(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ウィーンフィルターと、
前記第１ウィーンフィルターの後段に配置された第２ウィーンフィルターと、
前記第２ウィーンフィルターの後段に配置された第３ウィーンフィルターと、
前記第３ウィーンフィルターの後段に配置された第４ウィーンフィルターと、
前記第１ウィーンフィルターと前記第２ウィーンフィルターとの間、および前記第３ウィーンフィルターと前記第４ウィーンフィルターとの間の少なくとも一方に配置されたエネルギー選択スリットと、
を含み、
前記第１ウィーンフィルターと前記第２ウィーンフィルターとは、第１対称面に関して対称に配置され、
前記第３ウィーンフィルターと前記第４ウィーンフィルターとは、第２対称面に関して対称に配置され、
前記第１ウィーンフィルターおよび前記第２ウィーンフィルターの対と、前記第３ウィーンフィルターと前記第４ウィーンフィルターの対とは、第３対称面に関して対称に配置され、
前記第１ウィーンフィルターが発生させる電磁場の向きおよび強さ、前記第２ウィーンフィルターが発生させる電磁場の向きおよび強さ、前記第３ウィーンフィルターが発生させる電磁場の向きおよび強さ、および前記第４ウィーンフィルターが発生させる電磁場の向きおよび強さは、等しい、モノクロメーター。
【請求項２】
請求項１において、
前記エネルギー選択スリットは、前記第１対称面および前記第２対称面に配置されている、モノクロメーター。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２ウィーンフィルターと前記第３ウィーンフィルターとは、一体に設けられている、モノクロメーター。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモノクロメーターを含む、荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノクロメーターおよび荷電粒子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）における電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）の高分解能化のために、モノクロメーターが用いられている。また、透過電子顕微鏡においてモノクロメーターにより電子線を単色化することで、透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像）の情報限界を改善でき、原子分解能での物質の構造観察が可能である。また、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）において、モノクロメーターと照射側の収差補正装置を用いて、原子スケールの空間分解能と高エネルギー分解能を両立させた高角散乱環状暗視野走査透過電子顕微鏡法（ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ）とＥＥＬＳを併用した物質の原子スケールの微小領域での電子状態分析が可能である。
【０００３】
モノクロメーターとして、シングルウィーンフィルター型とダブルウィーンフィルター型が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
シングルウィーンフィルター型では、ウィーンフィルターを通った電子線がクロスオーバーする位置にスペクトルが形成される。エネルギー選択スリットは、スペクトルと共役な面に配置される。エネルギー選択スリットを通過した電子線は、スリット幅に応じた有限のエネルギー幅を持つ。そのため、モノクロメーターを通過した電子線の光源形状は、エネルギー分散方向に伸びた形状となる。したがって、高分解能ＳＴＥＭ観察においては、空間分解能に異方性が現れる。また、高分解能ＴＥＭ観察においても、試料に照射される電子線の仮想光源の形状が円ではなく、所定方向に伸びた形状となるため、電子線の干渉に異方性が現れる。
【０００５】
このように、シングルウィーンフィルター型では、エネルギーの分散が残留してしまう。これに対して、ダブルウィーンフィルター型では、モノクロメーターを通過した後の電子線の収束位置において、エネルギー分散をキャンセルできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３５７８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４は、ダブルウィーンフィルター型のモノクロメーター２の構成を示す図である。なお、図４では、互いに異なるエネルギーの電子線の軌道を、実線と破線で表している。
【０００８】
モノクロメーター２は、ウィーンフィルター５と、エネルギー選択スリット６と、ウィーンフィルター７と、を有している。モノクロメーター２の入口には、静電レンズ４が配置され、モノクロメーター２の出口には静電レンズ８が配置されている。
【０００９】
電子源３から放出された電子線は静電レンズ４によって平行ビームとなり、ウィーンフィルター５により分光され、エネルギー選択スリット６上に電子線の速度分布に対応するスペクトルが形成される。エネルギー選択スリット６では、速度の揃った電子線を通過させる。これにより、電子線が単色化される。エネルギー選択スリット６を通過した電子線は、エネルギー選択スリット６のスリット幅に応じた有限のエネルギー幅を持つ。
【００１０】
エネルギー選択スリット６を通過した電子線は、ウィーンフィルター７によって平行ビームとなり、静電レンズ８によって一点に収束される。これにより、エネルギー分散がキャンセルされ、収束面において色消しとなる。色消しとなった電子線の収束面における仮想光源の形状は円となる。
【００１１】
このように、仮想光源の形状が円であり、かつ、単色化された電子線を試料上に収束させることによって、ＳＴＥＭ像において、高空間分解能を実現でき、かつ、空間分解能は等方的となる。したがって、例えば、高空間分解能と高エネルギー分解能を両立させた、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭとＥＥＬＳを併用した分析が可能となる。
【００１２】
また、試料の広範囲に電子線を照射するＴＥＭ像においては、円形の仮想光源によって電子線の干渉性が等方的となり、さらに、電子線の単色化によって色収差の影響が低減される。したがって、例えば、ＴＥＭ像の高分解能化が可能となる。
【００１３】
しかしながら、ダブルウィーンフィルター型のモノクロメーター２では、上述したように、モノクロメーターを通過した後の電子線の収束面ではエネルギー分散がキャンセルされるが、その前後ではエネルギー分散が生じる。これは、モノクロメーター２を通過した電子線に角度分散が生じるためである。
【００１４】
すなわち、モノクロメーター２では、電子線のエネルギーの違いによって、光軸に対する電子線の角度に違いが生じる。図４に示す例では、異なるエネルギーの電子線は、静電レンズ８によって１点に収束されているが、静電レンズ８から収束面までの軌道は、光軸に対する角度が異なっており、角度分散が生じている。
【００１５】
図４に示すように、光軸付近の角度領域Ａ１では、異なるエネルギーの電子線が重複し、電子線のエネルギーは均一となる。しかしながら、光軸からエネルギー分散方向に離れた角度領域Ａ２では、異なるエネルギーの電子線が重複せず、電子線のエネルギーは不均一となる。そのため、モノクロメーターを通過した電子線の収束面の前後ではエネルギー分散が生じる。したがって、例えば、試料にデフォーカスした電子線を照射する場合に、角度領域Ａ２の電子線は均一なエネルギーにならず、角度領域Ａ２の電子線によって得られるＴＥＭ像にぼけが生じる。
【００１６】
このように、ダブルウィーンフィルター型のモノクロメーターでは、モノクロメーターを通過した電子線に角度分散が生じるため、角度分散を低減できるモノクロメーターが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
（１）本発明に係るモノクロメーターの一態様は、
第１ウィーンフィルターと、
前記第１ウィーンフィルターの後段に配置された第２ウィーンフィルターと、
前記第２ウィーンフィルターの後段に配置された第３ウィーンフィルターと、
前記第３ウィーンフィルターの後段に配置された第４ウィーンフィルターと、
前記第１ウィーンフィルターと前記第２ウィーンフィルターとの間、および前記第３ウィーンフィルターと前記第４ウィーンフィルターとの間の少なくとも一方に配置されたエネルギー選択スリットと、
を含み、
前記第１ウィーンフィルターと前記第２ウィーンフィルターとは、第１対称面に関して対称に配置され、
前記第３ウィーンフィルターと前記第４ウィーンフィルターとは、第２対称面に関して
対称に配置され、
前記第１ウィーンフィルターおよび前記第２ウィーンフィルターの対と、前記第３ウィーンフィルターと前記第４ウィーンフィルターの対とは、第３対称面に関して対称に配置され、
前記第１ウィーンフィルターが発生させる電磁場の向きおよび強さ、前記第２ウィーンフィルターが発生させる電磁場の向きおよび強さ、前記第３ウィーンフィルターが発生させる電磁場の向きおよび強さ、および前記第４ウィーンフィルターが発生させる電磁場の向きおよび強さは、等しい。
【００１８】
このようなモノクロメーターでは、４段のウィーンフィルターによって、電子線の位置分散および角度分散を低減できる。
【００１９】
（２）本発明に係る荷電粒子線装置の一態様は、
上記のモノクロメーターを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係るモノクロメーターの構成を示す図。
【図２】第２実施形態に係るモノクロメーターの構成を示す図。
【図３】第３実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
【図４】ダブルウィーンフィルター型のモノクロメーターの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
１．  第１実施形態
１．１．  モノクロメーターの構成
まず、第１実施形態に係るモノクロメーターについて図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係るモノクロメーター１００の構成を示す図である。なお、図１では、異なるエネルギーの電子線の軌道を、実線と破線で表している。
【００２３】
モノクロメーター１００は、図１に示すように、第１ウィーンフィルター１０と、第２ウィーンフィルター２０と、第３ウィーンフィルター３０と、第４ウィーンフィルター４０と、第１エネルギー選択スリット６０と、第２エネルギー選択スリット６２と、を含む。このように、モノクロメーター１００は、４段のウィーンフィルターを備えている。モノクロメーター１００は、第１静電レンズ４と第２静電レンズ８との間に配置されている。
【００２４】
第１ウィーンフィルター１０の後段に第２ウィーンフィルター２０が配置され、第２ウィーンフィルター２０の後段に第３ウィーンフィルター３０が配置され、第３ウィーンフィルター３０の後段に第４ウィーンフィルター４０が配置されている。すなわち、第１ウィーンフィルター１０、第２ウィーンフィルター２０、第３ウィーンフィルター３０、および第４ウィーンフィルター４０は、電子源３側からこの順で配置されている。
【００２５】
第１ウィーンフィルター１０は、互いに直交する磁界と電界を用いたフィルターである。第１ウィーンフィルター１０は、電子線の光路中に電磁場を発生させる。第１ウィーンフィルター１０は、光軸に沿って進行する電子線の光路に互いに直交する電場および磁場を印加する。第２ウィーンフィルター２０、第３ウィーンフィルター３０、および第４ウィーンフィルター４０も、第１ウィーンフィルター１０と同様に、直交する磁界と電界を
用いたフィルターであり、電子線の光路中に電磁場を発生させる。
【００２６】
第１ウィーンフィルター１０が発生させる電磁場、第２ウィーンフィルター２０が発生させる電磁場、第３ウィーンフィルター３０が発生させる電磁場、および第４ウィーンフィルター４０が発生させる電磁場は、同一である。すなわち、第１ウィーンフィルター１０が発生させる電磁場の強さ、第２ウィーンフィルター２０が発生させる電磁場の強さ、第３ウィーンフィルター３０が発生させる電磁場の強さ、および第４ウィーンフィルター４０が発生させる電磁場の強さは、互いに等しく、かつ、第１ウィーンフィルター１０が発生させる電磁場の向き、第２ウィーンフィルター２０が発生させる電磁場の向き、第３ウィーンフィルター３０が発生させる電磁場の向き、および第４ウィーンフィルター４０が発生させる電磁場の向きは、同じである。なお、電磁場の強さが等しいとは、電場の強さが等しく、かつ、磁場の強さが等しいことをいう。また、電磁場の向きが同じとは、電場の向きが同じであり、かつ、磁場の向きが同じであることをいう。
【００２７】
第１ウィーンフィルター１０の高さＨ１、第２ウィーンフィルター２０の高さＨ２、第３ウィーンフィルター３０の高さＨ３、および第４ウィーンフィルター４０の高さＨ４は、互いに等しい。すなわち、Ｈ１：Ｈ２：Ｈ３：Ｈ４＝１：１：１：１である。なお、ウィーンフィルターの高さは、フィルター長ともいえる。
【００２８】
第１ウィーンフィルター１０と第２ウィーンフィルター２０とは、第１対称面Ｍ１に関して対称に配置されている。第３ウィーンフィルター３０と第４ウィーンフィルター４０とは、第２対称面Ｍ２に関して対称に配置されている。第１ウィーンフィルター１０と第２ウィーンフィルター２０との間の距離は、第３ウィーンフィルター３０と第４ウィーンフィルター４０との間の距離と等しい。
【００２９】
第１ウィーンフィルター１０と第２ウィーンフィルター２０との対と、第３ウィーンフィルター３０と第４ウィーンフィルター４０との対とは、第３対称面Ｍ３に関して対称に配置されている。第２ウィーンフィルター２０と第３対称面Ｍ３との間の距離は、第３対称面Ｍ３と第３ウィーンフィルター３０との間の距離と等しい。
【００３０】
第１エネルギー選択スリット６０は、第１ウィーンフィルター１０と第２ウィーンフィルター２０との間に配置されている。第１エネルギー選択スリット６０は、第１対称面Ｍ１に配置されている。第１エネルギー選択スリット６０は、有限のスリット幅を有している。
【００３１】
第２エネルギー選択スリット６２は、第３ウィーンフィルター３０と第４ウィーンフィルター４０との間に配置されている。第２エネルギー選択スリット６２は、第２対称面Ｍ２に配置されている。第２エネルギー選択スリット６２は、有限のスリット幅を有している。
【００３２】
第１静電レンズ４は、モノクロメーター１００の入口に設けられている。第１静電レンズ４は、第１ウィーンフィルター１０の前段に配置されている。第１静電レンズ４は、電子源３から放出された電子線を平行化する。すなわち、第１静電レンズ４は、電子源３から放出された電子線を平行ビームとする。
【００３３】
第２静電レンズ８は、モノクロメーター１００の出口に設けられている。第２静電レンズ８は、第４ウィーンフィルター４０の後段に配置されている。第２静電レンズ８は、第４ウィーンフィルター４０を通過した電子線を収束させる。
【００３４】
１．２．  モノクロメーターの動作
次に、モノクロメーター１００の動作を、図１に示す電子線の光線図を参照しながら説明する。
【００３５】
モノクロメーター１００では、第１ウィーンフィルター１０が発生させる電磁場、第２ウィーンフィルター２０が発生させる電磁場、第３ウィーンフィルター３０が発生させる電磁場、および第４ウィーンフィルター４０が発生させる電磁場が、同一となるように、第１ウィーンフィルター１０、第２ウィーンフィルター２０、第３ウィーンフィルター３０、および第４ウィーンフィルター４０を動作させる。
【００３６】
電子源３から放出された電子線は、第１静電レンズ４によって平行ビームとなる。平行ビームとなった電子線は第１ウィーンフィルター１０によって分光され、第１エネルギー選択スリット６０上に電子線の速度分布に対応するスペクトルが形成される。第１エネルギー選択スリット６０では、速度の揃った電子線を通過させる。これにより、電子線が単色化される。第１エネルギー選択スリット６０を通過した電子線は、第１エネルギー選択スリット６０のスリット幅に応じた有限のエネルギー幅を持つ。
【００３７】
第１エネルギー選択スリット６０を通過した電子線は、第２ウィーンフィルター２０によって平行ビームとなる。平行ビームとなった電子線は、第３ウィーンフィルター３０によって分光され、第２エネルギー選択スリット６２上に電子線の速度分布に対応するスペクトルが形成される。第２エネルギー選択スリット６２を通過した電子線は、第４ウィーンフィルター４０に入射する。
【００３８】
第４ウィーンフィルター４０では、電子線が平行ビームとなるとともに、位置分散および角度分散がキャンセルされる。図１に示すように、第４ウィーンフィルター４０において異なるエネルギーの電子線の軌道が一致し、位置分散および角度分散がキャンセルされる。
【００３９】
第４ウィーンフィルター４０を通過した電子線は、第２静電レンズ８によって一点に収束される。モノクロメーター１００では、電子線の位置分散および角度分散がキャンセルされるため、モノクロメーター１００を通過した後の電子線の収束面およびその前後において、エネルギー分散がキャンセルされ、仮想光源の形状は円となる。
【００４０】
なお、位置分散とは、モノクロメーターにおいて、電子線のエネルギーが異なることにより、電子線の位置に違いが生じることである。また、角度分散とは、モノクロメーターにおいて、電子線のエネルギーが異なることにより、光軸に対する電子線の角度に違いが生じることである。
【００４１】
図１に示す例では、第１エネルギー選択スリット６０および第２エネルギー選択スリット６２の両方を用いる場合について説明したが、第１エネルギー選択スリット６０のみを用いてもよいし、第２エネルギー選択スリット６２のみを用いてもよい。これは、第１エネルギー選択スリット６０および第２エネルギー選択スリット６２が、光学的に等価であるためである。
【００４２】
１．３．  効果
モノクロメーター１００では、第１ウィーンフィルター１０と、第２ウィーンフィルター２０と、第３ウィーンフィルター３０と、第４ウィーンフィルター４０と、を含み、第１ウィーンフィルター１０が発生させる電磁場の向きおよび強さ、第２ウィーンフィルター２０が発生させる電磁場の向きおよび強さ、第３ウィーンフィルター３０が発生させる電磁場の向きおよび強さ、および第４ウィーンフィルター４０が発生させる電磁場の向きおよび強さは、等しい。そのため、モノクロメーター１００では、上述したように、電子
線の位置分散および角度分散を低減できる。この結果、例えば、デフォーカスした電子線を照射するＴＥＭ観察において、試料に対して均一なエネルギーの電子線を照射できる。また、例えば、電子線を強く縮小しない条件でのＳＴＥＭ観察において、均一なエネルギーの電子線による電子線散乱が可能となり、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭでの色収差の異方性を解消できる。
【００４３】
ここで、例えば、図４に示すダブルウィーンフィルター型のモノクロメーター２では、電子線の角度を制限する絞りを挿入して、角度領域Ａ１の電子線が絞りを通過するようにすることで、均一なエネルギーの電子線を取り出すことができる。
【００４４】
しかしながら、電子線をデフォーカスさせて電子線を広げ、試料の広範囲にわたって電子線を照射するＴＥＭ観察においては、絞りの挿入は試料に照射される電子線の強度の低下をもたらす。モノクロメーターを用いたＴＥＭ観察では、電子線の単色化で電流量が低下するため、絞りの挿入による電子線強度の低下は、著しい電子線の強度不足をまねいてしまう。
【００４５】
また、電子線をフォーカスさせて試料上を走査して像観察を行うＳＴＥＭ観察においては、収束レンズを使って電子線を原子レベルまで縮小する。試料上で電子線を縮小することは、電子線の角度倍率を拡大することになるため、モノクロメーター２で生じた角度分散は拡大され、角度領域Ａ１も拡大される。よって、電子線を強く収束するＳＴＥＭ観察においては均一なエネルギーの電子線を得ることは容易である。
【００４６】
しかしながら、電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）やエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）などの手法を用いた分析を行う場合には、電子線を強く収束しない場合がある。この場合、角度領域Ａ１が小さくなり、試料に照射される電子線に角度分散が生じる。試料に照射される電子線に角度分散が生じると、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭで検出される広角に散乱した電子線のエネルギーは不均一となり、色収差の影響で分解能に異方性が生じるおそれがある。
【００４７】
モノクロメーター１００では、上述したように、４段のウィーンフィルターによって電子線の角度分散を低減できるため、上記のような問題が生じない。
【００４８】
なお、上記では、モノクロメーター１００が、電子線を単色化する場合について説明したが、モノクロメーター１００は、イオンビームなどの電子線以外の荷電粒子線を単色化してもよい。
【００４９】
２．  第２実施形態
２．１．  モノクロメーターの構成
次に、第２実施形態に係るモノクロメーターについて、図面を参照しながら説明する。図２は、第２実施形態に係るモノクロメーター２００の構成を示す図である。以下、第２実施形態に係るモノクロメーター２００において、第１実施形態に係るモノクロメーター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、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
モノクロメーター２００では、図２に示すように、第２ウィーンフィルター２０と第３ウィーンフィルター３０とが一体に構成されている。図２に示す例では、第２ウィーンフィルター２０と第３ウィーンフィルター３０とは一体となって、１つの第５ウィーンフィルター５０を構成している。すなわち、モノクロメーター２００は、３段のウィーンフィルターを備えている。
【００５１】
第５ウィーンフィルター５０は、第１ウィーンフィルター１０と第４ウィーンフィルター４０との間に配置されている。
【００５２】
第５ウィーンフィルター５０の高さＨ５は、第２ウィーンフィルター２０の高さＨ２と第３ウィーンフィルター３０の高さＨ３の和である。すなわち、第１ウィーンフィルター１０の高さＨ１、第５ウィーンフィルター５０の高さＨ５、第４ウィーンフィルターの高さＨ４は、Ｈ１：Ｈ５：Ｈ４＝１：２：１の関係を有している。例えば、第５ウィーンフィルター５０の電極および磁極の光軸に沿った長さは、第１ウィーンフィルター１０の電極および磁極の光軸に沿った長さの２倍である。
【００５３】
第１ウィーンフィルター１０と第５ウィーンフィルター５０との間の距離は、第５ウィーンフィルター５０と第４ウィーンフィルター４０との間の距離と等しい。
【００５４】
第１ウィーンフィルター１０と第１エネルギー選択スリット６０との間の距離は、第１エネルギー選択スリット６０と第５ウィーンフィルター５０との間の距離と等しい。第５ウィーンフィルター５０と第２エネルギー選択スリット６２との間の距離は、第２エネルギー選択スリット６２と第４ウィーンフィルター４０との間の距離と等しい。
【００５５】
モノクロメーター２００では、第２ウィーンフィルター２０と第３ウィーンフィルター３０とは一体に構成されているため、第３対称面Ｍ３は、光軸に沿った方向において、第５ウィーンフィルター５０の中心に位置する。
【００５６】
２．２．  モノクロメーターの動作
次に、モノクロメーター２００の動作を、図２に示す電子線の光線図を参照しながら説明する。
【００５７】
モノクロメーター２００では、第１ウィーンフィルター１０が発生させる電磁場、第２ウィーンフィルター２０が発生させる電磁場、第３ウィーンフィルター３０が発生させる電磁場、および第４ウィーンフィルター４０が発生させる電磁場が、同一となるように、第１ウィーンフィルター１０、第５ウィーンフィルター５０、および第４ウィーンフィルター４０を動作させる。
【００５８】
電子源３から放出された電子線は、第１静電レンズ４によって平行ビームとなる。平行ビームとなった電子線は、第１ウィーンフィルター１０によって分光され、第１エネルギー選択スリット６０上に電子線の速度分布に対応するスペクトルが形成される。第１エネルギー選択スリット６０では、速度の揃った電子線を通過させる。これにより、電子線が単色化される。第１エネルギー選択スリット６０を通過した電子線は、第１エネルギー選択スリット６０のスリット幅に応じた有限のエネルギー幅を持つ。
【００５９】
第１エネルギー選択スリット６０を通過した電子線は第５ウィーンフィルター５０によって分光され、第２エネルギー選択スリット６２上に電子線の速度分布に対応するスペクトルが形成される。第２エネルギー選択スリット６２を通過した電子線は、第４ウィーンフィルター４０に入射する。
【００６０】
第４ウィーンフィルター４０では、電子線が平行ビームとなるとともに、位置分散および角度分散がキャンセルされる。図２に示すように、第４ウィーンフィルター４０において異なるエネルギーの電子線の軌道が一致し、位置分散および角度分散がキャンセルされる。
【００６１】
第４ウィーンフィルター４０を通過した電子線は、第２静電レンズ８によって一点に収
束される。モノクロメーター２００では、電子線の位置分散および角度分散がキャンセルされるため、モノクロメーター２００を通過した後の電子線の収束面およびその前後において、エネルギー分散がキャンセルされ、仮想光源の形状は円となる。
【００６２】
２．３．  効果
モノクロメーター２００では、第２ウィーンフィルター２０と第３ウィーンフィルター３０とが一体に構成されている。モノクロメーター２００では、上述したモノクロメーター１００と同様の作用効果を奏することができる。
【００６３】
３．  第３実施形態
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３は、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００の構成を示す図である。
【００６４】
電子顕微鏡３００には、試料に照射される電子線を単色化するためのモノクロメーター１００が搭載されている。なお、図示はしないが、電子顕微鏡３００には、モノクロメーター２００が搭載されていてもよい。
【００６５】
電子顕微鏡３００は、図３に示すように、電子源３と、絞り３０２と、第１静電レンズ４と、モノクロメーター１００と、第２静電レンズ８と、加速管３０４と、照射レンズ系３０６と、試料ステージ３０８と、対物レンズ３１０と、投影レンズ系３１２と、検出器３１４と、を含む。
【００６６】
電子源３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。電子源３は、例えば、公知の電子銃である。
【００６７】
第１静電レンズ４は、モノクロメーター１００の前段に設けられ、電子源３から射出された電子線の軌道（すなわち、モノクロメーター１００に対する電子線の入射角度）を調整する。
【００６８】
モノクロメーター１００は、電子顕微鏡３００の照射系に組み込まれている。モノクロメーター１００によって、電子線が単色化される。
【００６９】
第２静電レンズ８は、モノクロメーター１００の後段に設けられ、試料に照射される電子線の軌道を調整する。
【００７０】
モノクロメーター１００で単色化された電子線は、加速管３０４によって加速され、照射レンズ系３０６によって試料ステージ３０８に保持された試料に照射される。照射レンズ系３０６は、複数のコンデンサーレンズで構成されている。
【００７１】
対物レンズ３１０は、試料を透過した電子線を結像させる。投影レンズ系３１２は、対物レンズ３１０によって結像された像をさらに拡大し、検出器３１４上に結像させる。
【００７２】
検出器３１４は、投影レンズ系３１２によって結像されたＴＥＭ像を検出する。
【００７３】
なお、図３に示す例では、モノクロメーター１００が加速管３０４の前段に配置されていたが、例えば、モノクロメーター１００が加速管３０４の後段に配置されてもよい。
【００７４】
また、上記では、モノクロメーター１００を含む荷電粒子線装置として、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）である電子顕微鏡３００を説明したが、モノクロメーター１００を含む荷電粒子線装置は透過電子顕微鏡に限定されない。モノクロメーター１００を含む荷電粒子線
装置としては、例えば、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、収束イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）などが挙げられる。
【００７５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、及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である。また、本発明は、実施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】
【００７６】
２…モノクロメーター、３…電子源、４…第１静電レンズ、５…ウィーンフィルター、６…エネルギー選択スリット、７…ウィーンフィルター、８…第２静電レンズ、１０…第１ウィーンフィルター、２０…第２ウィーンフィルター、３０…第３ウィーンフィルター、４０…第４ウィーンフィルター、５０…第５ウィーンフィルター、６０…第１エネルギー選択スリット、６２…第２エネルギー選択スリット、１００…モノクロメーター、２００…モノクロメーター、３００…電子顕微鏡、３０２…絞り、３０４…加速管、３０６…照射レンズ系、３０８…試料ステージ、３１０…対物レンズ、３１２…投影レンズ系、３１４…検出器
【図１】
0006914993.tif 000002
【図２】
0006914993.tif 000003
【図３】
0006914993.tif 000004
【図４】
0006914993.tif 000005