(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過電子顕微鏡において、試料ホルダに保持された試料を移動する場合において、
試料が試料ホルダに保持された状態でその透過像を獲得し、
獲得した試料と試料ホルダのグリッドの透過像に対して統計的処理を行ない、
該統計的処理に基づいて試料移動の速度を制御するようにした透過電子顕微鏡の試料移動方法であり、
前記統計的処理として獲得した透過像の明るさの分布を求め、
明るさの分布が明るくなる方向に移動している場合には試料移動の速度を遅くし、明るさの分布が暗くなる方向に移動している場合には試料移動の速度を速くする、
ことを特徴とする透過電子顕微鏡の試料移動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は透過電子顕微鏡の試料移動方法に関し、更に詳しくは獲得した試料の明るさの度数分布に応じて試料移動速度を変えるようにした透過電子顕微鏡の試料移動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過電子顕微鏡で試料を透過した画像を得る場合、電子ビーム又は荷電粒子ビームが試料を透過することができるように試料を薄くする必要がある。ここで、試料の厚さは例えば印加電圧が１０００ｋＶの時、約１μｍ、印加電圧が２００ｋＶの時、約０．１μｍ程度である。ここで、試料の厚さが余りにも薄いため、ひらひらして試料を安定化することができない。そこで、グリッドの形状をしたメッシュ構造の試料ホルダが使用される。
【０００３】
図４はメッシュ構造のホルダのイメージ図である。図において、１はメッシュであり、グリッド構造のホルダを構成している。従って、メッシュ１で覆われる部分は、試料像が見えないことになる。２はメッシュ１越しに見える試料である。即ち、透過像を観察する場合は、メッシュの部分の穴があいた部分にある試料を透過した電子線によって像が観察でき、メッシュの部分では電子線は遮断され、像を得ることはできない。
【０００４】
図５はホルダのグリッドによって隠れた試料のようすを示す図である。図において、４はグリッド、３は該グリッド４の下に配置された試料である。グリッド４が乗る部分の試料３の画像は見えなくなっている。
【０００５】
従来のこの種の装置としては、原稿面により反射された光を１ライン毎に指定された光蓄積時間Ｔ／ｍ毎に主走査して電気信号に変換し、この電気信号を増幅した後、Ａ／Ｄ変換器でデジタル画像データに変換し、変換されたデジタル画像データに対して所定の画像処理を行ない、出力する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３３１５１３号公報（段落００１５〜００２８、図１、図２）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
グリッドの形をしたメッシュ構造のホルダ上の試料の透過像を観察している場合で、高倍率の像を観察しながらステージをモータ駆動し試料移動をさせると、グリッドの部分にさしかかった時に像を観察することはできなくなる。この時、次のメッシュの位置まで試料を移動させることになるが、試料移動は高倍になればなるほど通常スピードを遅くしているため、不要に移動時間を要してしまう。これを避けるため、倍率を下げて視野を大きくして次のグリッドまで移動した後、倍率を上げるような余分な操作が必要となるという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、グリッド部分にさしかかった時にスムーズに次のメッシュ位置まで移動することで、操作性を向上させることができる透過電子顕微鏡の試料移動方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、透過電子顕微鏡において、試料ホルダに保持された試料を移動する場合において、試料が試料ホルダに保持された状態でその透過像を獲得し、獲得した試料と試料ホルダのグリッドの透過像に対して統計的処理を行ない、該統計的処理に基づいて試料移動の速度を制御する。
そして、前記統計的処理として獲得した透過像の明るさの分布を求め、明るさの分布が明るくなる方向に移動している場合には試料移動の速度を遅くし、明るさの分布が暗くなる方向に移動している場合には試料移動の速度を速くするように、試料移動の速度を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、獲得した透過像に対して統計的手法を用いて、電子ビームがグリッド部分にさしかかったことを検出して、グリッド部分にさしかかった時には、試料の移動速度を速くすることで、データが得られない領域を高速で通過させるようにして操作性を向上させることができる。
すなわち、獲得した透過像の明るさの分布を求め、明るさの分布が明るくなる方向に移動している場合には試料の画像データを得ることができるから試料移動の速度を遅くし、明るさの分布が暗くなる方向に移動している場合には、試料がグリッドに遮蔽されて見えなくなるから試料移動の速度を速くすることで、操作性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は透過電子顕微鏡の構成概念図である。図において、１１は電子ビームｅを出射する電子銃、１２は電子ビームｅを集束する照射光学系、１３は試料、１４は該試料１３の上に載置され、試料１３を保持する試料ホルダとしてのグリッドである。試料１３は、図示しない試料ステージの上に載置されている。１５は試料１３を所定の方向に移動させる試料移動部である。該試料移動部１５としては、例えばゴニオメータが用いられ、具体的には試料ステージを移動させることになる。
【００１１】
１６は試料１３を透過して電子ビームを結像させる結像光学系である。１７は該結像光学系１６で像が結像される位置に配置されたカメラである。１８は該カメラ１７で撮像した画像を取り込んで所定の画像処理を行なう画像処理装置である。該画像処理装置１８には、図示されていないが、カメラ１７で取り込んだ画像を増幅するアンプ、該アンプの出力をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器等が含まれる。
【００１２】
ここで、画像処理装置１８は後述するような取得画像の統計処理を行ない、試料１３の移動を制御するものであり、例えばコンピュータが用いられる。１９はカメラ１７で取り込んだ透過像の表示等を行なうディスプレイである。前記試料移動部１５は、画像処理装置１８から試料移動信号を受けて試料１３の移動を行なう。このように構成された装置を用いて、本発明の動作を説明する。
【００１３】
図２は本発明の動作の一例を示すフローチャートである。
（Ｓ１）：先ずヒストグラムを作成する（Ｓ１）。
試料１３にグリッド１４が載置された状態で、その電子ビームの透過像をカメラ１７で撮影し、画像処理装置１８に送る。該画像処理装置１８では、入力された画像を増幅し、Ａ／Ｄ変換器でデジタルデータに変換した後、縦軸を当該明るさをもつ画素の数、横軸を明るさとするヒストグラムを作成する。
（Ｓ２）：ヒストグラムの解析
図３は試料移動した場合の画像と画像のヒストグラムの推移を示す図である。（ａ）は試料１３が全く遮蔽されていない状態、（ｂ）は試料１３が遮蔽物２０から一部遮蔽されている状態、（ｃ）は試料１３が遮蔽物２０によって殆ど遮蔽されている状態を示している。なお、ここで遮蔽物２０としては、図１に示すグリッド１４が考えられる。
【００１４】
（ａ）の状態で、明るさの度数分布をとる。度数分布の作成方法は、以下の通りである。ｆ１は（ａ）の状態での度数分布特性である。横軸は明るさ、縦軸は画素の数である。（ａ）に示す試料１３の透過像を、明るさ毎にその画素の数を計算する。明るさを少しずつ変えながら、その明るさを持つ画素の数をプロットしていくと、特性ｆ１が得られる。遮蔽物に遮られていないので、その分布はある明るさを持った度数部分にあらわれる。
【００１５】
ここで（ｂ）に示すように遮蔽物２０により試料１３が一部隠れたものである場合、（ａ）の場合と同様にして明るさの度数分布をとると、その特性はｆ２に示すようなものとなる。明るさが一番暗い部分で素子の数が多いことが分かる。次に、遮蔽物２０により試料１３が殆ど全て隠れたものである場合、（ａ）の場合と同様にして明るさの度数分布をとると、その特性はｆ３に示すようなものとなる。明るさが一番暗い部分の画素の数が極端に増えており、明るい方向の画素の数は極めて少ないことが分かる。
【００１６】
画像処理装置１８は、このようなヒストグラムを作成した後、得られる画像データが明るい方向に向かっているのか、暗い方向に向かっていくのかを判定する。
（Ｓ３）：ステージ移動速度を速める。
【００１７】
ヒストグラムの分布が暗い方向に進んでいる時は、グリッドに近づいているということだから、画像処理装置１８は試料移動部１５に制御信号を送り、試料ステージの移動速度を速める。そしてステージ移動を速めた結果に基づくヒストグラムの解析を行ない、解析結果に応じて更にステージ移動速度を速める。このような一連の作業を行なうことにより、電子ビームがグリッド部分にさしかかったことを検出して、グリッド部分にさしかかった時には、試料の移動速度を速くすることで、データが得られない領域を高速で通過させるようにして操作性を向上させることができる。
（Ｓ４）：ステージ移動速度を通常に戻す。
【００１８】
ステップＳ２におけるヒストグラムの解析で、ヒストグラムの分布が明るい方向に進んでいる時は、試料がグリッドから遠ざかっていることだから、画像処理装置１８は試料移動部１５に制御信号を送り、試料ステージの移動速度を通常に戻す。これにより、試料１３部分の画像を正確に取り込むことが可能になる。
【００１９】
上述の実施の形態では、取り込んだ画像の統計的手法としてヒストグラム（度数分布）を用いた場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、その他の統計的手法を用いることができる。例えば、標準偏差を用いて、明るさの分布を表現することができ、明るさの分布が大きくなっている場合には、試料部分が近づいてきていると判断して、ステージ移動速度を通常に戻す。逆に、明るさの分布が小さくなっている場合には、グリッドが近づいていると判断して、ステージ移動速度を速める。これにより、データが得られない領域を高速で通過させるようにして操作性を向上させることができる。
【００２０】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、グリッド部分にさしかかった時にスムーズに次のメッシュ位置まで移動することで、操作性を向上させることができる透過電子顕微鏡の試料移動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】透過電子顕微鏡の構成概念図である。
【図２】本発明の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】試料移動した場合の画像と画像のヒストグラムの推移を示す図である。
【図４】メッシュ構造のホルダのイメージ図である。
【図５】ホルダのグリッドによって隠れた試料のようすを示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１  電子銃
１２  照射光学系
１３  試料
１４  グリッド
１５  試料移動部
１６  結像光学系
１７  カメラ
１８  画像処理装置
１９  ディスプレイ
【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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