JP2008021626A - 電子顕微鏡、電子線ホログラム作成方法及び位相再生画像作成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において、該顕微鏡の電子銃1と試料11を保持するホルダの間に電子線を遮蔽するマイクロプローブ15を設ける。該マイクロプローブ15は上下前後方向に移動可能とする。さらに、参照波に試料11からの電磁波を遮蔽するシールド壁を設ける。
【選択図】図1
Description
q(r)=A(r)exp(iφ(r)) ・・・(1)
ここで、汎用の電子顕微鏡法による観察を考えると、分解能や像の拡大率を無視すると得られる電子顕微鏡像の強度は式(1)より、
I(r)=|q(r)|2=A2(r) ・・・(2)
となる。式(2)より、汎用の電子顕微鏡法では、入射電子の試料内の吸収や回折による振幅の減衰A(r)は評価できるが、電場や磁場の影響を示す位相情報exp(iφ(r))は得られないことが分かる。
また、本発明は、電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において、参照波に試料からの電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽プローブを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において、該顕微鏡の電子銃と試料を保持するホルダの間に電子線を遮蔽する電子線遮蔽プローブを具備すると共に、参照波に試料からの電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽プローブを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、上記電子顕微鏡において、前記電子線遮蔽プローブは任意方向に駆動可能であることを特徴とする。
また、本発明は、上記電子顕微鏡において、前記電磁波遮蔽プローブが試料を保持するホルダに具備されていることを特徴とする。
また、本発明は、電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において参照波と物体波を干渉させることにより電子線ホログラムを作成する方法であって、参照波が試料からの電磁波を遮蔽した参照波を用いることを特徴とする。
また、本発明は、電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において参照波と物体波を干渉させることにより電子線ホログラムを作成する方法であって、試料からの物体波が該試料の透過電子線を含まない物体波を用いると共に、参照波が試料からの電磁波を遮蔽した参照波を用いることを特徴とする。
また、本発明は、上記電子線ホログラム作成方法において、前記試料が静電荷担持体であることを特徴とする。
また、本発明は、上記電子線ホログラム作成方法により作成された前記電子線ホログラムをディジタル画像処理変換して位相再生像を作成することを特徴とする。
また、本発明は、上記位相再生画像作成方法において、電子線遮蔽プローブを移動させて、電子銃からの電子線が照射されない状態から照射される状態までの試料の位相再生画像を生成することを特徴とする。
また、本発明は、上記電子顕微鏡において、前記電子線遮蔽プローブと前記電磁波遮蔽プローブの少なくとも一方のプローブが試料の一部を除去する機構を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、上記電子顕微鏡において、試料の一部を除去する為の任意方向に駆動可能なプローブをさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明は、上記電子線ホログラム作成方法において、参照波が試料からの電磁場の影響を受けていないと共に、試料外部の電場情報のみを含む物体波を用いることを特徴とする。
また、本発明は、上記電子線ホログラム作成方法において、観測位置が試料の一部を除去する前と後で同じであることを特徴とする。
図1は本発明の電子顕微鏡の第1の実施例の構成図を示したものである。図1において、電界放出型電子銃1、コンデンサレンズ2、対物レンズ3、対物絞り4、バイプリズム5の構成や働きは図9の従来装置と同様である。図9の従来装置との相違は、試料11から電子線を遮蔽する電子線遮蔽プローブ(以下、マイクロプローブ)15を設けた点にある。マイクロプローブ15は試料11を保持するホルダ(試料ホルダ)と一体に構成される。
試料現象剤のトナーのように、試料があらかじめマイナスの静電荷を保持している場合、図5に示すように、参照波に試料11の電荷が影響を与える。第2の実施例は、電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において、参照波に試料からの電磁波を防止する電磁波遮蔽プローブ(以下、シールド壁プローブ)を設けたものである。
なお、シールド壁プローブ16は該試料ホルダ20内にはマイクロプローブ15を一緒に装着するようにしてもよい。
本実施例は、それぞれ独立に駆動される駆動式マイクロプローブならびに駆動式シールド壁プローブを試料ホルダに具備させたものである。図9(a)に本実施例の試料ホルダの構成例を示す。図9(a)は試料ホルダを上から見た図であり。ステージ24に取り付けられたプローブ保持部25にマイクロプローブ(電子線遮蔽プローブ)15が保持され、一方、ステージ26に取り付けられたプローブ保持部27にシールド壁プローブ(電磁波遮蔽プローブ)16が保持されている。キャリア21、トナー22、テープ23は図2などと同様である。ステージ24,26はそれぞれ独立に上下、前後、左右に駆動可能であり、これにより、マイクロプローブ15とシールド壁プローブ16をそれぞれ独立に任意方向に移動することができる。実施例1、2と同様に、マイクロプローブ15の素材にはMoが用いられ、シールド壁プローブ16の素材にはPt−Irが用いられるが、非磁性体であればよく、MoやPt−Irに限られるものではない。ステージ24,26すなわちプローブ15,16の駆動に関しては、先の実施例1の場合と同様に、例えば、ミリメートル単位の広範な領域に亘ってプローブを駆動できるネジ機構等の機械式の粗動機構と、ミクロンからナノスケール単位の緻密な駆動を実現するためのピエゾ機構等の電気式の微動機構の両方を利用する。基本的には、ロボットのアーム、手先き等の駆動制御と同様である。
2 コンデンサレンズ
3 対物レンズ
4 対物絞り
5 バイプリズム
11 試料
12 ホログラム
15 マイクロプローブ(電子線遮蔽プローブ)
16 シールド壁プローブ(電磁波遮蔽プローブ)
17 先端部(電場遮蔽部)
18 くぼみ(トナー除去部)
20 試料ホルダ
21 キャリア
22 トナー
23 テープ
24,26 移動式ステージ
25,27 プローブ支持部
Claims (18)
- 電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において、該顕微鏡の電子銃と試料を保持するホルダの間に電子線を遮蔽する電子線遮蔽プローブを具備したことを特徴とする電子顕微鏡。
- 電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において、参照波に試料からの電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽プローブを備えたことを特徴とする電子顕微鏡。
- 電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において、該顕微鏡の電子銃と試料を保持するホルダの間に電子線を遮蔽する電子線遮蔽プローブを具備すると共に、参照波に試料からの電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽プローブを備えたことを特徴とする電子顕微鏡。
- 請求項1もしくは3記載の電子顕微鏡において、前記電子線遮蔽プローブは任意方向に駆動可能であることを特徴とする電子顕微鏡。
- 請求項2もしくは3記載の電子顕微鏡において、前記電磁波遮蔽プローブが試料を保持するホルダに具備されていることを特徴とする電子顕微鏡。
- 電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において参照波と物体波を干渉させることにより電子線ホログラムを作成する方法であって、試料からの物体波が該試料の透過電子線を含まない物体波を用いることを特徴とする電子線ホログラム作成方法。
- 電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において参照波と物体波を干渉させることにより電子線ホログラムを作成する方法であって、参照波が試料からの電磁波を遮蔽した参照波を用いることを特徴とする電子線ホログラム作成方法。
- 電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において参照波と物体波を干渉させることにより電子線ホログラムを作成する方法であって、試料からの物体波が該試料の透過電子線を含まない物体波を用いると共に、参照波が試料からの電磁波を遮蔽した参照波を用いることを特徴とする電子線ホログラム作成方法。
- 請求項6乃至8のいずれか1項に記載の電子線ホログラム作成方法において、前記試料が静電荷担持体であることを特徴とする電子線ホログラム作成方法。
- 請求項6乃至9のいずれか1項に記載の電子線ホログラム作成方法により作成された前記電子線ホログラムをディジタル画像処理変換して位相再生像を作成することを特徴とする位相再生画像作成方法。
- 請求項10記載の位相再生画像作成方法において、電子線遮蔽プローブを移動させて、電子銃からの電子線が照射されない状態から照射される状態までの試料の位相再生画像を生成することを特徴とする位相再生画像作成方法。
- 電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において、電子線を試料から遮蔽する電子線遮蔽プローブと、参照波に試料からの電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽プローブを備え、前記電子線遮蔽プローブおよび前記電磁波遮蔽プローブはそれぞれ独立に任意方向に駆動可能であることを特徴とする電子顕微鏡。
- 請求項12記載の電子顕微鏡において、前記電子線遮蔽プローブと前記電磁波遮蔽プローブの少なくとも一方のプローブが試料の一部を除去する機構を備えたことを特徴とする電子顕微鏡。
- 請求項12記載の電子顕微鏡において、試料の一部を除去する為の任意方向に駆動可能なプローブをさらに備えたことを特徴とする電子顕微鏡。
- 電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡において参照波と物体波を干渉させることにより電子線ホログラムを作成する方法であって、試料の一部もしくは全部を除去した前後の電子線ホログラムを作成することを特徴とする電子線ホログラム作成方法。
- 請求項15記載の電子線ホログラム作成方法において、参照波が試料からの電磁場の影響を受けていないと共に、試料外部の電場情報のみを含む物体波を用いることを特徴とする電子線ホログラム作成方法。
- 請求項15もしくは16記載の電子線ホログラム作成方法において、観測位置が試料の一部を除去する前と後で同じであることを特徴とする電子線ホログラム作成方法。
- 請求項15乃至17の何れか1項に記載の電子線ホログラム作成方法により作成された電子線ホログラムをデジタル画像処理変換して位相再生像を作成する方法であって、試料の一部もしくは全部を除去する前と後の電子線ホログラムを作成後、それらの位相情報の差分から、除去した試料に関する電場情報を抽出するための位相再生像を作成することを特徴とする位相再生像作成方法。
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