(57)【要約】【課題】試料本来の電場に由来する電場情報を得ることができるようにする。【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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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４】
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５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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９】
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１０】
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１１】
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。
【請求項１２】
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１３】
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１４】
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。
【請求項１５】
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１６】
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１７】
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１８】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電荷担持部材、電子放出部材ならび有機半導体や導電性部材の観測・計量装置およびその方法に係り、特に電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡、及び、その電子線ホログラフィーの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、透過型電子顕微鏡においては、電子線を試料に照射し、この試料を透過してきた電子線からなる試料像を磁界レンズで拡大し、スクリーン等に投影することで、試料の観察を行うようになっている。このような従来の透過型電子顕微鏡の中に電子線バイプリズムを設置し、試料を透過していない電子線と試料を透過した電子線との干渉による干渉縞（ホログラム）を得ると共に、得られたホログラムから電子線の位相変化の情報を取出すことで、試料の厚さ分布、電場あるいは磁場等の情報を得る電子顕微鏡技術がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、電子線バイプリズムを構成する線電極ワイヤーの交換作業を簡素化する機構を備えた技術（例えば、特許文献２）や線電極ワイヤーを適切な張力で張る機構を備えた技術（特許文献３）、その他、ワイヤーの汚れを除去する機構を備えた技術（例えば、特許文献４）なども知られている。
【０００４】
さらに位相再生に関しては、光学再生システムや、コンピュータを用いホログラムをフーリエ変換するディジタル画像処理データ処理法が広く用いられている。
【０００５】
従来の観測方法によると、試料を透過していない電子線（参照波）と試料を透過した電子線（物体波）を干渉させる事により、電子線ホログラムを作成し、この電子線ホログラムを再生し、再生された波面の位相を測定し、測定された位相から間接的に試料の電位分布測定する試みがなされている。
【０００６】
例えば、両側に電位差のある薄い膜をほぼ垂直に含むようにスライスされた試料膜に波面の揃った電子線を入射させると＋電荷のある場所では−電荷を持った電子は相対的に加速されるため、波面が遅れることを利用し、このような試料を透過した電子線の位相を測定することで薄い膜の両側の電位差を測定する技術がある（例えば、特許文献５）。
【０００７】
この他、参照波と試料を透過した電子線の物体波から、磁性薄膜試料の磁化分布の可視化、磁区分布を求め、磁性材料や磁気ヘッド特性評価に応用する例が数多く見られる（例えば特許文献６）。
【０００８】
図１１は、従来の電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡の構成例を模式的に示す図である。図１１において、１は電界放出型電子銃、２はコンデンサレンズ、３は対物レンズ、４は対物絞り、５はバイプリズム、１１は試料、１２はホログラムである。電子銃１から出射した電子銃（電子ビーム）はコンデンサレンズ２で平行束となり、一部は試料１１の電場や電磁の影響を受けて物体波となる。この試料１１の電場や磁場の影響を受けた物体波と影響を受けない参照波が、対物レンズ３で集束され、対物絞り４で絞られた後、バイプリズムに入り、参照波と物体波を干渉させることにより干渉縞（ホログラム）１２を得る。
【０００９】
試料内外の電場や磁場による入射電子の振幅と位相の変化を示す波動関数は、一般的に（１）式にて記述できる。
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。
【００１０】
電子線ホログラフィーでは、電場や磁場の影響を受けた電子波（物体波）と真空中を伝播した電子波（参照波）をバイプリズムによって偏向させ、それぞれ−αｈ／２とαｈ／２の角度で干渉させ、位相情報をこの干渉縞（ホログラム）に記録する。このホログラムの強度分布Ｉｈは（３）式で与えられる。
【００１１】
【数１】
2008021626.tif 000003
（３）式の右辺下段の第３項に位相変化φ（ｒ）が含まれており、コンピュータ等により、このホログラムにフーリエ変換演算を施すことにより、電場や磁場による入射電子の位相および振幅の変化が数値データとして再生できる。通常再生された位相変化（φ）をｃｏｓφとして記述し、２次元の位相再生像として電場や磁場の情報を得られるようになる。
【特許文献１】特開２００５−３３２７７２号公報
【特許文献２】特開２００１−３２５９１３号公報
【特許文献３】特開平３−１６３４００号公報
【特許文献４】特許第３２７６８１６号公報
【特許文献５】特許第３１５４４３２号公報
【特許文献６】特開２００３−２７０３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前述した従来の電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡による電子線ホログラフイーでは、試料の持つ電場や磁場の情報を取出せるという優れた特徴を有するものの、試料検体に測定が及ぼす影響がある場合には必ずしも有効な手段とはならない。
【００１３】
前述の従来方法の場合、試料検体に電子銃からの電子線を照射すると、電子エネルギーが相対的に強い場合には照射電子線は試料を通過するが、この時、試料内部の電子をたたき出したり、照射電子エネルギーが相対的に低い場合には、試料内部に電子がトラップされたりするという試料のチャージアップ現象が発生し、試料が本来持っている電場情報を正確に得られないことがある。
【００１４】
また、静電荷を担持した試料に由来する電場情報を得たい場合には、試料の持つ電場が真空中の参照波に影響を与える為、従来の電子顕微鏡を用いた方法では、電子線バイプリズム装置を備えた電子線ホログラフィーが有する前述の優れた特徴を有効に活用する事ができないという課題がある。
【００１５】
図１２は、図１０に示した従来例の電子顕微鏡に試料としてカラートナー現像剤を用い、試料のホログラム画像から位相再生像として、トナーの電場情報を得た結果を示したものである。一方、別途、試料に用いた現像剤をブローオフ法によりトナーの帯電量を測定した結果、トナー帯電量は−２０μｃ／ｇであった。このことから、試料現像剤のトナーは予めマイナスの静電荷を担持していることが分かる。しかし、図１２に示される様にこの試料の位相再生像からの電場情報は、トナー側がプラスに帯電している情報を与える。この事は、電子銃からの電子線が試料に影響を与え試料に由来する電場情報を得ていない事が推測される。なお、図１３は上述の現像剤のＳＥＭ写真画像であり、（ａ）は現像剤でキャリアにトナーが付着されている状態を示し、（ｂ）はトナー、（ｃ）はキャリアを示している。
【００１６】
また、上述のブローオフ法による現像剤の帯電量測定は、トナーとキャリアを混合後、攪拌させ、電気的中性状態の現像剤から、トナーを気流にて吹き飛ばし、残った電荷をコンデンサーに蓄積し、電圧として検出する。吹き飛ばされたトナー重量を秤量し、コンデンサーに蓄積された電荷量の比を求めることで、トナーの比電荷量（ｃ／ｇ）を得ている。この方法で得られる電荷情報は、吹き飛ばされたトナー群の平均帯電量をトナー群質量の比電荷量として把握することはできるものの、現像剤中のトナー1個あるいは把握したい複数個のトナー電荷量の情報を得ることはできない。
【００１７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定が及ぼす影響を除き、試料本来の電場に由来する電場情報や限定された狙い箇所の電場情報を得ることのできる電子線バイプリズムを備えた電子顕微鏡、及び、それによる電子線ホログラム作成方法並びに位相再生画像作成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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し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、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、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。
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。
【００２１】
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。
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。
【００２２】
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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、測定が試料に及ぼす影響を除き、試料本来の電場に由来する電場情報を得ることができる電子線ホログラフィーの装置が提供できる。さらに、試料の一部を除去した前後の電子線ホログラムを作成することで、限定された狙い箇所の電場情報も得られる。これにより、従来不明であった静電荷を帯びたトナーの如く静電荷担持部材、静電潜像形成部材、電子放出部材ならび有機半導体や導電性部材などの電場情報把握に応用展開することが可能であり、多くの産業分野に適応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
［実施例１］
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。
【００２６】
図２にマイクロプローブを備えた試料ホルダの構成例を示す。図２は、試料ホルダを上から見た図であり、試料をカラートナー現像剤とし、該試料トナーに電子線が照射されない機構として、試料ホルダ内に電子線を遮蔽する駆動式マイクロプローブを設けた構成例を示したものである。試料のカラートナー現像剤はキャリア粒子２１とトナー粒子２２の混合物からなり、試料ホルダ２０内のテープ２３に付着されている（図２（ａ））。マイクロプローブ１５はプローブ保持部２５に保持され、プローブ保持部２５はステージ２４に取り付けられている（図２（ｂ））。ステージ２４は矢印方向に（実際には、前後、左右、上下の任意方向）移動可能に構成され、図２（ｃ）に示すように移動することで、マイクロプローブ１５により、試料トナーに電子線が照射されなくすることができる。なお、駆動機構としては、例えば、ミリメートル単位の広範な領域に亘って駆動できるねじ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使用する。
【００２７】
このような本実施例の装置を用い、予め電荷を担持した試料（試料トナー）が電子線の影響を受けるかどうかを確認した。初めに、電子線を遮蔽しない状態にて試料に電子線を照射させた。その後、マイクロプローブ１５にて試料トナーに電子線が照射されないようにマイクロプローブ１５を駆動させ（図２（ｃ））、その後ふたたび少しずつマイクロプローブ１５を駆動させながら試料トナーに電子線が照射される位置まで移動させた。この時の試料の電場情報を図３に示す。ホログラムの（ａ），（ｂ），（ｃ）の右下の黒部分がマイクロプローブである。なお、マイクロプローブの遮蔽材料には遷移金属に属するモリブデン（Ｍｏ）を使用したが、非磁性体であればよく、Ｍｏに限られるものではない。
【００２８】
図３中の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はマイクロプローブを試料トナーに電子線が照射されていない状態（ａ）から徐々にプローブを駆動させ、（ｄ）が最も試料トナーに電子線が照射された状態を示している。（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）とマイクロプローブが移動するにつれて、トナー側のプラス電位が強くなっていく情報が得られた。先の図１２は図３中の（ｄ）に相当する。この事から、電子線を遮蔽する事で試料トナーが担持した電荷状態の電場情報、即ち試料トナーに由来する電場情報を得られる可能性が示唆された。位相再生像は、ホログラム画像をコンピュータ等によりディジタル画像処理（フーリエ変換処理）することで得られる。
【００２９】
図４は図３の電場情報を得た際のマイクロプローブ（電子線遮蔽プローブ）を上から見た時、即ち照射電子線に対して垂直方向に見た時の概要図である。
【００３０】
［実施例２］
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。
【００３１】
図６は、本発明の電子顕微鏡の第２の実施例の構成図を示したものである。図６において、１６がシールド壁プローブであり、その他の構成は図１１と同様である。シールド壁プローブ１６は、マイクロプローブと同様に、試料ホルダ２０内に装着される。
【００３２】
図７にシールド壁プローブを備えた試料ホルダの構成例を示す。図７（ａ）は図２と同様に試料ホルダを上から見た図であり、ステージ２６にプローブ保持部２７が取り付けられ、該プローブ保持部２７にシールド壁プローブ１６が保持されている。図７（ｂ）にシールド壁プローブ１６の部分の拡大図を示す。先端部１６が電磁波の遮蔽に実際に寄与する部分（電場遮蔽部）で、例えば長さ２０μｍ、厚さ０.６μｍ、幅８μｍ程度の極薄板状（横から見ると、図７（ｂ）のように針状）を呈している。
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。
【００３３】
本実施例の装置を用いて、予めマイナスの電荷を担持しているカラートナー現像剤を試料として、この試料トナーの電場情報を得てみた。その結果を図８に示す。図８は、試料ホルダ２０内にシールド壁シールドと共にマイクロプローブを装着してマイクロプローブを駆動させたものである。なお、シールド壁シールドの素材にはＰｔ−Ｉｒを用いたが、マイクロプローブと同様に非磁性体であればよく、Ｐｔ−Ｉｒに限られるものではない。
【００３４】
図８中の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、図３と同様にマイクロプローブを試料トナーに電子線が照射されていない状態（ａ）から徐々にプローブを駆動させ、（ｄ）で初めて試料トナーに電子線が照射された状態を示している。（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）とマイクロプローブが移動するにつれて、従来の図１２の場合とは異なり、トナー側のマイナス電位が強くなっていく情報が得られた。（ｃ）はシールド壁プローブから０．１μｍ程度内側に試料トナーが存在する状態であり、試料トナーに由来する電場情報が得られている。一方、試料トナーに電子線が照射された（ｄ）では、（ｃ）の場合とは異なり、試料トナーに由来する電場情報を正確にあらわしていない結果が得られた。
【００３５】
［実施例３］
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。
【００３６】
図９（ｂ）はシールド壁プローブ部分の拡大図を示したものである。シールド壁プローブ１６に集束イオンビームを用いた微細加工を施すことで、試料の電場が位相再生像の作成に用いる参照波に及ぼす影響を除くことができる。先に述べたように、シールド壁プローブ１６の素材にはＰt−Ｉrが用いられ（一般には非磁性体）、電磁波の遮蔽に実際に寄与する先端部（電場遮蔽部）１７は、実施例２と同様に、例えば長さ２０μｍ、厚さ０.６μｍ、幅８μｍ程度の極薄板状（横から見ると、図９（ｂ）のように針状）を呈しており、さらに本実施例では、先端部１７の手前に現像剤の試料トナーを除去するくぼみ（トナー除去部）１８が施されている。このため、本実施例では、シールド壁プローブ１６を駆動、移動させ、くぼみ１８の周辺凸部でトナーをひっかき１個ずつ除去することが可能である。このため、現像剤から試料トナー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し、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正確に抽出することができる。なお、シールド壁プローブ１６の先端部ならびにくぼみの大きさ位置は、試料に応じ適宜設定される。また、トナー除去部はマイクロプローブ１５の側にもうけることでもよく、あるいは、駆動式シールド壁プローブや駆動式マイクロプローブとは別途、トナー除去用の駆動式プローブを具備することでもよい。
【００３７】
なお、図９の構成例では、それぞれ独立に駆動されるマイクロプローブ１５並びにシールド壁プローブ１６を試料ホルダに具備させているが、必ずしも試料ホルダ内に具備させる必要はなく、装置内であれば任意に具備可能であり、例えば、必要の際に粗動機構等で試料ホルダ内に駆動し、その後は、微動機構で緻密な駆動を行うようにする。
【００３８】
図１０に本実施例による観測結果の一例を示す。図１０（ａ）は、実施例２の図８と同様に、マイクロプローブ１５により試料トナーに電子線が照射されないように、また、シールド壁プローブ１６により参照波に試料トナーからの電磁波を遮蔽した状態にて得られた現像剤のホログラムとその位相再生像を示す。この電場情報を得た後、トナー除去機構（例えば、図９（ｂ）の１８）にて、観測した現像剤からトナー1個を除去した。次にトナーを除去する前と同じ観測位置にてトナーを除去する前と同様の状態にて現像剤のホログラムとその位相再生像を作成した。図１０（ｂ）はこれを示したものである。図１０（ｃ）は図１０（ａ）から図１０（ｂ）の位相情報を差引いた時の位相再生像である。図１０（ａ）の電場情報には、トナーとキャリア両方に起因する電場情報が含まれており、一方、図１０（ｂ）では、現像剤中のトナー1個が除去された電場情報である事から、その差分から得られる電場情報（図１０（ｃ））は、もともと現像剤中にあった除去する前のトナー1個の電場情報を示している。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の電子顕微鏡の第１の実施例の構成図。
【図２】駆動式マイクロプローブを備えた試料ホルダの構成例を示す図。
【図３】第１の実施例の電子顕微鏡によるホログラムと位相再生像の一例を示す図。
【図４】マイクロプローブと電子線照射方向の関係を示す図。
【図５】試料の電場イメージを示す図。
【図６】本発明の電子顕微鏡の第２の実施例の構成図。
【図７】シールド壁プローブを備えた試料ホルダの構成例を示す図。
【図８】第２の実施例の電子顕微鏡によるホログラムと位相再生像の一例を示す図。
【図９】第３の実施例の駆動式マイクロプローブと駆動式シールド壁プローブを備えた試料ホルダの構成例を示す図。
【図１０】第３の実施例のホログラムと位相再生像の一例を示す図。
【図１１】従来の電子顕微鏡の構成図。
【図１２】従来の電子顕微鏡によるホログラムと位相再生像の一例を示す図。
【図１３】現像剤のＳＥＭ写真画像を示す図。
【符号の説明】
【００４０】
１  電界放出型電子銃
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
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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