相位板以及電子顯微鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種減少電子射線的阻斷所導(dǎo)致的像信息的丟失的問題，并且改善了電位分布成為各向異性的問題的、用于電子顯微鏡的相位板。其具有連為一體的開口部(23)，在開口部配置從開口部的外廓部朝向開口部中心的多個(gè)電極(11)。各個(gè)電極(11)的剖面，采用隔著絕緣層(25)用由導(dǎo)體或者半導(dǎo)體構(gòu)成的屏蔽層(26)覆蓋由導(dǎo)體或者半導(dǎo)體構(gòu)成的電壓施加層(24)的構(gòu)造。由此，構(gòu)成能夠減少電極(11)所導(dǎo)致的電子射線阻斷，并且能夠改善電位分布成為各向異性的問題的相位板。
【專利說明】相位板以及電子顯微鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子顯微鏡，尤其涉及采用了通過透過了試樣的電子射線來成像的透射電子顯微鏡的相位差電子顯微鏡技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]透射電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope ;以下稱為TEM),作為將在高電壓(數(shù)10?數(shù)IOOkV)下被加速的電子射線照射到觀察對(duì)象物質(zhì)，并通過電磁透鏡對(duì)透過了物質(zhì)的電子射線進(jìn)行成像、放大，由此來進(jìn)行物質(zhì)的微細(xì)構(gòu)造的觀察的裝置而很有用，迄今為止進(jìn)行了各種研究、開發(fā)。尤其是，作為構(gòu)成TEM的像對(duì)比度的要素之一，存在被稱為相位對(duì)比度的要素。相位對(duì)比度可以利用由于物鏡的象差、焦點(diǎn)偏差而產(chǎn)生的散射波與非散射波之間的相位差而得到。而且，在該相位對(duì)比度中，通過賦予光路差來實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度的觀察，因此提出了各種相位板(參照專利文獻(xiàn)I?4、非專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中，提出了一種通過利用非晶質(zhì)薄膜所具有的內(nèi)部電位來使散射波的相位變化的相位板。在專利文獻(xiàn)2?專利文獻(xiàn)3中，提出了利用被施加了電壓的電極在空間中形成的靜電位來控制非散射波的相位的相位板。在專利文獻(xiàn)4中提出了一種應(yīng)用了封閉在磁性體內(nèi)部的磁通所產(chǎn)生的AB(Aharonov-Bohm)效應(yīng)的相位板。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-273866號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開平09-237603號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本特表2009-529777號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)4:日本特開昭60-7048號(hào)公報(bào)
[0010]非專利文獻(xiàn)
[0011 ]非專利文獻(xiàn) I:0.Scherzer:0ptik38 (1973) 387.
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]為了說明本發(fā)明的解決課題，在圖1中示出TEM中的成像過程。如該圖的(a)所示，對(duì)觀察試樣I照射的電子射線2，被分為受到試樣的影響而散射的散射波的電子射線3、和未受試樣的影響而透過的非散射波的電子射線4。這些電子射線經(jīng)由物鏡5、后焦點(diǎn)面6，成像于像面9。圖1的(b)表示將后焦點(diǎn)面6以與光軸10垂直的面來表示的、也被稱為衍射圖形的圖。在該后焦點(diǎn)面上非散射波4收斂于光軸上的一點(diǎn)并結(jié)成作為點(diǎn)光源像的非散射波光點(diǎn)8。同樣，以相等的角度散射的散射波3收斂于由散射角度決定的后焦點(diǎn)面6上的一點(diǎn)，并形成作為點(diǎn)光源像的散射波光點(diǎn)7。如此，在后焦點(diǎn)面上散射波與非散射波分尚。
[0014]作為構(gòu)成TEM的像對(duì)比度的要素之一，存在被稱為相位對(duì)比度的要素。相位對(duì)比度可以利用由于物鏡的象差、焦點(diǎn)偏差而產(chǎn)生的散射波與非散射波之間的相位差而得到。對(duì)該散射波與非散射波之間的相位差進(jìn)行說明。
[0015]若設(shè)電子射線的波長(zhǎng)為λ，設(shè)試樣所具有的構(gòu)造的大小為山則圖1的(a)內(nèi)的α所示的散射角度表示為下式。
[0016][式I]
【權(quán)利要求】
1.一種用于電子顯微鏡的相位板，其特征在于，具備: 連為一體的開口部；和 在所述開口部?jī)?nèi)，從開口部外周部朝向開口部中心的多個(gè)電極， 多個(gè)所述電極具有:隔著絕緣體用由導(dǎo)體或者半導(dǎo)體構(gòu)成的屏蔽層包覆由導(dǎo)體或者半導(dǎo)體構(gòu)成的電壓施加層的構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位板，其特征在于， 多個(gè)所述電極相對(duì)于所述開口部中心被配置為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位板，其特征在于， 多個(gè)所述電極的所述電壓施加層分別電獨(dú)立。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相位板，其特征在于， 多個(gè)所述電極各自在內(nèi)部具有多個(gè)由導(dǎo)體或者半導(dǎo)體構(gòu)成的所述電壓施加層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相位板，其特征在于， 通過單獨(dú)地調(diào)整多個(gè)所述電極各自所產(chǎn)生的電位的大小,來使所述開口部?jī)?nèi)的電位強(qiáng)度分布變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位板，其特征在于， 多個(gè)所述電極各自具備從開口部外周部向開口部中心變窄的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位`板，其特征在于， 多個(gè)所述電極各自具有從開口部外周部向開口部中心彎曲的形狀。
8.一種用于電子顯微鏡的相位板，其特征在于，具備: 開口部；和 在所述開口部?jī)?nèi)，從開口部外周部朝向開口部中心的多個(gè)電極， 多個(gè)所述電極具有:隔著絕緣體用由導(dǎo)體或半導(dǎo)體構(gòu)成的屏蔽層包覆由導(dǎo)體或者半導(dǎo)體構(gòu)成的電壓施加層的構(gòu)造，多個(gè)所述電極的所述電壓施加層相互電獨(dú)立。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相位板，其特征在于， 通過單獨(dú)地調(diào)整多個(gè)所述電極各自所產(chǎn)生的電位的大小,來使所述開口部?jī)?nèi)的電位強(qiáng)度分布變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相位板，其特征在于， 多個(gè)所述電極相對(duì)于所述開口部中心被配置為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
11.一種電子顯微鏡，是通過電子射線來觀察試樣的電子顯微鏡， 所述電子顯微鏡的特征在于，具備: 所述電子射線的光源； 照射光學(xué)系，其用于將從所述光源放出的所述電子射線照射到試樣； 透鏡系統(tǒng)，其用于對(duì)所述試樣的像進(jìn)行成像； 相位板，其對(duì)來自所述試樣的電子射線賦予相位差； 控制部，其控制該電子顯微鏡；和 顯示部，其與所述控制部連接，且用于顯示所述試樣的觀察像， 所述相位板具備連為一體的開口部、和在所述開口部?jī)?nèi)從開口部外周部朝向開口部中心的多個(gè)電極，多個(gè)所述電極具有:隔著絕緣體用由導(dǎo)體或者半導(dǎo)體構(gòu)成的屏蔽層來包覆由導(dǎo)體或者半導(dǎo)體構(gòu)成的電壓施加層的構(gòu)造。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子顯微鏡，其特征在于， 還具備微動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述微動(dòng)機(jī)構(gòu)被所述控制部控制，能夠使所述相位板的位置微動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子顯微鏡，其特征在于， 所述相位板的多個(gè)所述電極的所述電壓施加層分別電獨(dú)立， 所述控制部能夠獨(dú)立地控制對(duì)多個(gè)所述電極各自施加的電壓的大小。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子顯微鏡，其特征在于， 所述顯示部顯示用于控制對(duì)多個(gè)所述電極各自施加的電壓的大小的控制畫面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子顯微鏡，其特征在于， 所述顯示部，顯示衍射圖作為所述試樣的觀察像，基于該衍射圖，能夠通過所述控制畫面來調(diào)整對(duì) 多個(gè)所述電極各自施加的所述電壓的大小。
【文檔編號(hào)】H01J37/26GK103620728SQ201280031593
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月1日
【發(fā)明者】玉置央和, 高橋由夫, 葛西裕人, 小林弘幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立高新技術(shù)