CN104541355A - 观察装置以及光轴调整方法 - Google Patents

观察装置以及光轴调整方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104541355A
CN104541355A CN201380041387.9A CN201380041387A CN104541355A CN 104541355 A CN104541355 A CN 104541355A CN 201380041387 A CN201380041387 A CN 201380041387A CN 104541355 A CN104541355 A CN 104541355A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charged particle
framework
sample
barrier film
light microscope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380041387.9A
Other languages
English (en)
Inventor
大南佑介
许斐麻美
河西晋佐
伊东佑博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN104541355A publication Critical patent/CN104541355A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/09—Diaphragms; Shields associated with electron or ion-optical arrangements; Compensation of disturbing fields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/16—Vessels; Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/22—Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • H01J37/226—Optical arrangements for illuminating the object; optical arrangements for collecting light from the object
    • H01J37/228—Optical arrangements for illuminating the object; optical arrangements for collecting light from the object whereby illumination and light collection take place in the same area of the discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/261—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/04—Means for controlling the discharge
    • H01J2237/045—Diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/16—Vessels
    • H01J2237/164—Particle-permeable windows
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/18—Vacuum control means
    • H01J2237/182—Obtaining or maintaining desired pressure
    • H01J2237/1825—Evacuating means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/2602—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/2602—Details
    • H01J2237/2605—Details operating at elevated pressures, e.g. atmosphere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/18—Vacuum locks ; Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

以往的带电粒子线装置均为专用于大气压下或者与大气压大致相等的压力的气体氛围下的观察而被制造的装置，不存在能够使用通常的高真空型带电粒子显微镜而简便地进行大气压或者与大气压大致相等的压力的气体氛围下的观察的装置。并且，在以往的方法中，无法相对于载置于上述的氛围下的试样的相同的位置同时地进行基于带电粒子线与光的观察。因此，在本发明中，具备：将一次带电粒子线照射至试样的带电粒子光学镜筒、对带电粒子光学镜筒的内部进行抽真空的真空泵、配置为对载置有试样的空间与带电粒子光学镜筒进行隔离并供一次带电粒子线透射或者通过的能够装卸的隔膜、以及相对于隔膜以及试样配置于带电粒子光学镜筒的相反的一侧并在带电粒子光学镜筒的光轴的延长线上具有光轴的至少一部分的光学显微镜。

Description

观察装置以及光轴调整方法
技术领域
本发明涉及能够对试样在大气压或者比大气压稍低的负压状态的规定的气体氛围中进行观察的显微镜技术。
背景技术
为了对物体的微小的区域进行观察，使用扫描式电子显微镜(SEM)、透射式电子显微镜(TEM)等。通常，在这些装置中，对用于供试样配置的框体进行真空排气，将试样氛围形成真空状态并对试样进行拍摄。然而，生物化学试样、液体试样等因真空而受损，或者导致状态变化。另一方面，欲利用电子显微镜对上述的试样进行观察的需求较大，所以近年来，开发有能够对观察对象试样在大气压下进行观察的SEM装置、试样保持装置等。
这些装置原理上在电子光学系统与试样之间设置能够供电子线透射的隔膜或者微小的贯通孔而隔开真空状态与大气状态，在试样与电子光学系统之间设置隔膜这点均共通。
例如，在专利文献1中，公开有如下的SEM，即将电子光学镜筒的电子源侧配置为向下，并且将物镜侧配置为向上，在电子光学镜筒末端的电子线的出射孔上经由O型圈设置能够供电子线透射的隔膜。在该文献所记载的发明中，将观察对象试样直接载置于隔膜上，从试样的下表面照射一次电子线，对反射电子或者二次电子进行检测而进行SEM观察。试样保持于由设置于隔膜的周围的环状部件与隔膜构成的空间内，并且在该空间内充满水等液体。
专利文献1：日本特开2009-158222号公报(美国专利申请公开第2009/0166536号说明书)
发明内容
发明所要解决的课题
以往的带电粒子线装置均为专用于大气压下或者与大气压大致相等的压力的气体氛围下的观察而制造的装置，不存在能够使用通常的高真空型带电粒子显微镜而简便地进行大气压或者与大气压大致相等的压力的气体氛围下的观察的装置。
例如，专利文献1所记载的SEM为构造非常特殊的装置，无法执行通常的高真空氛围中的SEM观察。
并且，在专利文献1的方法中，未公开有相对于试样的相同的位置同时地进行基于带电粒子线与光的观察的技术。
解决课题的方案
本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于提供一种不对以往的高真空型带电粒子显微镜的结构变更较大，而能够对试样在大气氛围、或者真空下、或者所希望的气体氛围下进行观察，并且能够通过带电粒子线显微镜以及光学显微镜进行试样的观察的复合型的显微镜装置。
为了解决上述课题，例如采用权利要求书所记载的结构。
本申请包括多个解决上述课题的机构，但若列举其一个例子，则其特征在于，具备：带电粒子光学镜筒，其将一次带电粒子线照射至试样；真空泵，其对上述带电粒子光学镜筒的内部进行抽真空；能够装卸的隔膜，其配置为对载置有上述试样的空间与上述带电粒子光学镜筒进行隔离，并供上述一次带电粒子线透射或者通过；以及光学显微镜，其相对于上述隔膜以及上述试样配置于上述带电粒子光学镜筒的相反的一侧，并在上述带电粒子光学镜筒的光轴的延长线上具有光轴的至少一部分。
发明效果
根据本发明，能够提供一种不对以往的高真空型带电粒子显微镜的结构变更较大，而能够对试样在大气氛围、或者真空下、或者所希望的气体氛围下进行观察，并且能够通过带电粒子线显微镜以及光学显微镜进行试样的观察的复合型的显微镜装置。
上述以外的课题、结构以及效果能够根据以下的实施方式的说明更加清楚。
附图说明
图1是实施例1的带电粒子显微镜的整体结构图。
图2是隔膜的详细图。
图3是实施例1的带电粒子显微镜的光源的说明图。
图4是对隔膜的位置调整进行说明的图。
图5是对光学显微镜的位置调整进行说明的图。
图6是对使试样沿光轴方向移动时的各图像进行说明的图。
图7是实施例2的带电粒子显微镜的整体结构图。
图8是实施例3的带电粒子显微镜的整体结构图。
图9是拉出实施例3的带电粒子显微镜的试样工作台的图。
图10是对卸下实施例3的隔膜等的状态进行说明的图。
图11是实施例4的带电粒子显微镜的整体结构图。
图12是实施例5的带电粒子显微镜的整体结构图。
图13是实施例6的带电粒子显微镜的整体结构图。
图14是实施例7的带电粒子显微镜的整体结构图。
具体实施方式
以下，使用附图对各实施方式进行说明。
以下，作为观察装置的一个例子，对带电粒子线显微镜进行说明。但是，这仅为本发明的一个例子，本发明不限定于以下进行说明的实施方式。本发明也能够应用于扫描电子显微镜、扫描离子显微镜、扫描透射电子显微镜、这些显微镜与试样加工装置的复合装置、或者应用这些的解析检查装置。另外，在本说明书中，所谓“大气压”意味着大气氛围或者规定的气体氛围，亦即大气压或者稍微的负压状态的压力环境。具体而言为约105Pa(大气压)～103Pa左右。
另外，在本说明书中，所谓“光学显微镜”广泛包括用于使用光对对象物的状态进行观察的装置。
实施例1
在本实施例中，对基本的实施方式进行说明。图1表示本实施例的带电粒子显微镜的整体结构图。图1所示的带电粒子显微镜主要由带电粒子光学镜筒2、将带电粒子光学镜筒支承于装置设置面的第一框体(以下，也会称为真空室)7、插入第一框体7而使用的第二框体(以下，也会称为配件)121、配置于第二框体内的试样工作台5、用于从图中下侧对试样6进行观察的光学显微镜250、以及对这些部件进行控制的控制系统构成。在使用带电粒子显微镜时，带电粒子光学镜筒2与第一框体的内部被真空泵4真空排气。真空泵4的起动以及停止动作也被控制系统控制。在附图中，真空泵4仅示出一个，但也可以为两个以上。在本实施例中，将配件从上述真空室的开口部插入并固定于真空室而使用，该配件能够相对于带电粒子显微镜所具备的真空室将内部的压力维持为比该真空室的压力高的状态并且对试样进行收纳。真空室的开口部例如设置于上述真空室的侧面或者底面。另外，上述的配件在配件内部具备对供一次带电粒子线透射或者通过的隔膜进行保持的功能，由此确保真空室与配件内部的压力差。
带电粒子光学镜筒2由产生带电粒子线的带电粒子源0、对已产生的带电粒子线进行集束并导向镜筒下部而作为一次带电粒子线对试样6进行扫描的光学透镜1等的要素构成。带电粒子光学镜筒2设置为向第一框体7内部突出，并经由真空密封部件123固定于第一框体7。在带电粒子光学镜筒2的端部配置有对通过上述一次带电粒子线的照射而能够获得的二次带电粒子(二次电子或者反射电子等)进行检测的检测器3。
本实施例的带电粒子显微镜作为控制系统，具备供装置使用者使用的计算机35、与计算机35连接并进行通信的上位控制部36、根据从上位控制部36被发送的命令进行真空排气系统、带电粒子光学系统等的控制的下位控制部37。计算机35具备显示装置的操作画面(GUI)的监视器、键盘、鼠标等输入操作画面的输入机构。上位控制部36、下位控制部37以及计算机35分别由通信线43、44连接。
下位控制部37是收发用于对真空泵4、带电粒子源0、光学透镜1等进行控制的控制信号的部位，进一步将检测器3的输出信号转换成数字图像信号并向上位控制部36发送。在附图中，将来自检测器3的输出信号经由前置放大器等信号放大器154与下位控制部37连接。若不需要放大器，则也可以不存在。
在上位控制部36与下位控制部37中，模拟电路、数字电路等也可以混杂存在，另外上位控制部36与下位控制部37也可以统一为一个。此外，图1所示的控制系统的结构只不过为一个例子，控制单元、阀、真空泵或者通信用的布线等的变形例只要满足在本实施例中意图的功能，则属于本实施例的SEM乃至带电粒子线装置的范畴。
在第一框体7连接有一端连接于真空泵4的真空配管16，从而能够将内部维持为真空状态。同时，具备用于对框体内部进行大气开放的泄漏阀14，从而在维护时等，能够对第一框体7的内部进行大气开放。泄漏阀14可以不存在，也可以为两个以上。另外，第一框体7中的泄漏阀14的配置位置不限定于图1所示的位置，也可以配置于第一框体7上的其他的位置。并且，第一框体7在侧面具备开口部，通过该开口部插入有上述第二框体121。
第二框体121由立方体形状的主体部131以及对接部132构成。若后所述，主体部131的立方体形状的侧面中的至少一侧面成为开放面9。主体部131的立方体形状的侧面中的设置有隔膜保持部件155的面以外的面也可以由第二框体121的壁构成，也可以在第二框体121本身不存在壁而组装于第一框体7的状态下由第一框体7的侧壁构成。主体部131具有通过上述的开口部插入第一框体7内部，从而在组装于第一框体7的状态下对作为观察对象的试样6进行收纳的功能。对接部132构成与第一框体7的设置有开口部的侧面侧的外壁面对接的对接面，并经由真空密封部件126固定于上述侧面侧的外壁面。第二框体121也可以固定于第一框体7的侧面、或者内壁面、或者带电粒子光学镜筒的任一个。由此，能够将第二框体121整体嵌合于第一框体7。上述的开口部利用本来具备于带电粒子显微镜的真空试样室的试样的搬入搬出用的开口而制造最简便。换句话说，若以与本来打开的孔的大小一致的方式制造第二框体121，在孔的周围安装真空密封部件126，则装置的改造也可以为必要最小限度。另外，第二框体121也能够从第一框体7卸下。
第二框体121的侧面为在大气空间与能够供至少试样出入的大小的面连通的开放面，收纳于第二框体121的内部(图的比虚线更靠右侧；以下，称为第二空间)的试样6在观察中配置于大气压状态。此外，图1为与光轴平行方向的装置剖视图，因此图示了开放面9仅为一面，若被图1的纸面进深方向以及近前方向的第一框体的侧面真空密封，则第二框体121的开放面9不限定为一面。只要在将第二框体121组装于第一框体7的状态下，至少开放面为一面以上即可。通过第二框体的开放面，试样能够在第二框体(配件)内部与外部之间搬入以及搬出。
在第二框体121的上表面侧设置有隔膜10。在第一框体7连接有真空泵4，从而能够对由第一框体7的内壁面与第二框体的外壁面以及隔膜10构成的封闭空间(以下，称为第一空间)进行真空排气。由此，在本实施例中，通过隔膜10将第一空间11维持为高真空，另一方面，将第二空间12维持为大气压或者与大气压大致相等的压力的气体氛围，因此在装置的动作中，能够将带电粒子光学镜筒2、检测器3维持为真空状态，并且能够将试样6维持为大气压。
在能够局部地维持为大气氛围的环境单元格的现有技术中，存在能够进行大气压/气体氛围下的观察，但仅能够对能够插入单元格的尺寸的试样进行观察，而无法进行大型试样的大气压/气体氛围下的观察的问题。另外，在环境单元格的情况下，也存在为了对不同的试样进行观察，必须从SEM的真空试样室取出环境单元格，更换试样再次搬入真空试样室内，从而试样更换较繁琐的问题。另一方面，根据本实施例的方式，开放第二框体121的一侧面，在作为较宽广的大气压空间的第二空间12中载置试样6，因此即便为半导体晶片等大型试样，也能够在大气压下进行观察。特别地，本实施例的第二框体为从试样室的侧面插入的方式，因此大型化较容易，因此即便为无法封入环境单元格的大型的试样，也能够进行观察。并且，在第二框体121存在开放面，因此在观察中使试样在第二空间12的内部与外部之间移动，从而能够容易进行试样更换。
在将第二框体121整体嵌合于第一框体7的情况下，在第二框体121的上表面侧的成为上述带电粒子光学镜筒2的正下方的位置具备隔膜10。该隔膜10配置为对载置有试样的空间与带电粒子光学镜筒的内部进行隔离，由此对这些空间的差压进行维持。隔膜10能够供从带电粒子光学镜筒2的下端被释放的一次带电粒子线透射或者通过，从而一次带电粒子线通过隔膜10最终到达试样6。
在现有技术中，也存在试样保持于充满液体的隔膜内部，若进行一次大气压观察，则导致试样湿润，因此对相同的状态的试样在大气氛围以及高真空氛围双方下进行观察变得非常困难。另外，液体与隔膜始终接触，因此也存在隔膜破损的可能性非常高的问题。另一方面，根据本实施例的方式，以试样6与隔膜10非接触的状态配置，因此不改变试样的状态，不论在高真空下还是大气压下均能够进行观察。另外，试样未载置于隔膜上，因此能够减少隔膜因试样而破损的可能性。
＜关于隔膜＞
图2表示隔膜10的详细图。隔膜10成膜或者蒸镀于基部159上。隔膜10为碳材料、有机材料、氮化硅、碳化硅、氧化硅等。基部159为例如硅那样的部件，通过湿式蚀刻等加工，如附图那样挖削有锥形孔165，在图2中，在下表面具备隔膜10。隔膜10部也可以为配置多个的多窗。能够供一次带电粒子线透射或者通过的隔膜的厚度为数nm～数μm左右。代替隔膜，也可以使用具备一次带电粒子线的通过孔的孔径部件，该情况下的孔径从在现实的真空泵中能够进行差动排气的要求来看，优选为面积1mm2左右以下。在带电粒子线为离子的情况下，不破损隔膜地贯通较困难，因此使用面积1mm2左右以下的孔径。
另外，隔膜需要在用于对大气压与真空进行分离的差压下不破损。因此，隔膜10的面积为数十μm～最大也数mm左右的大小。隔膜10的形状也可以不是正方形，而是长方形等形状。关于形状，也可以为任意的形状。将图2所示的一侧，换句话说存在锥形部165的一侧配置于真空侧(图中上侧)。这是因为能够通过检测器3对从试样被释放的二次带电粒子线高效地进行检测。
通过透射或者通过隔膜10而到达试样6的带电粒子线从试样内部或者表面释放反射带电粒子、透射带电粒子等二次带电粒子线。通过检测器3对该二次带电粒子进行检测。检测器3是能够对以数keV至数十keV的能量飞来的带电粒子线进行检测以及放大的检测元件。例如，是由硅等半导体材料制作的半导体检测器、在玻璃面或者内部将带电粒子信号转换成光的闪烁器等。
＜关于隔膜的固定部位＞
将具备了隔膜10的基部159具备于隔膜保持部件155上。将隔膜保持部件155具备于第二框体121的上侧。隔膜保持部件155与第二框体121之间具备O型圈、填料等的真空密封件等真空密封部件124，从而被真空密封。虽未图示，但在具备了隔膜10的基部159与隔膜保持部件155之间也通过能够进行真空密封的粘合剂、双面胶带等进行粘合或者密接。
隔膜保持部件155经由真空密封部件以能够装卸的方式固定于第二框体121的顶板的下表面侧。在供电子线透射的要求方面，隔膜10为厚度数nm～数十μm左右以下，非常薄，因此存在老化或者在观察准备时破损的可能性。另外，隔膜10较薄，因此直接进行处理非常困难。如本实施例那样，能够不直接而经由隔膜保持部件155对具备了隔膜10的基部159进行处理，从而隔膜10的操作(特别地为更换)变得非常容易。换句话说，在隔膜10已破损的情况下，只要针对每个隔膜保持部件155进行更换即可，即便万一必须直接更换隔膜10的情况下，也能够将隔膜保持部件155向装置外部取出，而在装置外部进行隔膜10的更换。
在第一框体内部为真空状态的情况下，隔膜保持部件155被抽成真空，因此吸附于第二框体121，因此不会落下。另外，在第一框体内部为大气压下的状态时，使用落下防止部件203能够防止隔膜保持部件155的落下。
＜关于试样工作台＞
在第二框体121的内部具备供试样搭载，并能够进行位置变更的试样工作台5。试样工作台5配置于带电粒子光学镜筒2与光学显微镜250之间，并能够与这些部件独立地移动。在试样工作台5具备沿面内方向移动的XY驱动机构以及沿高度方向移动的Z轴驱动机构。在第二框体内部配置有成为对试样工作台5进行支承的底板的工作台支承台17，试样工作台5具备于工作台支承台17。Z轴驱动机构以及XY驱动机构配置于第二框体内部。装置用户对操作这些部件的操作旋钮204等进行操作，从而对试样6在第二框体121内的位置进行调整。在附图中，操作旋钮204位于第二框体内部，但也可以抽出至装置外部、也可以通过电动马达等从外部进行控制。在工作台较大的情况等下，即便在第二框体121的内部未完全收纳有工作台的情况下，只要将包含工作台的驱动机构的至少一部分配置于第二框体121的内部即可。
在试样工作台5上配置有试样台支架205。在更换试样时，针对每个试样台支架205卸下试样6以及试样搭载板206，将在试样台支架205搭载有其他的试样6的试样搭载板206配置于试样工作台5上。
试样6配置于试样搭载板206的上方。如后所述，在本实施例中，在第二框体内部具备能够从图中下侧对试样6进行观察的光学显微镜250。因此，在以使光学显微镜250的物镜252能够接近试样6或者试样搭载板206的方式，配置于试样工作台5的中心附近以及试样工作台5上的试样台支架205的中心附近具备光学显微镜250的物镜252的前端部的大小左右的孔或切口。另外，为了通过光学显微镜5从图中下侧进行观察，试样搭载板206为滑动玻璃、塑料等透明材料。
此外，如上，在试样台支架205上配置试样搭载板206，但若能够直接在试样工作台5配置搭载有试样6的试样搭载板206，则也可以没有试样台支架205。
＜关于光学显微镜＞
接下来，对光学显微镜250进行说明。在本实施例中，相对于隔膜10以及试样6在带电粒子光学镜筒2的相反的一侧的空间设置有光学显微镜250。光学显微镜250具备物镜252等光学透镜。经由了光学透镜的显微镜信息传递至配置于第二框体内部的CCD照相机254。CCD照相机254担负作为将光学信息转换成电信息等数字信号的信号形成部的作用。被CCD照相机254转换成电信息的图像信息使用通信线45传递至控制部等，并显示于监视器上。当然，也可以为CCD照相机以外的拍摄装置。
为了对试样6的观察倍率进行变更，在光学显微镜250具有光学透镜驱动机构253。通过光学透镜驱动机构253使物镜252沿光学显微镜的光轴251方向移动，由此能够在试样搭载板206上的试样6对焦。另外，虽未图示，但也可以使不是物镜252而是光学显微镜250内部的光学透镜沿光轴251方向移动由此改变焦点。
光学显微镜250位于工作台支承台17的上方，且位于试样工作台5的下侧。换句话说，即使使试样工作台5上的试样6移动，光学显微镜250相对于带电粒子线显微镜的光轴的位置也不移动。因此，保持使带电粒子显微镜与光学显微镜的光轴相同的状态下仅对试样进行位置调整，而能够对试样的观察位置进行调整。
＜关于光源＞
此处，使用图3对为了取得光学显微镜像而用于向试样照射的光源的配置位置进行说明。作为第一例为使用光学显微镜250的内部所具备的光源255的方法。在该情况下，从光源255被释放的光经由光学显微镜250内部的内部反射镜258等照射至透明的试样搭载板206上的试样6。作为第二例为使用配置于光学显微镜250的物镜252的周边的光源256的方法。作为第三例为使用来自比试样更靠上侧的光源257的情况。在附图中，光源257配置于隔膜保持部件155上，但也可以具备于第二框体121。在第一例与第二例的情况下，为取得从试样6下侧照射并被反射的光的反射型光学显微镜像，在第三例的情况下，成为供光从试样6上侧透射试样内的透射式光学显微像。也可以根据必要的信息使用上述任一种。
光源经由通信线156连接于下位控制部37等。经由通信线156对光的光量以及熄灭点亮进行控制。也可以为用于传递光的光纤等。
在附图中进行了上述说明的三处全部配置有光源，但只要最低具有一个即可。以上，列举三个光源位置为例子，但也可以配置于上述以外的位置，只有满足在本实施例中意图的功能，则属于本实施例的SEM乃至带电粒子线装置的范畴。
＜关于隔膜的位置调整＞
接下来，对隔膜10的位置调整机构进行说明。在将具备了隔膜10的部件安装于第二框体121时，存在带电粒子光学镜筒2的光轴200(换句话说图像中心)与隔膜10位置偏移的情况。若由带电粒子显微镜取得的图像未位于大致中心附近，则存在在切换带电粒子线像的倍率的情况下，无法对隔膜10以及试样6进行观察的问题点。因此，需要使带电粒子光学镜筒2的光轴200与隔膜的中心201大致一致。在以下的说明中，带电粒子光学镜筒2的光轴200位置被固定。
为了使带电粒子光学镜筒2的光轴200与隔膜位置一致，使用能够对隔膜10的位置进行调整的隔膜位置调整机构259。图1示出了在第二框体121的开放面侧具备隔膜位置调整机构259的机构。隔膜位置调整机构259例如转动旋钮而推、拉隔膜10位置等而进行位置调整。隔膜位置调整机构259被支承件部261保持于第二框体121。在附图中，隔膜位置调整机构259仅图示一个，但需要沿图中纸面方向移动，因此需要最低合计两种隔膜位置调整机构259。
使隔膜位置调整机构259移动，由此能够对具备隔膜10以及基部159的隔膜保持部件155本身进行位置调整。在变更位置时，以隔膜保持部件155在真空密封件等真空密封部件124上滑动的方式移动。虽未图示，但也能够经由导轨、引导件对隔膜保持部件155进行驱动。
此处，使用图4对隔膜10的位置的变更前后的带电粒子线图像变为如何进行说明。图4(a)表示隔膜10的中心201位置与带电粒子光学镜筒2的光轴200偏移的情况。接下来，通过隔膜位置调整机构259使隔膜10位置沿X方向以及Y方向移动，由此如图4(b)那样，能够使隔膜10的中心201的位置与带电粒子光学镜筒2的光轴200一致。
＜关于光学显微镜的位置调整＞
接下来，对光学显微镜250的位置调整机构进行说明。在光学显微镜250中，能够取得颜色、干涉光、荧光等光学显微镜所特有的信息。另一方面，在带电粒子显微镜中，能够取得表面信息、元素信息、密度信息等带电粒子显微镜所特有的信息。因此，在本实施例所表示的装置中，若使在带电粒子光学镜筒2的光轴200下所观察的位置与在光学显微镜250的光轴251下所观察的位置相同，则能够同时地取得试样6的相同的部位的上述信息。即只要调整为带电粒子光学镜筒2的光轴与光学显微镜250的光轴一致即可。此外，光学显微镜250的光学系统包括反射镜等，从而也考虑有光轴非直线的情况，但只要至少光学显微镜的光轴的一部分位于带电粒子光学镜筒的光轴的延长线上即可。
在将光学显微镜250最初配置于第二框体内部时，存在带电粒子光学镜筒2的光轴200与光学显微镜的光轴251偏移的情况。作为用于对该偏移进行调整的机构需要光轴调整机构260。若光轴调整机构260配置于第二框体121的开放面侧则操作性良好。在附图中，光轴调整机构260仅图示一个，但需要也沿图中纸面方向移动，因此需要最低两种光轴调整机构260。
通过光轴调整机构260能够对光学显微镜250的整体位置进行调整。若供光学显微镜250载置的基座263具有引导件、导轨等机构，则能够在调整光学显微镜250的位置时顺畅地进行驱动。
另外，若通过光轴调整机构260对光学显微镜250进行一次位置调整，则即使进行试样6更换以及隔膜10更换也不会偏移。因此，光轴调整机构260也可以始终不存在，在装置设置或者装置组装时进行位置调整后，只要能够对光学显微镜250位置进行固定即可。换句话说，在附图中，光轴调整机构260能够称为也兼具固定机构的作用。只要满足在本实施例中意图的功能，则该光轴调整机构兼固定机构的形状以及配置位置也可以不如图所示那样。
此处，使用图5对光学显微镜在光学显微镜250的位置的调整前后变为如何进行说明。在基于光学显微镜的图像中，从图1中的下侧对隔膜10进行观察，因此无法对锥形部165进行观察。首先，考虑隔膜10的中心位置与光学显微镜250的光轴251偏移的情况。该情况下的光学显微镜像如图5(a)那样。对光学显微镜的位置进行调整的步骤在进行使隔膜的中心与带电粒子光学镜筒的光轴一致的步骤后进行。在该状态下，上述的用于使隔膜的中心与带电粒子光学镜筒的光轴一致的调整结束，这些成为大致一致的状态。因此，不使隔膜10从图5(a)的状态移动，使光学显微镜的位置与隔膜的中心一致，从而以隔膜的中心位于光学显微镜的光轴的延长线上的方式进行调整。
若通过光轴调整机构260沿X方向以及Y方向对光学显微镜250的位置进行调整，则如图5(b)那样能够使隔膜10位于图像中心。如上，光学显微镜250能够使带电粒子光学镜筒2以及隔膜10独立地移动。在图5(b)的状态下成为隔膜10的中心位于光学显微镜的光轴上的状态，成为光学显微镜的光轴与带电粒子光学镜筒的光轴一致并且隔膜10的中心位置位于这些的光轴上的状态。
＜关于试样的位置调整＞
接下来，使用图6对观察试样搭载板206上的微粒试样262的方法进行说明。以下，带电粒子显微镜像的光轴200与隔膜10的中心位置以及光学显微镜像的光轴251的每一个一致。另外，在试样搭载板206上并且在隔膜10的下侧配置有微粒试样262。图6(a)表示带电粒子显微镜的焦点位置、光学显微镜的焦点位置、以及试样、隔膜10等的示意性的配置图。基于带电粒子显微镜的焦点264以及基于光学显微镜的焦点265与隔膜10附近一致。另外，试样搭载板206上的微粒试样262从隔膜10分离，在上述焦点位置不存在微粒试样262。例如，在试样更换后等的情况下，成为上述的状态。该状态下的带电粒子显微镜像如图6(b)那样，光学显微镜像如图6(c)那样。换句话说，两个微镜均成为试样像模糊的图像。接下来，若如图6(d)那样通过试样工作台5使试样位置移动至隔膜10附近，则带电粒子显微镜像如图6(e)那样，光学显微镜像成为图6(f)那样。换句话说，两个镜像的焦点均与微粒试样262一致。这样，通过带电粒子显微镜以及光学显微镜能够对试样搭载板206上的微粒试样262的相同的部位的图像进行观察。
另外，在欲通过带电粒子显微镜对微粒试样267进行观察的情况下，若使试样工作台5移动，则简单地在图像中心具有微粒试样267后，能够通过带电粒子显微镜进行观察。换句话说，存在光学显微镜250，由此通过光学显微镜对微粒试样267的位置进行确认，从而能够以通过光学显微镜的图像确认其位置的微粒试样267位于隔膜10下的方式对试样工作台进行驱动，然后通过带电粒子线显微镜进行观察。换句话说，在带电粒子显微镜中，在隔膜10的范围内限定试样观察的视场，与此相对在光学显微镜中能够对隔膜的周边的试样的状态进行观察，因此光学显微镜250具有能够用于低倍观察的视场查找以及位置确认的特征。
此时，试样工作台5相对于光学显微镜250、带电粒子光学镜筒2、隔膜10的任一个也能够独立地移动，因此如上所述，能够不使调整完毕的光轴偏移地改变试样的观察位置。
通过本实施例中的结构，能够在隔膜10以及试样6以及光学显微镜250非接触的状态下，对基于带电粒子线显微镜与光学显微镜的相同的部位同时地进行观察，从而与以往相比，也能够实现能够简便地在大气压下、气体压下进行观察的带电粒子显微镜。
实施例2
在本实施例中，使用图7表示具备了附带不是通过CCD照相机254而是直接通过目视能够观察来自光学显微镜250的图像信息的目镜207(观察部)的光学显微镜的情况下的装置结构。各要素的动作、功能或者附加于各要素的附加要素与实施例1大致相同，因此省略详细的说明。
在该情况下，从物镜252取得的图像经由光学显微镜内部的光学透镜，投影于目镜207。
目镜的位置配置于第二框体121与装置外部的分界线(图中虚线部)的装置外侧。若形成上述的结构，则能够从装置外侧确认第二框体121内部的试样6、隔膜10的样子。关于光学显微镜的位置调整机构、观察顺序如上所述。在本实施例的结构的情况下，不需要巨额的CCD照相机254，电气布线也减少，因此存在装置成本降低的优点。
实施例3
在本实施例中，对具备了气体导入机构的带电粒子显微镜的例子进行说明。图8是本实施例的带电粒子显微镜的整体结构图。与实施例1相同地，本实施例的带电粒子显微镜也由带电粒子光学镜筒2、将该带电粒子光学镜筒支承于装置设置面的第一框体(真空室)7、以及插入第一框体7而使用的第二框体(配件)121控制系统等构成。上述的各要素的动作、功能或者附加于各要素的附加要素与实施例1大致相同，因此省略详细的说明。
在本实施例的带电粒子显微镜的情况下，能够通过盖部件122覆盖形成第二框体121的至少一侧面的开放面，从而能实现各种功能。以下，对其进行说明。
＜关于试样附近氛围＞
在本实施例的带电粒子显微镜中，具备向第二框体内供给置换气体的功能或者能够形成与第一空间不同的气压状态的功能。从带电粒子光学镜筒2的下端被释放的电子线通过维持为高真空的第一空间，通过图8所示的隔膜10，从而进一步侵入维持为大气压或者稍低的负压状态的第二空间。即第二空间为真空度比第一空间劣化的(低真空度的)状态。在大气空间，电子线因气体分子而散射，因此平均自由行程缩短。换句话说，若隔膜10与试样6的距离较大，则通过电子线或者上述电子线照射而产生的二次电子、反射电子或透过电子无法到达至试样、检测器3以及检测器151。另一方面，电子线的散射概率与气体分子的质量数、密度成比例。因此，若利用质量数比大气轻的气体分子置换第二空间或者稍微进行抽真空，则电子线的散射概率降低，从而电子线能够到达试样。另外，即使不是第二空间的整体，只要能够对至少第二空间中的电子线的通过路径，即隔膜与试样之间的空间的大气进行气体置换即可。作为置换气体的种类若为氮气、水蒸气等比大气轻的气体，则能够观察图像S/N的改善效果，但质量更轻的氦气、氢气的图像S/N的改善效果较大。
根据以上的理由，在本实施例的带电粒子显微镜中，在盖部件122设置气体供给管100的安装部(气体导入部)。气体供给管100通过连结部102与气体储气瓶103连结，由此能够向第二空间12内导入置换气体。在气体供给管100的中途配置有气体控制用阀101，从而能够对在管内流经的置换气体的流量进行控制。因此，信号线从气体控制用阀101向下位控制部37延伸，从而装置用户能够利用显示于计算机35的监视器上的操作画面对置换气体的流量进行控制。另外，气体控制用阀101也可以手动地对其进行操作而开闭。
置换气体为轻元素气体，因此容易堆积于第二空间12的上部，下侧难以进行置换。因此，在盖部件122的比气体供给管100的安装位置更靠下侧设置对第二空间的内外进行连通的开口。例如在图8中，在压力调整阀104的安装位置设置开口。由此，大气气体被从气体导入部导入的轻元素气体推压而从下侧的开口被排出，因此能够通过气体对第二框体121内高效地进行置换。此外，也可以将该开口兼用为后述的粗排气口。
另外，即便为氦气那样的轻元素气体，也存在电子线散射较大的情况。在该情况下，只要将气体储气瓶103设为真空泵即可。而且，稍微进行抽真空，由此能够将第二框体内部形成极低真空状态(即接近大气压的压力的氛围)。例如，在第二框体121或者盖部件122设置真空排气口，从而对第二框体121内进行一次真空排气。也可以之后导入置换气体。该情况下的真空排气只要使残留在第二框体121内部的大气气体成分减少至一定量以下即可，因此不需要进行高真空排气，从而通过粗排气即可。
但是，在对生物体试样等含有水分的试样等进行观察的情况下，放置于真空状态一次的试样的水分蒸发从而状态变化。因此，如上述那样，优选从大气氛围直接导入置换气体。上述的开口在导入置换气体后，利用盖部件关闭，从而能够将置换气体有效地封入第二空间内。
如上，在本实施例中，能够将载置有试样的空间控制为大气压(约105Pa)至约103Pa的任意的真空度。在以往的所谓的低真空扫描电子显微镜中，电子束柱与试样室连通，因此若降低试样室的真空度而形成接近大气压的压力，则导致电子束柱中的压力也连动地变化，从而将试样室控制为大气压(约105Pa)～103Pa的压力较困难。根据本实施例，通过薄膜对第二空间与第一空间进行隔离，因此被第二框体121以及盖部件122围起的第二空间中的氛围的压力以及气体种类能够自由地进行控制。因此，能够将试样室控制为目前难以控制的大气压(约105Pa)～103Pa的压力。并且，不仅进行大气压(约105Pa)下的观察，也能够使其附近的压力连续地变化而对试样的状态进行观察。
若在上述开口的位置安装三通阀，则能够将该开口兼用为粗排气口以及大气泄漏用排气口。即，若将三通阀的一方安装于盖部件122，将一方连接于粗排气用真空泵，在剩余的一方安装泄漏阀，则能够实现上述的兼用排气口。
代替上述的开口，也可以设置压力调整阀104。该压力调整阀104具有若第二框体121的内部压力成为1气压以上，则自动地打开阀的功能。具备具有上述的功能的压力调整阀，从而在导入轻元素气体时，若内部压力成为1气压以上，则自动地打开，而将氮气、氧气等大气气体成分排出至装置外部，从而能够使轻元素气体充满装置内部。此外，图示的气体储气瓶或者真空泵103若也存在具备于带电粒子显微镜的情况，则也存在供装置用户事后安装的情况。
＜关于试样工作台＞
接下来，对本实施例的试样6的位置调整方法进行说明。本实施例的带电粒子显微镜作为观察视场的移动机构而具备试样工作台5。在试样工作台5具备沿面内方向移动的XY驱动机构以及沿高度方向移动的Z轴驱动机构。在盖部件122安装有成为对试样工作台5进行支承的底板的支承板107，试样工作台5固定于支承板107。支承板107安装为朝向盖部件122的与第二框体121对置的对置面并朝向第二框体121的内部延伸。支轴从Z轴驱动机构以及XY驱动机构分别延伸，从而与各个盖部件122具有的操作旋钮108以及操作旋钮109连接。装置用户对这些操作旋钮108以及109进行操作，从而能够对试样6在第二框体121内的位置进行调整。
＜关于光学显微镜＞
在第二框体121内部具备光学显微镜250。从光学显微镜250所具备的物镜252取得的显微镜图像输送至CCD照相机254。通过CCD照相机254转换成电信号的信号的显微镜图像数据经由布线209，进一步经由布线连接部208发送至下位控制部37。在附图中，CCD照相机配置于第二框体121内部，但根据光学显微镜的结构，也可以配置于第二框体外部。
光学显微镜250位于支承板107上的上方，并且位于试样工作台5的下侧。换句话说，即使使试样工作台5上的试样6移动，光学显微镜250位置也不移动。因此，能够保持使带电粒子显微镜与光学显微镜的观察相同的状态地仅对试样进行位置调整。
虽未图示，但关于用于形成光学显微镜像的光源，若图3所示，连接于配置于第二框体121内部的光源的通信线156经由盖部件122上的布线连接部208或者与此相等的部位连接于下位控制部37等。布线连接部208担负作为将来自光学显微镜的信号输出至第二框体外部的信号输出口或者信号线的导出口的作用。
为了对光学显微镜的焦点位置进行变更，而用于对从装置外部向光轴方向的光学透镜驱动机构253进行控制的机构未被图示，但将连接有几个机构部件的操作旋钮具备于盖部件121，由此也能够对从装置外侧向光轴方向的光学透镜驱动机构253进行操作。或者，也可以将电动马达等具备于第二框体121内部而经由电气布线对光学透镜驱动机构253进行控制。其中，若始终预先使光学显微镜250的焦点位置与隔膜10附近一致，则未必需要每次进行光学透镜驱动机构253的控制。因此，若后所述，在拉出盖部件122的状态下，预先对光学显微镜的光学透镜驱动机构253进行调整，之后也可以不使用。
＜关于试样更换＞
接下来，对试样6的更换机构进行说明。本实施例的带电粒子显微镜在第一框体7的底面以及盖部件122的下表面分别具备盖部件用支承部件19、底板20。盖部件122经由真空密封部件125以能够卸下的方式固定于第二框体121。另一方面，盖部件用支承部件19也以能够卸下的方式固定于底板20，如图9所示，能够从第二框体121整个卸下盖部件122以及盖部件用支承部件19。此外，在该附图中，省略电气布线等。
在底板20具备在卸下时作为导轨而被使用的支柱18。在通常的观察时的状态下，支柱18构成为收纳于设置于底板20的收纳部，在卸下时沿盖部件122的拉出方向延伸。同时，支柱18固定于盖部件用支承部件19，在将盖部件122从第二框体121卸下时，盖部件122与带电粒子显微镜主体未完全地分离。由此，能够防止试样工作台5或者试样6的落下。
若拉出盖部件122，则也同时拉出光学显微镜250，因此光学显微镜250与盖部件122的相对位置不变化。另外，第二框体121换句话说隔膜10距盖部件122的相对位置也不变化。换句话说，能够保持关闭盖部件122的状态的光学显微镜250与隔膜10位置的相对位置。因此，拉出一次工作台，即使再次返回，也可以不进行光学显微镜的位置调整。
在向第二框体121内搬出或者搬入试样的情况下，首先，转动试样工作台5的Z轴操作旋钮而使试样6远离隔膜10。接下来，开放压力调整阀104，从而对第二框体内部进行大气开放。然后，在确认第二框体内部未成为减压状态或者极端的加压状态后，将盖部件122向与装置主体相反的一侧拉出。在更换试样后，将盖部件122压入第二框体121内，在通过未图示的紧固部件将盖部件122固定于对接部132后，根据需要将第二框体121内部置换成置换气体、对第二框体121内部进行真空排气。以上的操作也能够在对带电粒子光学镜筒2内部的光学透镜2施加高电压的状态、从带电粒子源0释放带电粒子线的状态时执行。即，能够保持继续带电粒子光学镜筒2的动作的状态以及第一空间保持真空状态地执行。因此，本实施例的带电粒子显微镜能够在更换试样后，迅速地开始观察。
＜关于位置调整机构＞
带电粒子光学镜筒2的光轴200、隔膜10、以及光学显微镜250的光轴251必须分别一致，因此与实施例1相同地具备隔膜位置调整机构259以及光轴调整机构260。在本实施例的情况下，具备用于堵塞第二框体内部的盖部件122。此处，对隔膜位置调整机构259或者光轴调整机构260为能够从第二框体121外部进行控制的结构进行说明。
如图8所示，在盖部件122具备有光轴调整机构260以及隔膜位置调整机构259的操作部。转动光轴调整机构260等，使光学显微镜250在引导件、导轨等的基座263的上方或者横向地滑动而对位置进行变更。隔膜位置调整机构259也相同地通过转动等而使对隔膜10进行保持的基部159或者隔膜保持部件155在真空密封部件124上滑动而对位置进行变更。在附图中，隔膜位置调整机构259与光轴调整机构260分别仅图示一个，但也需要沿图中纸面方向移动，因此需要最低各两种隔膜位置调整机构259、光轴调整机构260。
但是，作为其他方式，虽未图示，但隔膜位置调整机构259或者光轴调整机构260也可以仅配置于第二框体内部。在该情况下，在拉出盖部件122的状态下，对光学显微镜250、基部159或者隔膜保持部件155的位置进行变更。
与实施例1相同地，若通过光轴调整机构260对光学显微镜250进行一次位置调整，则即使进行试样6以及隔膜10的更换也不会偏移。因此，也可以不存在光轴调整机构260，在装置设置或者装置组装时进行位置调整后，只要能够对光学显微镜250位置进行固定即可。换句话说，图中的光轴调整机构260能够称为也兼具固定机构的作用。只要满足在本实施例中意图的功能，则该光轴调整机构兼固定机构的形状以及配置位置也可以不如附图所示的那样。
＜关于抽真空＞
本实施例的带电粒子显微镜也能够使用为通常的高真空SEM。图10表示使用为高真空SEM的状态下的本实施例的带电粒子显微镜的整体结构图。在图10中，控制系统与图8相同，因此省略图示。图10示出了在将盖部件122固定于第二框体121的状态下，从盖部件122卸下气体供给管100与压力调整阀104后，利用盖部件130堵塞气体供给管100与压力调整阀104的安装位置的状态的带电粒子显微镜。通过该前后的操作，若预先针对每个隔膜保持部件155卸下隔膜10部，则能够连接第一空间11与第二空间12，从而能够通过真空泵4对第二框体内部进行真空排气。由此，第二框体内部成为与第一框体内部相等的压力，从而能够在安装了第二框体121的状态下，进行高真空SEM观察。
来自光学显微镜250的信号能够经由CCD照相机254、布线209以及布线连接部208输出至装置外部，但需要以在布线连接部208部不存在真空泄漏的方式进行真空密封。
＜其他＞
如以上进行了说明的那样，在本实施例中，能够将试样工作台5以及其操作旋钮108、109、气体供给管100、压力调整阀104全部集约地安装于盖部件122。因此装置用户能够相对于第一框体的相同的面进行上述操作旋钮108、109的操作、试样的更换作业、或者气体供给管100、压力调整阀104的装卸作业。因此，与上述构成物分散地安装于试样室的其他的面的结构的带电粒子显微镜相比，操作性非常提高。
除了以上进行了说明的结构之外，设置对第二框体121与盖部件122的接触状态进行检测的接触监视器，也可以对第二空间关闭或者打开进行监视。
另外，除了二次电子检测器、反射电子检测器之外，也能够设置X射线检测器、光检测器，进行EDS分析、荧光线的检测。X射线检测器、光检测器也可以配置于第一空间11或者第二空间12的任一个。
另外，也可以对试样工作台5、检测器151施加电压。若对试样6、检测器150施加电压，则能够使来自试样6的释放电子、透射电子具有高能量，从而能够使信号量增加，进而能够改善图像S/N。
以上，通过本实施例，除了实施例1的效果之外，也能够从大气压导入置换气体。另外，能够进行与第一空间不同的压力的氛围下的试样观察。另外，除了大气或者规定的气体氛围下的观察之外，能够实现也能够进行与第一空间相同的真空状态下的试样观察的SEM。
本实施例的带电粒子显微镜能够取得S/N比实施例1的带电粒子显微镜良好的图像。
此外，在本实施例中，虽对意图了台式电子显微镜的结构例进行了说明，但也能够将本实施例应用于大型的带电粒子显微镜。在台式电子显微镜的情况下，装置整体或者带电粒子光学镜筒被框体支承于装置设置面，但在大型的带电粒子显微镜的情况下，只要将装置整体载置于基座即可，因此，若将第一框体7载置于基座，则能够将在本实施例中进行了说明的结构保持原样地转用于大型的带电粒子显微镜。
实施例4
在本实施例中，使用图11对光学显微镜250与试样工作台分离而直接具备于第二框体121的结构进行说明。以下，对与实施例1～3相同的部分省略说明。
光学显微镜配置于基座263上，另一方面，工作台5安装于支承板107上。若将盖部件122向装置外部侧拉出，则成为针对每个支承板107卸下工作台5的结构，从而光学显微镜250成为保持残留于第二框体内部的状态。光学显微镜250的位置调整只要在卸下盖部件122的状态下，如图5所示，使光学显微镜的观察位置的中心与隔膜10的中心位置以及带电粒子光学镜筒2的光轴一致，而使用基座263等进行位置固定即可。另外，相同地光学显微镜的焦点位置以及光学透镜驱动机构253也在拉出盖部件122的状态下进行调整。若形成该结构，则在更换试样时，即使抽出盖部件122，光学显微镜250也完全不移动。换句话说，即使假设在盖部件122、真空密封部件部125、支柱18等产生磨损、劣化，光学显微镜250与隔膜10的纵横高度的位置关系也完全不变好，因此存在与图8的结构相比光学显微镜250的调整次数减少的优点。
其中，在拉出盖部件122的状态下，必须能够卸下用于对光学显微镜进行控制的布线、或者使其伸缩。换句话说，需要构成为能够卸下用于取得来自CCD照相机254的图像数据的布线209以及用于对图3所示的未图示的光源进行控制的布线、或者使其伸缩。
实施例5
在本实施例中，对光学显微镜250以与第二框体分离的方式被固定，并且来自光学显微镜250的图像观察代替来自CCD照相机254的电信号而供装置用户直接通过目镜207进行观察的装置结构进行说明。以下，对与实施例1～4相同的部分省略说明。
图12表示整体结构图。省略对控制系统、向第二框体121内部供给气体的气体储气瓶、对第二框体121内部进行真空排气的泵等的图示。在该装置中，来自光学显微镜250的显微镜信号经由光学显微镜250的内部透镜，到达目镜207。若探视目镜207，则能够对处于大气压状态、气体氛围状态或者真空状态的试样6的光学显微镜像进行确认。与实施例3相同地，若拉出盖部件122，则每个光学显微镜250也被拉出。构成光学显微镜250的一部分的部分在从第二框体121内部向装置外部突出的盖部件122的局部具备连接部268。在该连接部268中，构成为能够传递来自光学显微镜的光信号，并且对第二框体121内部的气体压状态以及真空压状态进行维持。在该结构的情况下，不需要巨额的CCD照相机254，电气布线也减少，因此存在装置成本降低的优点。
实施例6
在本实施例中，与上述的实施例，对不存在第二框体121的变形例进行说明。隔膜10周边部、试样工作台5以及光学显微镜250周边的结构与上述的实施例1～5大致相同，因此以下，主要对不同点进行说明。
图13表示本实施例的带电粒子显微镜的整体结构。在该结构中，将带电粒子光学镜筒2嵌入框体271，并通过真空密封部件123进行真空密封。框体271被柱269支承。柱269被基部270支承。在附图中，柱269虽仅图示一个，但为了支承框体，优选实际上存在多根。通过该结构，试样6的氛围状态与装置外部相等，因此能够使试样状态完全暴露于大气下状态。
来自气体储气瓶103的气体供给通过朝向试样6附近方向的气体喷嘴272而进行。气体喷嘴272例如通过支承件273连接于框体271。气体储气瓶103与气体喷嘴272被连结部102连接。上述结构为一个例子，但能够通过该结构向试样6附近喷射所希望的气体。作为气体种类，以能够减少电子线散射的方式为作为比大气轻的气体的氮气、水蒸气、氦气、氢气等。气体能够供用户自由地更换。
光学显微镜250配置于框体271的正下方，即与带电粒子光学镜筒的光轴配置为同轴。由此对配置于试样工作台5上的试样6照射通过了隔膜10的带电粒子线并取得带电粒子线显微镜像，并且能够取得基于光学显微镜250的光学显微镜像。隔膜10的隔膜位置调整机构259、光轴调整机构260、用于对光学显微镜的内部透镜向光学显微镜250的光轴251方向驱动的光学透镜驱动机构253等结构如目前的实施例所示那样。
通过本实施例中的结构，能够在隔膜10以及试样6以及光学显微镜250非接触的状态下，对带电粒子线显微镜与光学显微镜的相同的部位的观察。
实施例7
在本实施例中，对光学显微镜配置于带电粒子光学镜筒以及隔膜的上方的实施例进行说明。基本的装置结构与上述的实施例1～6大致相同，因此对与以上的实施例相同的部分省略说明。
在本实施例中，如图14所示，试样6直接载置于隔膜10的上方。在该情况下，如上述的实施例那样，不使试样的位置与隔膜独立地移动，因此为了改变试样的观察位置，而使用隔膜位置调整机构259使隔膜本身的位置相对于带电粒子光学镜筒移动。
另外，在本实施例中，表示使用了目镜207的光学显微镜的例子，但如上述的实施例那样，也能够使用CCD照相机等的拍摄装置进行观察。
通过本实施例，也能够通过带电粒子线显微镜与光学显微镜对载置于大气压下的试样相同的部位同时地进行观察。
此外，本发明不限定于上述的实施例1～7，包括各种变形例。例如，上述的实施例为了容易理解本发明进行说明，而详细地进行了说明，未必限定于具备进行了说明的全部的结构。另外，能够将某实施例的结构的一部分置换成其他的实施例的结构，另外，也能够对某实施例的结构添加其他的实施例的结构。另外，能够对各实施例的结构的一部分进行其他的结构的追加、削除、置换。另外，上述的各结构、功能、处理部、处理机构等也可以通过例如在集成电路中进行设计等并利用硬件实现这些一部分或者全部。另外，上述的各结构、功能等也可以供处理机对实现每一个功能的程序进行解释、执行，从而由软件实现。
上述的控制部、计算机的实现各功能的程序、图表、文件等的信息能够载置于存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive)等记录装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质。
另外，控制线、信息线示出了考虑为在说明上必要，在制品上未必限定为示出了全部的控制线、信息线。实际上也可以考虑为几乎全部的结构相互被连接。
符号说明
0-带电粒子源，1-光学透镜，2-带电粒子光学镜筒，3-检测器，4-真空泵，5-试样工作台，6-试样，7-第一框体，10-隔膜，11-第一空间，12-第二空间，14-泄漏阀，16-真空配管，17-工作台支承台，18-支柱，19-盖部件用支承部件，20-底板，35-计算机，36-上位控制部，37-下位控制部，43、44、45-通信线，100-气体供给管，101-气体控制用阀，102-连结部，103-气体储气瓶或者真空泵，104-压力调整阀，107-支承板，108、109-操作旋钮，121-第二框体，122、130-盖部件，123、124、125、126、128、129-真空密封部件，131-主体部，132-对接部，154-信号放大器，155-隔膜保持部件，156、157、158-通信线，159-基部，200-带电粒子线的光轴，201-隔膜的中心，203-落下防止部件，204-操作旋钮，205-试样台支架，206-试样搭载板，207-目镜，208-布线连接部，209-布线，250-光学显微镜，251-光学显微镜的光轴，252-物镜，253-光学透镜驱动机构，254-CCD照相机，255、256、257-光源，258-内部反射镜，259-隔膜位置调整机构，260-光轴调整调整机构，261-支承件部，262-微粒试样，263-基座，264-基于带电粒子显微镜的焦点，265-基于光学显微镜的焦点，267-微粒试样，268-连接部，269-柱，270-基部，271-框体，272-气体喷嘴，273-支承件。

Claims (16)

1.一种观察装置，其特征在于，具备：
带电粒子光学镜筒，其将一次带电粒子线照射至试样；
真空泵，其对所述带电粒子光学镜筒的内部进行抽真空；
能够装卸的隔膜，其以对载置有所述试样的空间与所述带电粒子光学镜筒进行隔离的方式以与所述试样非接触的状态被配置，并供所述一次带电粒子线透射或者通过；以及
光学显微镜，其相对于所述隔膜以及所述试样配置于所述带电粒子光学镜筒的相反的一侧，并在所述带电粒子光学镜筒的光轴的延长线上具有光轴的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的观察装置，其特征在于，
所述隔膜的中心位于所述光学显微镜的光轴上。
3.根据权利要求1所述的观察装置，其特征在于，
具有使所述光学显微镜相对于所述带电粒子光学镜筒以及所述隔膜的任一个均能独立地移动的驱动机构。
4.根据权利要求1所述的观察装置，其特征在于，
具备供所述试样载置的试样工作台，
所述试样工作台相对于所述光学显微镜、所述带电粒子光学镜筒、所述隔膜的任一个均能独立地移动。
5.根据权利要求1所述的观察装置，其特征在于，具备：
第一框体，其将所述带电粒子线装置整体支承于装置设置面，且内部被所述真空泵真空排气；以及
第二框体，其在内部收纳有所述试样，并固定于所述第一框体的侧面、或者内壁面、或者所述带电粒子光学镜筒上，
所述隔膜设置于所述第二框体的上表面侧，
维持为所述第二框体内部的压力与所述第一框体内部的压力相等、或者所述第二框体内部的压力比所述第一框体内部的压力高的状态。
6.根据权利要求5所述的观察装置，其特征在于，
具有使所述隔膜的位置移动的调整机构，
所述驱动机构的至少一部分配置于所述第二框体内部。
7.根据权利要求5所述的观察装置，其特征在于，
具备配置于所述带电粒子光学镜筒与所述光学显微镜之间并供所述试样载置的试样工作台，
将所述试样工作台配置于所述第二框体内部。
8.根据权利要求5所述的观察装置，其特征在于，
在所述第二框体内部具备将由所述光学显微镜取得的图像信息转换成数字信号的信号形成部。
9.根据权利要求8所述的观察装置，其特征在于，
具有能够覆盖所述第二框体的至少一侧面的盖部件，
所述盖部件具备将来自所述光学显微镜的信号输出至所述第二框体的外部的信号输出口或者信号线的导出口。
10.根据权利要求5所述的观察装置，其特征在于，
在能够覆盖所述第二框体的至少一侧面的盖部件具备对所述试样工作台进行操作的机构、对所述光学显微镜的移动进行操作的机构。
11.根据权利要求5所述的观察装置，其特征在于，
所述光学显微镜的至少一部分位于所述第二框体内部，用于对所述光学显微镜像进行观察的观察部位于所述第二框体的外侧。
12.根据权利要求5所述的观察装置，其特征在于，
具备能够将所述第二框体内部设为真空状态的真空泵。
13.根据权利要求1所述的观察装置，其特征在于，
载置有所述试样的空间为103Pa以上大气压以下的压力的氛围。
14.根据权利要求1所述的观察装置，其特征在于，
具备能够将至少所述隔膜与所述试样之间的空间的氛围置换于空气以外的气体的气体导入口。
15.根据权利要求1所述的观察装置，其特征在于，
具有使所述光学显微镜具有的光学透镜的位置沿所述光学显微镜的光轴方向移动的驱动机构。
16.一种观察装置的光轴调整方法，其中，观察装置具备具有光学显微镜以及带电粒子光学镜筒的带电粒子线显微镜，通过基于所述带电粒子线显微镜的图像与基于所述光学显微镜的图像的每一个对载置于103Pa以上大气压以下的压力的氛围的试样进行观察，所述光轴调整方法的特征在于，具有：
隔膜位置调整步骤，在该步骤中，以配置为对载置有所述试样的空间与所述带电粒子光学镜筒进行隔离的隔膜的中心位于所述带电粒子线显微镜的光轴的延长线上的方式，对所述隔膜的位置进行调整；以及
在所述隔膜位置调整步骤后，以所述隔膜的中心位于所述光学显微镜的光轴的延长线上的方式对所述隔膜的位置进行固定并对所述光学显微镜的位置进行调整的步骤。
CN201380041387.9A 2012-08-24 2013-07-01 观察装置以及光轴调整方法 Pending CN104541355A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012184844A JP5923412B2 (ja) 2012-08-24 2012-08-24 観察装置および光軸調整方法
JP2012-184844 2012-08-24
PCT/JP2013/067968 WO2014030435A1 (ja) 2012-08-24 2013-07-01 観察装置および光軸調整方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104541355A true CN104541355A (zh) 2015-04-22

Family

ID=50149751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380041387.9A Pending CN104541355A (zh) 2012-08-24 2013-07-01 观察装置以及光轴调整方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9466457B2 (zh)
JP (1) JP5923412B2 (zh)
KR (1) KR20150016350A (zh)
CN (1) CN104541355A (zh)
DE (1) DE112013003556T5 (zh)
WO (1) WO2014030435A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107710377A (zh) * 2015-06-29 2018-02-16 株式会社日立高新技术 试样高度调整方法及观察系统

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014181685A1 (ja) * 2013-05-10 2014-11-13 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP6302702B2 (ja) * 2014-02-27 2018-03-28 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査電子顕微鏡および画像生成方法
CZ2014184A3 (cs) * 2014-03-26 2015-08-26 Tescan Orsay Holding, A.S. Analytický systém s Ramanovým mikroskopem a elektronovým mikroskopem
JP6668618B2 (ja) * 2015-06-11 2020-03-18 大日本印刷株式会社 電子顕微鏡観察用の試料保持チップ
CN106525845B (zh) * 2016-10-11 2023-11-03 聚束科技（北京）有限公司 一种带电粒子束系统、光电联合探测系统及方法
KR101818406B1 (ko) * 2017-12-05 2018-01-15 한국기초과학지원연구원 복합현미경 장치
JP7291049B2 (ja) * 2019-09-25 2023-06-14 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100096549A1 (en) * 2006-12-19 2010-04-22 Jeol Ltd. Sample Inspection Apparatus, Sample Inspection Method and Sample Inspection System
US20100243888A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Jeol Ltd. Apparatus and Method for Inspecting Samples
WO2012104942A1 (ja) * 2011-01-31 2012-08-09 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002221019B2 (en) 2000-12-01 2007-02-08 El-Mul Technologies Ltd. Device and method for the examination of samples in a non-vacuum environment using a scanning electron microscope
JP2008153086A (ja) * 2006-12-19 2008-07-03 Jeol Ltd 試料検査装置及び試料検査方法並びに試料検査システム
JP5253800B2 (ja) * 2007-12-26 2013-07-31 日本電子株式会社 試料保持体及び観察・検査方法並びに観察・検査装置
WO2010001399A1 (en) 2008-07-03 2010-01-07 B-Nano A scanning electron microscope, an interface and a method for observing an object within a non-vacuum environment
JP5699023B2 (ja) * 2011-04-11 2015-04-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100096549A1 (en) * 2006-12-19 2010-04-22 Jeol Ltd. Sample Inspection Apparatus, Sample Inspection Method and Sample Inspection System
US20100243888A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Jeol Ltd. Apparatus and Method for Inspecting Samples
WO2012104942A1 (ja) * 2011-01-31 2012-08-09 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107710377A (zh) * 2015-06-29 2018-02-16 株式会社日立高新技术 试样高度调整方法及观察系统
CN107710377B (zh) * 2015-06-29 2019-09-06 株式会社日立高新技术 试样高度调整方法及观察系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150016350A (ko) 2015-02-11
DE112013003556T5 (de) 2015-04-02
US20150228448A1 (en) 2015-08-13
US9466457B2 (en) 2016-10-11
WO2014030435A1 (ja) 2014-02-27
JP5923412B2 (ja) 2016-05-24
JP2014044796A (ja) 2014-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104541355A (zh) 观察装置以及光轴调整方法
CN103477415B (zh) 带电粒子束装置及利用带电粒子束装置进行观察的方法
CN103858204B (zh) 检查或观察装置及试样的检查或观察方法
KR101514190B1 (ko) 하전 입자선 장치
CN104584181B (zh) 带电粒子线装置及试样观察方法
US9564288B2 (en) Sample storage container, charged particle beam apparatus, and image acquiring method
CN104520966B (zh) 带电粒子束装置以及试样观察方法
CN104798173A (zh) 带电粒子线装置、试样台单元以及试样观察方法
CN105940478B (zh) 扫描电子显微镜及图像生成方法
US9251996B2 (en) Charged particle beam device, position adjusting method for diaphragm, and diaphragm position adjusting jig
CN104520967B (zh) 带电粒子线装置
CN105518821A (zh) 带电粒子束装置以及试样图像取得方法
US9240305B2 (en) Charged particle beam device and sample observation method
CN107710377B (zh) 试样高度调整方法及观察系统
CN105493224A (zh) 隔膜安装部件及带电粒子线装置
JP2015079765A (ja) 荷電粒子線装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20170721