CN104685602B - 带电粒子束装置、隔膜的位置调整方法以及隔膜位置调整工具 - Google Patents

Abstract

在进行大气压或与大气压大致同等压力的气体环境下的观察的带电粒子束装置中，将载置有试样的大气压空间与电子光学镜筒内部的真空空间隔离的隔膜由于使电子束透射因此非常薄，破损的可能性较高。更换隔膜时需要调整隔膜位置，在现有技术的方法中，无法容易地进行该隔膜位置的调整。在采用将真空环境与大气环境或气体环境分隔的薄膜的结构的带电粒子束装置中，具备：隔膜，其能够拆装，并以将载置有试样的空间的压力保持为比机箱内部的压力大的方式将载置有试样的空间隔离，并能够使一次带电粒子束透射或通过，以及可动部件，能够以保持载置有试样的空间的压力和机箱内部的压力的状态移动上述隔膜。

Description

带电粒子束装置、隔膜的位置调整方法以及隔膜位置调整工具

技术领域

本发明涉及能够在大气压或从大气压稍稍加压亦或是负压状态的规定的气体环境中对试样进行观察的带电粒子束装置。

背景技术

为了观察物体的微小的区域，使用扫描式电子显微镜(SEM)、透射式电子显微镜(TEM)等。一般情况下，对在这些装置中用于配置试样的机箱进行真空排气，使试样环境成为真空状态从而拍摄试样。然而，生物化学试样、液体试样等因为真空而受到破坏，或是改变状态。另一方面，对于以电子显微镜观察这样的试样的需求较大，近年，正在开发能够在大气压下对观察对象试样进行观察的SEM装置、试样保持装置等。

这些装置的原理在于，在电子光学系统与试样之间设置电子束能够透射的隔膜或微小的贯通孔从而将真空状态与大气状态分隔，任一种情况均在试样与电子光学系统之间设置隔膜方面共通。

例如，在专利文献1中公开有如下的SEM，使电子光学镜筒的电子源侧朝下或使物镜侧朝上配置，并在电子光学镜筒末端的电子束的出射孔上隔着O形圈设置有能够透射电子束的隔膜。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，并从试样的下面照射一次电子束，检测反射电子或二次电子从而进行SEM观察。试样被保持于由设置于隔膜周围的环状部件和隔膜构成的空间内，再有在该空间内注满水等液体。

现有技术文献

专利文献

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

以往的带电粒子束装置均是专门为了在大气压下或与大气压大致同等压力的气体环境下进行观察而制造的装置，不存在能够使用通常的高真空式带电粒子显微镜简便地进行大气压或与大气压大致同等压力的气体环境下的观察的装置。

例如，专利文献1所记载的SEM是构造上非常特殊的装置，不能实行通常高真空环境下的SEM观察。

再有，将载置有试样的大气压空间与电子光学镜筒内部的真空空间隔离的隔膜为了使电子束透射而非常薄，因此破损的可能性较高。在更换隔膜时需要调整隔膜位置，但在现有技术的方法中，无法容易地进行该隔膜位置的调整。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种带电粒子束装置，没有较大地改变以往的高真空式带电粒子显微镜的结构，便能够在大气环境或气体环境下观察试样，另外能够简便地进行隔膜位置的调整作业。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，例如采用专利申请范围所记载的结构。

本申请为解决上述课题而包含多个单元，举其中一个例子，一种带电粒子束装置，其具备将一次带电粒子束照射在试样上的带电粒子光学镜筒和真空泵，上述带电粒子束装置的特征在于，具备：机箱，其成为上述带电粒子束装置的一部分且内部被上述真空泵真空排气；隔膜，其能够拆装，并以将载置有上述试样的空间的压力保持为比上述机箱内部的压力大的方式将载置有上述试样的空间隔离，且能够使上述一次带电粒子束透射或通过；以及可动部件，其能够以保持载置有上述试样的空间的压力和上述机箱内部的压力的状态移动上述隔膜。

发明的效果

根据本发明，能够提供带电粒子束装置，没有较大地改变以往的高真空式带电粒子显微镜的结构，便能够在大气环境或气体环境下观察试样，另外能够简便地进行隔膜位置的调整作业。

上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明将变得明确。

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是操作可动部件时的整体结构图。

图3是紧固部件使用销和孔的结构例。

图4是表示带电粒子显微镜图像的一个例子的图。

图5是紧固部件使用橡胶板的结构例。

图6是紧固部件使用具有凹凸的部件的结构例。

图7是紧固部件使用不同特性的部件彼此的组合的结构例。

图8是紧固部件使用搭扣的结构例。

图9是紧固部件使用搭扣的钩的结构例。

图10是紧固部件使用弹簧柱塞和孔的结构例。

图11是紧固部件使用橡胶板和磁铁的结构例。

图12是图3的A－A剖面立体图。

图13是表示紧固部件的紧固方向的图。

图14是紧固部件的配置结构例。

图15是实施例2的带电粒子显微镜的整体结构图。

图16是表示拉出板部件的状态的实施例2的带电粒子显微镜的图。

图17是表示用作高真空SEM的状态的实施例2的带电粒子显微镜的图。

图18是实施例2的带电粒子显微镜的动作说明图。

图19是操作实施例2的可动部件时的整体结构图。

图20是薄膜位置调整的操作说明图。

图21是实施例3的带电粒子显微镜的整体结构图。

图22是实施例4的带电粒子显微镜的整体结构图。

图23是实施例5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，作为带电粒子束装置的一个例子，对带电粒子束显微镜进行说明。但是这只是本发明的一个例子，本发明并不限定于以下说明的实施方式。本发明也能够适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是应用了这些显微镜的解析、检查装置。

另外，本说明书中所谓的“大气压”是大气环境或规定的气体环境，是指大气压或稍微有点负压亦或是加压状态的压力环境。具体来说从大约10⁵Pa(大气压)到大约10³Pa左右。

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包括：带电粒子光学镜筒2；将带电粒子光学镜筒支撑于装置设置面的第一机箱7(以下有时也称为真空室)；插入第一机箱7而使用的第二机箱121(以下有时也称为附件)；以及对它们进行控制的控制系统。在使用带电粒子显微镜时，带电粒子光学镜筒2与第一机箱的内部由真空泵4进行真空排气。真空泵4的启动以及停止动作也由控制系统控制。图中，真空泵4仅表示了一个，但也可以为两个以上。

带电粒子光学镜筒2由产生带电粒子束的带电粒子源8、将产生的带电粒子束聚焦并向镜筒下部引导且作为一次带电粒子束而对试样6进行扫描的光学透镜1等要素构成。带电粒子光学镜筒2以向第一机箱7内部突出的方式设置，并隔着真空密封部件123而固定于第一机箱7。在带电粒子光学镜筒2的端部配置有检测因上述一次带电粒子束的照射而得到的二次粒子(二次电子或反射电子、离子等的二次带电粒子、或光子、X射线等)的检测器3。在图1所示的结构例中，检测器3设置于第一机箱7的内部，但也可以配置于带电粒子光学镜筒2内或第二机箱121的内部。

本实施例的带电粒子显微镜，作为控制系统，具备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、以及根据从上位控制部36发送的命令进行真空排气系统或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)的显示器和键盘、鼠标等针对操作画面的输入单元。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是发送接收用于控制真空泵4、带电粒子源8以及光学透镜1等的控制信号的部位，再将检测器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。图中来自检测器3的输出信号与下位控制部37连接，但也可以在之间放入前置放大器等增幅器。也可以在上位控制部36与下位控制部37中混用模拟电路、数字电路等，或者也可以将上位控制部36与下位控制部37统一成一个。此外，图1所示的控制系的结构不过是一个例子，控制单元、阀、真空泵或通信用的配线等的变形例只要满足本实施例意图的功能，便属于本实施例的带电粒子束显微镜的范畴。

在第一机箱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在真空状态。同时，具备用于将机箱内部向大气开放的泄漏阀14，在维修保养时等，能够将第一机箱7的内部向大气开放。泄漏阀14既可以没有，也可以有两个以上。另外，第一机箱7的泄漏阀14的配置部位不限于图1所示的地方，也可以配置于第一机箱7上的其它位置。再有，第一机箱7在侧面具备开口部，并通过该开口部供上述第二机箱121插入。

第二机箱121由长方体形状的主体部131和配合部132构成。如下所述，主体部131的长方体形状的侧面中至少一个侧面成为开放面9。主体部131的长方体形状的侧面中，除设置有隔膜保持部件47的面以外的面既可以由第二机箱121的壁构成，也可以是第二机箱121自身没有壁而是在装入第一机箱7的状态下由第一机箱7的侧壁构成。第二机箱121的位置被固定于第一机箱7的侧面或内壁面亦或是带电粒子光学镜筒。主体部131通过上述的开口部而插入第一机箱7内部，并在装入第一机箱7的状态下具有容纳观察对象即试样6的功能。配合部132构成与设置有第一机箱7的开口部的侧面侧的外壁面相配合的面，并隔着真空密封部件126固定于上述侧面侧的外壁面。由此，第二机箱121整体嵌合于第一机箱7。上述的开口部利用带电粒子显微镜的真空试样室原本具备的试样的搬入、搬出用的开口来制造最简便。即、若配合原本打开的孔的大小来制造第二机箱121，并在孔周围安装真空密封部件126，则装置的改造仅为所需的最小限度即可。另外，第二机箱121还能够从第一机箱7取下。

在主体部131的上面侧具备薄膜10，其在第二机箱121整体嵌合于第一机箱7的情况下位于上述带电粒子光学镜筒2的正下方。该薄膜10能够使从带电粒子光学镜筒2的下端放射的一次带电粒子束透射或通过，一次带电粒子束通过薄膜10最终到达试样6。

利用到达试样6的带电粒子束从试样内部或表面放射出反射带电粒子、透射带电粒子等二次粒子。由检测器3检测出该二次粒子。检测器3位于被一次带电粒子束照射的试样面侧，所以能够取得试样表面的信息。检测器3是能够检测到以数keV到数十keV的能量飞来的带电粒子的检测元件。另外，该检测元件还可以具有信号的增幅单元。本检测元件根据装置结构的要求，优选为薄且平。例如是由硅等半导体材料制作的半导体检测器、能够在玻璃面或内部将带电粒子信号转换为光的闪烁检测器等。

在现有技术中，试样被保持在充满液体的隔膜内部，由于进行一次大气压观察后试样被浸湿，因此将相同状态的试样在大气环境以及高真空环境两者下进行观察是非常困难的。另外，由于液体始终与隔膜接触，因此还存在隔膜破损的可能性非常高的问题。另一方面，根据本实施例的方案，试样6以与隔膜10非接触的状态配置，因此能够不改变试样的状态而既在高真空下又在大气压下进行观察。另外，因为试样没有载置在隔膜上所以能够降低因试样而导致隔膜破损的可能性。

在带电粒子束为电子束的情况下，薄膜10的厚度为电子束能够透射的程度的厚度，典型的是需要在数nm～20μm程度以下。代替薄膜，也可以使用具备一次带电粒子束的通过孔的孔眼部件，该情况下的孔径根据能够以实际的真空泵差动排气的要求，优选面积在1mm²程度以下。在带电粒子束为离子的情况下，由于不使薄膜破损地贯通较为困难，因此使用面积在1mm²程度以下的孔眼。图中的点划线表示一次带电粒子束的光轴，带电粒子光学镜筒2以及隔膜10以与一次带电粒子束光轴同轴地配置的方式被调整。试样6与隔膜10的距离放置适当的高度的试样台17来调整。

如图1所示，第二机箱121的侧面是以至少试样能够出入的大小的面与大气空间连通的开放面，容纳于第二机箱121的内部(图中虚线右侧；以下称为第二空间)的试样6在观察过程中置于大气压状态下。此外，由于图1是与光轴平行方向的装置剖视图因此开放面9仅图示了一面，但只要被图1的纸面内方向以及近前方向的第一机箱的侧面真空密封，则第二机箱121的开放面9并不限于一面。在第二机箱121装入第一机箱7的状态下开放面至少在一面以上即可。另一方面，在第一机箱7连接有真空泵4，能够对由第一机箱7的内壁面、第二机箱的外壁面以及薄膜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第一空间11维持于高真空，另一方面，第二空间12维持于大气压或与大气压大致同等压力的气体环境，所以在装置的动作中，能够将带电粒子光学镜筒2、检测器3维持于真空状态，且能够将试样6维持于大气压。

在能够局部地维持大气环境的环境隔室这样的现有技术中，虽然能够进行大气压/气体环境下的观察，但只能观察能够插入隔室的尺寸的试样，存在不能进行大型试样的大气压/气体环境下的观察的问题。另外在环境隔室的情况下，在观察不同的试样时，必须从SEM的真空试样室将环境隔室取出并替换试样而再次搬入真空试样室内，还存在试样更换复杂的问题。另一方面，根据本实施例的方案，第二机箱121的一侧面开放，在宽阔的大气压空间即第二空间12中载置试样6，所以即使是半导体晶片等大型试样也能够在大气压下进行观察。尤其是本实施例的第二机箱由于是从试样室的侧面插入的方式因此容易大型化，所以即使是无法封入环境隔室那样的大型试样也能够进行观察。再有，在第二机箱121上存在开放面，所以在观察中能够使试样在第二空间12的内部与外部之间移动，从而能够容易地进行试样更换。

隔膜10通过隔膜保持部件47而能够拆装地固定于第二机箱的主体部131的上面侧，更具体来说为顶板的下面侧。隔膜10虽然相对于隔膜保持部件47以真空密封的方式被固定，但也可以使用O形圈等真空密封部件，还可以使用粘接剂等有机材料或由胶带等固定。隔膜保持部件47通过后述的可动部件与真空密封部件而能够拆装地固定于第二机箱121的顶板的下面侧。薄膜10在电子束透射的要求基础上，厚度在数nm～数十μm以下(更具体来说在20μm程度以下)而非常薄，因此存在历时劣化或在观察准备时破损的可能性。另外，隔膜10较薄因此直接操作非常困难。如本实施例所示，能够将隔膜10并非直接而是通过隔膜保持部件47进行操作，由此隔膜10的处理(尤其是更换)变得非常容易。即、在隔膜10破损的情况下，连同隔膜保持部件47一起更换即可，即使在万一不得不直接更换隔膜10的情况下，也能够将隔膜保持部件47取出到装置外部，从而能够在装置外部进行隔膜10的更换。此外，代替隔膜，当然也能够使用具有面积在1mm²以下程度的孔的孔眼部件。

在本结构中，具备可动部，其保持隔膜，该隔膜能够相对于与一次带电粒子束垂直的平面自如地移动。可动部由保持隔膜的隔膜保持部件47和可动部件48构成。可动部件48隔着真空密封件141安装于第二机箱121。再有，隔膜保持部件47隔着真空密封件142安装于可动部件48。可动部件48将第一机箱7内部保持真空且将第二空间12保持大气压，并以能够相对于带电粒子光学镜筒光轴2a在可动平面(XY平面)上移动的方式安装。通过第一空间11与第二空间12的压力差将可动部件按在第二机箱121内壁侧，从而被真空密封件141保持。通过在该状态下与真空密封件141相接地直接使可动部件48滑动，能够保持第一空间与第二空间的压力差而直接使可动部件48在XY平面上移动。此外，可动部件48的保持不仅仅利用大气与真空的压力差，也可以由轨道、滚子导轨(未图示)保持，还可以安装支撑部件49a、49b，以避免大气释放时可动部件48落下。另外，可动部件48与隔膜保持部件47也可以做成一体。

在使带电粒子透射的要求基础上，上述隔膜是非常薄的膜，因此根据隔膜耐受朝向真空侧的压力的必要性，薄膜面积不得不非常小(例如，1mm²以下等)。另外，在进行包含隔膜10的薄膜保持部件47的安装时，可以考虑使带电粒子光学镜筒光轴2a与隔膜10的中心错位地设置。为了照射带电粒子束来进行试样的观察，需要以隔膜10中心位于带电粒子光学镜筒光轴2a上的方式调整隔膜10的位置。因此，在安装隔膜10等后，需要一边将隔膜10以及隔膜保持部47在带电粒子显微镜下观察一边调整隔膜10的位置。使用孔眼的情况也一样，在进行差动排气的要求基础上开口面积较小因此需要位置调整。

再有隔膜10存在因带电粒子束而产生污染、破坏的可能性，在这种情况下隔膜10需要以某种频度更换。由于隔膜10与带电粒子光学镜筒的位置关系错位，在每次隔膜更换时需要进行隔膜的位置调整。

图2表示操作可动部件48时的装置结构图，图3表示图2的隔膜10周边的放大图。本结构中隔膜10的位置调整通过操作可动部件48来进行。在本结构中可动部件48的操作使用调整工具70。调整工具70具备自第二机箱121外部支撑的把手70a。

可动部件48与调整工具70通过铆螺钉等紧固部件72a、72b机械地连接，成为能够容易拆下的构造。以下，将图3到图11所例示的紧固部件统称为接合部。通过可动部件48的接合部与调整工具70的接合部卡合，能够使隔膜移动。

如以下说明所述，采用如下的部件作为接合部即可，即、相比使调整工具70的接合部向与带电粒子光学镜筒的光轴平行的方向移动而从可动部件48的接合部离开时需要的力，使可动部件48的接合部向与带电粒子光学镜筒的光轴垂直的方向移动时需要的力更大。接合部的卡合力可以是物理的、机械的、电磁的或其它任意的力。

在调整工具70上按照需要能够安装遮蔽一次带电粒子束、二次粒子、X射线等放射线的罩71。

在图3中，表示使用销73、孔74作为紧固部件的一个例子的结构。在调整工具设置销73，在可动部件48设置供销73嵌合的孔74。也可以在可动部件配置销而在调整工具配置孔，也能够使用阳螺纹和阴螺纹等其它的紧固部件。另外，也可以在可动部件设置孔，而在调整工具设置销。对于其它紧固部件的适用在后详细叙述。

此外，在能够便利性较好地操作的情况下也可以没有把手70a，还能够直接用手拿着调整工具70进行操作。

虽然也能够是在第二机箱121上部装配载物台等而从第二机箱外部操作的结构，但在带电粒子光学镜筒与试样之间需要载物台厚度程度的空间，工作距离不得不变长，无法避免带电粒子束显微镜的分辨率变差。本结构的可动部通过使用调整工具，能够从载物台机构简化驱动机构等构成要素因此能够做成薄型，从而能够抑制分辨率变差。

使用图3，对隔膜位置调整的一系列操作进行说明。将调整工具70连接于可动部件48并嵌合销73。通过调整工具70，连同可动部件48一起使隔膜保持部件47和隔膜10移动从而进行隔膜10的位置调整，以隔膜10的中心与带电粒子光学镜筒光轴2a一致的方式进行调整。图4表示调整时的带电粒子显微镜图像的一个例子。若观察带电粒子显微镜图像61，则像图4(a)那样带电粒子光学镜筒光轴2a即显微镜图像61中心与隔膜10的中心错位。因此，使用调整工具70像图4(b)那样以隔膜10的中心成为显微镜图像61的中心的方式进行对准。在隔膜位置的调整后，取下调整工具70，设置试样。

隔膜10的面积非常小，因此需要通过带电粒子束显微镜装置进行观察并一边确认位置一边进行隔膜的位置调整。另一方面，一次带电粒子束照射试样时产生二次带电粒子束、X射线等放射线，因此存在因放射线而使操作者被辐射的隐患。因此，能够在调整工具70上按照需要而安装遮蔽一次带电粒子束、二次带电粒子束、X射线等放射线的罩71。

在该状态下，虽然可动部件48的操作也能够通过操作者直接将手从第二机箱121开口部伸入来进行，但能够通过具备能够从第二机箱121外部调整隔膜的调整工具把手70a来防止X射线等的辐射。

如上所述，通过保持隔膜10的可动部件48和调整工具70，能够一边观察带电粒子显微镜图像一边进行位置调整，所以非常简单，能够进行隔膜中心与带电粒子束光轴的位置调整。通过做成能够容易地进行位置调整的构造，能够便利性较好地进行隔膜更换等维修保养。

以下，对将保持隔膜10的可动部件48与调整工具70机械地连接的紧固部件72a、72b进行说明。紧固部件72a、72b针对使可动部件48移动的方向即XY轴方向(图3中所图示)需要足够的紧固力。作为紧固部件也能够使用双面胶带等粘接件，但由于在调整后取下调整工具70，因此在取下方向即Z轴方向(图3中所图示)的紧固力较大的情况下，存在取下调整工具70时可动部件48的位置移动的隐患。因此Z轴方向的紧固力最好足够小。作为紧固部件72，能够使用嵌合于可动部件48的部件、销73和孔74。在该情况下，在紧固可动部件48与调整工具70时，需要将嵌合于可动部件48的部件嵌入的操作、将孔74的位置与销的位置配合从而正确地将销73插入。因此存在操作变得复杂、便利性降低的隐患。由于这些理由，若紧固部件72使用能够某种程度允许XY平面方向的位置关系的错位而进行紧固的部件则便利性进一步提高。根据这样的需求，更优选能够以平面接触并传递XY平面方向的力且在取下时容易撕下的紧固部件。

作为上述的合适的紧固部件，以下表示组合的一个例子。

图5中表示将橡胶板75a，75b分别配备于可动部件48与调整工具70的例子。使橡胶板等摩擦系数较高的部件彼此以平面接触从而通过摩擦力来产生XY方向的紧固力。只要是XY面内方向的摩擦力比可动部件48的移动所需要的力强即可，材质并不限于橡胶。

图6中作为别的例子表示在可动部件48与调整工具70设置表面带凹凸的部件来产生XY方向的紧固力的例子。使表面粗糙度较粗的部件或具有凹凸或突起的部件76a、76b彼此接触，使表面的凹凸彼此嵌合，由此产生紧固力。

另外，像图7那样，还能够将前者与后者、例如摩擦系数较高的橡胶板等部件75和具有突起的部件76的组合等不同特性的部件彼此组合地利用。这种情况下也最好是XY面内方向的紧固力比可动部件48的移动所需要的力强的组合。

另外，图8中表示通过钩77与环78为一组的搭扣来产生紧固力的例子。图8中表示在调整工具70设置钩77而在可动部件48设置环78的例子，但也可以反过来。

另外，作为别的例子，像图9那样的搭扣的钩77彼此的组合等作为紧固部件也包含在合适的范畴内。

以上所示的紧固部件的形状没有特别限定，但优选以具有某种程度的大小的面进行接触。通过使用在与XY平面的平行面内宏观地以线或面接触的紧固部件，从而能够在调整工具与可动部的连接时不进行XY轴方向的位置调整，而仅通过在Z轴方向上使调整工具与可动部接近的操作将紧固部件彼此连接。这样，允许XY方向的位置错位，便利性较好地安装调整工具70来进行薄膜10的调整。

另外，作为别的例子，图10中表示使用弹簧柱塞的例子。将配置有一个乃至多个通过负载而容纳销的弹簧柱塞80等的基底部件81和具备一个或多个与弹簧柱塞嵌合的孔82的基底部件83组合。基底部件81与基底部件83的安装位置也可以反过来。在该情况下，多个销或多个孔中的一部分或全部嵌合。因位置错位而无法与孔嵌合的销的前端部通过向带电粒子束的光轴方向被按下而被容纳，通过能与孔嵌合的销来产生XY面内方向的紧固力。由此，由于通过机械地嵌合来进行紧固，因此能够通过更强的紧固力来稳定地进行隔膜调整。销的间隔以及孔的间隔可以不是相等间隔，销与孔的各自的间距亦可以不同。在间距不同的情况下，与XY的位置无关地任意的销与孔嵌合的可能性提高。

另外，作为别的例子，也可以像图11那样，分别由不同的部件承担XY的紧固力和Z方向的紧固力。即、也能够使用如下等结构，XY方向的足够强的紧固例如利用橡胶板75a、75b的摩擦力，用于稳定地保持调整工具的Z方向的较弱的紧固利用磁铁84等的吸引力。另外，Z方向的紧固力还用于通过向Z方向按压橡胶板75a、75b而在XY方向上产生摩擦力，所以通过调整用于保持调整工具的Z方向的紧固力而能够调整产生在XY方向上的摩擦力。在该情况下，通过各自的材料的选择而能够个别地改变XY方向的紧固力和Z方向的紧固力。因此紧固力的最优化容易，且能够调整至能够容易操作、取下的合适的紧固力。

通过上述结构，能够进行隔膜10的位置调整。使用调整工具70的调整也能够由操作者直接用手进行，还能够使用通过马达等使调整工具自动地移动的机构。

通过使用以上所示的紧固部件，能够容易地安装调整工具70。由此能够操作性良好地调整隔膜的位置，能够实现便利性较高的带电粒子显微镜。

接下来，图12表示图3的A－A向视图。在此，对可动部件48以及调整工具70的紧固部件的配置进行说明。在可动部件48与调整工具70的各自上，紧固部件可以配置在一个部位，但为了使可动部件在XY的两方向上移动，通过在薄膜10周围的多个部位配置紧固部件86，能够更安定地使可动部件移动。配置部位并不限于图12的配置，但优选在XY面内任意方向上均大致均等地产生紧固力。

另外，根据紧固部件的种类,在特定的方向上具有指向性的部件例如利用图13所示的表面凹凸的紧固部件85a、85b等的情况下，a方向上紧固部件彼此嵌合并产生紧固力，但在b方向不产生紧固力而产生打滑。在使用这样的紧固部件时，如图14所示,通过以改变方向而分别与调整工具组合的方式配置从而能够对XY平面上的所有方向稳定地产生紧固力。在图14中，将产生相邻的紧固部件85a、85b的紧固力的方向旋转90度地配置。旋转角度并不限于此，但优选以相邻的紧固部件的产生紧固力的方向不同的方式进行配置。另外，在图示中作为一个例子选用四组紧固部件的配置，但并不限定于四组而能够配置多个紧固部件。另外，作为一个例子表示了图示紧固部件的形状，但本配置结构当然也可以适用于例如具有楔形状的突起的部件或搭扣钩等、所有不限于图示的形状而紧固力具有指向性的紧固部件。

以上，根据本实施例，在能够在大气环境或大气压、从大气压稍微加压亦或是负压状态的气体环境下观察试样的带电粒子显微镜中，能够操作性良好地调整薄膜的位置。

实施例2

在本实施例中，对适用于带电粒子显微镜的例子进行说明。此外，作为带电粒子显微镜具体来说可以列举扫描电子显微镜、离子显微镜等。以下，对于与实施例1相同的部分省略说明。

图15中表示本实施例的带电粒子显微镜的整体结构图。与实施例1一样，本实施例的带电粒子显微镜也由带电粒子光学镜筒2、将带电粒子光学镜筒支撑于装置设置面的第一机箱(真空室)7、插入第一机箱7使用的第二机箱(附件)121、以及控制系统等构成。这些各要素的动作、功能或对各要素附加的附加要素与实施例1大致相同，所以省略详细的说明。

然而，本实施例的带电粒子显微镜的情况为能够由盖部件122盖住第二机箱121的开放面，并能够实现多种功能。以下对此进行说明。

在本实施例的带电粒子显微镜中，具备向第二机箱内供给置换气体的功能。从带电粒子光学镜筒2的下端放射的带电粒子束通过被维持于高真空的第一空间11，通过图15所示的薄膜10(或孔眼部件)，再进入维持于大气压或(比第一空间)低真空度的第二空间12。可是，在真空度较低的空间中带电粒子束因气体分子而散射，因此平均自由行程变短。即、若薄膜10与试样6的距离较大则因带电粒子束或带电粒子束照射而产生的二次电子、反射电子或透射电子无法到达试样。另一方面，带电粒子束的散射概率与气体分子的质量数成比例。因此，若由质量数比大气轻的气体分子对第二空间12进行置换，则带电粒子束的散射概率下降，带电粒子束将能够到达试样。另外，不是第二空间的整体，而是至少能够将第二空间中电子束通过通道的大气进行气体置换即可。就置换气体的种类而言，若是氮、水蒸气等比大气轻的气体则能够看到图像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设置有气体供给管100的安装部(气体导入部)。气体供给管100通过连结部102而与气瓶103连结，由此向第二空间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，能够控制在管内流动的置换气体的流量。因此，信号线从气体控制用阀101向下位控制部37延伸，装置使用者能够通过计算机35的显示器上显示的操作画面来控制置换气体的流量。

由于置换气体是轻元素气体，因此容易积存于第二空间12的上部，下侧难以置换。因此，最好在盖部件122比气体供给管100的安装位置靠下侧设置连通第二空间的内外的开口。例如在图15中在压力调节阀104的安装位置设置开口。由此，被从气体导入部导入的轻元素气体推压，大气气体从下侧的开口排出，因此能够有效地用气体对第二机箱121内进行置换。此外，该开口也可以兼用作后述的粗排气口。

另外，也能够增加置换气体的导入流量而成为从大气压稍微加压的状态。在该情况下也可以关闭上述开口。

此外，即使是氦气那样的轻元素气体，也存在电子束散射较大的情况。在该情况下，气瓶103选用真空泵即可。而且，通过稍稍抽真空，则能够使第二机箱内部处于极低真空状态。例如，也可以在第二机箱121或盖部件122设置真空排气口，对第二机箱121内进行一次真空排气而成为稍微负压状态。该情况下的真空排气因为只需将残留于第二机箱121内部的大气气体成分减至一定量以下即可所以不需要进行高真空排气，粗排气就足够。也可以在进行粗排气后从气体供给管100导入气体。就真空度而言，为大约10⁵Pa～大约10³Pa等。若不进行气体的导入，则将气瓶103替换为真空泵也能够形成稍微的负压状态。

在以往所谓的低真空扫描电子显微镜中，也可以将电子束柱与试样室连通，所以试样室的真空度下降而成为接近大气压的压力后电子束柱中的压力也连动地变化，难以将试样室控制在大约10⁵Pa(大气压)～大约10³Pa的压力。根据本实施例，通过薄膜将第二空间与第一空间隔离，所以能够自由地控制第二机箱121以及盖部件122所包围的第二空间中的压力以及气体种类。因此，能够将试样室控制在迄今为止难以控制的大约10⁵Pa(大气压)～大约10³Pa的压力。再有，不仅大气压(大约10⁵Pa)下的观察，还能够使其附近的压力连续地变化来观察试样的状态。

但是，在观察生物体试样等含有水分的试样等的情况下，放置于真空状态一次后的试样的水分蒸发而状态发生变化。因此，如上所述，优选从大气环境直接导入置换气体。上述的开口在导入置换气体后，通过由盖部件封闭，能够将置换气体有效地封入第二空间12内。

若在上述开口的位置安装三通阀，则能够将该开口兼用作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、一方连接于粗排气用真空泵、剩下一方安装泄漏阀，则能够实现上述的兼用排气口。

也可以代替上述的开口而设置压力调节阀104。该压力调节阀104具有若第二机箱121的内部压力成为1大气压以上则阀自动地打开的功能。通过具备具有这样的功能的压力调节阀，在导入轻元素气体时，若内部压力成为1大气压以上则自动打开而将氮、氧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，图示的气瓶103也存在装备于带电粒子显微镜的情况，还存在装置使用者在事后安装的情况。

另外，本实施例的带电粒子显微镜与第一实施例不同，具备试样载物台5作为观察视野的移动单元。在试样载物台5上具备针对面内方向的XY驱动机构以及针对高度方向的Z轴驱动机构。在盖部件122上安装有支撑试样载物台5的成为底板的支撑板107，试样载物台5固定于支撑板107。支撑板107朝向盖部件122的面向第二机箱121的相对面以朝向第二机箱121的内部延伸的方式安装。支轴分别从Z轴驱动机构以及XY驱动机构延伸，与各操作旋钮108以及操作旋钮109相连。装置使用者通过操作这些操作旋钮108以及109，来调整试样6的第二机箱121内的位置。

接下来，对用于试样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机箱7的底面以及盖部件122的下面分别具备盖部件用支撑部件19、底板20。盖部件122隔着真空密封部件125而能够取下地固定于第二机箱121。另一方面，盖部件用支撑部件19也相对于底板20能够取下地被固定，如图16所示，能够将盖部件122以及盖部件用支撑部件19整个从第二机箱121取下。

在底板20上具备在取下时用作导轨的支柱18。在通常的观察时的状态下，支柱18被容纳于设置在底板20的容纳部，并构成为在取下时向盖部件122的拉出方向延伸。同时，支柱18固定于盖部件用支撑部件19，在将盖部件122从第二机箱121取下时，盖部件122与扫描电子显微镜主体不会完全分离。由此，能够防止试样载物台5或试样6落下。

在向第二机箱121内搬入试样的情况下，首先旋动试样载物台5的Z轴操作旋钮使试样6从薄膜10远离。接下来，使压力调节阀104开放，使第二机箱内部对大气开放。其后，确认第二机箱内部没有成为减压状态或极端的加压状态后，将盖部件122向与装置主体相反侧拉出。由此处于能够更换试样6的状态。试样更换后，将盖部件122向第二机箱121内按入，由未图示的紧固部件将盖部件122固定于配合部132后，按照需要导入置换气体。以上的操作在对带电粒子光学镜筒2内部的光学透镜2施加电压的状态、从带电粒子源8放射带电粒子束的状态时也能够实行。因此，本实施例的带电粒子显微镜在试样更换后能够迅速地开始观察。

本实施例的带电粒子显微镜也能够用作通常的高真空SEM。图17中，表示用作高真空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17中，因为控制系统与图15一样所以省略图示。图17表示在将盖部件122固定于第二机箱121的状态下，将气体供给管100与压力调节阀104从盖部件122取下后，将气体供给管100与压力调节阀104的安装位置由盖部件130盖住的状态的带电粒子显微镜。若通过该前后的操作将隔膜10以及隔膜保持部件47从第二机箱121取下，则能够使第一空间11与第二空间12相连，从而能够对第二机箱内部由真空泵4进行真空排气。由此，在安装有第二机箱121的状态下，能够进行高真空SEM观察。

此外，作为图17的结构的变形例，也可以将安装了隔膜保持部件47的状态下的第二机箱121整个取下，并将盖部件122直接固定于第一机箱7的配合面。通过本结构也能够使第一空间11与第二空间12相连，从而能够对第二机箱内部由真空泵4进行真空排气。此外，该状态与一般的SEM装置的结构相同。

如以上说明所述，在本实施例中，试样载物台5以及其操作旋钮108、109、气体供给管100、压力调节阀104全部集中安装于盖部件122。因此装置使用者能够相对于第一机箱的同一个面进行上述操作旋钮108、109的操作、试样的更换作业、或气体供给管100、压力调节阀104的拆装作业。因此，相比于上述构成物分散地安装于试样室的其它面的结构的带电粒子束显微镜，切换大气压下的观察用状态与高真空下的观察用状态时的操作性很大地提高。

图18中示出表示本实施例的带电粒子显微镜的操作流程的流程图。在第一步骤200中，进行第一空间的真空排气。也可以预先进行真空排气。在第二步骤201中，将试样6载置于试样载物台5上的试样台，并将试样台搭载于试样载物台5。在第三步骤202中，将盖部件122所具备的试样载物台5导入第二机箱内部，并紧固于装置主体(第二机箱)。在第四步骤203中，在将气体控制用阀101打开一定时间后，通过关闭来向第二空间导入氦气等置换气体。在第五步骤204中，调整带电粒子光学镜筒的动作条件放射电子束。在第六步骤205中，开始图像取得。图像取得结束后，在第七步骤206中将盖部件122取下。封入第二空间的置换气体被释放至装置外部，但也可以在开放压力调节阀而排出置换气体后再取下盖部件122。在第八步骤207中，取出试样。在要观察其它试样的情况下，返回第二步骤201。

此外，第二空间不仅仅导入置换气体至大气压状态，还能够成为稍稍导入的低真空状态或真空状态等，该情况下，在第四步骤203中进行置换气体的流量调整或真空排气即可。此外，图18所示的流程是操作顺序的一个例子，可以适当改变顺序。

在以上说明的结构之外，也可以设置检测第二机箱121与盖部件122的接触状态的接触监测器，来监控第二空间打开或关闭。

另外，在二次电子检测器、反射电子检测器基础上，也可以设置X射线检测器、光检测器，从而能够进行EDS分析、荧光线的检测。就X射线检测器、光检测器的配置而言，可以配置于第一空间11或第二空间12的任一个。

另外，带电粒子束照射试样6后，试样中流通有吸收电流。因此，也可以设置电流计，从而能够测量试样6或试样台中流通的电流。由此，能够取得吸收电流像(或利用吸收电子的图像)。另外，在试样台的下侧配置透射电子检测器，从而能够取得扫描透射(STEM)图像。也可以将试样台自身做成检测器。

另外，也可以对试样载物台5施加电压。若对试样6施加电压则能够使来自试样6的放射电子带有高能量，从而能够增加信号量，改善图像S/N。

另外，还能够将本实施例的结构适用于小型的带电粒子束绘图装置。在该情况下，检测器3不是必须的。

接下来，对隔膜10的位置调整方法进行说明。在实施例1中，对操作者使用调整工具从第二机箱外部进行位置调整的结构进行说明。在本实施例的结构中，在试样载物台5安装调整工具145(调整单元)，能够通过试样载物台5的动作来实现调整工具145与可动部件48的卡合以及隔膜10的位置调整等多种功能。

安装于第二机箱121的可动部件48的结构与实施例1相同因此省略详细的说明。

图19表示调整隔膜时的结构。调整工具145做成如下构造，安装于与试样载物台5的Z轴驱动机构的动作连动地动作的部件。尤其是，根据处理的容易程度，调整工具145优选做成能够设置于试样载物台上的试样安装部件的结构。具体来说，将与试样载物台上的试样安装部件的形状卡合的安装部设置于调整工具145。通过调整工具145做成安装于试样安装部件的结构，操作者能够以通常观察时安装试样的感觉而容易地安装调整工具。

通过Z轴驱动机构使调整工具145接近可动部件48并连接紧固部件72a、72b(接合部)。紧固部件72a、72b与实施例1一样，能够使用铆螺钉等或其它的紧固部件。使用试样载物台5连接紧固部件72a、72b，因此在使用实施例1所述的销73与孔74等紧固部件的情况下，需要一边操作试样载物台5的XY驱动机构使销73与孔74的位置配合一边通过Z轴驱动机构连接销73与孔74的操作。尤其是在本结构的情况下，某种程度上允许紧固部件72a、72b的XY方向的错位的实施例1所说明的紧固部件刚好合适，使用这些紧固部件的情况下操作性非常好。

在连接紧固部件72a、72b时，有可能因Z轴驱动机构的操作错误等而导致超过需要地向可动部件48按压调整工具145。此时存在对Z轴驱动机构、可动部件48、调整工具145、其它部件造成损伤的隐患。因此，也可以在调整工具145与试样载物台5之间配置弹簧等弹性体146，而由弹性体146保持调整工具145。在超过需要地按压调整工具145的情况下，通过弹性体146挠曲来缓和负载，避免损伤各部件。在手动载物台的情况下，通过阶段地感受因弹性体146的挠曲而产生的操作力的变化，操作者能够察知紧固部件72a、72b的连接状态。

对从隔膜的位置调整到试样观察的一系列的操作进行说明。将试样载物台5从第二机箱121拉出，取下试样6。将调整工具145搭载于试样载物台5。将试样载物台5插入第二机箱内部121，使调整工具145向隔膜10的正下方移动。通过旋动Z轴旋钮使试样载物台向光轴方向移动而使调整工具145接近隔膜调整机构即可动部件48，并连接紧固部件72a、72b。一边确认观察图像一边通过操作试样载物台5的XY旋钮由此移动隔膜10，以隔膜10的中心对齐图像中心的方式进行调整。调整结束后，通过操作Z轴旋钮使试样载物台向光轴方向移动，使调整工具145和可动部件48离开，解除它们之间的连接。将试样载物台5从第二机箱121拉出，取出调整工具145之后，安装试样6并插入试样载物台5。通过这些操作能够完成隔膜10的位置调整并开始试样6的观察。

此外，调整工具145安装于与试样载物台5的Z轴驱动机构的动作连动地移动的部件即可，也可以做成将调整工具145安装于不与试样6干涉的位置或者常设调整工具145的结构，并以始终安装有调整工具145的状态进行试样观察。

图20表示使用马达驱动载物台时的隔膜位置调整流程。在第一步骤211中，在试样载物台5的规定的位置安装调整工具145。在第二步骤212中，将试样载物台5插入第二机箱121。在第三步骤213中按压画面上的调整按钮等。通过按压调整按钮来开始第四步骤的试样载物台的动作。在第四步骤214中XYZ轴驱动机构动作，连接调整工具145与可动部件48的紧固部件72a、72b。在第五步骤215中开始带电粒子束放射并显示带电粒子显微镜图像。在第六步骤216中操作者一边观察图像一边进行隔膜10的位置调整。在第七步骤217中，调整完成后Z轴驱动机构动作，解除紧固部件72a、72b的连接。

在上述操作说明中使用马达驱动载物台进行说明，但该操作也能够使用手动载物台进行操作。另外在使用马达驱动载物台的情况下，能够通过自动控制实施上述操作。

在自动控制的第四步骤中，也可以设置检测弹性体146的变形、调整工具145的位移的传感器。通过传感器检测调整工具145的按压，能够向操作者发出警告或停止试样载物台5的动作。在该情况下，在计算机35内具备检测部与警报输出部。检测部通过来自检测调整工具145的位移的传感器的信号的变化来检测调整工具145的位移，并在位移达到规定的值时将表示按压调整工具145的信号(紧固信号)向警报输出部输出。通过警报输出部接收紧固信号，向上位控制部36或下位控制部37所包含的试样载物台驱动部输出停止信号，使试样载物台5的Z轴驱动机构停止。另外亦可以在计算机35的画面上显示调整工具145的按压的信息。

在自动控制的第六步骤中，通过由操作者在图像显示部51上选择隔膜10的特定的位置例如隔膜右下角等，来识别隔膜10的位置，试样载物台5的XY驱动机构动作，能够使隔膜10移动至图像的中心。另外，隔膜10的位置的检测能够也通过图像识别等自动地检测。在该情况下，在计算机35内具备图像识别部、运算部、载物台控制部。图像识别部从带电粒子显微镜图像检测出隔膜10的边缘等特定的位置，将显微镜图像上的坐标值输出至运算部。运算部根据上述坐标值，计算出为了使隔膜10移动至显微镜图像中心所需的移动量，并将移动量作为信号输出至载物台控制部。载物台控制部将试样载物台5以上述移动量移动的信号向上位控制部36或下位控制部37所包含的试样载物台驱动部输出，试样载物台5动作。通过这些动作隔膜10移动至图像的中心。

以上，根据本实施例，在实施例1的效果基础上，实现还能够用作高真空SEM，且能够简便地进行大气压或稍微负压状态的气体环境下的观察的带电粒子显微镜。另外，由于能够导入置换气体而实行观察，因此本实施例的带电粒子显微镜能够取得S/N比实施例1的带电粒子显微镜好的图像。再有，隔膜的调整使用试样载物台，因此操作者能够以与通常的试样的观察时同样的操作简便地进行隔膜的位置调整。

此外，在本实施例中对用于台式电子显微镜的结构例进行了说明，但本实施例也能够适用于大型的带电粒子显微镜。在台式电子显微镜的情况下，装置整体或带电粒子光学镜筒被机箱支撑于装置设置面，在大型的带电粒子显微镜的情况下，将装置整体载置于台架即可，因此，若将第二机箱7载置于台架，则本实施例所说明的结构能够直接转用于大型的带电粒子显微镜。

实施例3

图21表示第三实施例的带电粒子显微镜的整体结构图。以下，对与实施例1、2相同的部分省略说明。

在适用实施例1、2中说明的结构的情况下，在具有比较大型的试样室(第一机箱)的带电粒子显微镜中，不得不加大第二机箱，需要较大地改造而不适于实现简单地大气压观察的目的。

在本实施例中，将实施例1、2所说明的第二机箱121配置在带电粒子光学镜筒2正下方。即、具备如下结构，使用锅形的附件(第二机箱121)，从上将附件嵌入第一机箱7，再从其上嵌入带电粒子光学镜筒2。附件在安装于第一机箱的状态下，成为向长方体状的第一机箱7的内部突出的形状。在该状态下，由第一机箱7的内壁面与第二机箱的外壁面以及隔膜10构成的封闭空间(第二空间12)成为大气压状态的空间，与带电粒子光学镜筒内部相连的第二机箱121的内部(第一空间11)成为被真空排气的空间。

第一机箱7相对于带电粒子光学镜筒2而被真空密封部件123真空密封，再有，第二机箱121相对于第一机箱7而被真空密封部件143真空密封。

第二机箱121与实施例1、2一样，具有隔膜10、隔膜保持部件47、可动部件48。它们配置在带电粒子光学镜筒2正下方。图中将检测器配置于第一空间11，但也可以配置于第二空间12或带电粒子光学镜筒2内。隔膜调整等其它功能与实施例1、2一样因此省略详细的说明。

在该结构的情况下，相比于图15能够增大第二空间12的容积，相比实施例2的结构能够配置较大的试样。

实施例4

图22作为实施例3的变形例表示第四实施例。以下，对与实施例1至3相同的部分省略说明。

通过与实施例3相比使第二机箱极度减小，从而在带电粒子光学镜筒2正下方设置第二机箱121。在图22中，表示由于小型化而将第二机箱121、隔膜保持部件47、可动部件48作为一体的部件150进行插入的结构。部件150以保持带电粒子光学镜筒内部的真空空间与载置有试样的空间(与大气压同程度)的压力差的方式，配置于带电粒子光学镜筒2的前端部。部件150保持隔膜10，并且，具有使隔膜10的位置移动的机构。使隔膜10的位置移动的机构与实施例1至3一样，部件150具有与隔膜调整工具的接合部卡合的接合部。具体来说，在150上安装有与隔膜调整工具145的紧固部件72a成对的紧固部件72b，成为能够与调整工具145机械地连接的构造。紧固部件72与实施例1至3相同。此时，在真空配管16设置阀151，切换第一机箱7内部的真空排气。通过做成这样的结构，即使在大型的带电粒子显微镜中也不需要大规模的改造，能够实现简便地进行大气压或稍微加压亦或是负压状态的气体环境下的观察的带电粒子显微镜。

在本实施例中，与实施例1至3所示的装置相比进一步增大载置试样的空间，所以还能够进行大型试样的观察。

实施例5

图23表示第五实施例。以下，对与实施例1至4同样的部分省略说明。

图23表示本实施例的带电粒子显微镜的整体结构图。本实施例与实施例3不同之处在于，做成由柱160支撑带电粒子光学镜筒2的结构，即、由柱160置换第一机箱7。

在第二机箱121所具备的隔膜10的下部具备配置于大气环境下的试样载物台162。试样载物台5具备能够至少使试样6接近隔膜10的高度调整功能。例如，能够旋动操作部204等使试样6向隔膜10方向接近。当然，也可以具备向试样面内方向运动的XY驱动机构。

试样6或调整工具161搭载于适当的试样载物台162。其它方面与实施例1至4相同。

本装置构成的情况，配置试样的空间是完全的大气空间，所以与上述的实施例相比，即使是较大的试样也能够进行试样导入以及观察。

此外，本发明并不限定于上述实施例，还有多种变形例。例如，上述的实施例是为了易于理解地说明本发明而进行的详细说明，并不限定于必须具有说明的全部结构。另外，能够将某一实施例的结构的一部分置换为其它的实施例的结构，另外，还能够在某一实施例的结构追加其它的实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其它结构的追加、削除、置换。另外，上述各结构、功能、处理部、处理单元等的一部分或全部也可以通过例如以集成电路进行设计等而由硬件实现。另外，上述各结构、功能等也可以通过处理器解析、实行实现各自功能的程序而由软件实现。

实现各功能的程序、表格、文件等信息能够存放在存储器、硬盘、SSD(SolidStateDrive)等记录装置或IC卡、SD卡、光盘等记录媒体。

另外，控制线、信息线是出于说明上需要而表示的，并不总是表示出制品上全部的控制线、信息线。也可以认为实际上将几乎全部的结构相互连接。

符号的说明

1：光学透镜，2：带电粒子光学镜筒，2a：带电粒子光学镜筒光轴，3：检测器，4：真空泵，5：试样载物台，6：试样，7：第一机箱，8：带电粒子源，10：隔膜，11：第一空间，12：第二空间，14：泄漏阀，16：真空配管，18：支柱，19：板部件用支撑部件，20：底板，35：计算机，36：上位控制部，37：下位控制部，43、44：通信线，47：隔膜保持部件，48：可动部件，49a、49b：支撑部件，61：带电粒子显微镜图像，70：调整工具，70a：调整工具把手，71：罩，72a、72b：紧固部件，73：销，74：孔，75：橡胶板，76：具有凹凸或突起的部件，77：钩，78：环，80：弹簧柱塞，81：基底部件，82：孔，83：基底部件，84：磁铁，85：具有凹凸的部件，86：紧固部件，100：气体供给管，101：气体控制用阀，102：连结部，103：气瓶，104：压力调节阀，107：支撑板，108、109：操作旋钮，121：第二机箱，122、130：盖部件，123、125，126：真空密封部件，131：主体部，132：配合部，141、142、143：真空密封部件，145：调整工具，146：弹性体，150：部件，151：阀，160：柱，161：调整工具，162：试样载物台。

Claims (18)

1.一种带电粒子束装置，其具备将一次带电粒子束照射在试样上的带电粒子光学镜筒和真空泵，

上述带电粒子束装置的特征在于，具备：

机箱，其成为上述带电粒子束装置的一部分且内部被上述真空泵真空排气；

隔膜，其能够拆装，并以将载置有上述试样的空间的压力保持为比上述机箱内部的压力大的方式将载置有上述试样的空间隔离，且使上述一次带电粒子束透射或通过；

试样载物台，其相对于上述隔膜设置在与上述带电粒子光学镜筒相反侧的空间；以及

可动部件，其能够以保持载置有上述试样的空间的压力和上述机箱内部的压力的状态移动上述隔膜，

上述可动部件具有第二接合部，该第二接合部与设置在对上述隔膜的位置进行调整的隔膜位置调整工具的第一接合部卡合。

2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

使上述第二接合部向与上述带电粒子光学镜筒的光轴垂直的方向移动时所需的力比使上述第一接合部向与上述带电粒子光学镜筒的光轴平行的方向移动并从上述第二接合部离开时所需的力大。

3.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述第一接合部或上述第二接合部的任一方为销，

另一方为孔。

4.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述第一接合部与上述第二接合部通过摩擦力卡合。

5.根据权利要求4所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述第一接合部或上述第二接合部中的任一方或双方为橡胶件。

6.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述第一接合部与上述第二接合部中的任一方或双方在上述第一接合部与上述第二接合部的接触面具有凹凸。

7.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述第一接合部与上述第二接合部中的任一方或双方为具备钩形状部件的搭扣。

8.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述第一接合部与上述第二接合部中的任一方具备在上述带电粒子光学镜筒的光轴方向上能够驱动的部件，另一方具备能够收纳上述能够驱动的部件的孔。

9.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述第一接合部与上述第二接合部中的任一方为弹簧柱塞。

10.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

在上述第一接合部与上述第二接合部设置有磁铁。

11.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述第一接合部与上述第二接合部中的任一方或双方由材料不同的多个部件构成。

12.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述第一接合部以及上述第二接合部分别由多个部件构成，上述多个部件是在使上述第二接合部向与上述带电粒子光学镜筒的光轴垂直的方向移动时所需的力不同的部件。

13.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

具有载置上述试样的试样载物台，

具备上述第一接合部的隔膜位置调整单元配置于上述试样载物台。

14.根据权利要求13所述的带电粒子束装置，其特征在于，

在上述隔膜位置调整单元与上述试样载物台之间设置有弹性部件。

15.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，具备：

第一机箱，其成为上述带电粒子束装置的一部分且内部被上述真空泵真空排气；以及

第二机箱，其位置固定于上述第一机箱的侧面、或内壁面、或上述带电粒子光学镜筒，并在内部容纳上述试样，

上述隔膜设置于上述第二机箱的上面侧，

上述第二机箱内部的压力与上述第一机箱内部的压力相同，

或将上述第二机箱内部的压力维持于比上述第一机箱内部的压力高的状态。

16.根据权利要求15所述的带电粒子束装置，其特征在于，

保持上述隔膜的隔膜保持部件配置于上述第二机箱内部的顶面。

17.一种隔膜的位置调整方法，其用于权利要求1至16中任一项所述的带电粒子束装置，该带电粒子束装置在通过使一次带电粒子束透射或通过的能够拆装的隔膜，以将载置有试样的空间的压力保持为比上述带电粒子光学镜筒内部的压力大的方式将载置有上述试样的空间隔离的状态下，通过向上述试样照射上述一次带电粒子束来观察上述试样，

上述隔膜的位置调整方法的特征在于，具有：

在能够沿上述带电粒子光学镜筒的光轴方向移动的试样载物台上设置具有第一接合部的调整工具的步骤；

将上述调整工具配置于上述隔膜的正下方的步骤；

通过使上述试样载物台沿上述带电粒子束光学镜筒的光轴方向移动而使上述调整工具与具有卡合于上述第一接合部的第二接合部的可动部件卡合的步骤；

一边观察由上述一次带电粒子束的照射而得到的图像，一边以保持载置有上述试样的空间的压力和上述机箱内部的压力的状态通过上述可动部件移动上述隔膜的步骤；以及

通过使上述试样载物台沿上述带电粒子束光学镜筒的光轴方向移动而使上述调整工具从上述可动部件离开的步骤。

18.一种隔膜位置调整工具，其用于权利要求1至16中任一项所述的带电粒子束装置的上述隔膜的位置调整，该带电粒子束装置在通过使一次带电粒子束透射或通过的能够拆装的隔膜，以将载置有试样的空间的压力保持为比上述带电粒子光学镜筒内部的压力大的方式将载置有上述试样的空间隔离的状态下，通过向上述试样照射上述一次带电粒子束来观察上述试样，

上述隔膜位置调整工具的特征在于，

具有与第二接合部卡合的第一接合部，该第二接合部设置于上述带电粒子束装置所具备的可动部件，即能够以保持载置有上述试样的空间的压力和上述机箱内部的压力的状态移动上述隔膜的可动部件。