(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子光学画像形成のための位相板（１）であって、
対象物（２）で、電子ビーム（３）は０次ビーム（４）と回折された電子ビーム（５，５’）に分割され、
前記位相板（１）は、０次ビーム（４）の領域に延在している電極（１’）として構成されており、電圧によって形成された電界（６）によって前記０次ビーム（４）の位相をシフトさせ、回折された電子ビーム（５、５’）とのその干渉によってコントラストの高い画像を実現する形式のものにおいて、
前記電極（１’）は遮蔽された導体（７）として構成されており、当該導体は固定部（８）から実質的に放射状に、０次ビーム（４）の方向に延在して配置されており、
前記遮蔽された導体（７）は０次ビーム（４）の前に終端部（９）を有しており、これによって前記０次ビーム（４）に対して１８０°だけ中央対称にずらされた、前記位相板（１）による陰影部分がなくなり、かつ前記導体（７）と、導体を取り囲んでいる遮蔽部（１０）との間に電界（６）が形成され、当該電界は前記０次ビーム（４）を含んでいる、
ことを特徴とする、電子光学画像形成のための位相板。
【請求項２】
内部電極として用いられている前記導体（７）はその終端部（９）で、当該導体を取り囲んでいる遮蔽部（１０）に対して僅かに後方にずらされている、請求項１記載の位相板。
【請求項３】
前記導体（７）と遮蔽部（１０）との間に絶縁体（１１）が配置されている、請求項１または２記載の位相板。
【請求項４】
前記絶縁体（１１）は、前記導体（７）および遮蔽部（１０）に対して後方にずらされている、請求項３記載の位相板。
【請求項５】
前記絶縁体（１１）は残留導電性を有しており、当該残留導電性は、前記電界（６）の妨害および／または０次ビーム（４）の偏向が阻止されるように、生じ得る電荷が排出されるように定められる、請求項３または４記載の位相板。
【請求項６】
前記電極（１’）は担体（２０）によって保持されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の位相板。
【請求項７】
前記電極（１’）は、前記担体（２０）の前方終端部で突出している、請求項６記載の位相板。
【請求項８】
前記担体（２０）の横断面は、外側から内側へと先細りしている、請求項６または７記載の位相板。
【請求項９】
前記電極（１’）には操作機構（２４）が設けられており、当該操作機構によって、前記遮蔽された導体（７）の終端部（９）は前記０次ビーム（４）の方向へ調整される、請求項１から８までのいずれか１項記載の位相板。
【請求項１０】
放射方向において前記電極（１’）の前にビーム偏向装置（２５）が配置されており、当該ビーム偏向装置によって０次ビーム（４）が偏向され、電界（６）に対して相対的に位置付けされる、請求項１から８までのいずれか１項記載の位相板。
【請求項１１】
結像方法であって、
電子光学的に形成され、回折されたビーム（５、５’）のビーム路が部分的に影になることによって画像情報が失われた画像を、前記失われた画像情報と同一の、０次ビーム（４）に対して中央対称に対向している画像情報を用いることによって復元する形式の方法において、
０次ビームの位相をシフトさせる、０次ビームの前に終端部（９）を有する位相板（１）を用いることによって、前記０次ビーム（４）に対して１８０°だけ中央対称にずらされた、前記位相板（１）による陰影部分がなくなり、かつ前記導体（７）と、導体を取り囲んでいる遮蔽部（１０）との間に、前記０次ビーム（４）を含んでいる電界（６）が形成されて、前記画像を完全に復元する、
ことを特徴とする結像方法。
【請求項１２】
前記画像コントラストを検出し、前記電界（６）を強度および／または０次ビーム（４）に相対するその位置付けに関して、最適な画像コントラストが得られるまで変える、請求項１１記載の結像方法。
【請求項１３】
電界を形成する終端部（９）を有する前記位相板（１）を、位相シフトを最適にするために、０次ビーム（４）に対して相対的に位置付けする、請求項１１または１２記載の結像方法。
【請求項１４】
位相シフトを最適にするために、前記０次ビーム（４）を偏向によって電界（６）に対して相対的に位置付けする、請求項１１または１２記載の結像方法。
【請求項１５】
電子顕微鏡（１２）であって、
対象物（２）で、電子ビーム（３）は０次ビーム（４）と回折された電子ビーム（５，５’）に分割され、
位相板（１）を有しており、当該位相板は、前記０次ビーム（４）の対物レンズ焦点面（１５）に配置されており、前記位相板（１）は電極（１’）として構成されており、電圧によって形成された電界（６）によって前記０次ビーム（４）の位相をシフトさせ、回折された電子ビーム（５、５’）とのその干渉によってコントラストの高い画像を実現する形式のものにおいて、
前記電極（１’）は遮蔽された導体（７）として構成されており、当該導体は固定部（８）から出発して実質的に放射状に、０次ビーム（４）の方向へ延在して配置されており、
前記遮蔽された導体（７）は０次ビーム（４）の前に終端部（９）を有しており、これによって前記０次ビーム（４）に対して１８０°だけ中央対称にずらされた、前記位相板（１）による陰影部分がなくなり、かつ遮蔽部（１０）と導体（７）との間に形成された電界（６）が当該０次ビーム（４）を含んでいる、
ことを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項１６】
結像のための装置が装備されており、当該装置は、電子光学的に形成され、画像情報が位相板（１）によってビーム路が部分的に影になることによって失われた画像が、検出装置（１７）によって検出され、前記失われた画像情報と同一の、０次ビーム（４）に対して中央対称に対向している画像情報を用いることによって復元されるように構成されており、
前記位相板（１）は０次ビーム（４）の前に終端部（９）を有しており、これによって前記０次ビーム（４）に対して１８０°だけ中央対称にずらされた、前記位相板（１）による陰影部分がなくなり、かつ前記復元はすき間無く行われる、請求項１５記載の電子顕微鏡。
【請求項１７】
前記電極（１’）のための操作機構（２４）を有しており、当該操作機構によって、前記遮蔽された導体（７）の終端部（９）は前記０次ビーム（４）の方向へ調整される、当該請求項１５または１６記載の電子顕微鏡。
【請求項１８】
前記電極（１’）の前に配置されたビーム偏向装置（２５）を有しており、当該ビーム偏向装置によって０次ビーム（４）は偏向され、電界（６）に対して相対的に位置付けされる、請求項１５または１６記載の電子顕微鏡。
【請求項１９】
検出装置（１７’）並びに画像評価装置および調整装置が設けられており、当該装置によって画像コントラストが検出され、電界（６）を生じさせる電圧が調整され、最適な画像コントラストが得られるまで、前記遮蔽された導体（７）の前記終端部（９）の、０次ビーム（４）に対する相対的な位置付けが操作機構（２４）によって行われる、および／または前記遮蔽された導体（７）の終端部（９）に対する０次ビーム（４）の位置付けがビーム偏向装置（２５）によって行われる、請求項１５から１８までのいずれか１項記載の電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子光学結像のための位相板に関する。ここでは電子ビームは対象物で０次ビーム（Nullstrahl）と回折された電子ビームとに分かれる。位相板は電極として構成され、電圧によって形成された電界を用いて０次ビームの位相がシフトされ、これが回折された電子ビームと干渉することによって、コントラストの高い画像が得られる。
【０００２】
本発明はさらに結像方法に関する。この方法では、回折されたビームのビーム路が部分的に影になることによって画像情報が失われた、電子光学的に形成された画像が次のことによって復元される。すなわち、失われた画像情報と同一の、０次ビームに対して中央対称に対向している画像情報を用いることによって復元される。
【０００３】
さらに本発明は、上述した様式の位相板が０次ビームの対物レンズ焦点面に配置されている顕微鏡に関する。
【０００４】
光学顕微鏡における場合のように、電子顕微鏡でも多くの対象物がビームに対して実質的に透過性である。従って、従来の画像形成では僅かな振幅コントラストしか生じない。しかし両方のビームの位相の位置は対象物の通過時に、対象物の構造に依存してシフトされる。これによってビームは対象物において、回折されていない、いわゆる０次ビームと、複数の回折次数を有する回折されたビームとに分かれる。
【０００５】
０次ビームの位相がシフト（有利には９０°）されることによって、像平面において０次ビームが回折されたビームと再び重畳するときに、対象物の位相変調は強い振幅コントラストに変化する。これは公知の位相コントラストである（例えば Reimer著「Transmission Electron Microscopy」199頁〜, Berlin, Heidelberg, New York 1984年を参照）。このような位相シフトには、ビームが対物レンズの焦点面において異なる焦点を形成するという事実が利用される。従って、０次ビームに対する焦点面において０次ビームは１つの中央焦点を形成し、異なる回折次数の回折されたビームの焦点によって取り囲まれる。この取り囲みは実質的に同じ焦点面にある１次の回折から始まる。この事実を利用して、０次ビームまたは回折されたビームの位相ずれを生じさせる。これによって位相差が取り除かれて、振幅が増幅する。本発明は０次ビームの位相シフトに基づく。
【０００６】
しかし光学レンズとは異なり、電子ビームでは、位相板を担う透明なプレートがないということが問題になる。従ってこの問題を解決するために、冒頭に記載した形式であるが、具体的な構成に関しては以降で説明するように異なっている位相板を提案する。このような形式の全ての位相板に対して、０次ビームのみを検出することは技術的には可能でない、ということに留意されたい。なぜならこれにはナノメートル領域の電界が必要であり、このような電界は目下、技術的に作成可能でないからである。従って、各位相板の構成に応じて、少なくとも幾つかの低い回折次数も検出されてしまう。光学顕微鏡から生じた用語「位相板」とは、電子顕微鏡の領域においてはむしろ象徴的に使用される。なぜなら、これは多くの場合にはプレート状の構成部分ではなく、位相をずらすために必要な構成部分を含んでいるからである。
【０００７】
ＥＰ０７８２１７０Ａ２号から、位相板および電子顕微鏡が提案されている。ここではリング状の電極が設けられており、これは０次ビームの領域において穿孔を有している。この穿孔においてリング状電極は位相をずらす電界を生じさせる。リング状電極は対向する側で保持アームに結合されている。ここでこの保持アームは電子顕微鏡のハウジングまで延在している。このような位相板は複数の欠点を有している：まずは、機械的な理由および製造上の理由で、ある程度の寸法を有していなければならないリングは、０次ビームの近傍のビームを遮る。しかしこれは、高い強度の回折されたビームであるので、非常に多くの、コントラスト形成のためのビームが失われてしまう。さらにリングの開口部は、過度に多くの低い回折次数が位相シフトに加わらないようにするために非常に小さくなければならない。なぜなら、この場合にはコントラスト形成のための回折次数が同じように失われてしまうからである。しかしこれは同じように次のような結果になる。すなわちこの小さい中央穿孔が非常に迅速に汚れてしまい、汚染によってふさがれてしまうという結果になる。さらなる欠点はリングのための保持アームが高次回折ビームのビーム路を通り、これによってここでも影の部分、ひいては情報損失が生じるということである。
【０００８】
後者の問題を解決するためにＤＥ１０２０６７０３Ａ１号によって、冒頭に記載した様式の位相板および方法が提案されている。ここではリング状電極が、中央対称に配置されていない保持アームに保持されており、従って、アームによる陰影は生じない。このアームは、リング状電極の穿孔を通る０次ビームに関して、１８０°ずれて対向している。これによって、冒頭に記載した様式の結像方法によって保持アームの影の部分が復元される。しかしここではリング状電極による上述の問題は解決されずに残っており、殊にその影の部分は、光軸を中心に延在しているリングの領域にわたって延在しており、その点においては上述の様式のあらゆる再結合が可能ではない。
【０００９】
ＤＥ１０２００５０４０２６７Ａ１号から、リング状電極を有する上述した様式の位相板を形成するための方法が既知である。ここでこのリング状電極はサンドイッチ式に層によって構成されており、リング状電極用の穿孔が設けられている。しかし後者はここでも上述した影の部分を有している。
【００１０】
ＪＰ２００６１６２８０５Ａの提案では、位相板での保護部分の付着が静電力によって阻止される。このために位相板の相応した層構成が提案される。しかし位相板のこの構成は、中央対称に対向している画像情報による画像再結合の上述した問題とは関係ない。
【００１１】
ＥＰ０７８２１７０Ａ２号の別の提案によっては、電極のリング状構造が省かれる。これによってリング状電極による上述の問題もなくなる。図３に示されたこの提案および属する説明は、冒頭に記載された様式の位相板に相応する。この場合にこの電極がどのような外観を有するべきかという問題に対して、ここでは唯一の提案が成されている。この提案では導体は直接的に接線方向で、０次ビームを通過するように案内される。この導体から生じる電界ができるだけ０次ビームのみを検出するようにするために、図３およびそれに属する明細書において次のことが提案される。すなわち、これを絶縁層およびアースされた遮蔽層によって取り囲むことが提案される。これらの層は、０次ビームの領域において、導体全体の周囲を中心にして離れている。従ってここでは、電界が導体と遮蔽層の２つの環状終端部との間に生じる。これは導体側で０次ビームを含んでいる。ここではもはや上述したリング状電極による問題は生じないが、遮蔽された導体が、回折されたビームのビーム路全体を通って、相応に大きな影の部分を生じさせてしまうという問題が生じる。しかし殊に、この導体は絶縁体および遮蔽部とともに、０次ビームの焦点に対してわずかにずらされており、ここでも中央対称に、０次ビームの焦点に対して１８０°ずらされた領域が影にされる。ＥＰ０７８２１７０Ａ２号が再結合を提案していないことを除いても、上述した事実に基づいて再結合は不可能である。この提案では、導体が０次ビームの方を向いていない側でも電界を生成してしまうことがさらなる問題として生じる。なぜなら、導体はここでも遮蔽なしで露出しているからである。これによって、そこで延在している回折されたビームは同じように位相がずらされ、これによって振幅増幅にはもはや使用されない。
【００１２】
最後に、ＤＥ１０２００６４５Ａ１号によって、開口ブラインドを設けることが提案されている。この開口ブラインドはリング状の位相板を担う。リング状の位相板はブラインド境界に沿って細い縁部として延在しており、例えば内部電極および外部電極を有するリング状電極として構成される。択一的な選択肢として、このリング状の位相板は、開口ブラインドから内部へ向かってずらされており、アームによって保持される。０次ビームがこの電極の電界の領域内に来るように、ビーム路が相応に傾斜される。これによって、汚れる、または汚染によってふさがれてしまう小さい穿孔が無く、問題が解決される。しかし他方ではビーム路を相応に、正確な角度で傾斜させるコストが生じる。第１の実施形態では、開口ブラインドはその湾曲形状によって、回折されたビームの半分以上を切り取り、これによって上述した画像復元と提案された解決方法との組み合わせが排除されてしまう。第２の実施形態では、開口ブラインドはビーム路外にあるが、リング状の電界は、第１の実施形態での場合もそうであるが、０次ビーム上だけではなく、弓状に、異なる回折次数のビーム路全体を通じて、ビーム路の縁部まで作用する。電界のこの構成によって、これによって影響された回折ビームの部分は、電界によって生成された位相シフトによってもはや振幅増幅には使用されない。さらに、画像の再結合も不可能である。なぜなら電界は、０次ビームに対して１８０°で対向している領域を検出するからである。
【００１３】
従って本発明の課題は、位相板による陰影部分が最低限に低減され、復元不可能な陰影部分が生じない位相板と電子顕微鏡を提供することである。結像方法に関しては、画像の完全な再結合を可能にすることが課題である。
【００１４】
冒頭に記載した様式の位相板に関しては、上述の課題は次のことによって解決される。すなわち電極が遮蔽された導体として構成され、この導体が固定部から、実質的に放射状に０次ビームの領域の方向に延在して配置されることによって解決される。ここで、遮蔽された導体は０次ビームの領域前に終端部を有しており、これによって導体と当該導体を取り囲んでいる遮蔽部との間に、この領域を含んでいる電界が形成される。
【００１５】
冒頭に記載した様式の結像方法に関しては、上述の課題は次のことによって解決される。すなわち完全に０次ビームの１つの側に位置する位相板を使用することによって、画像の完全な復元を行うことによって解決される。この位相板は０次ビームの位相シフトを形成するのに用いられる。
【００１６】
冒頭に記載した様式の電子顕微鏡に関しては、上述の課題は次のことによって解決される。すなわち電極が遮蔽された導体として構成され、この導体が固定部から出発して実質的に放射状に０次ビームの領域の方向に延在することによって解決される。ここで遮蔽された導体は０次ビームの領域前に終端部を有しており、これによって遮蔽部と導体の間に形成された電界がこの領域を含んでいる。
【００１７】
本発明の基本となる考えは、導体終端部によって生成される電界の規模ができるだけ小さいということである。導体終端部は絶縁体によって別個にされて、アースされた、同じように導電性の被覆部によって取り囲まれている。このようにして、導体と、被覆する遮蔽部との間に、非常に小さい規模の電界が形成される。これによって０次ビームの他に、電界によって含まれるまたは遮蔽される回折されたビームはできるだけ僅かになる。従って、できるだけ多くの、０次ビーム近傍に存在する、強い強度の回折されたビームがコントラスト形成のために使用可能に保たれる。この利点の他に、本発明による位相板によって次のことが可能になる。すなわち、電界を１つの側からのみ０次ビームに近づけることが可能になる。従って、０次ビームに関して１８０°で対向している領域は影の部分にならない。本発明の位相板はこのようにして、画像の完全な復元を伴う結像方法を可能にする。結像方法のさらなる具体的な構成に関しては、公開物、殊にＤＥ１０２０６７０３Ａ１号に記載されている。本発明に相応してこの方法によって初めて、完全な画像復元が可能である。
【００１８】
本発明による位相板およびこの位相板の影の部分を完全に復元する結像方法を備える電子顕微鏡も提供され、この電子顕微鏡は半透明対象物のコントラストの高い画像を供給する。しかも、画像領域が陰影によって、その質に関して妨害を受けることがない。
【００１９】
位相板の発展形態では、内部電極として使用される導体はその終端部で、自身を取り囲んでいる遮蔽部より僅かに後方にずらされている。このようにして、生成された電界をさらに狭く制限し、これによって０次ビームの他に検出される回折ビームをさらに少なくすることができる。これによって０次ビームとの干渉形成のために回折ビームが失われることはなく、画像のコントラストはさらに高くなる。
【００２０】
導体と遮蔽部との間には通常は絶縁体が配置されているので、有利には絶縁体は導体および遮蔽部に対して後方にずらして配置されている。このようにして、絶縁体が放射によって帯電してしまうことが回避される。この帯電は電界の形成を妨害するだけではなく、場合によっては０次ビームの安定性が損なわれてしまう。しかし絶縁体の帯電は択一的または付加的に次のことによっても回避される。すなわち、絶縁体が残留導電性を有することによっても回避される。この残留導電性は、電界の妨害および／または０次ビームの偏向が阻止されるように、場合によって生じ得る電荷が排出されるように定められている。
【００２１】
別の提案は、電極を担体によって保持することである。電界をできるだけ小さく保つために、導体、絶縁体および遮蔽部を有する電極をできるだけ小さい横断面で構成することが必要である。ここで技術的に可能な限り小さく、金銭的に是認できる寸法が得られるように努められる。これによって電極を自身で担うにはもはや剛性が充分でなくなる。従って担体による保持が、できるだけ小さい横断面を有する電極を構成するために用いられる。
【００２２】
担体が低い回折次数の高いエネルギーのビームを遮蔽しないようにするために、有利には電極は担体の前方終端部で突出している。これはその剛性、ひいては自己負荷能力によって可能である。担体の横断面もこの目的に用いられる。これは外側から内側へと先細りしている。このようにして遮蔽は、最も高いビーム強度を受容する箇所で最も少なく保たれ、同時に担体はこの箇所で、静力学的理由で必要である、より大きな横断面を有する。
【００２３】
終端部で電界が形成される電極は、０次ビームに対して非常に僅かな間隔だけを有するべきである。これによって０次ビームだけが検出される。これは追従アライメントをいつでも行うことを可能にする事前措置がとられている場合には有利である。この目的のために、位相板の発展形態として、電極に操作機構を装備することを提案する。この操作機構によって遮蔽された導体の終端部を０次ビームの領域に置くことができる。同じ目的で、付加的または択一的に、放射方向において電極の前にビーム偏向装置を配置することができる。偏向装置によって０次ビームを、電界に対して相対的に位置付け可能であるように偏向することができる。
【００２４】
上述した結像方法に関して有利な発展形態として次のことが行われる。すなわち、画像コントラストが検出され、電界が強度および／または０次ビームに対するその位置に関して、最適な画像コントラストが得られるまで変えられる。この方法はここで有利には相応の調整装置によって実施される。ここでは電界は相応する電位差を用いて調整される。電界と０次ビームとの間の相関関係は次のことによって調整される。すなわち終端部で電界を生成する位相板が、位相差を最適にするために位置決めされることによって調整される。位相差を最適にするために０次ビームを電界に対して相対的に偏向によって位置付けることができる。
【００２５】
電子顕微鏡には位相板が装備されている。これは上述した全ての発展形態を有している。さらに電子顕微鏡を次のように構成することができる。すなわち、上述した結像方法の全ての発展形態に従って作動するように構成することができる。殊に電子顕微鏡に上述した位相板に相応して電極用の操作機構を設けることができる。この操作機構によって、遮蔽された導体の終端部を０次ビームの領域に置くことができる。択一的にまたは同時に、電子顕微鏡が電極の前に配置されたビーム偏向装置を有してもよい。このビーム偏向装置によって０次ビームは次のように偏向される。すなわち、０次ビームが電界に対して相対的に位置決めされるように偏向される。この種のビーム偏向装置は対象物前に、または対象物と対物レンズとの間に、または対物レンズと０次ビームの対物レンズ焦点面との間に配置される。ここビーム偏向装置は電界および／または磁界を生成するための装置であって、これによって０次ビームは、位相をずらす電界に対して最適な位置に動かされる。上述した電界は当然ながら回折されたビームも検出し、０次ビームによってアライメントされる。これは必要である。なぜなら、０次ビームに対するその中央対称性が再重畳のために得られ続けなければならないからである。
【００２６】
電子顕微鏡の別の構成では、検出装置並びに画像評価装置および調整装置が設けられ、これらの装置によって画像コントラストが検出され、電界を生成するための電圧が調整される。さらに、この装置は０次ビームに対する、遮蔽された導体の終端部の位置決めを操作機構によって行い、および／または遮蔽された導体の終端部に対する０次ビームの位置決めをビーム偏向装置によって行う。この調整は調整装置によって、最適な画像コントラストが得られるまで行われる。この場合には、相応に構成されたプログラムは、最適な調整を迅速に見つけるために用いられる。
【００２７】
本発明を以下に、図示された実施例に基づいて説明する。
【００２８】
ここで、
図１は、位相板を有する本発明の電子顕微鏡の基本図であり、
図２は、電界および０次ビームを伴う部分における、本発明による位相板の電極先端であり、
図３および図４は担体および操作機構を有する位相板である。
【００２９】
図１は、電極１’として構成された本発明の位相板１を有する電子顕微鏡１２の基本図を示している。電子顕微鏡１２に関しては重要な構成部分のみが示されている。ここではビーム生成部も、ビームの成形領域も省かれている。その下方にある、電子顕微鏡１２の管部分のみが示されている。これは、ハウジング壁部８内に収容された対物レンズ１３、投射レンズ１４、画像モニター１６および検出装置１７ないし１７’を含んでいる。中間レンズシステムまたはその他の装置の図示は同じように省かれている。
【００３０】
電子ビーム３は対象物２へ向けられ、そこで部分的に回折される。従って、０次ビーム４の他に回折された電子ビーム５、５’が生じる。ビーム４、５、５’は対物レンズ１３によって屈折される。ここでビーム４、５、５’の焦点は０次ビーム４の対物レンズ焦点面１５内に位置する。例えばここでは１次の回折されたビーム５、５’の１８０°ずらされた２つの焦点のみが示されている。０次ビームの焦点は、回折ビーム５、５’の焦点に対して僅かなずれが生じる場合でも基準点を形成するので、用語「０次ビーム４の対物レンズ焦点面１５」が選択されている。回折された電子ビーム５、５’の焦点は、０次ビーム４の焦点と放射状に離れている。ここで０次ビーム４の焦点は中心点を構成し、外側で、通常は中央対称のパターンを成す全回折電子ビーム５、５’の焦点によって、回折次数に従って段階的に囲まれている。この事実は、電極１’を有する位相板１によって、小さい電界６（図２を参照）を生じさせることに利用される。この電界は実質的に０次ビーム４のみを含む。これによって次のように位相がシフトされる。すなわち、投影面１６または検出装置１７または１７’’上での画像形成時に、ビーム４、５、５’の再重畳時の振幅増幅によって、コントラストの高い画像が得られるように位相がシフトされる。
【００３１】
電界６が実質的に０次ビーム４のみを含むことを保証するために、追従アライメントが可能であるのは有利である。なぜなら、維持されるべき非常に短い距離は、僅かな影響で変えられてしまうからである。このために、担体２０を有する電極１’が操作機構２４を有することが提案される。この操作機構によって、遮蔽された導体７の終端部９（図２を参照）が０次ビーム４の焦点に相応して追従アライメントされる。操作機構２４はここでは象徴的にあらわされている。択一的にまたは同時に、このような追従アライメントはビーム偏向装置２５が設けられることによっても実行される。ビーム偏向装置は０次ビーム４の対物レンズ焦点面１５のビーム方向において前方に設けられており、次のように実現されている。すなわち、ビーム偏向装置は相応する電界または磁界の生成によって、０次ビーム４の焦点が電界６に対して最適な位置にあるようにビーム路４、５、５’を非常に僅かにずらすように実現されている。この位置付けは図２に、拡大して示されている。
【００３２】
完全にするために、さらに、のぞき窓１９が示されている。こののぞき窓を通して、投影面１６上に、電子ビーム３によって生成された画像を直接的に観察することができる。この結像方法を実施する制御部は図示されていない。これは、制御部が検出装置１７によって得られた情報を用いて、同じように図示されていない画像モニター上に、復元された画像を形成することによって行われる。
【００３３】
検出装置１７に対して付加的に、これと同一の、またはこれとは異なる検出装置１７’’を設けることができる。検出装置は、電界６に対して０次ビーム４を位置付けるために、並びに電界６の強さを調整するために用いられる。これは画像コントラストが検出され、最適な画像コントラストを得るために上述した量が調整されることによって行われる。
【００３４】
図２は、電界６および０次ビーム４を伴う部分の、位相板１の電極先端を示している。ここで０次ビーム４は光軸１８内にある。これは図１にも示されている。上述した手段によって次のことが可能になる。すなわち、０次ビーム４の他に電界６が非常に僅かにしか回折された電子ビーム５、５’’を包囲しないように、遮蔽された導体７の終端部９を正確に位置付けることが可能になる。電界６を次のことによってさらに正確に位置付けることができる。すなわち、内部電極を形成する導体７が遮蔽部１０に対して、後方へのずれ２２を有していることによってさらに正確に位置付けることができる。なぜなら電界６はこのようにしてさらに制限されるからである。電極１’は導体７、絶縁体１１および遮蔽部１０から成る。ここで電極１’の断面はできるだけ小さく構成され、これによって電界６はできる限り、０次ビーム４の焦点の領域内に位置付けされる。
【００３５】
図３および４は位相板１を示す。ここで電極１’は、担体２０によって保持されている。担体は固定部８によって、例えば保持部２１によって、電子顕微鏡１２のハウジング壁部２６に固定されている。担体２０はハウジング壁部２６の領域において、比較的幅の広い横断面を有しており、光軸１８の方向に先細りしている。このようにしてあらゆる箇所で、静力学的に必要な断面が設けられ、担体２０によるビーム５、５’からの遮蔽は、殊に光軸１８の近傍において最低限に低減される。
【００３６】
これはさらに次のことによって改善される。すなわち、電極１’が担体２０に対して突出部２３を有することによって改善される。この突出部は次のような大きさに定められる。すなわち電極１’がこの領域において自身を担うことができるような大きさに定められる。図示されたボックスによって象徴的に操作機構２４が示されている。これによって次のことが可能になる。すなわち遮蔽された導体７の終端部９ひいては電界６を０次ビーム４に対して最適に位置付けることが可能になる。
【００３７】
当然ながら図は単なる例である。本発明の位相板１は当然ながら種々の電子光学画像形成に使用される。これは場合によっては、図示された電子顕微鏡１２と異なって形成されてよい。電極１’の構成並びに担体２０の構成も異なっていてよい。殊に電極１’の横断面を異なって構成し、円形、正方形または長方形を選択することができる。できるだけ小さい電界６を生成するために、電極１’がその全体の長さにわたって同じ横断面を有しているのではなく、ピークを有していてもよい。このピークはさらにより小さい横断面へと先細りする。最終的に発明にとって重要なのは、０次ビーム４に対して１８０°だけ中央対称にずらされた陰影部分がないということだけである。この条件を満たした全ての構成は本発明の基本となる考えを使用している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】位相板を有する本発明の電子顕微鏡の基本図
【図２】電界および０次ビームを伴う部分における、本発明による位相板の電極先端
【図３】担体および操作機構を有する位相板
【図４】担体および操作機構を有する位相板
【符号の説明】
【００３９】
１  位相板、  １’  電極、  ２  対象物、  ３  電子ビーム、  ４  ０次ビーム、  ５、５’  回折された電子ビーム、  ６  電界、  ７  遮蔽された導体、  ８  （例えばハウジング壁部での）固定部、  ９  遮蔽された導体の終端部、  １０  遮蔽部、  １１  絶縁体、  １２  電子顕微鏡、  １３  対物レンズ、  １４  投射レンズ、  １５  ０次ビームの対物レンズ焦点面、  １６  投影面、  １７、１７’  検出装置、  １８  光軸、  １９  のぞき窓、  ２０  担体、  ２１  保持部、  ２２  後方へのずれ、  ２３  突出部、  ２４  操作機構、  ２５  ビーム偏向装置、  ２６  ハウジング壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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