CN103782364B - 带电粒子线装置、带电粒子线装置的调整方法及试样的检查或试样的观察方法 - Google Patents

带电粒子线装置、带电粒子线装置的调整方法及试样的检查或试样的观察方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种带电粒子线装置，其通过使用于分离大气压空间与减压空间的薄膜周边部的结构最适化，能在大气环境或气体环境中观察试样（6）。该带电粒子线装置具备：真空排气泵（4），其对第一机箱（7）进行排气；检测器（3），其在第一机箱（7）内检测由照射得到的带电粒子线；隔壁部，其构成为至少第一机箱（7）或第二机箱（8）的任一部分、或不同体，对第一机箱（7）内与第二机箱（8）内之间的至少一部分进行分隔；开口部（10a），其设在隔壁部上，带电粒子照射部侧的开口面积比试样（6）侧的开口面积大；以及薄膜（13），其覆盖开口部（10a）的试样（6）侧，使一次带电粒子线及带电粒子线透过或通过。

Description

带电粒子线装置、带电粒子线装置的调整方法及试样的检查或试样的观察方法
技术领域
本发明涉及带电粒子线装置的技术。
本发明涉及能在大气压或规定的气体环境中观察被观察试样的带电粒子线装置的技术。
背景技术
为了观察物体的微小的区域，广泛使用扫描式电子显微镜（SEM）、透过式电子显微镜（TEM）等。一般地，在这些装置中，对用于配置试样的第二机箱进行真空排气，使试样环境为真空状态并对试样进行摄像。另一方面，利用电子显微镜观察生物化学试样、液体试样等由于真空受到损害、或状态变化的试样的需求增大，近年来，开发出了能在大气压下观察观察对象试样的SEM装置、试样保持装置等。
这些装置设置在原理上电子线能在电子光学系统与试样之间透过的薄膜，分隔真空状态与大气状态，任一个都在试样与电子光学系统之间设置薄膜这点是共通的。
在专利文献1、专利文献2、专利文献3中公开了以观察处于大气压下的试样、液体为目的，在试样周围配置电子线能通过的薄膜，利用薄膜分隔真空状态与大气压状态的大气压SEM装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平05-234552号公报
专利文献2：日本特开平10-064467号公报
专利文献3：日本特开2006-147430号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在专利文献1、专利文献2、专利文献3记载的发明中，本领域技术人员得知在薄膜等保持结构等上存在几个技术问题。
即，为了有效地检测来自试样的放出电子，需要增大薄膜的放出电子透过区域，但当仅增大薄膜的放出电子透过区域时，存在无法保证薄膜的强度之类的问题。本发明是鉴于该问题而完成的，其目的在于提供通过用于分离大气压空间与减压空间的薄膜周边部的结构最适化，能在大气环境或气体环境中观察被观察试样的带电粒子线装置、带电粒子线装置的调整方法、及试样的检查或试样的观察方法。
用于解决课题的方法
根据本发明的一个方案，提供一种带电粒子线装置及其调整方法，该带电粒子线装置具备：带电粒子照射部，其将从带电粒子源放出的一次带电粒子线照射到试样上；第一机箱，其支撑上述带电粒子照射部，构成为能将内部维持为真空状态；第二机箱，其位于该第一机箱且收纳上述试样；排气装置，其对上述第一机箱内进行排气；检测器，其在上述第一机箱内检测由上述照射得到的带电粒子线；隔壁部，其构成为至少上述第一机箱或上述第二机箱的任一机箱的一部分、或不同体，对上述第一机箱内与上述第二机箱内之间的至少一部分进行分隔；开口部，其设在该隔壁部上，上述带电粒子照射部侧的开口面积比上述试样侧的开口面积大；以及薄膜，其覆盖该开口部的上述试样侧，使上述一次带电粒子线及上述带电粒子线透过或通过。
根据本发明的另一方案，提供一种试样的检查或试样的观察方法，其将从带电粒子照射部的带电粒子源放出的一次带电粒子线从将内部维持为真空状态的第一机箱照射到收纳在位于该第一机箱的第二机箱的试样上，上述一次带电粒子线通过设在隔壁部上且上述带电粒子照射部侧的开口面积比上述试样侧的开口面积大的开口部，其中，隔壁部构成为至少上述第一机箱或上述第二机箱的任一个机箱的一部分、或不同体，对上述第一机箱内与上述第二机箱内之间的至少一部分进行分隔，上述一次带电粒子线透过或通过覆盖上述开口部的上述试样侧的薄膜，对上述试样照射一次带电粒子线，来自上述试样的带电粒子线透过或通过上述薄膜，上述带电粒子线通过上述开口部，检测器在上述第一机箱内检测上述带电粒子线。
发明效果
根据本发明，能提供能够适当地具备带电粒子照射及透过的薄膜，比以往实用性高且能在大气环境下进行观察的带电粒子线装置、带电粒子线装置的调整方法及试样的检查或试样的观察方法。
附图说明
图1是作为本发明的第一实施方式的带电粒子线装置的整体结构图。
图2是作为本发明的第二实施方式的带电粒子线装置的整体结构图。
图3是作为本发明的第二实施方式的薄膜的周边部的详细图的一个例子。
图4是表示具备作为本发明的第二实施方式的薄膜的薄膜保持部的第一例的图。
图5是表示具备作为本发明的第二实施方式的薄膜的薄膜保持部的第二例的图。
图6是表示具备作为本发明的第二实施方式的薄膜的薄膜保持部的第三例的图。
图7是在薄膜保持部与薄膜保持部支撑体之间具备作为本发明的第二实施方式的固定部件的图。
图8是表示在作为本发明的第二实施方式的薄膜保持部与薄膜保持部支撑体之间具备固定部件的变形例的图。
图9是表示作为本发明的第三实施方式的在试样倾斜的状态下进行显微镜观察的方式的图。
图10是表示作为本发明的第四实施方式的保持薄膜保持部的实施方式的图。
图11是表示作为本发明的第四实施方式的使用台座的实施方式的图。
图12是表示本发明的第五实施方式的图。
图13是表示本发明的第六实施方式的流程图。
图14是表示本发明的第七实施方式的流程图。
具体实施方式
在以下的说明中，以使用电子线的SEM装置为例进行说明，但也能应用于照射离子束来检测二次电子、反射电子的SIM（ScanningIonMicroscope）或使用轻元素的离子束的离子显微镜等其他带电粒子线装置。另外，以下说明的各实施例也能在不脱离本发明的的范围的范围内适当组合。
（第一实施方式）
图1表示作为本发明的第一实施方式的带电粒子线装置的整体结构图。图1所示的装置作为将从带电粒子源释放的一次带电粒子线照射到试样上，检测得到的带电粒子线的带电粒子线装置的一个例子，是使带电粒子线在试样6上扫描，检测得到的二次电子或反射电子并图像化的扫描式显微镜。
大致由电子光学镜筒2、支撑该电子光学镜筒2的第一机箱7、收纳试样6的第二机箱8、设在作为第一机箱7的下表面的隔壁部的支撑薄膜保持部的薄膜保持部支撑体47、保持薄膜的薄膜保持部10、一次电子线及从试样得到的二次电子或反射电子透过的薄膜13构成。电子光学镜筒2以向第一机箱7内部突出的方式设置，在电子光学镜筒2的端部配置有检测上述二次电子或反射电子的检测器3。检测器3构成为在第一机箱7内检测由从电子光学镜筒2向试样6的照射得到的二次电子或反射电子。未图示，但代替检测二次电子或反射电子的检测器，可以在第一空间11内具有检测X线、光子的检测器，也可以分别设置检测反射电子的检测器及检测X线、光子的检测器。
另外，图1中的单点划线表示一次电子线光轴，电子光学镜筒2和第一机箱7及薄膜13与一次电子线光轴同轴地组装。
作为装置的控制系统，具备装置用户使用的个人电脑35、与个人电脑35连接且进行通信的上位控制部36、根据从上位控制部36发送的命令进行真空排气系统、电子光学系统等的控制的下位控制部37。个人电脑35具备显示装置的操作画面（GUI）的监视器、键盘或鼠标等向操作画面的输入单元。上位控制部36、下位控制部37及个人电脑35分别利用通信线43、44连接。下位控制部37是收发用于控制真空排气泵4、气体控制阀101、带电粒子源0或光学系统1等的控制的控制信号的部位，并且，将检测器3的输出信号转换为数字图像信号并向上位控制部36发送。在上位控制部36与下位控制部37，模拟电路、数字电路等可以混合，也可以将上位控制部36与下位控制部37统一为一个。另外，图1所示的控制系统的结构只不过是一个例子，控制单元、阀、真空排气泵或通信用的配线等的变形例只要满足在本实施例中表现的功能，则属于本实施例的SEM及带电粒子线装置的范畴。
作为电子照射部的电子光学镜筒2在内部收纳电子光学系统，电子光学系统构成为包括放出一次电子线的带电粒子源0、控制电子线的轨道的各种光学系统1或使电子线的轨道转向的各种转向器等。
在装置是SIM或离子显微镜的场合，电子光学镜筒2与电子光学系统也为带电粒子光学镜筒、带电粒子光学系统，电子源成为离子源。各种光学透镜及各种转向器由静电透镜或静电转向器构成。这是因为在离子束的场合，当使用磁场式透镜、转向器时，会引起质量分离。
电子光学镜筒2及第一机箱7内部（严格地说，由第一机箱7与电子光学镜筒2的表面构成的封闭空间）至少在装置的动作中由真空排气泵4进行真空排气，构成为压力维持为真空状态。因此，在第一机箱7相对于电子光学镜筒2的接合部上具备真空封闭部件123，在第一机箱7的下表面相对于薄膜保持部支撑体47的接合部具备真空封闭部件124。另一方面，第二机箱8具备使内部为大气敞开的试样出入口部81（或开口面），在试样的观察过程中，内部总是处于大气敞开状态。
另外，在以下的说明中，还存在将第二机箱8及第一机箱7的内部的空间分别称为第二空间12、第一空间11的场合。第一空间11包括通过薄膜13之前的一次电子线的通过路径，第二空间12包括通过薄膜13之后的一次电子线的通过路径。
另外，第一机箱7的下表面未必与第一机箱7一体地设置，也可以由第二机箱8的上表面构成，也可以由第一机箱7的下表面和第二机箱8的上表面两方构成，第一机箱7及第二机箱8也可以构成为不同体。总之，只要是构成为至少第一机箱7或第二机箱8的任一部分、或不同体，隔开第一机箱7内与第二机箱8内的隔壁部即可。
另外，可以构成为第一机箱7与第二机箱8邻接，也可以构成为在第一机箱7上具备第二机箱8。
图1中，利用一个真空排气泵4对电子光学镜筒2与第一机箱7内部进行真空排气，也可以设置两个以上真空泵而独立地对电子光学镜筒2和第一机箱7进行排气。另外，配管16连接在电子光学镜筒2与第一机箱两者上，但也可以用不同的配管连接，能够为这以上或这以下的配管数。
在第一机箱上具备泄漏阀15，在装置停止时对第一机箱7内部进行大气敞开，但在第一机箱7的设置部位是任意的。另外，泄漏阀15可以是两个以上，也可以不设置。
薄膜13的厚度优选为20μm以下。这是因为，在实际上在SEM中利用的、使用加速电压为数十kV左右的电子枪的场合，电子线透过的厚度是20μm左右。
试样6设置在试样台501上，且收纳在第二机箱8内。试样台501具备各种厚度，根据作为观察对象的试样6的厚度，选择适当的试样台并收纳在第二机箱8内。该作业需要由人工进行，由此，能够将薄膜13与作为观察对象的试样6的表面间的距离调整为适当的大小。
另外，在第二机箱8的侧方具备试样出入口部81。通过具备试样出入口部81，如图1所示，即使是从机箱突出的大型试样，也能够载置在机箱内。另外，由于第二机箱8内总是大气敞开，因此即使是SEM观察中，也能够从试样出入口部81将手插入机箱内部，通过使试样台501移动，能在SEM观察中改变试样6的观察位置。
接着，进一步详细说明图1的薄膜13周边部。
由设在作为第一机箱7的下表面的隔壁部的支撑薄膜保持部的薄膜保持部支撑体47、保持薄膜的薄膜保持部10、一次电子线及从试样得到的二次电子或反射电子通过的薄膜13构成。
薄膜13与薄膜保持部10密合，构成为保持第一空间11的气密性。
薄膜13例如由碳材料、有机材料、无机材料、碳化硅、氧化硅膜、氮化硅膜、铍等轻元素膜、金属膜的任一种构成。
在图1中，薄膜13覆盖薄膜保持部10的下表面整个面，但只要是比薄膜保持部10的开口部10a的第二空间12稍大的程度即可，总之，只要构成为保持第一空间11的气密性即可。
薄膜13需要使电子线透过，因此，期望比对电子线的透过能来说为透过界限的厚度薄。另一方面，薄膜13需要具有用于隔开大气压与真空的耐压性，因此，期望面积尽量小。
另一方面，如上所述，用于检测来自试样6的放出电子的检测器3以在第一空间11内检测的方式配置，但为了与在第一空间11内的检测位置、检测器3的形状无关地有效地将来自试样6的放出电子收集到检测器3，需要增大薄膜的放出电子透过区域、即位于薄膜保持部10的开口部11a的开口面积。当仅增大开口部11a的开口面积时，如上所述，存在无法保持用于隔开设在薄膜保持部10的第二空间12侧的薄膜13的大气压与真空的耐压性的强度之类的问题。因此，较大地构成位于薄膜保持部10的开口部11a的第一空间11侧（带电粒子照射部侧）的开口面积比上述第二空间12侧（试样侧）的开口面积大的开口面积。由此，能够有效地检测来自试样6的放出电子，并且，保持薄膜13的强度。
接着，对作用进行说明。
从电子源0放出的一次电子线通过将内部维持为真空状态的第一机箱7，一次带电粒子线通过开口部11a，一次带电粒子线透过或通过覆盖开口部11a的试样6侧的薄膜13，将一次带电粒子线照射到收纳在第二机箱8的试样6，来自试样6的二次电子或反射电子透过或通过薄膜13，二次电子或反射电子通过薄膜13，通过检测器3在第一机箱7内检测二次电子或反射电子，能观察试样。
（第二实施方式）
图2表示作为本发明的第二实施方式的带电粒子线装置的一个例子的扫描式显微镜900（也称为SEM装置）的整体结构图。与第一实施方式的不同点大致在于，第一机箱7、第二机箱8的形式、具备用于与SEM装置的外部空间分离的闭塞部122、用于放出第二空间12内的气体的气体喷嘴100、连接在气体喷嘴100上的气体配管所设且用于控制气体的放出的气体控制阀101、用于放出第二空间12内的气体的排气口120、用于对试样6进行保持及位置驱动的试样台5，其他结构与第一实施方式相同，尤其省略重复的个人电脑35等结构的图示。
另外，在以后的说明中，还存在将第一机箱7、第二机箱8分别称为第一分隔部、第二分隔部的场合。
另外，可以构成为第一机箱7与第二机箱8邻接，也可以构成为在第一机箱7上具备第二机箱8。另外，可以构成为在第一机箱7上内置、收纳第二机箱8，也可以构成为在第二机箱8中内置、收纳第一机箱7。
第一机箱7构成为使第一空间11与SEM装置900的外部空间901分离。
构成用于分离第一空间11与第二空间12的第二机箱8（严格地说，分隔部121、薄膜保持部支撑体47与薄膜保持部10）、用于分离第二空间12与SEM装置的外部空间901的闭塞部122（也称为封闭试样出入口的闭塞部）、用于分离第一空间11与SEM装置900的外部空间901之间的气压状态的封闭部123及封闭部126、用于分离第一空间11与第二空间12之间的气压状态的封闭部124、用于分离第二空间12与SEM装置900的外部空间901之间的气压状态的封闭部125。另外，在以后的说明中，还存在将闭塞部122称为第三分隔部的场合。
在图2中，在闭塞部122上连接试样台5。在该试样台5上具备至少能改变试样6与薄膜保持部10的距离的驱动机构。
在本实施方式中，具备向第二空间12机箱内供给置换气体的功能。
即，具备气体喷嘴100、设在气体喷嘴100所连接的气体配管且用于控制气体的放出的气体控制阀101、在气体控制阀101的上游侧用于与例如气缸103连通的连接件102等。另外，在图2中，构成为搭载了气缸103，但也可以构成为装置自备，或装置用户之后安装。
从电子光学镜筒2的下端放出的电子线通过维持为高真空的第一空间11，通过薄膜13，并且，进入维持为大气压（与第一空间11相比）或低真空的第二空间12。然而，由于在真空度低的空间，电子线由于气体分子而散乱，因此平均自由行程变短。即，当薄膜13与试样6的距离大时，电子线或由电子线照射产生的二次电子或反射电子难以到达试样6。另一方面，电子线的散乱可能性与气体分子的质量数成比例。因此，如果利用比大气质量数轻的气体分子置换第二空间，则电子线的散乱可能性下降，电子线能够到达试样6。因此，优选构成为能向第二空间12供给置换气体。作为置换气体的种类，只要是氮、蒸汽等比大气轻的气体，就会发现图像S／N的改进效果，质量更轻的铍气体、氢气具有图像S／N的改进效果大之类的效果。
在观察含有水分的试样等的场合，为了防止水分从试样蒸发，不期望使放出轻元素气体前的试样环境为真空状态。因此，期望在排气口120与作为装置900外部空间901的大气状态连通的状态下将轻元素气体供给到第二空间12。供给了轻元素气体后，当关闭排气口120时，能够有效地将轻元素气体封闭到第二空间12中。
另外，排气口120构成为如若为1气压以上，则阀自动地打开的安全阀那样。通过这样，在将轻元素气体导入装置内部时，当装置内部为1气压以上时则自动打开，将氮、氧等大气成分推出到装置外部，能使轻元素气体充满装置内部。但是，向第二空间12供给置换气体的功能不是必须的，也可以不构成气体喷嘴100、气体控制阀101、连接件102、气缸103、排气口120。
第二空间12也可以构成为能够利用未图示的真空泵进行真空排气。
在图2中，闭塞部122设在图中左侧方向，但也可以设在图中下侧、图中右侧。图2所示的结构只不过是示例，是一个例子。
接着，图3表示薄膜13的周边部的详细图。在图3中，省略闭塞部122、试样台5等而表示。作为第一空间11与第二空间12的分隔部，由分隔部121、薄板保持部支撑体47、具备薄膜13的薄膜保持部10构成。优选薄膜保持部支撑体47与薄膜保持部10构成为隔壁部。在试样6与薄膜13错误地接触而使隔膜破损的场合，需要更换隔膜，但在本结构的场合，能对各个安装有薄膜保持部10的薄膜保持部支撑体47进行更换。如果不考虑加工性、更换容易性等，则薄膜保持部支撑体47与薄膜保持部10可以形成为一体。
图4表示具备薄膜13的薄膜保持部10的第一例。如图4所示，薄膜保持部10的开口部10a的内侧侧壁形成为锥状，第一空间11侧的开口19的开口面积构成为比第二空间12侧的开口20的开口面积大。薄膜13设在薄膜保持部10的第二空间12侧。
图5表示具备薄膜13的薄膜保持部10的第二例。如图5所示，在薄膜保持部10的开口部10a的内侧侧壁形成台阶，第一空间11侧的开口19的开口面积比第二空间12侧的开口20的开口面积大。薄膜13设在薄膜保持部10的第二空间12侧。
图6表示具备薄膜13的薄膜保持部10的第三例。
薄膜13的厚度为了使电子线透过而非常薄，因此，从耐久性的观点来看，需要薄膜保持部10的位于第二空间12侧的开口20的开口面积小。因此，恐怕难以以低倍进行SEM观察。因此，优选通过如图6那样在薄膜保持部10的开口部10a的内侧侧壁形成台阶，并且，设置将第二空间12侧的开口20划分为多个的划分部，进一步增加薄膜的耐久性，并且，能够增加可观察的面积。未图示，但在图6中，其开口部10a的内侧侧壁可以构成为锥状。无论哪种，通过第一空间11侧（图中上侧）的开口19比第二空间12侧（图中下侧）的开口20的一个开口20大，能够有效地将来自试样6的放出电子集中到检测器3。
另外，在上述图4～图6所示的第一例～第三例中，图示使开口部10a的形状为四边形的例子，但也可以不是四边形，例如可以是圆形等形状。
如图3所示，薄膜保持部10与薄膜保持部支撑体47利用固定部件17固定。通过利用该固定部件17保持第一空间11的气密性，或使薄膜保持部支撑体47的图中下面与薄膜保持部10的图中上面充分平坦，可以保持第一空间11的气密性。在该场合，未必需要设置固定部件17。
薄膜保持部支撑体47与分隔部121之间由O环、衬垫等真空封闭部件124保持第一空间11的气密性。固定部件17可以使用导电性、半导电性的粘接剂等。另外，未图示，但可以从图中横向推压金属板等。分隔部121与薄膜保持部支撑体47可以利用未图示的螺钉、螺栓等固定部件固定。由于第一空间11被真空排气，因此也可利用其压力将薄膜保持部支撑体47吸附在分隔部121上，因此可以不需要上述螺钉、螺栓等固定部件。
薄膜13需要安装在薄膜保持部10的图中下表面。通过这样，能够使试样6与薄膜13的距离尽量小。
例如，在电子线13透过的薄膜13为绝缘体的场合，来自试样6的二次电子、反射电子与薄膜13碰撞，因此薄膜13带电。通过该带电，电子线的扫描紊乱，因此，其结果，具有在试样6的图像观察实际上几乎无法完成的专利文献1～专利文献3中完全未考虑之类的问题。为了解决该问题，分隔部121与薄膜保持部支撑体47由导电性或半导电性部件构成。或者，只通过将导电性或半导电性部件涂敷在表面上也可。另外，与薄膜13的种类无关，薄膜保持部10需要为金属或半导体。或者，只通过将导电性或半导电性部件涂敷在表面上也可。即，薄膜保持部10至少表面的一部分或全部由导电性或半导电性部件形成。为了消除带电，由导电性或半导电性部件形成的薄膜保持部10的部位与薄膜13及第二分隔部121接触。由此，能通过带电除去用路径18，除去滞留在薄膜13上的电荷。即，通过为图3那样的结构，能使薄膜保持部10接地，薄膜保持部10与薄膜13、薄膜保持部支撑体47等其他第一机箱7或／及第二机箱8的任一部分能够直接或间接地接触，能够防止薄膜13带电。
如图3所示，薄膜保持部支撑体47利用固定部件17固定。例如，当电子线经过薄膜13飞出到大气压空间时，电子线由于大气而散乱。其结果，在电子线到达试样6时，电子线束直径非常大。因此，为了在将电子线束维持为规定的大小的状态下使电子线到达试样6，存在必须极力减小试样6与薄膜13的距离的在专利文献1～专利文献3完全没有记载也没有启示之类的问题，但如果固定部件17比薄膜13向第二空间12侧突出，则在使试样6接近薄膜13时，试样6与固定部件17也接触。因此，优选使固定部件17比薄膜13更靠第一空间11侧。即，可以以固定部件17与试样6之间的距离比薄膜13与试样6之间的距离大的方式构成固定部件17。由此，能够尽量减小试样6与薄膜13间的距离。
另外，如图7所示，固定部件17可以构成为位于薄膜保持部10与薄膜保持部支撑体47之间。如上所述，由于需要除去位于薄膜保持部10的电荷，因此，图7所示的固定部件17由导电性或半导电性材质构成，构成为能保持第一空间11与第二空间12之间的气密性。通过这样，能尽量减小薄膜13与试样6之间的距离。
另外，图8表示在薄膜保持部10的外周端具备至少一个以上的作为位置调整部的台阶部22，利用该台阶固定上述薄膜保持部的变形例。如图8所示，在薄膜保持部10的外侧侧壁形成台阶部22，在该台阶部22与薄膜保持部支撑体47之间具备固定部件。另外，固定部件17可以是金属板，也可以是胶带、粘接部件。在图8中，图示对固定部件17与薄膜保持部支撑体47进行固定的固定用螺钉21，但形状可以任意，也可有可无。但是，优选固定部件17、固定用螺钉21位于比薄膜13的下表面靠第一空间11侧。在该场合，能通过使薄膜保持部10与薄膜保持部支撑体47的接触部密合的、例如薄膜保持部10的图中上表面与薄膜保持部支撑体47的图中下表面充分平坦，保持第一空间11的气密性。另外，未图示，但台阶部22的台阶可以不是一个，而是多个，并且，可以位于薄膜保持部10的下表面等，位置任意。在该结构的场合，与图7相比，能简单地进行薄膜保持部10的更换。
（第三实施方式）
接着，使用图9说明本发明的第三实施方式的在试样倾斜的状态下进行显微镜观察的方式。
本实施方式与第一实施方式、第二实施方式的不同点在于，在倾斜的试样台25上载置试样6，并且，在具有倾斜部的作为隔壁部的薄膜保持部支撑体27上安装薄膜保持部10。其他方面相同。
如上所述，期望试样6与薄膜13之间的距离尽量小，因此，难以简单地使试样6倾斜。因此，为了如图9所示那样载置试样，在上表面倾斜的试样台25上载置试样6，并且，在以试样台25的试样载置面与薄膜13的试样载置面侧的面平行的方式具有倾斜部的薄膜保持部支撑体27上安装薄膜保持部10。在这种结构的场合，能够将电子线照射在倾斜的试样6上，因此能够得到倾斜的试样6的图像。另外，在具有检测器3以外的检测器26的场合，如图9所示，信号也能有效地入射到检测器26。作为检测器26，可以由X线检测器、光子检测器等构成。
（第四实施方式）
接着，使用图10说明作为本发明的第四实施方式的、利用对第一空间11进行真空排气，保持薄膜保持部10的实施方式。
本实施方式与第一实施方式、第二实施方式的不同点在于，代替设置固定部件17，利用对第一空间11进行真空排气，保持薄膜保持部10，其他方面相同。如图10所示，利用对第一空间11进行真空排气的方法，能如图10那样不使用固定部件17地使薄膜保持部10位于薄膜保持部支撑体47。在该场合，如在第二实施方式中说明的那样，通过使薄膜保持部10的图中上表面与薄膜保持部支撑体47的图中下表面充分平坦，能保持第一空间11的气密。关于安装方法，例如如图11所示，在第一空间11与第二空间12的气压状态相同时，将薄膜保持部10及薄膜保持部支撑体47载置在薄膜13的与开口部10a对置的位置被除去的台28上，之后，使分隔部121与薄膜保持部支撑体47接触，当进行第一空间11的真空排气时，薄膜保持部10及薄膜保持部支撑体47进行真空吸附，因此，能够为图10那样的结构。另外，台28可将试样台5载置其上，也可以未图示那样载置在其他驱动机构上。通过这样，能简单地进行薄膜保持部10的更换。在图11中，薄膜保持部支撑体47可以预先安装在分隔部121上。另外，作为使用台28的方式，可以具有固定部件17。薄膜13的与开口部10a对置的位置被除去的台28的形状只是一个例子，也可以不是薄膜13的与开口部10a对置的位置的中心被除去，而是以使薄膜13的与开口部10a对置的位置后退的方式形成台阶。另外，可以在图11的台28的上表面、侧面等形成几个台阶。
（第五实施方式）
使用图12说明本发明的第五实施方式。本实施方式与第一实施方式等的不同点在于，构成为设有能够在图中横向使电子光学镜筒2与薄膜13的相对位置移动的台阶部22、或／乃至能够在图中纸面方向使薄膜13位置移动的位置调整部，其他方面相同。
还存在仅在SEM镜筒下的试样侧粘贴薄膜，SEM光学系统的轴与薄膜的中心不完全一致的在专利文献1～专利文献3并未记载或启示之类的问题。
由于薄膜13的厚度为了使电子线透过而非常薄，因此，薄膜保持部10的位于第二空间12侧的开口20非常小。另一方面，在进行包括薄膜13的薄膜保持部10及薄膜保持部支撑体47的安装时，考虑光轴24与薄膜13的中心偏离地设置。因此，在安装了薄膜13等后，能在利用电子显微镜观察薄膜13及薄膜保持部10的状态下调整薄膜13的位置是必不可少的。
在图12中，通过设置能够在图中横向使电子光学镜筒2与薄膜13的相对位置移动的台阶部22、或／乃至未图示但能够在图中纸面方向使薄膜13位置移动的位置调整部，能使光轴24与薄膜13的中心一致。另外，通过具备用于改变薄膜保持部10的位置的位置调整机构，能在观察图像的状态下改变薄膜13位置。
另外，在图12中，台阶部22位于装置用户容易操作的闭塞部122。但是，只要利用对台阶部22进行自动驱动的马达等驱动，则也可不位于闭塞部122。另外，通过直接改变薄膜保持部支撑体47的位置进行位置调整，但也可以使用其他部件间接地进行位置改变。
（第六实施方式）
接着，使用图13说明作为具备在本发明的第五实施方式中说明的位置调整部的方式的应用例的本发明的第六实施方式。在本实施方式中，作为具备在第五实施方式中表示的位置调整部的结构，装置结构也能应用于图3、图7、图8、图9所示的结构。图13是表示薄膜保持部10的安装及薄膜13的位置调整顺序的流程图。
如图13所示，在第一步骤70中，使用固定部件17将带有薄膜13的薄膜保持部10安装在薄膜保持部支撑体47上。薄膜13为试样6侧。
在第二步骤71中，在作为用于分隔第一空间11与第二空间12的一部分的部件的第二分隔部121上，使带有薄膜13的薄膜保持部10与薄膜保持部支撑体47接触，进行第一空间11的真空排气。
在第三步骤72中，开始电子线放出。
在第四步骤73中，显示电子显微镜图像，确认薄膜13位置在图像上的位置。
在第五步骤74中，以在利用电子显微镜图像确认薄膜13位置的状态下，利用台阶部22使薄膜13位置位于图像中心的方式进行调整。
如果利用对台阶部22进行自动驱动的马达等驱动，则图13的从上述第三步骤72到第五步骤74也能自动进行。
（第七实施方式）
接着，基于利用使用图11在本发明的第四实施方式中说明的台28的方法，作为具备在本发明的第五实施方式中说明的位置调整部的方式的应用例，使用图14所示的流程图说明本发明的第七实施方式。
接着，使用图14说明利用在图11中表示的载置薄膜保持部10的台28，安装薄膜保持部10等的方法及位置调整顺序。下面，假想载置薄膜保持部10的台28搭载在用于载置试样6的试样台5上。
在第一步骤75中，在正中被除去的台28上载置薄膜保持部10、薄膜保持部支撑体47。此时，薄膜保持部10的中心与薄膜保持部支撑体47的中心一致。在预先将薄膜保持部支撑体47安装在分隔部121上时，只将薄膜保持部10载置在台28上。
在第二步骤76中，将载置了薄膜保持部10的台28搭载在试样台5上。
在第三步骤77中，将载置了薄膜保持部10的台28移动到图11那样的位置、即，将试样台5移动到电子线的光轴23与薄膜13的中心以某种程度一致的位置。
在第四步骤78中，将载置了薄膜保持部10的台28向图11的图中上方移动，分隔第一空间11与第二空间12。
在第五步骤71中，通过进行第一空间11的真空排气，薄膜保持部10进行真空吸附，与第二分隔部成为一体。
在第六步骤72中，开始电子线放出。
在第七步骤73中，显示电子显微镜图像，确认薄膜13位置在图像上的位置。
在第八步骤74中，在利用电子显微镜图像确认薄膜13的位置的状态下，能利用台阶部22使薄膜13位置为图像中心。
另外，在此，对在第一空间11与第二空间12为大气状态的状态下，使薄膜保持部10移动，分隔第一空间11与第二空间12的方法进行论述，但也可以在第一空间11与第二空间12均是真空状态时，在使薄膜保持部10移动，分隔第一空间11与第二空间12后，使第二空间12为大气压状态。
符号说明
0—带电粒子源，1—光学透镜，2—电子光学镜筒，3—检测器，4—真空排气泵，5—试样台，6—试样，7—第一机箱，8—第二机箱，10—薄膜保持部，11—第一空间，12—第二空间，13—薄膜，17—固定部件，18—带电除去用路径，19—第一空间侧的开口，20—第二空间侧的开口，22—台阶部，23—光轴，70、71、72、73、74、75、76、77、78—步骤，120—排气口。

Claims (17)

1.一种带电粒子线装置，其特征在于，
具备：
带电粒子照射部，其将从带电粒子源放出的一次带电粒子线照射到试样上；
第一机箱，其构成为支撑上述带电粒子照射部，能将内部维持为真空状态；
第二机箱，其位于该第一机箱且收纳上述试样，具有能在维持上述第一机箱内部的真空状态的状态下从该第二机箱的外部移动放置上述试样的试样台、进而改变上述试样的观察位置的试样出入口部；
排气装置，其对上述第一机箱内进行排气；
检测器，其在上述第一机箱内检测由上述照射得到的二次带电粒子线；
隔壁部，其构成为至少上述第一机箱或上述第二机箱的任一机箱的一部分、或不同体，对上述第一机箱内与上述第二机箱内之间的至少一部分进行分隔；
开口部，其设在该隔壁部上，上述带电粒子照射部侧的开口面积比上述试样侧的开口面积大；以及
薄膜，其覆盖该开口部的上述试样侧，使上述一次带电粒子线及上述二次带电粒子线透过或通过。
2.根据权利要求1所述的带电粒子线装置，其特征在于，
上述隔壁部至少与上述第一机箱或上述第二机箱的任一部分电连通。
3.根据权利要求1所述的带电粒子线装置，其特征在于，
上述开口部的内侧侧壁形成为锥状。
4.根据权利要求1所述的带电粒子线装置，其特征在于，
在上述开口部的内侧侧壁形成台阶。
5.根据权利要求1所述的带电粒子线装置，其特征在于，
形成有将上述开口部的上述试样侧划分为多个的划分部。
6.根据权利要求2所述的带电粒子线装置，其特征在于，
上述隔壁部将至少上述第一机箱或上述第二机箱的任一部分与上述薄膜电连通。
7.根据权利要求1或2所述的带电粒子线装置，其特征在于，
上述隔壁部至少其一部分由保持上述薄膜的薄膜保持部构成，该薄膜保持部的至少表面的一部分或全部由导电性或半导电性部件构成。
8.根据权利要求1所述的带电粒子线装置，其特征在于，
上述隔壁部至少由保持上述薄膜的薄膜保持部、固定该薄膜保持部的固定部件构成，
以上述固定部件与上述试样之间的距离比上述薄膜与上述试样之间的距离大的方式构成上述固定部件。
9.根据权利要求1所述的带电粒子线装置，其特征在于，
上述隔壁部至少由保持上述薄膜的薄膜保持部、支撑该薄膜保持部的薄膜保持部支撑体构成，上述薄膜保持部与上述薄膜保持部支撑体的接触部密合。
10.根据权利要求1所述的带电粒子线装置，其特征在于，
上述隔壁部至少构成保持上述薄膜的薄膜保持部，在该薄膜保持部的外周端至少具有一个以上的台阶部，利用该台阶部固定上述薄膜保持部。
11.根据权利要求1所述的带电粒子线装置，其特征在于，
具备将上述隔壁部从上述第二机箱侧移动到上述第一机箱侧的移动机构。
12.根据权利要求11所述的带电粒子线装置，其特征在于，
上述移动机构是用于载置上述试样的试样台。
13.根据权利要求1所述的带电粒子线装置，其特征在于，
具备用于调整上述薄膜的位置的位置调整机构。
14.根据权利要求13所述的带电粒子线装置，其特征在于，
上述位置调整机构位于闭塞上述第二机箱的试样出入口的闭塞部。
15.根据权利要求1所述的带电粒子线装置，其特征在于，
具备以为了载置试样而使上表面倾斜的方式构成的试样台，以及以该试样台的试样载置面与上述薄膜的该试样载置面侧的面平行的方式在上述隔壁部具备倾斜部。
16.一种试样的检查或试样的观察方法，其将从带电粒子照射部的带电粒子源放出的一次带电粒子线从将内部维持为真空状态的第一机箱照射到收纳在位于该第一机箱的第二机箱的试样上，该试样的检查或试样的观察方法的特征在于，
在维持上述第一机箱内部的真空状态的状态下，从该第二机箱的外部、通过上述第二机箱的试样出入口部移动放置上述试样的试样台、进而改变上述试样的观察位置，
上述一次带电粒子线通过设在隔壁部上且上述带电粒子照射部的一侧的开口面积比上述试样的一侧的开口面积大的开口部，其中，隔壁部构成为至少上述第一机箱或上述第二机箱的任一部分、或不同体，对上述第一机箱内与上述第二机箱内之间的至少一部分进行分隔，
上述一次带电粒子线透过或通过覆盖上述开口部的上述试样侧的薄膜，对上述试样照射一次带电粒子线，来自上述试样的二次带电粒子线透过或通过上述薄膜，上述二次带电粒子线通过上述开口部，检测器在上述第一机箱内检测上述二次带电粒子线。
17.一种带电粒子线装置的调整方法，该带电粒子线装置具备：
带电粒子照射部，其将从带电粒子源放出的一次带电粒子线照射到试样上；
第一机箱，其构成为支撑上述带电粒子照射部，能将内部维持为真空状态；
第二机箱，其位于该第一机箱且收纳上述试样；
排气装置，其对上述第一机箱内进行排气；
检测器，其在上述第一机箱内检测由上述照射得到的二次带电粒子线；
隔壁部，其构成为至少上述第一机箱或上述第二机箱的任一部分、或不同体，对上述第一机箱内与上述第二机箱内之间的至少一部分进行分隔；
开口部，其设在该隔壁部上，上述带电粒子照射部侧的开口面积比上述试样侧的开口面积大；以及
薄膜，其覆盖该开口部的上述试样侧，使上述一次带电粒子线及上述二次带电粒子线透过或通过，
该带电粒子线装置的调整方法的特征在于，
具有下述步骤：
在维持上述第一机箱内部的真空状态的状态下，从该第二机箱的外部、通过上述第二机箱的试样出入口部移动放置上述试样的试样台、进而改变上述试样的观察位置；
在上述第一机箱内与上述第二机箱内的气压状态相同的状态下，
使上述隔壁部移动，分隔上述第一机箱与第二机箱的步骤；
使第一机箱内的压力比第二机箱内小的步骤；
放出带电粒子的步骤；
将带电粒子至少照射到上述薄膜的步骤；以及
移动上述隔壁部的位置的步骤。
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