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公開番号2025126521
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022771
出願日2024-02-19
発明の名称走査透過電子顕微鏡およびアパーチャーの位置合わせ方法
出願人日本電子株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01J 37/04 20060101AFI20250822BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】容易にアパーチャーの位置を合わせることができる走査透過電子顕微鏡を提供する。
【解決手段】本発明に係る走査透過電子顕微鏡は、電子線を発生させる電子源と、集束レンズ、アパーチャー、および対物レンズを有し、電子源で発生した電子線を集束して電子プローブを形成する光学系と、電子源および光学系を制御する制御部と、を含み、光学系は、電子線を加速するための加速電圧を変動させてもロンキグラムの中心において像が移動しない状態であり、制御部は、アパーチャーを電子線の経路に挿入する処理と、アパーチャーが挿入された状態で、加速電圧を第1電圧値として、第1STEM像を取得する処理と、アパーチャーが挿入された状態で、加速電圧を第1電圧値とは異なる第2電圧値として、第2STEM像を取得する処理と、第1STEM像と第2STEM像との間の位置ずれに基づいてアパーチャーを移動させる処理と、を行う。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電子線を発生させる電子源と、
集束レンズ、アパーチャー、および対物レンズを有し、前記電子源で発生した電子線を集束して電子プローブを形成する光学系と、
前記電子源および前記光学系を制御する制御部と、
を含み、
前記光学系は、電子線を加速するための加速電圧を変動させてもロンキグラムの中心において像が移動しない状態であり、
前記制御部は、
前記アパーチャーを電子線の経路に挿入する処理と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記加速電圧を第１電圧値として、第１ＳＴＥＭ像を取得する処理と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記加速電圧を前記第１電圧値とは異なる第２電圧値として、第２ＳＴＥＭ像を取得する処理と、
前記第１ＳＴＥＭ像と前記第２ＳＴＥＭ像との間の位置ずれに基づいて、前記アパーチャーを移動させる処理と、
を行う、走査透過電子顕微鏡。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
電子線を発生させる電子源と、
集束レンズ、アパーチャー、および対物レンズを有し、前記電子源で発生した電子線を集束して電子プローブを形成する光学系と、
前記光学系を制御する制御部と、
を含み、
前記光学系は、前記対物レンズの励磁電流を変動させてもロンキグラムの中心において像が移動しない状態であり、
前記制御部は、
前記アパーチャーを電子線の経路に挿入する処理と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記励磁電流を第１電流値として、第１ＳＴＥＭ像を取得する処理と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記励磁電流を前記第１電流値とは異なる第２電流値として、第２ＳＴＥＭ像を取得する処理と、
前記第１ＳＴＥＭ像と前記第２ＳＴＥＭ像との間の位置ずれに基づいて、前記アパーチャーを移動させる処理と、
を行う、走査透過電子顕微鏡。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記制御部は、前記アパーチャーを移動させる処理において、前記第１ＳＴＥＭ像と前記第２ＳＴＥＭ像との間の位置ずれから、前記アパーチャーの中心と前記ロンキグラムの中心の位置ずれを計算する、走査透過電子顕微鏡。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記制御部は、前記アパーチャーを移動させる処理において、前記アパーチャーの中心が前記ロンキグラムの中心に合うように前記アパーチャーを移動させる、走査透過電子顕微鏡。
【請求項５】
請求項１または２において、
前記制御部は、前記第１ＳＴＥＭ像と前記第２ＳＴＥＭ像との間の位置ずれ量が許容値以下か否かを判定する処理を行い、
前記制御部は、前記許容値以下ではないと判定した場合に、前記アパーチャーを移動さ
せる処理を行う、走査透過電子顕微鏡。
【請求項６】
請求項１または２において、
前記光学系の球面収差を補正するための収差補正器を備えていない、走査透過電子顕微鏡。
【請求項７】
電子線を発生させる電子源と、
集束レンズ、アパーチャー、および対物レンズを有し、前記電子源で発生した電子線を集束して電子プローブを形成する光学系と、
を含む走査透過電子顕微鏡における前記アパーチャーの位置合わせ方法であって、
前記光学系が電子線を加速するための加速電圧を変動させてもロンキグラムの中心において像が移動しない状態において、前記アパーチャーを電子線の経路に挿入する工程と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記加速電圧を第１電圧値として、第１ＳＴＥＭ像を取得する工程と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記加速電圧を前記第１電圧値とは異なる第２電圧値として、第２ＳＴＥＭ像を取得する工程と、
前記第１ＳＴＥＭ像と前記第２ＳＴＥＭ像との間の位置ずれに基づいて、前記アパーチャーを移動させる工程と、
を含む、位置合わせ方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記アパーチャーを挿入する工程の前に、前記加速電圧を変動させても前記ロンキグラムの中心において像が移動しないように、前記光学系を調整する工程を含む、位置合わせ方法。
【請求項９】
電子線を発生させる電子源と、
集束レンズ、アパーチャー、および対物レンズを有し、前記電子源で発生した電子線を集束して電子プローブを形成する光学系と、
を含む走査透過電子顕微鏡における前記アパーチャーの位置合わせ方法であって、
前記光学系が前記対物レンズの励磁電流を変動させてもロンキグラムの中心において像が移動しない状態において、前記アパーチャーを電子線の経路に挿入する工程と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記励磁電流を第１電流値として、第１ＳＴＥＭ像を取得する工程と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記励磁電流を前記第１電流値とは異なる第２電流値として、第２ＳＴＥＭ像を取得する工程と、
前記第１ＳＴＥＭ像と前記第２ＳＴＥＭ像との間の位置ずれに基づいて、前記アパーチャーを移動させる工程と、
を含む、位置合わせ方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記アパーチャーを挿入する工程の前に、前記励磁電流を変動させても前記ロンキグラムの中心において像が移動しないように、前記光学系を調整する工程を含む、位置合わせ方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査透過電子顕微鏡およびアパーチャーの位置合わせ方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：scanning transmission electron microscope）は、電子源で発生した電子線を集束して電子プローブを形成し、当該電子プローブで試料を走査し、試料を透過した電子を検出して走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）を取得する装置である。
【０００３】
走査透過電子顕微鏡では、軸調整や収差補正などの光学系の調整に、ロンキグラム（Ronchigram）を用いる。ロンキグラムは、走査透過電子顕微鏡において、電子線を試料付近に集束させて、回折面にできる試料の投影像（図形）である。
【０００４】
走査透過電子顕微鏡では、照射系の収差を小さくするために、照射系のアパーチャーの中心を、ロンキグラムの中心に合わせる。このようなアパーチャーの位置合わせ方法は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１７６１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されたアパーチャーの位置合わせ方法では、試料のアモルファス領域を用いてロンキグラムを形成し、ロンキグラムを確認しながらアパーチャーを移動させて、アパーチャーの中心をロンキグラムの中心に合わせる。特許文献１に開示されたアパーチャーの位置合わせ方法では、アパーチャーを挿入してアパーチャーの位置合わせを行うごとに、試料のアモルファス領域でロンキグラムを形成しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る走査透過電子顕微鏡の一態様は、
電子線を発生させる電子源と、
集束レンズ、アパーチャー、および対物レンズを有し、前記電子源で発生した電子線を集束して電子プローブを形成する光学系と、
前記電子源および前記光学系を制御する制御部と、
を含み、
前記光学系は、電子線を加速するための加速電圧を変動させてもロンキグラムの中心において像が移動しない状態であり、
前記制御部は、
前記アパーチャーを電子線の経路に挿入する処理と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記加速電圧を第１電圧値として、第１ＳＴＥＭ像を取得する処理と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記加速電圧を前記第１電圧値とは異なる第２電圧値として、第２ＳＴＥＭ像を取得する処理と、
前記第１ＳＴＥＭ像と前記第２ＳＴＥＭ像との間の位置ずれに基づいて、前記アパーチャーを移動させる処理と、
を行う。
【０００８】
このような走査透過電子顕微鏡では、第１ＳＴＥＭ像および第２ＳＴＥＭ像を用いてアパーチャーの中心をロンキグラムの中心に合わせることができるため、アパーチャーの位置合わせを行うごとに、ロンキグラムを確認する必要がない。そのため、このような走査透過電子顕微鏡では、容易にアパーチャーの位置合わせを行うことができる。
【０００９】
本発明に係る走査透過電子顕微鏡の一態様は、
電子線を発生させる電子源と、
集束レンズ、アパーチャー、および対物レンズを有し、前記電子源で発生した電子線を集束して電子プローブを形成する光学系と、
前記光学系を制御する制御部と、
を含み、
前記光学系は、前記対物レンズの励磁電流を変動させてもロンキグラムの中心において像が移動しない状態であり、
前記制御部は、
前記アパーチャーを電子線の経路に挿入する処理と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記励磁電流を第１電流値として、第１ＳＴＥＭ像を取得する処理と、
前記アパーチャーが挿入された状態で、前記励磁電流を前記第１電流値とは異なる第２電流値として、第２ＳＴＥＭ像を取得する処理と、
前記第１ＳＴＥＭ像と前記第２ＳＴＥＭ像との間の位置ずれに基づいて、前記アパーチャーを移動させる処理と、
を行う。
【００１０】
このような走査透過電子顕微鏡では、第１ＳＴＥＭ像および第２ＳＴＥＭ像を用いてアパーチャーの中心をロンキグラムの中心に合わせることができるため、アパーチャーの位置合わせを行うごとに、ロンキグラムを確認する必要がない。そのため、このような走査透過電子顕微鏡では、容易にアパーチャーの位置合わせを行うことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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