回折装置においては、電子ビーム偏向手段の駆動電圧、または駆動電流として、試料面上において意図される電子ビーム照射スポット位置と、光軸との間の距離の三乗に比例する成分を重畳して設定するものとしたことにより、対象試料上において電子ビームの方向変動を小さく抑えながらスポットが移動可能である最大距離の拡大化を図ることができた。
【００４６】
また、本発明の電子線回折装置においては、偏向手段に掃引信号を供給する二次元掃引信号発生手段を具備するものとしたことにより、この掃引信号によって、対象試料上に、所望の寸法の電子ビームが所望の形状の領域内を走査するようにすることができ、電子ビーム走査中の回折パターンを、積算記録し、撮影することが可能となった。
【００４７】
また、本発明の電子線回折装置においては、先ず走査顕微鏡像を撮影し、次に走査顕微鏡像上に重ねて、電子回折パターンの積算記録中において走査された領域の形状を、輪郭線または塗りつぶし図形として表示する画像処理装置を具備するものとしたことにより、所望の位置における電子線回折像を、他の部分とは明確に区別して表示することが可能になった。
【００４８】
本発明の電子線回折装置においては、走査信号発生回路に付属させて、本体側シャッターならびに電子線検出器移動の制御信号発生回路を設けたことにより、電子ビームの走査と、電子回折パターンの積算記録とが、共通のスイッチ操作によって、連動して開始し、また終了するようにすることが可能となり、操作が極めて簡略化された。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）Ｃｒ層と磁性層との積層体に対する電子線照射の状態図を示す。
（ｂ）Ｃｒ層と磁性層との積層体に対する電子線照射の状態図を示す。
【図２】（ａ）従来における電子線回折図形を示す。
（ｂ）従来における電子線回折図形を示す。
【図３】（ａ）電子線照射の状態図を示す。
（ｂ）従来における電子線回折図形を示す。
（ｃ）従来における電子線回折図形を示す。
【図４】本発明の電子線回折装置の構成図を示す。
【図５】走査透過像全体から所望の領域を選定した状態図を示す。
【図６】隣接する格子面間隔に対応する回折斑点、回折環の分離が明瞭な回折画像を示す。
【図７】本発明の電子線回折装置の電子顕微鏡側の概略構成図を示す。
【図８】所望の微小領域に合わせた電子線の走査を行った際のモニター画像を示す。
【図９】所望の微小領域の輪郭線を重ねて、あるいは塗りつぶして電子線走査した場合のモニター画像を示す。
【図１０】（ａ）電子線検出器と回折像記録手段との設定位置関係の一例を示す。
（ｂ）電子線検出器と回折像記録手段との設定位置関係の一例を示す。
【図１１】（ａ）電子線検出器と回折像記録手段との設定位置関係の他の例を示す。
（ｂ）電子線検出器と回折像記録手段との設定位置関係の他の例を示す。
【図１２】（ａ）磁気テープの断面の走査電子顕微鏡像を示す。
（ｂ）磁気テープの断面の中央部における電子線回折図形を示す。
（ｃ）磁気テープの下層部における電子線回折図形を示す。
【符号の説明】
１１……電子ビーム発生源、１２……電子ビーム集束手段、１４……偏向手段、１４ａ……第１偏向コイル、１４ｂ……第２偏向コイル、１５……対象試料、１６……結像レンズ、１７……電子線検出器、２０……照射系、２１……モニター、２２……走査信号発生回路、２３……偏向コイル駆動信号、２４……検出信号、３０……結像系、４０……電子顕微鏡、５０……走査手段、６０……対物前方磁界レンズ、７０……回折像記録手段、８０……二次電子検出器、１００……電子線回折装置、
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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