(57)【要約】【課題】容易にコマフリー軸合わせを行うことができる軸合わせ方法を提供する。【解決手段】本発明に係る軸合わせ方法は、電子顕微鏡において、電子線の入射方向をコマフリー軸に合わせるための軸合わせ方法であって、電子線を基準軸に対して第１方向に傾斜させて第１ＴＥＭ像を取得する工程と、電子線を基準軸に対して第１方向と反対方向の第２方向に傾斜させて第２ＴＥＭ像を取得する工程と、第１ＴＥＭ像のパワースペクトルと第２ＴＥＭ像のパワースペクトルの差分画像の輝度が小さくなるように基準軸を変更する工程と、を含む。【選択図】図８
2017162606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子顕微鏡において、電子線の入射方向をコマフリー軸に合わせるための軸合わせ方法であって、
前記電子線を基準軸に対して第１方向に傾斜させて第１ＴＥＭ像を取得する工程と、
前記電子線を前記基準軸に対して前記第１方向と反対方向の第２方向に傾斜させて第２ＴＥＭ像を取得する工程と、
前記第１ＴＥＭ像のパワースペクトルと前記第２ＴＥＭ像のパワースペクトルの差分画像の輝度が小さくなるように前記基準軸を変更する工程と、
を含む、軸合わせ方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１ＴＥＭ像を取得するときの前記基準軸に対する前記電子線の傾斜角度の大きさと、前記第２ＴＥＭ像を取得するときの前記基準軸に対する前記電子線の傾斜角度の大きさとは、等しい、軸合わせ方法。
【請求項３】
電子線を偏向させて、試料に対する前記電子線の入射方向を変えるための偏向器と、
前記電子線が基準軸に対して第１方向に傾斜するように前記偏向器を制御する第１処理、および前記電子線が前記基準軸に対して前記第１方向とは反対方向の第２方向に傾斜するように前記偏向器を制御する第２処理を行う偏向器制御部と、
前記電子線を前記第１方向に傾斜させたときの第１ＴＥＭ像および前記電子線を前記第２方向に傾斜させたときの第２ＴＥＭ像を取得するＴＥＭ像取得部と、
前記第１ＴＥＭ像のパワースペクトルと前記第２ＴＥＭ像のパワースペクトルの差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像を表示部に表示させる制御を行う表示制御部と、
を含む、電子顕微鏡。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１ＴＥＭ像を取得するときの前記基準軸に対する前記電子線の傾斜角度の大きさと、前記第２ＴＥＭ像を取得するときの前記基準軸に対する前記電子線の傾斜角度の大きさとは、等しい、電子顕微鏡。
【請求項５】
請求項３または４において、
前記偏向器制御部は、前記第１処理および前記第２処理を繰り返し行う、電子顕微鏡。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれか１項において、
前記差分画像の輝度が閾値以下になった場合に、軸合わせが完了したことをユーザーに通知する通知部を含む、電子顕微鏡。
【請求項７】
請求項３または４において、
前記電子線の入射方向を決定する入射方向決定部を含み、
前記偏向器制御部は、前記試料に対する前記基準軸の傾斜角度を変更しつつ、前記基準軸の傾斜角度ごとに、前記第１処理および前記第２処理を行い、
前記ＴＥＭ像取得部は、前記基準軸の傾斜角度ごとに、前記第１ＴＥＭ像および前記第２ＴＥＭ像を取得し、
前記差分画像生成部は、前記基準軸の傾斜角度ごとに、前記差分画像を生成し、
前記入射方向決定部は、前記基準軸の傾斜角度ごとに生成された前記差分画像に基づいて、前記電子線の入射方向を決定する、電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸合わせ方法および電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＴＥＭ）の軸合わせとして、一般的に、電圧軸合わせや、電流軸合わせが行われる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、近年、透過電子顕微鏡の高分解能化にともない、これらの軸合わせよりも、電子線の入射方向をコマフリー軸に合わせる方が高分解能像を取得するうえで重要といわれている。コマフリー軸とは、対物レンズの寄生収差の一つである（軸上）コマ収差が零になる軸である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１６７２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、透過電子顕微鏡において、電子線の入射方向をコマフリー軸に合わせることは重要であり、容易に、コマフリー軸合わせができる手法が望まれている。
【０００６】
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、容易に、コマフリー軸合わせを行うことができる軸合わせ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、容易にコマフリー軸合わせを行うことができる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】
【０００７】
（１）本発明に係る軸合わせ方法は、
電子顕微鏡において、電子線の入射方向をコマフリー軸に合わせるための軸合わせ方法であって、
前記電子線を基準軸に対して第１方向に傾斜させて第１ＴＥＭ像を取得する工程と、
前記電子線を前記基準軸に対して前記第１方向と反対方向の第２方向に傾斜させて第２ＴＥＭ像を取得する工程と、
前記第１ＴＥＭ像のパワースペクトルと前記第２ＴＥＭ像のパワースペクトルの差分画像の輝度が小さくなるように前記基準軸を変更する工程と、
を含む。
【０００８】
このような軸合わせ方法では、差分画像の輝度が小さくなるように基準軸（すなわち電子線の入射方向）を変更することで、電子線の入射方向をコマフリー軸に合わせることができる。そのため、このような軸合わせ方法によれば、容易に軸合わせを行うことができる。
【０００９】
（２）本発明に係る軸合わせ方法において、
前記第１ＴＥＭ像を取得するときの前記基準軸に対する前記電子線の傾斜角度の大きさと、前記第２ＴＥＭ像を取得するときの前記基準軸に対する前記電子線の傾斜角度の大きさとは、等しくてもよい。
【００１０】
（３）本発明に係る電子顕微鏡は、
電子線を偏向させて、試料に対する前記電子線の入射方向を変えるための偏向器と、
前記電子線が基準軸に対して第１方向に傾斜するように前記偏向器を制御する第１処理、および前記電子線が前記基準軸に対して前記第１方向とは反対方向の第２方向に傾斜するように前記偏向器を制御する第２処理を行う偏向器制御部と、
前記電子線を前記第１方向に傾斜させたときの第１ＴＥＭ像および前記電子線を前記第２方向に傾斜させたときの第２ＴＥＭ像を取得するＴＥＭ像取得部と、
前記第１ＴＥＭ像のパワースペクトルと前記第２ＴＥＭ像のパワースペクトルの差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像を表示部に表示させる制御を行う表示制御部と、
を含む。
【００１１】
このような電子顕微鏡では、第１ＴＥＭ像のパワースペクトルと第２ＴＥＭ像のパワースペクトルの差分画像を表示部に表示することができる。この差分画像から電子線の入射方向がコマフリー軸に合っているか否かを判断することができるため、このような電子顕微鏡では、容易に軸合わせを行うことができる。
【００１２】
（４）本発明に係る電子顕微鏡において、
前記第１ＴＥＭ像を取得するときの前記基準軸に対する前記電子線の傾斜角度の大きさと、前記第２ＴＥＭ像を取得するときの前記基準軸に対する前記電子線の傾斜角度の大きさとは等しくてもよい。
【００１３】
（５）本発明に係る電子顕微鏡において、
前記偏向器制御部は、前記第１処理および前記第２処理を繰り返し行ってもよい。
【００１４】
このような電子顕微鏡では、表示部に差分画像をリアルタイムに表示することができ、基準軸を変更したときに、当該基準軸に対応する電子線の入射方向がコマフリー軸に合っているか否かを直ちに判断することができる。
【００１５】
（６）本発明に係る電子顕微鏡において、
前記差分画像の輝度が閾値以下になった場合に、軸合わせが完了したことをユーザーに通知する通知部を含んでいてもよい。
【００１６】
このような電子顕微鏡では、電子線の入射方向がコマフリー軸に合っているか否かを容易に把握することができる。
【００１７】
（７）本発明に係る電子顕微鏡において、
前記電子線の入射方向を決定する入射方向決定部を含み、
前記偏向器制御部は、前記試料に対する前記基準軸の傾斜角度を変更しつつ、前記基準軸の傾斜角度ごとに、前記第１処理および前記第２処理を行い、
前記ＴＥＭ像取得部は、前記基準軸の傾斜角度ごとに、前記第１ＴＥＭ像および前記第２ＴＥＭ像を取得し、
前記差分画像生成部は、前記基準軸の傾斜角度ごとに、前記差分画像を生成し、
前記入射方向決定部は、前記基準軸の傾斜角度ごとに生成された前記差分画像に基づいて、前記電子線の入射方向を決定してもよい。
【００１８】
このような電子顕微鏡では、電子線の入射方向をコマフリー軸に自動的に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る電子顕微鏡を模式的に示す図。
【図２】第１実施形態に係る電子顕微鏡の操作画面を模式的に示す図。
【図３】第１実施形態に係る電子顕微鏡の動作の流れの一例を示すフローチャート。
【図４】コマフリー軸合わせを行う前の電子線の状態を模式的に示す図。
【図５】Ｘビームティルトコイルによって電子線を基準軸に対して＋Ｘ方向に傾斜させた状態を模式的に示す図。
【図６】Ｘビームティルトコイルによって電子線を基準軸に対して−Ｘ方向に傾けた状態を模式的に示す図。
【図７】ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分画像の一例を示す図。
【図８】ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分画像の一例を示す図。
【図９】Ｘ方向において、差分画像（Ｘ）の輝度が小さくなったときの基準軸の状態を模式的に示す図。
【図１０】Ｘ方向において、基準軸に電子線の入射方向を一致させた状態を模式的に示す図。
【図１１】第２実施形態に係る電子顕微鏡を模式的に示す図。
【図１２】第２実施形態に係る電子顕微鏡の操作画面を模式的に示す図。
【図１３】第２実施形態に係る電子顕微鏡の動作の流れの一例を示すフローチャート。
【図１４】第３実施形態に係る電子顕微鏡を模式的に示す図。
【図１５】基準軸の傾斜角度を変更している様子を模式的に示す図。
【図１６】第３実施形態に係る電子顕微鏡の操作画面を模式的に示す図。
【図１７】第３実施形態に係る電子顕微鏡の動作の流れの一例を示すフローチャート。
【図１８】第３実施形態に係る電子顕微鏡の動作の変形例を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
１．  第１実施形態
１．１．  電子顕微鏡
まず、第１実施形態に係る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、第１実施形態に係る電子顕微鏡１００を模式的に示す図である。図１には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【００２２】
電子顕微鏡１００は、図１に示すように、電子源１０と、集束レンズ１２と、電子線偏向器１３（偏向器の一例）と、対物レンズ１４と、試料ステージ１６と、試料ホルダー１７と、中間レンズ１８と、投影レンズ２０と、撮像装置２２と、処理部３０と、操作部４０と、表示部４２と、記憶部４４と、を含む。電子顕微鏡１００は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）である。
【００２３】
電子源１０は、電子線ＥＢ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を放出する電子銃である。図示の例では、電子源１０から放出された電子線ＥＢは、−Ｚ方向に進行する。
【００２４】
集束レンズ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
。
【００２５】
電子線偏向器１３は、集束レンズ１２で集束された電子線ＥＢを偏向させる。電子線偏向器１３が電子線ＥＢを偏向させることにより、試料Ｓに対する電子線ＥＢの入射方向を変えることができる。電子線偏向器１３は、例えば、集束レンズ１２と対物レンズ１４（試料Ｓ）との間に配置されている。
【００２６】
電子線偏向器１３は、Ｘビームティルトコイル１３ａと、Ｙビームティルトコイル１３ｂと、を含んで構成されている。Ｘビームティルトコイル１３ａは、電子線ＥＢをＸ方向に傾斜させることができる。Ｙビームティルトコイル１３ｂは、電子線ＥＢをＹ方向に傾斜させることができる。Ｘビームティルトコイル１３ａおよびＹビームティルトコイル１３ｂによって、電子線ＥＢの入射方向を２次元的に制御することができ、試料Ｓに対して様々な方向から電子線ＥＢを入射させることができる。
【００２７】
電子線偏向器１３は、ユーザーの操作（操作部４０の操作や、偏向器調整つまみ（図示せず）の回転操作など）に応じて、電子線ＥＢの入射方向を変更する。これにより、電子線ＥＢの入射方向を所望の方向に調整することができる。また、後述するように、電子線偏向器１３の動作を、偏向器制御部３１によって制御することも可能である。
【００２８】
対物レンズ１４は、試料Ｓを透過した電子線ＥＢで透過電子顕微鏡像（以下「ＴＥＭ像」ともいう）を結像するための初段のレンズである。
【００２９】
試料ステージ１６は、試料Ｓを保持する。図示の例では、試料ステージ１６は、試料ホルダー１７を介して、試料Ｓを保持している。試料ステージ１６によって、試料Ｓの位置決めを行うことができる。
【００３０】
中間レンズ１８および投影レンズ２０は、対物レンズ１４によって結像された像をさらに拡大し、撮像装置２２に結像させる。対物レンズ１４、中間レンズ１８、および投影レンズ２０は、電子顕微鏡１００の結像系を構成している。
【００３１】
撮像装置２２は、結像系によって結像されたＴＥＭ像を撮影する。撮像装置２２は、例えば、ＣＣＤカメラ等のデジタルカメラである。撮像装置２２は、撮影したＴＥＭ像の画像データを処理部３０に出力する。
【００３２】
操作部４０は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、処理部３０に送る処理を行う。操作部４０の機能は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどにより実現できる。
【００３３】
表示部４２は、処理部３０によって生成された画像を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどにより実現できる。
【００３４】
記憶部４４は、処理部３０が各種の計算処理や制御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４４は、処理部３０の作業領域として用いられ、処理部３０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４４の機能は、ハードディスク、ＲＡＭなどにより実現できる。
【００３５】
処理部３０は、電子顕微鏡１００の光学系１２，１３，１４，１８，２０の制御や、ユーザーがコマフリー軸合わせを行うための画像を表示部４２に表示させる制御などの処理を行う。ここで、コマフリー軸合わせとは、（軸上）コマ収差が零になる軸（コマフリー軸）に電子線ＥＢの入射方向を合わせることをいう。
【００３６】
処理部３０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してもよいし、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。処理部３０は、偏向器制御部３１と、ＴＥＭ像取得部３２と、差分画像生成部３３と、表示制御部３４と、を含む。
【００３７】
偏向器制御部３１は、ユーザーがＸ方向におけるコマフリー軸合わせ開始指示を行った場合に、電子線ＥＢが基準軸に対して＋Ｘ方向に傾斜するように電子線偏向器１３（Ｘビームティルトコイル１３ａ）を制御する処理と、電子線ＥＢが基準軸に対して−Ｘ方向（＋Ｘ方向とは反対方向）に傾斜するように電子線偏向器１３を制御する処理と、を行う。このとき、偏向器制御部３１は、電子線ＥＢを＋Ｘ方向に傾斜させたときの基準軸に対する傾斜角度の大きさと、電子線ＥＢを−Ｘ方向に傾斜させたときの基準軸に対する傾斜角度の大きさと、が等しくなるように、Ｘビームティルトコイル１３ａを制御する。なお、基準軸とは、任意に設定される軸であり、コマフリー軸合わせの対象となる電子線ＥＢの入射方向に対応する。
【００３８】
偏向器制御部３１は、電子線ＥＢが基準軸に対して＋Ｘ方向に傾斜するようにＸビームティルトコイル１３ａを制御する処理、および電子線ＥＢが基準軸に対して−Ｘ方向に偏向するようにＸビームティルトコイル１３ａを制御する処理を繰り返し行う。
【００３９】
ＴＥＭ像取得部３２は、電子線ＥＢを＋Ｘ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（＋Ｘ）および電子線ＥＢを−Ｘ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（−Ｘ）を取得する。ＴＥＭ像取得部３２は、ＴＥＭ像（＋Ｘ）を取得するときの基準軸に対する電子線ＥＢの傾斜角度の大きさと、ＴＥＭ像（−Ｘ）を取得するときの基準軸に対する電子線ＥＢの傾斜角度の大きさとが等しくなるように、ＴＥＭ像（＋Ｘ）およびＴＥＭ像（−Ｘ）を取得する。
【００４０】
ＴＥＭ像取得部３２が取得するＴＥＭ像（＋Ｘ）およびＴＥＭ像（−Ｘ）は、試料Ｓのアモルファス領域を撮影することで得られたアモルファス像である。
【００４１】
差分画像生成部３３は、ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分画像（Ｘ）を生成する。差分画像生成部３３は、ＴＥＭ像をフーリエ変換（例えばＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ））して、パワースペクトルを生成する。差分画像（Ｘ）は、ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分を取ることで得られる画像である。
【００４２】
表示制御部３４は、差分画像生成部３３で生成された差分画像（Ｘ）を表示部４２に表示させる制御を行う。
【００４３】
また、偏向器制御部３１は、ユーザーがＹ方向におけるコマフリー軸合わせ開始指示を行った場合に、電子線ＥＢが基準軸に対して＋Ｙ方向に傾斜するように電子線偏向器１３（Ｙビームティルトコイル１３ｂ）を制御する処理と、電子線ＥＢが基準軸に対して−Ｙ方向（＋Ｙ方向とは反対方向）に傾斜するように電子線偏向器１３を制御する処理と、を行う。
【００４４】
ＴＥＭ像取得部３２は、電子線ＥＢを基準軸に対して＋Ｙ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（＋Ｙ）および電子線ＥＢを基準軸に対して−Ｙ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（−Ｙ）を取得する。
【００４５】
差分画像生成部３３は、ＴＥＭ像（＋Ｙ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｙ）のパワースペクトルの差分画像（Ｙ）を生成する。
【００４６】
表示制御部３４は、差分画像生成部３３で生成された差分画像（Ｙ）を表示部４２に表示させる制御を行う。
【００４７】
図２は、電子顕微鏡１００の操作画面２を模式的に示す図である。
【００４８】
表示制御部３４は、操作部４０を介してコマフリー軸合わせ開始指示を受け付けた場合、図２に示す操作画面２を表示部４２に表示させる制御を行う。
【００４９】
操作画面２は、Ｘボタン３ａと、Ｙボタン３ｂと、第１パワースペクトル表示部６ａと、第２パワースペクトル表示部６ｂと、差分画像表示部６ｃと、を含んで構成されている。
【００５０】
Ｘボタン３ａは、ユーザーがＸ方向におけるコマフリー軸合わせ開始、または終了の指示を行うためのボタンである。Ｘ方向におけるコマフリー軸合わせを開始する指示を行う場合にはＸボタン３ａを押下し、終了する指示を行う場合にはＸボタン３ａを再度、押下する。
【００５１】
Ｙボタン３ｂは、ユーザーがＹ方向におけるコマフリー軸合わせ開始、または終了の指示を行うためのボタンである。Ｙ方向におけるコマフリー軸合わせを開始する指示を行う場合にはＹボタン３ｂを押下し、終了する指示を行う場合にはＹボタン３ｂを再度、押下する。
【００５２】
第１パワースペクトル表示部６ａには、ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルまたはＴＥＭ像（＋Ｙ）のパワースペクトルが表示される。
【００５３】
第２パワースペクトル表示部６ｂには、ＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルまたはＴＥＭ像（−Ｙ）のパワースペクトルが表示される。
【００５４】
差分画像表示部６ｃには、差分画像生成部３３が生成した差分画像（Ｘ）または差分画像（Ｙ）が表示される。
【００５５】
１．２．  電子顕微鏡の動作
次に、電子顕微鏡１００の動作について説明する。
【００５６】
図３は、電子顕微鏡１００の動作の流れの一例を示すフローチャートである。図４は、後述するコマフリー軸合わせを行う前の試料Ｓ，レンズＬ（対物レンズ１４）に入射する電子線ＥＢの状態（初期状態）を模式的に示す図である。
【００５７】
偏向器制御部３１は、ユーザーがＸ方向におけるコマフリー軸合わせ開始指示を行ったか、または、Ｙ方向におけるコマフリー軸合わせ開始指示を行ったかを判定する（ステップＳ１００）。
【００５８】
偏向器制御部３１は、操作画面２のＸボタン３ａに対する押下操作が行われた場合に、ユーザーがＸ方向におけるコマフリー軸合わせ開始指示を行ったと判定する。また、偏向器制御部３１は、操作画面２のＹボタン３ｂに対する押下操作が行われた場合に、ユーザーがＹ方向におけるコマフリー軸合わせ開始指示を行ったと判定する。
【００５９】
ユーザーは、まず、Ｘ方向におけるコマフリー軸合わせを行う。そのため、ユーザーは、偏向器制御部３１に対してＸ方向におけるコマフリー軸合わせ開始指示（Ｘボタン３ａ
の押下操作）を行う。
【００６０】
偏向器制御部３１は、ユーザーがＸ方向におけるコマフリー軸合わせ開始指示を行ったと判定した場合（ステップＳ１００で「Ｘ」の場合）、電子線ＥＢが基準軸Ａに対して＋Ｘ方向に傾斜するようにＸビームティルトコイル１３ａを制御する（ステップＳ１０２）。
【００６１】
図５は、Ｘビームティルトコイル１３ａによって電子線ＥＢを基準軸Ａに対して＋Ｘ方向に傾斜させた状態を模式的に示す図である。
【００６２】
図５に示すように、Ｘビームティルトコイル１３ａによって電子線ＥＢは、基準軸Ａに対して＋Ｘ方向に角度θだけ傾く。なお、基準軸Ａは、図４に示す初期状態における電子線ＥＢの入射方向に一致する軸である。
【００６３】
次に、ＴＥＭ像取得部３２は、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して＋Ｘ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（＋Ｘ）を取得する（ステップＳ１０４）。ＴＥＭ像取得部３２は、Ｘビームティルトコイル１３ａによって電子線ＥＢが＋Ｘ方向に角度θだけ傾いたタイミングでＴＥＭ像が撮影されるように撮像装置２２を制御する。これにより、ＴＥＭ像（＋Ｘ）を取得することができる。
【００６４】
次に、偏向器制御部３１は、電子線ＥＢが基準軸Ａに対して−Ｘ方向に傾斜するようにＸビームティルトコイル１３ａを制御する（ステップＳ１０６）。
【００６５】
図６は、Ｘビームティルトコイル１３ａによって電子線ＥＢを基準軸Ａに対して−Ｘ方向に傾けた状態を模式的に示す図である。
【００６６】
図６に示すように、Ｘビームティルトコイル１３ａによって電子線ＥＢは、基準軸Ａに対して−Ｘ方向に角度θだけ傾く。
【００６７】
次に、ＴＥＭ像取得部３２は、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して−Ｘ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（−Ｘ）を取得する（ステップＳ１０８）。ＴＥＭ像取得部３２は、Ｘビームティルトコイル１３ａによって電子線ＥＢが−Ｘ方向に角度θだけ傾いたタイミングでＴＥＭ像が撮影されるように撮像装置２２を制御する。これにより、ＴＥＭ像（−Ｘ）を取得することができる。
【００６８】
次に、差分画像生成部３３は、ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分画像（Ｘ）を生成する（ステップＳ１１０）。
【００６９】
次に、表示制御部３４は、差分画像生成部３３で生成された差分画像（Ｘ）を表示部４２に表示させる制御を行う（ステップＳ１１２）。
【００７０】
表示制御部３４は、図２に示す操作画面２の第１パワースペクトル表示部６ａにＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルを表示させ、第２パワースペクトル表示部６ｂにＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルを表示させ、差分画像表示部６ｃに差分画像（Ｘ）を表示させる。
【００７１】
偏向器制御部３１、ＴＥＭ像取得部３２、差分画像生成部３３、および表示制御部３４は、ユーザーがＸ方向におけるコマフリー軸合わせ終了の指示を行うまで、ステップＳ１０２〜ステップＳ１１２の処理を繰り返し行う。これにより、操作画面２の差分画像表示部６ｃには、差分画像（Ｘ）がリアルタイムに表示される。
【００７２】
図７および図８は、ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分画像の一例を示す図である。
【００７３】
図７に示す差分画像には、明るい箇所が見られ、差分画像の輝度が大きい。すなわち、ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分が大きいといえる。これは、基準軸Ａに沿った電子線ＥＢの入射方向がコマフリー軸に合っていないことを意味している。
【００７４】
これに対して、図８に示す差分画像には、明るい箇所が見られず、差分画像の輝度が小さい。すなわち、ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分が小さいといえる。これは、基準軸Ａに沿った電子線ＥＢの入射方向がコマフリー軸に合っていることを意味している。
【００７５】
ユーザーは、操作画面２の差分画像表示部６ｃにリアルタイムに表示される差分画像（Ｘ）を確認しながら、差分画像（Ｘ）の輝度が小さくなくなるように、操作部４０または偏向器操作つまみを操作する。Ｘビームティルトコイル１３ａは、ユーザーの操作に応じて、電子線ＥＢを傾斜させて電子線ＥＢの入射方向（すなわち基準軸Ａ）を変更する。そして、ユーザーは、図８に示すように、差分画像（Ｘ）の輝度が十分に（最も）小さくなくなったら、操作画面２のＸボタン３ａを押下する。
【００７６】
操作画面２のＸボタン３ａの押下操作が行われると（ステップＳ１１４でＹＥＳ）、偏向器制御部３１はＸビームティルトコイル１３ａを制御する処理を停止する。
【００７７】
図９は、Ｘ方向において、差分画像（Ｘ）の輝度が十分に小さくなったときの、基準軸Ａの状態を模式的に示す図である。図１０は、Ｘ方向において、図９に示す基準軸Ａに電子線ＥＢの入射方向を一致させた状態を模式的に示す図である。
【００７８】
差分画像（Ｘ）の輝度が十分に小さくなったときの、基準軸Ａに電子線ＥＢの入射方向を一致させることで、Ｘ方向におけるコマフリー軸合わせを行うことができる。
【００７９】
次に、ユーザーは、Ｙ方向におけるコマフリー軸合わせを行う。そのため、ユーザーは、Ｙ方向におけるコマフリー軸合わせ開始指示（Ｙボタン３ｂの押下操作）を行う。このとき、図１０に示すように、Ｘ方向において、電子線ＥＢの入射方向がコマフリー軸にあった状態を初期状態とする。すなわち、基準軸Ａは、当該初期状態における電子線ＥＢの入射方向に一致する軸である。
【００８０】
なお、Ｙ方向におけるコマフリー軸合わせを行うための処理部３０の処理は、Ｙビームティルトコイル１３ｂを動作させる点を除いてＸ方向におけるコマフリー軸合わせと同様に行われる。具体的には以下の通りである。
【００８１】
偏向器制御部３１は、ユーザーがＹ方向におけるコマフリー軸合わせ開始指示を行ったと判定した場合（ステップＳ１００で「Ｙ」の場合）、電子線ＥＢが基準軸Ａに対して＋Ｙ方向に傾斜するようにＹビームティルトコイル１３ｂを制御する（ステップＳ１１６）。
【００８２】
次に、ＴＥＭ像取得部３２は、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して＋Ｙ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（＋Ｙ）を取得する（ステップＳ１１８）。
【００８３】
次に、偏向器制御部３１は、電子線ＥＢが基準軸Ａに対して−Ｙ方向に傾斜するように
Ｙビームティルトコイル１３ｂを制御する（ステップＳ１２０）。
【００８４】
次に、ＴＥＭ像取得部３２は、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して−Ｙ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（−Ｙ）を取得する（ステップＳ１２２）。
【００８５】
次に、差分画像生成部３３は、ＴＥＭ像（＋Ｙ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｙ）のパワースペクトルの差分画像（Ｙ）を生成する（ステップＳ１２４）。
【００８６】
次に、表示制御部３４は、差分画像生成部３３で生成された差分画像（Ｙ）を表示部４２に表示させる制御を行う（ステップＳ１２６）。
【００８７】
表示制御部３４は、図２に示す操作画面２の第１パワースペクトル表示部６ａにＴＥＭ像（＋Ｙ）のパワースペクトルを表示させ、第２パワースペクトル表示部６ｂにＴＥＭ像（−Ｙ）のパワースペクトルを表示させ、差分画像表示部６ｃに差分画像（Ｙ）を表示させる。
【００８８】
偏向器制御部３１、ＴＥＭ像取得部３２、差分画像生成部３３、および表示制御部３４は、ユーザーがＹ方向におけるコマフリー軸合わせ終了の指示を行うまで、ステップＳ１１６〜ステップＳ１２６の処理を繰り返し行う。これにより、操作画面２の差分画像表示部６ｃには、差分画像（Ｙ）がリアルタイムに表示される。
【００８９】
ユーザーは、操作画面２の差分画像表示部６ｃにリアルタイムに表示される差分画像（Ｙ）を確認しながら、差分画像（Ｙ）の輝度が小さくなるように、操作部４０または偏向器操作つまみを操作する。Ｙビームティルトコイル１３ｂは、ユーザーの操作に応じて、電子線ＥＢを傾斜させて電子線ＥＢの入射方向（すなわち基準軸Ａ）を変更する。そして、ユーザーは、差分画像の輝度が十分に小さくなったら、操作画面２のＹボタン３ｂを押下する。
【００９０】
操作画面２のＹボタン３ｂの押下操作が行われると（ステップＳ１２８でＹＥＳ）、偏向器制御部３１はＹビームティルトコイル１３ｂを制御する処理を停止する。
【００９１】
Ｘ方向およびＹ方向についてコマフリー軸合わせを行ったら、ユーザーは、操作部４０を介して処理部３０に対してコマフリー軸合わせ終了の指示を行う。
【００９２】
処理部３０は、操作部４０を介してユーザーのコマフリー軸合わせの終了指示を受け付けると（ステップＳ１３０でＹＥＳ）、処理を終了する。
【００９３】
なお、上記の例では、ユーザーは、Ｘ方向におけるコマフリー軸合わせを行った後に、Ｙ方向におけるコマフリー軸合わせを行ったが、Ｙ方向におけるコマフリー軸合わせを行った後に、Ｘ方向におけるコマフリー軸合わせを行ってもよい。また、ユーザーは、Ｘ方向におけるコマフリー軸合わせおよびＹ方向におけるコマフリー軸合わせを交互に複数回行ってもよい。
【００９４】
本実施形態に係る電子顕微鏡１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００９５】
電子顕微鏡１００では、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して＋Ｘ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルと電子線ＥＢを基準軸Ａに対して−Ｘ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分画像（Ｘ）を表示部４２に表示することができる。電子顕微鏡１００では、同様に、ＴＥＭ像（＋Ｙ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｙ）のパワースペクトルの差分画像（Ｙ）を表示部４２に表示することがで
きる。この差分画像（Ｘ）および差分画像（Ｙ）から電子線ＥＢの入射方向がコマフリー軸に合っているか否かを判断することができるため、電子顕微鏡１００では、容易にコマフリー軸合わせを行うことができる。
【００９６】
電子顕微鏡１００では、偏向器制御部３１が、電子線ＥＢが基準軸Ａに対して＋Ｘ方向（または＋Ｙ方向）に傾斜するように電子線偏向器１３を制御する処理と、電子線ＥＢが基準軸Ａに対して−Ｘ方向（または−Ｙ方向）に傾斜するように電子線偏向器１３を制御する処理と、を繰り返し行う。そのため、表示部４２に差分画像（Ｘ）（または差分画像（Ｙ））をリアルタイムに表示することができ、基準軸Ａを変更したときに、当該基準軸Ａに対応する電子線ＥＢの入射方向がコマフリー軸に合っているか否かを直ちに判断することができる。
【００９７】
また、電子顕微鏡１００では、差分画像を、現在の電子線ＥＢの入射方向がコマフリー軸に合っているのか否かを確認するために用いることができる。例えば、電子線ＥＢの入射方向をコマフリー軸に自動的に合わせるソフトウェアが搭載された電子顕微鏡では、ＴＥＭ像の倍率や画像のコントラストなどの条件によっては適切な軸合わせができない場合がある。また、このような電子顕微鏡では、ユーザーは軸合わせが適切に行われたか否かを知ることができない。これに対して、電子顕微鏡１００では差分画像を表示することができるため、ソフトウェアにより自動で軸合わせが行われた場合であっても、ユーザーは差分画像を確認することでソフトウェアによる軸合わせが適切に行われたか否かを容易に確認することができる。
【００９８】
本実施形態に係る軸合わせ方法は、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して＋Ｘ方向に傾斜させてＴＥＭ像（＋Ｘ）を取得する工程と、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して−Ｘ方向に傾斜させてＴＥＭ像（−Ｘ）を取得する工程と、ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分画像（Ｘ）の輝度が小さくなるように基準軸Ａを変更する工程と、を含む。また、本実施形態に係る軸合わせ方法は、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して＋Ｙ方向に傾斜させてＴＥＭ像（＋Ｙ）を取得する工程と、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して−Ｙ方向に傾斜させてＴＥＭ像（−Ｙ）を取得する工程と、ＴＥＭ像（＋Ｙ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｙ）のパワースペクトルの差分画像（Ｙ）の輝度が小さくなるように基準軸Ａを変更する工程と、を含む。
【００９９】
本実施形態に係る軸合わせ方法によれば、差分画像の輝度が小さくなるように基準軸Ａ（すなわち電子線ＥＢの入射方向）を変更することで、電子線ＥＢの入射方向をコマフリー軸に合わせることができる。そのため、本実施形態に係る軸合わせ方法によれば、容易に軸合わせを行うことができる。
【０１００】
２．  第２実施形態
２．１．  電子顕微鏡
次に、第２実施形態に係る電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第２実施形態に係る電子顕微鏡２００を模式的に示す図である。以下、第２実施形態に係る電子顕微鏡２００において、上述した第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０１】
電子顕微鏡２００では、図１１に示すように、処理部３０が通知部３５を含んで構成されている点で電子顕微鏡１００と異なる。
【０１０２】
通知部３５は、差分画像の輝度が閾値以下になった場合に、コマフリー軸合わせが完了したことをユーザーに通知する。ここで、差分画像の輝度は、差分画像の全ピクセルの合計の輝度であってもよいし、ピクセルの平均輝度であってもよい。閾値は、要求される軸
合わせの精度等によって適宜決定される。
【０１０３】
図１２は、電子顕微鏡２００の操作画面２を模式的に示す図である。
【０１０４】
通知部３５による通知は、図１２に示すように、操作画面２にコマフリー軸合わせが完了したことを通知するメッセージ８を表示することにより行われる。なお、通知部３５による通知は特に限定されず、ブザー等の音による通知などによって行われてもよい。
【０１０５】
２．２．  電子顕微鏡の動作
次に、電子顕微鏡２００の動作について説明する。
【０１０６】
図１３は、電子顕微鏡２００の動作の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１３では、図３と同じ処理を行うステップには同じ符号を付している。以下では、図３と同じ処理を行うステップについては、その説明を省略する。
【０１０７】
表示制御部３４がＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分画像（Ｘ）を表示部４２に表示させる制御を行った後（ステップＳ１１２の後）、通知部３５は、差分画像（Ｘ）の輝度が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。
【０１０８】
差分画像の輝度が閾値以下と判定された場合（ステップＳ２００でＹＥＳ）、通知部３５は、コマフリー軸合わせが完了したことをユーザーに通知する（ステップＳ２０２）。そして、ステップＳ１１４の処理が行われる。
【０１０９】
一方、差分画像（Ｘ）の輝度が閾値以下でないと判定された場合（ステップＳ２００でＮＯ）、ステップＳ１１４の処理が行われる。
【０１１０】
また、表示制御部３４がＴＥＭ像（＋Ｙ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｙ）のパワースペクトルの差分画像（Ｙ）を表示部４２に表示させる制御を行った後（ステップＳ１２６の後）、通知部３５は、差分画像（Ｙ）の輝度が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
【０１１１】
差分画像（Ｙ）の輝度が閾値以下と判定された場合（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、通知部３５は、コマフリー軸合わせが完了したことをユーザーに通知する（ステップＳ２０６）。そして、ステップＳ１２８の処理が行われる。
【０１１２】
一方、差分画像（Ｙ）の輝度が閾値以下でないと判定された場合（ステップＳ２０４でＮＯ）、ステップＳ１２８の処理が行われる。
【０１１３】
本実施形態に係る電子顕微鏡２００によれば、通知部３５が、差分画像の輝度が閾値以下になった場合に、軸合わせが完了したことをユーザーに通知するため、ユーザーは、電子線ＥＢの入射方向がコマフリー軸に合っているか否かを容易に把握することができる。
【０１１４】
３．  第３実施形態
３．１．  電子顕微鏡
次に、第３実施形態に係る電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図１４は、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００を模式的に示す図である。以下、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００において、上述した第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１５】
電子顕微鏡３００では、図１４に示すように、処理部３０が入射方向決定部３６を含んで構成されている点で電子顕微鏡１００と異なる。
【０１１６】
入射方向決定部３６は、電子線ＥＢの入射方向がコマフリー軸に合うように電子線ＥＢの入射方向を決定する処理を行う。すなわち、電子顕微鏡３００では、コマフリー軸合わせを自動的に行うことができる。
【０１１７】
電子顕微鏡３００において、偏向器制御部３１は、試料Ｓに対する基準軸ＡのＸ方向の傾斜角度を変更しつつ、基準軸Ａの傾斜角度ごとに、基準軸Ａに対して電子線ＥＢを＋Ｘ方向に傾斜させる処理と、基準軸Ａに対して電子線ＥＢを−Ｘ方向に傾斜させる処理と、を行う。
【０１１８】
図１５は、基準軸Ａの傾斜角度（すなわち、電子線ＥＢの入射方向）を変更している様子を模式的に示す図である。
【０１１９】
偏向器制御部３１は、Ｘビームティルトコイル１３ａを制御して、電子線ＥＢの入射方向を変更することで、試料Ｓ，レンズＬに対する基準軸Ａの傾斜角度を変更する。偏向器制御部３１は、あらかじめ設定された角度範囲（角度−Ｂから角度＋Ｂの範囲）において、角度ｂで基準軸Ａを傾斜させることを繰り返すことで、基準軸Ａの傾斜角度を変更する。
【０１２０】
ＴＥＭ像取得部３２は、基準軸Ａの傾斜角度ごとに、ＴＥＭ像（＋Ｘ）およびＴＥＭ像（−Ｘ）を取得する。
【０１２１】
差分画像生成部３３は、基準軸Ａの傾斜角度ごとに、ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分画像（Ｘ）を生成する。
【０１２２】
入射方向決定部３６は、基準軸Ａの傾斜角度ごとに生成された差分画像に基づいて、電子線ＥＢの入射方向を決定する。具体的には、入射方向決定部３６は、基準軸Ａの傾斜角度ごとに生成された差分画像（Ｘ）のうち最も輝度（ピクセルの平均輝度または全ピクセルの合計輝度）が小さい差分画像（Ｘ）を抽出する。そして、入射方向決定部３６は、抽出した差分画像（Ｘ）が得られた基準軸Ａの傾斜角度のＸ方向成分を、Ｘ方向における電子線ＥＢの入射方向とする。これにより、Ｘ方向におけるコマフリー軸合わせを行うことができる。
【０１２３】
偏向器制御部３１、ＴＥＭ像取得部３２、差分画像生成部３３、および入射方向決定部３６は、Ｙ方向においても同様の処理を行い、Ｙ方向における電子線ＥＢの入射方向を決定する。これにより、Ｙ方向におけるコマフリー軸合わせを行うことができる。
【０１２４】
図１６は、電子顕微鏡３００の操作画面２を模式的に示す図である。
【０１２５】
図１６に示すように、操作画面２は、ユーザーが自動軸合わせ開始指示を行うためのボタン９を含んで構成されている。
【０１２６】
３．２．  電子顕微鏡の動作
次に、電子顕微鏡３００の動作について説明する。
【０１２７】
図１７は、電子顕微鏡３００の動作の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１７では、図３と同じ処理を行うステップには同じ符号を付している。
【０１２８】
偏向器制御部３１は、ユーザーが自動軸合わせ開始指示を行ったか否かを判定する（ステップＳ３００）。
【０１２９】
偏向器制御部３１は、操作画面２のボタン９に対する押下操作が行われた場合に、ユーザーが自動軸合わせ開始指示を行ったと判定する。
【０１３０】
偏向器制御部３１は、ユーザーが自動軸合わせ開始指示を行ったと判定した場合（ステップＳ３００でＹＥＳの場合）、電子線ＥＢが基準軸Ａに対して＋Ｘ方向に傾斜するようにＸビームティルトコイル１３ａを制御する（ステップＳ１０２）。ここでは、基準軸Ａは、ユーザーが自動軸合わせ開始指示を行ったときの電子線ＥＢの入射方向に一致する軸とする。
【０１３１】
次に、ＴＥＭ像取得部３２は、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して＋Ｘ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（＋Ｘ）を取得する（ステップＳ１０４）。
【０１３２】
次に、偏向器制御部３１は、電子線ＥＢが基準軸Ａに対して−Ｘ方向に傾斜するようにＸビームティルトコイル１３ａを制御する（ステップＳ１０６）。
【０１３３】
次に、ＴＥＭ像取得部３２は、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して−Ｘ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（−Ｘ）を取得する（ステップＳ１０８）。
【０１３４】
次に、差分画像生成部３３は、ＴＥＭ像（＋Ｘ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｘ）のパワースペクトルの差分画像（Ｘ）を生成する（ステップＳ１１０）。そして、差分画像生成部３３は、生成した差分画像（Ｘ）を、基準軸Ａの傾斜角度の情報とともに、記憶部４４に記憶する（ステップＳ３０２）。
【０１３５】
次に、偏向器制御部３１は、あらかじめ設定された角度ｂだけ基準軸Ａを傾斜させて傾斜角度を変更する（ステップＳ３０６）。そして、偏向器制御部３１、ＴＥＭ像取得部３２、および差分画像生成部３３は、ステップＳ１０２〜ステップＳ３０６の処理を行う。
【０１３６】
偏向器制御部３１、ＴＥＭ像取得部３２、および差分画像生成部３３が基準軸Ａの傾斜角度を変更しつつ傾斜角度ごとに差分画像（Ｘ）を生成する処理を繰り返して（ステップＳ１０２〜ステップＳ３０６の処理を繰り返して）、基準軸Ａが設定された角度範囲（角度−Ｂから角度＋Ｂ）を傾斜すると（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、入射方向決定部３６が基準軸Ａの傾斜角度ごとに生成された差分画像（Ｘ）に基づいて、電子線ＥＢの入射方向を決定する（ステップＳ３０８）。
【０１３７】
入射方向決定部３６は、基準軸Ａの傾斜角度ごとに生成された差分画像（Ｘ）のうち最も輝度が小さい差分画像（Ｘ）を抽出し、抽出された差分画像（Ｘ）が得られた基準軸Ａの傾斜角度のＸ方向成分を、Ｘ方向における電子線ＥＢの入射方向と決定する。
【０１３８】
次に、偏向器制御部３１は、電子線ＥＢが基準軸Ａに対して＋Ｙ方向に傾斜するようにＹビームティルトコイル１３ｂを制御する（ステップＳ１１６）。ここでは、基準軸Ａは、ステップＳ３０８の処理で抽出された最も輝度が小さい差分画像（Ｘ）が得られたときの基準軸Ａの傾斜角度とする。
【０１３９】
次に、ＴＥＭ像取得部３２は、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して＋Ｙ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（＋Ｙ）を取得する（ステップＳ１１８）。
【０１４０】
次に、偏向器制御部３１は、電子線ＥＢが基準軸Ａに対して−Ｙ方向に傾斜するように
Ｙビームティルトコイル１３ｂを制御する（ステップＳ１２０）。
【０１４１】
次に、ＴＥＭ像取得部３２は、電子線ＥＢを基準軸Ａに対して−Ｙ方向に傾斜させたときのＴＥＭ像（−Ｙ）を取得する（ステップＳ１２２）。
【０１４２】
次に、差分画像生成部３３は、ＴＥＭ像（＋Ｙ）のパワースペクトルとＴＥＭ像（−Ｙ）のパワースペクトルの差分画像（Ｙ）を生成する（ステップＳ１２４）。そして、差分画像生成部３３は、生成した差分画像（Ｙ）を、基準軸Ａの傾斜角度の情報とともに、記憶部４４に記憶する（ステップＳ３０８）。
【０１４３】
次に、偏向器制御部３１は、あらかじめ設定された角度だけ基準軸Ａを傾斜させて傾斜角度を変更する（ステップＳ３１２）。そして、偏向器制御部３１、ＴＥＭ像取得部３２、および差分画像生成部３３は、ステップＳ１１６〜ステップＳ３１２の処理を行う。
【０１４４】
偏向器制御部３１、ＴＥＭ像取得部３２、および差分画像生成部３３が基準軸Ａの傾斜角度を変更しつつ傾斜角度ごとに差分画像（Ｙ）を生成する処理を繰り返して（ステップＳ１１６〜ステップＳ３１２の処理を繰り返して）、基準軸Ａが設定された角度範囲を傾斜すると（ステップＳ３１０でＹＥＳ）、入射方向決定部３６が基準軸Ａの傾斜角度ごとに生成された差分画像（Ｙ）に基づいて、電子線ＥＢの入射方向を決定する（ステップＳ３１４）。
【０１４５】
入射方向決定部３６は、電子線ＥＢの入射方向が、Ｘ方向成分がステップＳ３０８の処理で求めた方向となり、Ｙ方向成分がステップＳ３１４の処理で求めた方向となるように電子線偏向器１３を制御する。
【０１４６】
以上の処理により、電子線ＥＢの入射方向をコマフリー軸に合わせることができる。
【０１４７】
本実施形態に係る電子顕微鏡３００によれば、電子線ＥＢの入射方向を決定する入射方向決定部３６を含むため、電子線ＥＢの入射方向を、コマフリー軸に自動的に合わせることができる。
【０１４８】
なお、上記の例では、処理部３０がＸ方向におけるコマフリー軸合わせを行った後に、Ｙ方向におけるコマフリー軸合わせを行ったが、Ｙ方向におけるコマフリー軸合わせを行った後に、Ｘ方向におけるコマフリー軸合わせを行ってもよい。また、処理部３０は、Ｘ方向におけるコマフリー軸合わせおよびＹ方向におけるコマフリー軸合わせを交互に複数回行ってもよい。
【０１４９】
また、上記の例では、偏向器制御部３１は、基準軸ＡをＸ方向に傾斜させてＸ方向におけるコマフリー軸合わせを行った後に、基準軸ＡをＹ方向に傾斜させてＹ方向におけるコマフリー軸合わせを行ったが、基準軸Ａを２次元的に傾斜させてＸ方向におけるコマフリー軸合わせおよびＹ方向におけるコマフリー軸合わせを同時に行ってもよい。
【０１５０】
すなわち、この場合、偏向器制御部３１は、図１８に示すように、基準軸Ａの１つの傾斜角度に対して、４つの方向（＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、−Ｙ方向）に電子線ＥＢを傾斜させる。偏向器制御部３１は、基準軸Ａの傾斜角度（仰角および方位角）を順次、変更しつつ、設定された角度範囲でこの処理を繰り返す。そして、ＴＥＭ像取得部３２は、基準軸Ａの傾斜角度ごとに、ＴＥＭ像（＋Ｘ）、ＴＥＭ像（−Ｘ）、ＴＥＭ像（＋Ｙ）、およびＴＥＭ像（−Ｙ）を取得する。差分画像生成部３３は、基準軸Ａの傾斜角度ごとに、差分画像（Ｘ）および差分画像（Ｙ）を生成する。そして、入射方向決定部３６は、基準軸Ａの傾斜角度ごとに生成された差分画像（Ｘ）および差分画像（Ｙ）に基づいて、
電子線ＥＢの入射方向を決定する。これにより、上記の例と同様に、電子線ＥＢの入射方向をコマフリー軸に自動的に合わせることができる。
【０１５１】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【０１５２】
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】
【０１５３】
２…操作画面、３ａ…Ｘボタン、３ｂ…Ｙボタン、６ａ…第１パワースペクトル表示部、６ｂ…第２パワースペクトル表示部、６ｃ…差分画像表示部、８…メッセージ、９…ボタン、１０…電子源、１２…集束レンズ、１３…電子線偏向器、１３ａ…Ｘビームティルトコイル、１３ｂ…Ｙビームティルトコイル、１４…対物レンズ、１６…試料ステージ、１７…試料ホルダー、１８…中間レンズ、２０…投影レンズ、２２…撮像装置、３０…処理部、３１…偏向器制御部、３２…ＴＥＭ像取得部、３３…差分画像生成部、３４…表示制御部、３５…通知部、３６…入射方向決定部、４０…操作部、４２…表示部、４４…記憶部、１００…電子顕微鏡、２００…電子顕微鏡、３００…電子顕微鏡
【図１】
2017162606.tif 000003
【図２】
2017162606.tif 000004
【図３】
2017162606.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017162606.tif 000009
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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