CN105144337B - 带电粒子束装置、试样观察方法、试样台、观察系统及发光部件 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是解决在利用透射带电粒子的观察中试样的设置或取出费时的问题。带电粒子束装置(601)，其特征在于，具有：将一次带电粒子束向试样(6)照射的带电粒子光学镜筒；能够装拆地配置利用在上述试样(6)内部透射或散射而出的带电粒子发光的发光部件(500)或具有该发光部件(500)的试样台(600)的试样载台；以及检测上述发光部件的发光的检测器(503)。

Description

带电粒子束装置、试样观察方法、试样台、观察系统及发光 部件

技术领域

本发明涉及能够观察试样内部的带电粒子束装置及其试样台。

背景技术

为了对物体的微小区域的内部构造进行观察，可以使用扫描型透射电子显微镜(STEM)或透射型电子显微镜(TEM)等。作为使用这种电子显微镜来观察试样内部的一般的观察方法，公知有：在具备大量空洞的筛网状的试样台上配置以电子束可透射的程度较薄地切片的试样，利用相对于试样表面配置在与电子源侧相反一侧的检测器取得透射电子束。但是，在该方法中由于采用试样在筛网的空洞上悬浮的结构，因此在试样台上进行搭载的作业非常困难。为此，在专利文献1中提出的电子检测器，能够直接载置观察用的试样。

另外，物体的微小区域除了电子显微镜之外，也可以使用光学显微镜进行观察。使用光学显微镜能够取得在电子显微镜中因原理而无法取得的颜色信息。在光学显微镜中，通过照射白色光或特定的光，使具有试样吸收或试样放出的颜色信息的光成像，从而能够获得透射光学图像。由此，例如通过向生物体细胞试样等注入特定的染色材料，能够仅对细胞内的特定区域进行染色，并通过观察其颜色而能够观察哪个区域被染色或未染色。在病理诊断或生命科学领域尤其得到广泛应用。

电子显微镜虽然无法取得颜色信息，但是利用电子显微镜能够以高分辨率观察使用光学显微镜无法观察的微小区域。并且，由电子显微镜图像得到的信息是反映了试样密度差的信息，与由光学显微镜得到的信息性质不同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平10－283978号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1的检测器兼试样台在由半导体或金属膜等和电配线等配线而成的电气系统上直接配置试样。该检测器兼试样台连接有配线，因此在用其它装置观察相同试样时需要进行取下电配线等非常费时的作业。另外，例如在对需要在显微镜观察用的试样台上培养试样本身的培养细胞等进行观察时，会使连接电配线的电路沾染培养液等而难以进行检测器兼试样台上的载置。如上所述，在现有技术中利用透射带电粒子进行观察时试样的设置或取出非常费时。

本发明针对该问题做出，目的是提供带电粒子束装置、试样观察方法、试样台、观察系统及发光部件，其能够简便地进行利用透射带电粒子的图像观察。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的特征在于，检出通过向直接或介由规定的部件配置有照射带电粒子束的试样的发光部件，射入在上述试样内部透射或散射而出的带电粒子而产生的光，从而生成上述试样的透射带电粒子图像。

发明的效果

根据本发明，使载置试样的试样台发光并检出该发光，从而能够简便地进行利用透射带电粒子的图像观察。

上述以外的课题、结构及效果能够通过以下对实施方式的说明而明了。

附图说明

图1是光学显微镜观察与带电粒子束显微镜观察的示意说明图。

图2是具备检测元件的试样台的详细图。

图3是具备检测元件的试样台的详细图。

图4是具备检测元件的试样台的详细图。

图5是具备检测元件的试样台的详细图。

图6是具备检测元件的试样台的详细图。

图7是具备检测元件的试样台的详细图。

图8是具备检测元件的试样台的详细图。

图9是具备检测元件的试样台的详细图。

图10是用于观察培养细胞的说明图。

图11是具备检测元件的试样台的详细图。

图12是具备检测元件的试样台的详细图。

图13是用于检测来自检测元件的透射带电粒子的说明图。

图14是用于检测来自检测元件的透射带电粒子的说明图。

图15是实施例1中的检测元件的发光区域的说明图。

图16是实施例1中的观察方法的说明图。

图17是用于实施实施例1中的带电粒子显微镜观察的整体结构图。

图18是用于实施实施例1中的带电粒子显微镜观察的整体结构图。

图19是用于实施实施例1中的光学显微镜观察的结构图。

图20是实施例2中的检测元件的发光区域的说明图。

图21是用于实施实施例2中的带电粒子显微镜观察的整体结构图。

图22是实施例2中的检测器周边的结构图。

图23是用于实施实施例2中的带电粒子显微镜观察的整体结构图。

图24是实施例3中的带电粒子束显微镜与光学显微镜的复合装置的结构图。

图25是用于检测来自检测元件的透射带电粒子束的说明图。

图26是实施例3中的带电粒子束显微镜与光学显微镜的复合装置的结构图。

图27是实施例4中的带电粒子束显微镜与光学显微镜的复合装置的结构图。

图28是实施例5中的带电粒子束显微镜与光学显微镜的复合装置的结构图。

图29是实施例6中的带电粒子束显微镜与光学显微镜的复合装置的结构图。

图30是实施例7中的带电粒子束显微镜的结构图。

图31是实施例8中的带电粒子束显微镜的结构图。

具体实施方式

以下使用附图对各实施方式进行说明。

以下对本发明中的试样台的详细情况及适用该试样台的带电粒子束装置进行说明。但是，其仅是本发明的一例，本发明不限于以下说明的实施方式。本发明也能够适用于通过照射带电粒子束来观察试样的装置，例如扫描电子显微镜、扫描离子显微镜、扫描透射电子显微镜、它们与试样加工装置的复合装置、或应用它们的解析/检查装置。另外，由本发明中的试样台和载置该试样台的带电粒子束装置，构成能够观察透射带电粒子束图像的观察系统。

并且，在本说明书中所谓“大气压”是大气环境或规定的气体环境，是指大气压或某种程度的负压状态的压力环境。具体而言约为10⁵Pa(大气压)～10³Pa左右。

并且，在本说明书中所谓“试样台”是指能够以载置试样的状态与试样一起从带电粒子束装置取下的单元。具体而言，该“试样台”单元可以如下所述具有发光部件和基座，也可以仅由发光部件形成。

实施例1

＜概要＞

首先，对本实施例的概要进行说明。在本实施例中，对将在试样内部透射或散射的带电粒子束变换为光并通过检出该光而生成透射带电粒子束图像的带电粒子显微镜、观察系统进行说明。更具体地，载置试样的试样台的至少一部分由因带电粒子束的照射而发光的发光部件形成，在处于该发光部件上的试样中透射或散射的带电粒子束照射该发光部件而发光，用带电粒子显微镜具备的检测器检测该光，从而生成透射带电粒子束图像。即，在本实施例中不是直接检测透过试样的带电粒子束，而变换为光进行检测。如以下详述的那样，在将带电粒子束变换为光的发光部件上不需要从外部连接的电源线或信号线等配线。因此，能够使用相同的试样台通过带电粒子束显微镜和其它装置进行观察，在装置间的试样移动时无需取下电配线等非常费时的作业。并且，能够在装置中简便地装卸发光部件自身或具有发光部件的试样台，因此不论何种试样都能够简便地将试样安置于试样台。特别是对于观察需要在显微镜观察用的试样台上培养试样本身的培养细胞等的情况非常有效。

并且如图1所示，只要使用本实施例的试样台，就能够以相同的试样台进行利用带电粒子束显微镜的观察和利用光学显微镜等其它装置的观察。图1示出本实施例中的具备能够将带电粒子束变换为光或进行放大发光的检测元件500(也称为发光部件)的试样台600、带电粒子束显微镜601、光学显微镜602。试样台600上能够搭载试样6。

在本实施例中，该试样台具备的检测元件由透明部件制成。以下在本说明书中，“透明”的含义是能够透射特定波长区域的可见光、紫外光或红外光，或者能够透射全波长区域的可见光、紫外光或红外光。紫外光波长约为10～400nm，可见光波长约为380nm到750nm，所谓红外光是指波长约为700nm～1mm(＝1000μm)左右的波长区域。例如，即使多少混杂有颜色也能够透视则能够透射特定波长区域的可见光，如果是无色透明则能够透射全波长区域的可见光。这里“能够透射”至少是指透射利用该波长区域的光能够进行光学显微镜观察的光量的光(例如优选透射率为50％以上)。并且，这里所谓特定波长区域是至少包含用于光学显微镜观察的波长区域的波长区域。因此，能够用于一般的光学显微镜(透射型光学显微镜)，其能够将从本实施例的试样台的一面侧发出的光透过试样所得的“光透射信号”从试样台的另一面侧检出。作为光学显微镜，只要是生物显微镜、实体显微镜、倒立型显微镜、金属显微镜、荧光显微镜、激光显微镜等利用光的显微镜即可。另外，虽然这里为了进行说明而采用“显微镜”，但是本发明也能够广泛适用于和图像的放大率无关地通过向试样照射光来获取信息的装置。

在本实施例中，利用试样台具备的检测元件检出带电粒子束显微镜内产生的带电粒子束照射试样6后在试样的内部透射或散射的“带电粒子透射信号”，从而能够取得透射带电粒子显微镜图像。如后所述，为了将来自检测元件500的光变换为电信号以及进行放大，在带电粒子束显微镜601内具备光检测器503。

并且，由电子显微镜和光学显微镜取得的信息不同，因此近年来希望同时利用电子显微镜和光学显微镜两者对同一试样进行观察的需求显著增加。但是，例如专利文献1的检测器兼试样台无法透射光，实质上是无法利用光学显微镜进行观察的电子显微镜用试样台。因此，必须分别制作电子显微镜用试样和光学显微镜用试样而导致试样制作费时等问题。

本实施例的试样台能够搭载于电子显微镜等带电粒子束显微镜装置，因此能够成为与光学显微镜共用的通用试样台。即，如图中箭头所示，使同一试样台在各显微镜间移动来进行观察，从而不必制作多个分别用于各显微镜观察的试样或变更转移试样，即能够保持在一个试样台上配置试样的状态进行带电粒子束观察和光学观察。并且，可以如图1所示在分开配置的各显微镜中搭载同一试样台，也可以如后所述使用光学显微镜和带电粒子显微镜一体化的复合型显微镜装置。以下对试样台、试样搭载方法、图像取得原理、装置结构等进行详细说明。

＜试样台的说明＞

使用图2对本实施例中的试样台进行详细说明。本实施例的试样台由将带电粒子束变换为光的检测元件500和对其进行支撑的基座501(如果透明则也称为透明部件)构成。在以相同的试样台进行利用光学显微镜的观察和利用带电粒子显微镜的观察的情况下，优选检测元件500和基座501是透明的。试样6直接搭载于检测元件500上。或者，也可以如后所述隔着膜等部件间接地进行搭载。基座501理想上是无色透明的，但是多少混杂些颜色也没关系。基座501是透明玻璃、透明塑料、透明的结晶体等。如果要用荧光显微镜等进行观察，则塑料由于不会吸收荧光而较好。在本实施例的试样台中，只要至少处于配置试样的部位和在试样台上与配置试样的部位对置的面之间的检测元件和基座501是“透明”的就能够进行光学的显微镜观察。并且如后所述基座501也并非必须。

检测元件500检测以例如从数keV到数十keV左右的能量跃迁而来的带电粒子束，是在照射带电粒子束时会发出可见光、紫外光或红外光等的元件。在用于本实施例的试样台时，该检测元件将在试样台所载置的试样内部透射或散射的带电粒子变换为光。检测元件例如是闪烁体、冷光发光材料、YAG(钇铝石榴石)元件或YAP(铝酸钇)元件等。发光波长可以是可见光、紫外光、红外光中特定的或任意一个波长区域。闪烁体例如是以SiN等无机材料制成的无机闪烁体、含有聚对苯二甲酸乙二醇酯等可发光材料的塑料闪烁体或有机闪烁体、涂布含有蒽等的液体闪烁体的材料等。只要是能够将带电粒子束变换为光的元件，则检测元件500可以由任意材料制成。并且，检测元件不限于可装拆的固体，也可以是覆涂了通过照射带电粒子束而发出荧光的荧光剂的薄膜或微粒。在本实施例中，也包含这些而将由受光面接受带电粒子而发光的部件统称为发光部件。带电粒子束的固体内平均自由行程取决于带电粒子束的加速电压而为数十nm到数十μm。因此，检测元件500的上表面的发光区域也成为从检测元件表面起相同程度的厚度的区域。由此，只要检测元件500的厚度超过该厚度即可。另一方面，在考虑如上所述以相同的试样台进行光学显微镜观察的情况下，需要能够尽可能地透射利用光学显微镜进行观察时的光透射信号，因此在多少混杂有颜色的检测元件的情况下越薄越好。

并且，检测元件500可以是覆涂了通过照射带电粒子束而发出荧光的荧光剂的薄膜或微粒。制作方法例如可以采用将荧光剂溶于水或酒精等溶剂而在显微镜用标本上进行旋涂或浸涂的方法。或者通过喷雾器等进行覆涂。

经常使用于光学显微镜的试样台有载玻片(或显微镜用标本)或碟盘(或培养皿)等透明试样台。即，如果使本实施例中的具备能够对带电粒子束进行光变换的检测元件的试样台成为这些用于光学显微镜的普通载玻片(例如约25mm×约75mm×约1.2mm)的形状，则能够以用户现有的经验或感觉来进行试样搭载或试样观察。因此，能够实现用光学显微镜一次性地进行筛选并直接用带电粒子显微镜对选出的试样进行详细观察这样的使用方法。或者，由于通常在高性能透射型带电粒子束显微镜装置中试样配制极费工时，因此也可以使本实施例中利用试样台的观察成为高性能透射型带电粒子束显微镜观察前的筛选。并且，也可以直接利用光学显微镜用户保有的光学显微镜用的载玻片盒或试样搭载装置等。虽然在图2中图示了载玻片剖视图那样的形状，但是也可以如图3所示成为碟盘(或培养皿)的形状。图3(a)是剖视图，图3(b)是向视图。与图2相比在配置试样的部位的周缘部上具有侧壁504，因此液体等试样不会泄漏。

在图2、图3中以检测元件500的上表面和基座501的上表面位置一致的方式进行图示。为了能够以与光学显微镜用户以往使用载玻片或培养皿时相同的感觉或经验来进行试样搭载，优选这样使检测元件500的上表面(即配置试样的部位)与基座501的上表面统一为相同高度，成为在检测元件500与基座501之间尽量没有凹凸的状态。图4示出了检测元件500的上表面与基座501的上表面一致的试样台的例子。制作方法可以是分别制作检测元件500和基座501，基座501在玻璃或塑料等的透明材料上形成凹部并且在其中嵌入检测元件500。如果有某处突出，则可以通过磨削等形成光学研磨平面。基座501与检测元件500之间利用粘接剂或双面胶带或以机械式嵌合等进行固定。或者也可以通过化学结合方式进行结合。或者，也可以从一开始便以埋入方式制作之后进行光学研磨直至检测元件露出于试样台表面。

如果能够使用非常大的检测元件，则也可以如图5(a)所示将试样台的整个表面作为检测元件。即，也可以将检测元件自身用作试样台，或者透明部件的载置试样的表面侧的整个区域成为发光部件。此时，在试样台上的任意位置都能够取得带电粒子束的透射信号。此外另一方式则可以如图5(b)所示在透明部件上配置多个检测元件。在试样有多处等情况下通过这种方式易于知晓在哪个检测元件位置上是否存在哪个试样等情况。

如上所述，带电粒子束的固体内平均自由行程取决于带电粒子束的加速电压而为数十nm至数十μm，因此也可以将与该平均自由行程相比足够薄的膜502配置于检测元件500和试样之间。即，在覆盖检测元件500的薄膜502上载置试样。该试样台在图6(a)中示出。该厚度在图中标记为A。该薄膜502需要对带电粒子束透明。即，需要是带电粒子束的至少一部分可透射的厚度及材质。在用光学显微镜进行观察时还需要薄膜502还对光透明。配置这种薄膜502时，能够防止检测元件500的表面的沾污或损伤等。但是，在薄膜502为绝缘物的情况下，可能在真空中带电粒子束照射检测元件500时发生带电而难以观察试样。因此，也能够通过使图6(a)的薄膜502为导电部件而除去上述带电。并且，也可以如图6(b)所示将薄膜502与基座501一体成形而成为同一部件。即，在基座501内部埋入检测元件500进行制造，其后通过光学研磨进行研磨直至检测元件500的上表面与基座501的距离为A，从而能够制作图6(b)的试样台。其与图6(a)的试样台相比部件种类少而价廉，并能够防止检测元件500的表面的沾污或损伤等。另外虽然没有图示，但是图中A部所示部位可以是凹凸等形状。此时，能够在搭载的试样与检测元件500之间配置规定距离的空间即规定的种类、压力的气体材料。这样，可以在发光部件与试样之间配置固体、液体或气体等规定的部件，并隔着该规定的部件在发光部件上配置试样。

在经常使用于光学显微镜的载玻片(或显微镜用标本)、碟盘(或培养皿)中，有时为了避免试样与试样台分离而在试样台上涂布用于提高试样与试样台的密接性的物质。例如，在试样为细胞等生物体试样的情况下，细胞表面为脂质双层的磷酸脂质的负带电状态，因此有时通过将正带电状态的分子(赖氨酸、或氨基硅烷等)涂布于载玻片等试样台上，来防止细胞试样从试样台剥离。因此，在试样台600或检测元件500上也同样地可以附着有正带电状态的分子。或者，为了易于搭载含液体较多的状态的试样而涂布具有亲水性的材料。或者，为了易于搭载或培养活的细胞、细菌，也可以涂布骨胶原等生物体试样和亲和性高的材料。另外，这里所谓涂布广泛包含散布、浸渍、覆涂等在试样台表面上附着涂层材料的方法。另外，也可以仅在规定的位置上配置上述分子或膜。这里，所谓规定的位置是检测元件500上的部分区域。例如，当仅在规定的位置上配置正带电状态的分子时、试样为细胞等生物体试样时，能够仅在规定的位置上配置上述试样。例如，通过缩小要观察的范围，本方法能够用于需要缩短观察时间的情况等场合。另外，为了在照射带电粒子束时不发生带电，也可以至少在载置试样的表面上具备导电性部件(防带电部件)。导电性部件例如是碳材料、金属材料或导电性有机物等。这些分子、涂层材料或防带电膜等配置于图6(a)中A部所示的位置。

并且，只要能够以用户以往的经验或感觉进行试样搭载，则如图7(a)所示，检测元件500从试样台600的表面多少突出一些也没有关系。例如，能够采用将具有数百μm以下的厚度的检测元件500贴附于基座501上的方法进行制作。此时，基座501采用非常简单的形状，检测元件500的面积也较小，因此能够低成本地制作试样台。并且，只要能够低成本地制作或得到检测元件500本身，则可以如图7(b)所示，透明部件与检测元件的厚度相同，成为检测元件500从试样台的上表面直达下表面的形状。此时，基座501发挥用于支撑检测元件500的基座的作用。

只要能够以非常低的成本制作检测元件500，则也可以如图8所示将试样台600整体作为检测元件500。即，成为无基座501的状态。图8(a)是例如载玻片等简单而平坦的试样台。与此相对，图8(b)、图8(c)是试样台为凹状的例子。试样载置于该凹部，在液体试样的情况下也不会发生洒落。图8(b)是例如培养皿等试样不会从侧面洒落的试样容器，图8(c)是有多个容纳试样的位置的培养容器(微盘或滴定盘)等。发光部件可以是图8中(a)、(b)、(c)任一的形状，也可以是图示以外的其它形状。此时由于材料仅为一种，因此具有制造成本低等优点。

如果需要使检测元件500为用户此前惯用的载玻片等的大小，则也可以如图7(a)所示，仅将检测元件500贴附于载玻片上。通过形成与载玻片相同的尺寸，例如在容纳于载玻片用盒中时、搭载于载玻片用试样保持器时、光学显微镜的载玻片用尺寸的试样载台的搭载时便利性提高。在检测元件500是由塑料构成的塑料闪烁体等的情况下，只要能够以非常低的成本进行制作，则也可以使图8(a)本身成为载玻片的大小。

如图9所述，本实施例的试样台也能够与培养容器一体化。该例因在试样为生物体试样的情况下能够在发光部件上培养或繁殖试样并能够省略向试样台移动试样的作业而优选。在试样台600上配置容器700(图9(a))。容器700例如是上侧及下侧为开放面的圆管状部件。接着，在容器700内部搭载细胞等试样6以及培养液等含有能够向试样提供营养或能量的营养材料的培养基701(图9(b))。培养基701可以是固体、液体或气体的任一种。另外，为了避免培养基701从试样台600和容器700之间漏出，也可以具备橡胶或垫圈等防漏部件。其后，在进行了培养之后将培养液等培养基701除去(图9(c))。其后，将容器700从试样台600剥下，从而能够造成试样6贴附于检测元件500的状态(图9(d))。虽然图中仅示出了检测元件500和容器700仅为一个情况，但是也可以在一个试样台上配置多个。并且，试样因必须透射带电粒子束(在进行透射光学观察的情况下则还有光)而需要较薄。例如是数十nm到数十μm左右的厚度。因此，上述经过培养的培养细胞在进行培养之后需要成为上述厚度的程度。作为培养细胞有经过培养的神经细胞、血球细胞或iPS细胞等。或者，也可以是细菌或病毒类。通过使用该方法，能够使在试样台600上培养的细胞试样保持搭载于试样台600的状态而取得透射带电粒子显微镜图像和光学显微镜图像。

或者，也可以如图10(a)所示仅在现有的培养容器上放置检测元件500。采用该方法配置试样的例子如图10(b)所示。这里对将培养细胞在检测元件500上进行培养并利用带电粒子显微镜装置和光学显微镜装置进行观察的步骤例进行说明。首先，如图10(a)所示在培养容器808中放入所需尺寸的发光部件500。接着，如图10(b)所示注入培养液806和试样807等进行培养等。接着，如图10(c)所示保持搭载试样807的状态将检测元件500取出。接着，在进行了固定、干燥处理或金属染色、免疫染色等所需的前处理之后，能够如图10(d)所示根据需要取出并利用光学显微镜602或带电粒子显微镜601进行观察。并且，在用光学显微镜观察时能够直接进行观察，也可以配置于载玻片等透明部件上进行观察。并且，培养容器也可以如图11所示采用能够进行多个培养的培养容器(微盘或滴定盘)等。此时，通过放入多个检测元件500，能够同时进行多个试样配制。并且如上所述，如果发光部件即检测元件500是塑料闪烁体等廉价且加工性良好的部件，则也可以将培养容器808本身作为检测元件500。

试样台600不仅能够用于带电粒子束显微镜也能够用于光学显微镜，如后所述利用在与搭载有试样的表面的相反一侧配置物镜252的倒立型光学显微镜，也能够对该试样台上的试样进行观察。在这种情况下有时希望使光学显微镜的物镜252尽量接近试样。如果将物镜252与试样6的距离设为L，则有时希望L为数百μm程度以下。

虽然可以考虑使具备检测元件500的试样台600整体减薄为距离L以下的方法，但是存在试样台600本身过薄而削弱强度的问题。为此，也可以使试样台的载置试样的部分的透明部件比其它部分薄。即，如图12(a)所示通过在配置试样的部分和检测元件500的部分上形成厚度比试样台600的厚度(图中B部)薄的区域，从而能够使试样6与物镜252的距离为L。由此试样台的两端较厚而能够提高试样台600本身的强度。并且，只要能够以用户现有的经验或感觉搭载试样，则即可以如图12(b)所示两端厚的区域处于相反侧，也可以在试样载置面的上下两侧存在较厚的区域。

并且，也可以在试样台600上具备纸或贴纸部，其能够记载与试样6有关的信息即文字、编号、条码和图等。此时，容易进行搭载于试样台的试样6的管理。

虽然没有图示，但是也可以在观察试样的上部、内部或周边配置离子液体。离子液体具有能够赋予电子照射面导电性的性质。通过将离子液体配置于观察试样的内部或周边部，能够在真空中照射带电粒子束时防止试样带电。另外，通过使试样含有离子液体，能够使试样保持湿润状态。因此，通过检测在含有离子液体的湿润试样中透射或散射而出的带电粒子束的发光，能够取得湿润试样的透射图像。使离子液体搭载于试样的方法，既可以是将试样含浸于离子液体中，也可以是通过喷雾器向试样喷洒离子液体等。

虽然没有图示，但是如果在使用检测元件500之前存在沾污或损伤，则也可以预先用有机溶剂等进行清洗，或者使用机械性或化学性的研磨剂进行研磨，或者用离子束等溅射检测元件500而形成平坦的表面。并且，为了使沾污或损伤不醒目，也可以配置能够透射带电粒子束且对光学显微镜的光源光、检测元件500发出的光尽量透明的部件或进行覆涂。

＜方法及原理的说明＞

以下，对使用本实施例的试样台的光检测方法和能够取得透射带电粒子束的原理进行说明。图13示出了在检测元件500上配置有试样6的状态。在试样台的下方示出了光检测器503。光检测器503能够将来自检测元件500的光信号变换为电信号或者进行放大。经过变换或放大的电信号介由通信线输入控制部或计算机，由这些控制系统实现图像化。取得的图像(透射带电粒子束图像)可以在监视器等上进行显示。

这里考虑试样内存在密度高的部位508和密度低的部位509的情况。向试样内密度高的部位508照射一次带电粒子束510时，由于带电粒子束大多数向后方散射，因此带电粒子束不会到达检测元件500。另一方面，向试样内密度低的部位509照射一次带电粒子束511时，带电粒子束能够透射至检测元件500。其结果是，能够利用检测元件500检测试样内部的密度差(即变换为光信号)。其透射程度取决于带电粒子束的加速能量。因此，通过改变带电粒子束的加速能量，也能够改变想要观察的内部信息及其区域。

光检测器503与试样台之间(图中h部分)也可以存在空间，但是为了尽量高效地对光进行检测，该高度h越短越好。试样台也可以与光检测器503接触。并且，也可以通过增大光检测器503的受光面积，尽量高效地对光进行检测。或者，也可以在试样台与光检测器503之间的空间的h部配置高效地传导光的导光路。作为一个例子以图14对在检测器与发光部件之间设置导光路径811的例子进行说明。试样台600配置在试样载台5上。用于在试样载台下导光的导光路径811，由用于避免使光漏出到上述导光路径811之外而使光通过的反光材料809和用于将光导向光检测器503的反光材料810形成。导光路径811的结构不限于该例子。

检测元件500发出的光在图14中在试样台600以下通过并射入导光路径811。进入导光路径的光由反光材料809来控制光的轨道。到达反光材料810的光的行进方向被反光材料810变更为朝向检测元件503，光经由导光路径811而被检测元件503检出。导光路径811可以是能够导光的固体物质，也可以是空气中或真空中等。能够使发光的波长区域通过的固体材料例如是石英、玻璃、光纤、塑料等对光透明或半透明的材料。若采用该结构则能够使光检测器503与载台分离配置，因此能够将与光检测器503连接的配线或电路配置于远离试样台或保持试样台的试样载台的位置。另外，虽然在图13、图14中光检测器503配置于试样台600的下侧，但是也可以如后所述配置于横向或上侧等。

这里，使用图15对通过试样的带电粒子束向检测元件500照射而发光的区域进行说明。试样6与检测元件500上的试样粘接层812粘接或接触。试样粘接层如上所述是容易粘接细胞等的层、或用于消除带电粒子束引起的带电的导电膜层等。若将其厚度尺寸设为A，则需要使厚度A薄至以例如数keV到数十keV左右的能量飞来的带电粒子束能够到达发光部件的程度。其为例如数nm到数百nm左右。通过试样粘接层812的带电粒子束侵入检测元件500，产生发光814。该发光的发光区域813取决于带电粒子束的侵入深度、其侵入时以及侵入中的能量。例如，在带电粒子束的能量为数keV到数十keV左右的情况下，发光区域813为数十nm到数μm左右。将其厚度设为B时，若检测元件500的厚度比厚度B厚，则厚度B所示区域以外的部分(图中C部)无助于发光。为了在图中下侧检测发光，优选无助于发光的区域C和试样台600的透明程度能够尽量避免发光损失。并且虽然没有图示，但是来自发光区域813的光在检测元件500内部向各个方向散射。为此，在例如图中A部或检测元件500的侧面侧设置能够反射光的金属膜，由此能够避免发出的光向图中上侧或侧面侧逸散而使全部光向图中下侧传导。

以下对在试样台上搭载试样的方法进行说明。由于必须透射带电粒子束(在并用光学显微镜观察时还有光)，因此试样必须薄。例如是数十nm到数十μm左右的厚度。作为能够在检测元件500上直接搭载的试样，例如是含有细胞的液体或粘膜、血液或尿等液状生物体检体、切片化的细胞、液体中的粒子、菌或霉或病毒等的微粒、含有微粒或有机物等的软料材等。试样的搭载方法除了上述的培养以外也可以考虑以下方法。例如有将试样分散在液体中并使该液体附着于检测元件的方法。并且，可以将试样切片为能够透射带电粒子束的厚度，并将切片化的试样配置在检测元件上。更具体而言，例如可以在棉棒顶端附着试样并将其涂布到检测器上，也可以用吸管滴加。并且在微粒的情况下也可以撒在检测器上。也可以通过喷雾器等进行涂布，或者使用旋涂法高速旋转地将液体涂布到试样台上，或者使用浸涂法将试样台置入液体后再升起而进行涂布。而无论采用何种方法，只要能够使试样厚度为数十nm到数十μm左右的厚度即可。

接着，使用图16记述进行显微镜观察之前的步骤例。首先，准备用于搭载试样的检测元件500(发光试样台)。接着，根据需要在检测元件500上配置规定的部件。这里所谓规定的部件是如上所述用于提高试样与试样台的密接性的物质、导电性物质、用于反射光的物质，或者某种规定的气体材料等。如果不需要配置规定的部件则无需本步骤。接着，在检测元件500上搭载试样。接着，转入向带电粒子显微镜或光学显微镜搭载进行观察的步骤。步骤A是利用带电粒子显微镜进行观察的步骤，步骤B是利用光学显微镜进行观察的步骤。在A步骤中，首先如上所述将搭载有试样的检测元件500配置于带电粒子显微镜装置内。接着，通过向试样照射带电粒子束，使带电粒子束从试样透射或散射。接着，带电粒子到达检测元件500时会发光，从而利用发光检测器检测该发光。接着，在下位控制部37等中由检测器检出的信号生成试样的透射带电粒子像。当带电粒子显微镜装置的观察结束后，则将试样取出到带电粒子显微镜装置之外。根据需要转入B的光学显微镜的观察步骤。在光学显微镜的观察步骤B中，首先将搭载有试样的检测元件500配置于光学显微镜装置内。如上所述，在向光学显微镜装置进行配置时，如果需要是载玻片的形状，则也可以将检测元件500置于载玻片上。接着，利用光学显微镜进行观察。观察结束后可以再次返回带电粒子显微镜装置进行观察。步骤A和步骤B也可以进行置换，也可以如后所述，在带电粒子显微镜装置与光学显微镜装置是一体化的装置的情况下同时进行观察。

＜真空的带电粒子束装置观察时的说明＞

这里，图17示出在通常的带电粒子束装置中搭载本实施例的试样台的装置。带电粒子显微镜构成为主要包括：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框体7(以下有时也称为真空室)；以及对前两者进行控制的控制系统。在使用带电粒子显微镜时，利用真空泵4对带电粒子光学镜筒2和框体7的内部进行真空排气。真空泵4的启动及停止动作也由控制系统进行控制。图中仅示出了一个真空泵4，但是也可以为二个以上。

带电粒子光学镜筒2构成为包括：发出一次带电粒子束的带电粒子源8；以及使发出的带电粒子束集束并导向镜筒下部而使一次带电粒子束扫描至试样6上的光学透镜1等要素。带电粒子光学镜筒2设置为向框体7内部突出，并介由真空密封部件123固定于框体7。在带电粒子光学镜筒2的端部配置检测器3，其检测通过照射上述一次带电粒子束得到的二次带电粒子(二次电子或反射电子等)。检测器3也可以不是在图示的位置，但是只要在框体7内部即可。

因到达试样6的带电粒子束而从试样内部或表面放出反射带电粒子或透射带电粒子等二次带电粒子。利用检测器3检测该二次带电粒子。检测器3是能够检测和放大以数keV到数十keV的能量飞来的带电粒子束的检测元件。例如是以硅等半导体材料制成的半导体检测器，或者是能够在玻璃面上或其内部将带电粒子信号变换为光的闪烁体等。

就本实施例的带电粒子显微镜而言，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连接进行通信的上位控制部36；以及下位控制部37，其按照从上位控制部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。计算机35具备显示装置操作画面(GUI)的监视器和键盘、鼠标等针对操作画面的输入装置。上位控制部36、下位控制部37和计算机35由各通信线43、44连接。

下位控制部37是收发控制信号的部位，该控制信号用于对真空泵4、带电粒子源8或光学透镜1等进行控制，此外下位控制部37还将检测器3的输出信号变换为数字图像信号向上位控制部36发送。在图中使来自检测器3的输出信号经由前置放大器等放大器53与下位控制部37连接。如果不需要放大器则也可以没有放大器。

在上位控制部36和下位控制部37中可以并存有模拟电路、数字电路等，并且上位控制部36与下位控制部37也可以合而为一。另外，图17所示控制系统的结构仅为一个例子，控制单元、阀、真空泵或者通信用的配线等的变形例，只要满足本实施例的功能目的即属于本实施例的带电粒子束显微镜的范畴。

框体7与一端与真空泵4连接的真空配管16连接，能够使框体7内部维持真空状态。同时，具备用于使框体内部对大气开放的泄漏阀14，能够在将试样台导入装置内部时使框体7内部对大气开放。泄漏阀14可以没有，也可以有二个以上。并且，泄漏阀14在框体7上的配置部位不限于图17所示的位置，也可以配置于框体7上的其它位置。

框体7在侧面具备开口部，在该开口部上利用盖部件122和真空密封部件124保持装置内部的真空气密。本实施例的带电粒子显微镜具备试样载台5，其用于如上所述在将试样台所搭载的试样置于框体7内部之后变更试样与带电粒子光学镜筒的位置关系。在试样载台5上可装拆地配置上述发光部件或具有发光部件的试样台。安装有支撑盖部件122的成为底板的支撑板107，载台5固定于支撑板107。载台5具备面内方向上的XY驱动机构和高度方向上的Z轴驱动机构等。支撑板107以朝向盖部件122的对置面而向框体7内部延伸的方式安装。支轴从Z轴驱动机构和XY驱动机构各自延伸，分别与盖部件122具有的操作钮51和操作钮52相连。装置用户能够通过对这些操作钮进行操作来调节试样的位置。另外，如后所述，也可以采用能够在盖部件122上具备光学显微镜的结构。

在试样载台5上能够搭载具备检测元件500的试样台600。如上所述在检测元件500中将带电粒子束变换为光。用于将该光检出并变换为电信号以及进行信号放大的光检测器503位于试样载台5上或载台近旁。如上所述，为了高效地检测光信号，该光检测器既可以与具备检测元件500的试样台邻近，也可以接触。或者，也可以在它们之间配置导光路。虽然在图中光检测器设于试样载台，但是光检测器503也可以固定于框体7的某处或者位于框体7外部。在位于框体7外部的情况下，因为玻璃或光纤等用于导光的导光路处于试样台500近旁并在该导光路中传递光信号，所以经检测元件500进行了变换的光信号能够被光检测器检出。光检测器例如是半导体检测元件或光电倍增管等。不论采用哪种，在本实施例的光检测器中都是对上述的由试样台的检测元件发出并通过透明部件的光进行检测。

图中示出了载台5的上部具备光检测器503的状态。从载台5上具备的光检测器503经由配线连接前置放大器基板505。前置放大器基板505经由配线507等与下位控制部37连接。虽然在图中前置放大器基板505处于框体7内部，但是也可以位于框体7外部。试样载台5上有突起506，在这里配置试样台600。由此能够固定试样载台5而防止位置偏移。另外，也可以利用试样台600和载台5上的双面胶带等进行固定。但是，在如上所述将本实施例的试样台用于光学显微镜的情况下，在试样台600的下表面粘贴双面胶带并不理想而优选在试样台600的侧面等处利用双面胶带等安装防止位置偏移部件。若将试样台600搭载于光检测器503上，则光检测器503配置于基座501正下方，因此能够高效地检测透射试样6而由检测元件500发出的光。采用这些装置和方法能够取得使用带电粒子束装置的透射带电粒子图像。另外，在本实施例的试样台由透明部件形成的情况下，还能够在将试样台取出到带电粒子束装置外部之后利用光学显微镜进行观察。

另外，由于在本实施例的带电粒子束装置中具有检测器3和检测元件500这两者，因此能够利用检测器3取得由试样产生或反射出的二次带电粒子，同时能够利用检测元件500取得在试样中透射或散射而出的透射带电粒子。因此，能够使用下位控制部37等切换二次带电粒子束图像和透射带电粒子图像在计算机35的监视器上的显示。另外，也能够同时显示上述两种图像。

＜大气压的带电粒子束装置观察时的说明＞

接着，使用图18说明使本实施例适用于在大气压下能够进行观察的带电粒子束装置的结构。本实施例的带电粒子束装置构成为主要包括：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框体(以下有时也称为真空室)7；插入第一框体7中使用的第二框体(以下有时也称为附件)121；在第二框体内配置的试样载台5；以及对前述各部进行控制的控制系统。控制系统等的基本结构与图18相同而省略详细说明。

第二框体121的长方体形状的侧面中的至少一个侧面为开放面。本体部121的长方体形状的侧面中的设置隔膜保持部件155的面以外的面由第二框体121的壁构成。或者，在第二框体121本身上无壁而装入第一框体7的状态下也可以由第一框体7的侧壁构成。第二框体121经由上述的开口部插入第一框体7内部，具有以装入第一框体7的状态容纳观察对象即试样6的功能。第一框体7与第二框体121彼此介由真空密封部件126固定于上述侧面侧的外壁面。第二框体121也可以在第一框体7的侧面或内壁面或者带电粒子光学镜筒的任一个上固定。由此，第二框体121整体嵌合于第一框体7。上述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搬入/搬出用的开口制造最简便。即，如果按照原有开孔的大小来制造第二框体121，并在孔的周围安装真空密封部件126，则装置的改造为所需最小限度即可。并且，第二框体121还能够从第一框体7取下。

第二框体121的侧面是与大气空间以至少能够满足试样出入的大小的面连通的开放面，第二框体121内部容纳的试样6在观察时置于大气压状态、少许的负压状态或者所需的气体种类状态。并且，图18是与光轴平行方向的装置剖视图，因此虽然开放面仅图示了一面，但是只要利用图18的纸面进深方向和近前方向的第一框体的侧面进行了真空密封，则第二框体121的开放面不限于一面。在第二框体121装入第一框体7的状态下至少开放面为一面以上即可。利用第二框体的开放面能够将试样在第二框体(附件)的内部与外部之间搬入以及搬出。

在第二框体121的上表面侧设有带电粒子束能够透射或通过的隔膜10。该隔膜10能够从第二框体121装拆。在第一框体7上连接有真空泵4，能够对由第一框体7的内壁面、第二框体的外壁面以及隔膜10构成的封闭空间(以下作为第一空间)进行真空排气。由此，在本实施例中能够利用隔膜10使第一空间11保持高真空，而第二空间12也能够维持大气压或者与大气压大致同等压力的气体环境，因此能够在装置工作中使带电粒子光学镜筒2侧维持真空状态，并且将试样6和上述试样台维持于大气压或者规定压力的环境中。隔膜10被隔膜保持部件155保持，隔膜10的更换能够通过更换隔膜保持部件155实现。

在本实施例的带电粒子显微镜的情况下，能够以盖部件122覆盖第二框体121的至少形成一侧面的开放面。在盖部件122上具备试样载台等。

在本实施例的带电粒子显微镜中，具备向第二框体121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的下端放出的带电粒子束，通过维持高真空的第一空间并通过图18所示的隔膜10，进而侵入维持于大气压或少许的负压状态的第二空间。即第二空间是真空度比第一空间差(低真空度)的状态。在大气空间中带电粒子束因气体分子而发生散射，因此平均自由行程变短。即，如果隔膜10与试样6的距离大，则一次带电粒子束或者因一次带电粒子束的照射而产生的二次带电粒子、反射带电粒子或者透射带电粒子不会到达试样以及检测器3、检测元件500。另一方面，带电粒子束的散射概率与气体分子的质量数、密度成比例。因此，如以质量数比大气轻的气体分子对第二空间进行置换、或者多少地能够抽真空，则带电粒子束的散射概率会降低而带电粒子束能够到达试样。另外，不必对整个第二空间而至少能够对第二空间中的带电粒子束的通过路径、即隔膜与试样之间的空间的大气进行气体置换即可。关于置换气体的种类只要是氮气或水蒸气等比大气轻的气体即能够显现图像S/N的改善效果，而质量更轻的氦气或氢气则对图像S/N的改善效果更大。

基于以上理由，在本实施例的带电粒子显微镜中在盖部件122上设有供气管100的安装部(气体导入部)。供气管100通过连结部102与气瓶103连结，由此向第二空间12内导入置换气体。在供气管100的途中配置有气体控制用阀101，能够对流过管内的置换气体的流量进行控制。因此，从气体控制用阀101向下位控制部37延伸有信号线，装置用户能够利用在计算机35的监视器上显示的操作画面对置换气体的流量进行控制。并且，气体控制用阀101也可以通过手动操作开闭。

由于置换气体为轻元素气体，因此容易积存于第二空间12的上部而下侧不易置换。为此，在盖部件122上比供气管100的安装位置靠近下侧的位置设有使第二空间内外连通的开口。例如在图18中在压力调节阀104的安装位置设有开口。由此，大气气体被从气体导入部导入的轻元素气体挤压而从下侧的开口排出，因此能够用气体高效地对第二框体121内进行置换。另外，也可以将该开口兼用为后述的粗排气口。

并且，即使是氦气等轻元素气体，也存在电子束散射较大的情况。在这种情况下，可以使气瓶103为真空泵。并且通过少量地抽真空，能够使第二框体内部为极低真空状态(即接近大气压的压力环境)。例如，在第二框体121或盖部件122上设置真空排气口，对第二框体121内进行一次真空排气。其后可以导入置换气体。这种情况下的真空排气，只要能够使第二框体121内部残留的大气气体成分减为一定量以下即可，因此不必进行高真空排气而粗排气便已足够。

但是，在对生物体试样等含有水分的试样等进行观察时，一旦置于真空状态的试样会因水分蒸发而改变状态。因此，优选在完全蒸发前进行观察，或者如上所述从大气环境直接导入置换气体。上述开口在导入置换气体后被盖部件封闭，能够有效地将置换气体封入第二空间内。

这样在本实施例中能够将载置试样的空间控制于从大气压(约10⁵Pa)到约10³Pa的任意的真空度。在以往的所谓低真空扫描电子显微镜中，电子束柱与试样室连通，因此当试样室的真空度降低为接近大气压的压力时，电子束柱中的压力也会联动地发生变化，难以将试样室控制于大气压(约10⁵Pa)～10³Pa的压力。根据本实施例，利用薄膜将第二空间与第一空间隔离，因此能够自由地控制第二框体121和盖部件122所围成的第二空间中的环境压力和气体种类。因此，能够将试样室控制于以往难以控制的大气压(约10⁵Pa)～10³Pa的压力。另外，不仅能够在大气压(约10⁵Pa)下进行观察，而且能够连续地变化为其附近的压力来观察试样的状态。

如果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和大气放泄用排气口。即，只要将三通阀的一路安装于盖部件122、一路连接于粗排气用真空泵、在剩余一路上安装泄漏阀，就能够实现上述的兼用排气口。

也可以取代上述开口而设置压力调节阀104。压力调节阀104具有当第二框体121的内部压力达到1个大气压以上时则自动地开阀的功能。通过设置具有这种功能的压力调节阀，从而在导入轻元素气体时，当内部压力达到1个大气压以上时则自动地开阀将氮气、氧气等大气气体成分排出到装置外部，能够使轻元素气体充满装置内部。另外，如果需要在带电粒子显微镜上装设未图示的气瓶或真空泵103，则有时需要装置用户事后进行安装。

在本带电粒子束装置的试样载台5上能够搭载具备检测元件500的试样台。在试样载台上载置有上述试样台的状态下，检测元件500成为相对于试样而载置于隔膜的相反侧的状态。试样载台近旁的光检测器503等的配置结构等与图17是同样的。在本结构的情况下，能够取得使因抽真空等引起的水分蒸发等的形状变化最大限度地减小的透射带电粒子束信号。并且，由于不必使试样空间抽为高真空，因此能够以非常高的通量取得试样台600上试样的透射带电粒子束显微镜图像。

＜光学显微镜观察时的说明＞

图19示出了利用光学显微镜进行观察的情况。首先，对光学显微镜250进行说明。光学显微镜250具备物镜252等光学透镜。经由光学透镜的显微镜信息被投影于目镜207。或者，也可以由CCD摄像机等变换为数字信号在未图示的监视器上显示。本实施例中的试样台600配置在试样载台258上，该试样载台258具备能够相对于光学显微镜的光轴251在图中横向或纸面方向上移动的XY驱动机构、能够变更与物镜252的距离的Z轴驱动机构等的驱动机构204。在试样载台258上的光学显微镜的光轴251部周边有开口部259，在该开口部上配置本实施例的试样台600。在光学显微镜250中具备光源，其能够发出白色光、紫外光、波长受到控制的光或激光等的光束。光源是用于从图中试样台600的上侧照射光的光源255、或者用于从试样台600的下侧照射光的光源256等。另外，光源也可以是配置光学显微镜250的房间的光源或太阳光等。并且，光源通过未图示的通信线或电线等来供给/控制光的光量和点灯灭灯用的电源。虽然图中在上述说明的2处配置光源，但是最低1个即可。虽然上面以2个光源位置为例，但是也可以在上述以外的位置上配置。为了对试样台上的试样6的观察倍率或焦点位置进行变更，光学显微镜250具有光学透镜驱动机构253。利用光学透镜驱动机构253使物镜252在光学显微镜的光轴251方向上移动，从而能够在试样台600上的试样6聚焦。并且，虽然没有图示，但是也可以不是使物镜252而是使光学显微镜250内部的光学透镜在光轴251方向上移动来改变焦点。

光源256发出的光经由光学显微镜250内部的反射镜等从物镜252或其周边部放出而到达试样台600。到达试样台600的光子束通过基座501和检测元件500到达试样。从试样反射而出的反射光再次通过检测元件500和基座501到达物镜252。由此，向物镜252照射的光信号在光学显微镜250内部成像，能够利用目镜207对试样进行光学显微镜观察。并且，在光源位置是光源255的情况下，从光源255放出的光束首先向试样照射。从试样透射而出的光束通过检测元件500和基座501，能够经由物镜等形成光学显微镜像。

并且，虽然在本图中说明的光学显微镜是光学透镜等配置于试样下侧的倒立型光学显微镜，但是也可以是光学系统配置于试样上的正立型光学显微镜。这种情况下光源位置也是任意的。

以上，对利用光学显微镜观察本实施例中的试样台600上的试样6的方法和装置进行了说明。如上所述，当检测元件500和基座501对光源发出的光透明时，则能够进行这样使光透过试样和试样台的光学显微镜观察，并且能够利用如图17、图18所示的带电粒子束显微镜装置取得真空中或大气中的带电粒子显微镜图像。

实施例2

在实施例1中对检测元件500发出的光通过检测元件500和试样台600而在检测元件500或试样台600的下侧检出该光的结构进行了说明。在本实施例中将对在检测元件500或试样台600的上侧或横向侧检出检测元件500发出的光的试样台和装置结构等进行说明。另外，检测元件500的材料或形状、设置容易在检测元件上粘接试样的层、用于消除带电粒子束引起的带电的导电膜层等与实施例1相同，因此对于在本实施例中没有特别言及的部分省略详细说明。

首先，使用图20对光的发生和发光的检测原理进行说明。试样6与检测元件500上的试样粘接层812粘接或接触。对于该试样粘接层，因为与实施例1相同而省略详细说明。通过试样粘接层812的带电粒子束侵入检测元件500而产生发光814。在试样6中透射或散射而出的带电粒子束到达检测元件500时则会发出紫外光、可见光或红外光等。发光波长可以是检测器能够检出的波长范围内的任意波长。对于该发光区域的厚度B，也因为与实施例1相同而省略详细说明。如果考虑与实施例1同样地试样内存在密度高的部位508和密度低的部位509的情况，则在向试样内密度低的部位509照射一次带电粒子束511时，带电粒子束能够透射到检测元件500。从密度低的试样下的发光区域813产生的光814既向图中下侧放出也向图中上侧放出。即，在扫描带电粒子束时即使在试样上侧取得扫描部位的光信号，该取得的光信号也是表示试样6内部的透射信息或透射图像的信号。并且，根据该原理，检测元件500中无助于发光区域的区域C不必一定透明。并且，同样地试样台600也不必一定透明。例如，试样台600等可以是铝等的金属部件。假设在如实施例1所述那样想要利用光透射型的光学显微镜进行观察时，则在使检测元件500与试样台600分离之后仅使用检测元件500即可。此时，检测元件500需要对上述采用的光透射型的光学显微镜的光尽量透明。

并且，由于从发光区域813产生的光也向在图中下方放出，因此为了提高光检出率，也可以在光试样台600与检测元件500之间设置反光部815，将光反射而产生反射光816。反光部815构成为：设有用于向检测元件500的下表面反射光的反光膜，或者使试样台600为容易反射光的经过研磨的金属，或者在试样台600与检测元件500之间配置用于反射光的金属膜等。此时，优选区域B的透明程度能够尽量使发光无损失地进行传导。也可以取代设置反光部815，而在光检测器800之外，在检测元件500的下侧也设置检测器，利用这些检测器同时对光进行检测并合成其检测信号。

在直接检测带电粒子束的方式中，用于检测透射的带电粒子束的检测器的位置至少限定于比试样靠下方，但是通过这样将透射带电粒子束变换为光进行检测，从而检测器的设置位置的自由度显著增加，即使是试样横向或比试样靠上方的检测器发出的信号也能够形成透射带电粒子束图像。原因是：如上所述由透射带电粒子束产生的光在发光部件内部全方位地生成，因此即使相对于试样在任意方位设置检测器都能够对该光进行检测。并且，具体而言，试样的“横向”是载置试样的水平面与检测器的检测面相交的位置，试样的“上方”是检测器的检测面相对于载置试样的水平面位于上方(带电粒子源侧)的位置。

接着，在图21中示出本实施例的装置结构例。在图21中与图17同样地构成为包括：带电粒子光学镜筒2、框体7、真空泵4、试样载台5以及控制系统等。该各要素的动作、功能或对各要素附加的附加要素，与实施例1大致相同而省略详细说明。在本实施例的情况下也与实施例1同样地，用于将在试样中透射或散射而出的带电粒子束检测为光信号的检测元件500配置于试样下方。检测元件500是在照射带电粒子束时能够发出紫外光、可见光或红外光等的发光部件。由检测元件500发出的光信号被框体7内具备的检测器3、或者光检测器800检出，该光检测器800能够检测经由向光检测器800传导光的导光路801的光。虽然在本图中示出了检测器3和光检测器800这两个检测器，但是也可以仅有任意一方或者同时具备两者。并且，也可以在除此以外的部位配置有检测带电粒子束或光的检测器，利用该检测器检测来自发光部件的光。例如，可以取代上述检测器而使用配置在带电粒子光学镜筒内的检测器，或者一并使用上述检测器和带电粒子光学镜筒内的检测器。利用该检测器3或光检测器800能够取得试样的内部透射信号。另外，虽然没有未图示，为了避免在移动试样载台时发光部件500从试样台或载台上落下，也可以在发光部件500与试样台或载台之间利用双面胶带等进行固定。如果想要避免发光部件接触双面胶带而产生的沾污，则也可以如上所述具备对发光部件500的侧面或上表面等进行压紧的零件。

以下，对检测器3进行详细说明。检测器3是能够检测由检测元件500生成的光信号的检测器，例如是由硅等半导体材料制成的半导体检测器。在半导体检测器中当光信号入射时则产生电子空穴对，因此光信号变换为电信号。该电信号通过信号放大电路53等进行信号放大，经由下位控制部37或上位控制部36作为图像信息显示于计算机35的画面，并存储于存储器或硬盘等存储部。在半导体检测器的情况下，可以由硅等构成并使厚度非常薄地进行制作。因此，如果使用半导体检测器，则能够在带电粒子光学镜筒与试样之间非常窄的位置上配置。例如，通常的带电粒子束装置是带电粒子光学镜筒与试样的距离越窄则图像分辨率越高，因此在需要使带电粒子光学镜筒与试样的距离较窄等情况下，优选使用较薄的半导体检测器3进行光检测。

接着，对光检测器800进行说明。光检测器800是能够将光信号变换为电信号以及进行放大的光电倍增管(photomultiplier)等。由检测元件500产生的光经由能够使该发光的波长区域通过的导光路801到达位于框体7外部的光倍增管等光检测器800。能够使发光的波长区域通过的导光路801的材料，例如是石英、玻璃、光纤、塑料等对光透明或半透明的材料。为了使光容易到达光电倍增管等光检测器800，也可以在导光路801周边配置反光材料等。到达光倍增管的光经过放大变换为电信号。该电信号利用信号放大电路802等进行信号放大，经由下位控制部37或上位控制部36作为图像信息显示于计算机35的画面，并在存储器或硬盘等存储部中存储。

图22示出导光路801的另一结构。在图22(a)中，用于传导光的导光路801为了有效地聚光而配置在带电粒子光学镜筒与试样之间。更具体而言，在带电粒子光学镜筒的正下方、例如物镜下部设置。图示的导光路801是为了使一次带电粒子束能够通过而在中心具备孔803的环型导光路。为了避免光进入导光路801后向外泄漏，在光电倍增管等光检测器800侧具备用于导光的反光材料804(图中单点划线)。在本结构的情况下，能够以开阔的角度对从检测元件500放出的光进行聚光，从而能够更加有效地对光进行检测。在图22(b)中检测元件的正侧方设有用于传导光的导光路801。导光路801可以采用光纤等具有柔软性的部件。在该例中由于能够使导光路801接近试样而能够非常有效地聚光。并且，如上所述在普通带电粒子束装置中带电粒子光学镜筒与试样的距离越狭则图像分辨率越高，因此在需要使带电粒子光学镜筒与试样的距离窄等情况下，优选采用图22(b)的结构。

导光路801也可以在上述位置以外的位置上配置，例如可以在试样载台5的下侧或横向侧、或者带电粒子光学镜筒的内部等处配置。如果使用导光路801，则光电放大器等光检测器800既可以处于框体7内部也可以处于外部，检测器配置的自由度提高。并且，如果能够将光电倍增管等光检测器800在比较靠近试样的位置上配置，则不需要设置导光路801。光放大器以及导光路的位置或变形例，只要能够满足实施例的功能目的，即属于本实施例的带电粒子束显微镜的范畴。

如果不是在发光部件即检测元件500上而是将试样6搭载于现有技术的不发光的试样台，则能够利用检测器3取得从试样6反射而出的反射带电粒子束。即，在同一装置中若使进行试样搭载的台为发光部件则能够取得试样透射图像，而若使进行试样搭载的台为非发光部件时则成为通常的带电粒子束装置。因此，如果使用本实施例的试样台，则不必进行大幅的装置改装作业或不使用透射带电粒子观察专用装置，即可利用现有的扫描电子显微镜等装置简便地取得透射带电粒子图像。

并且，在按照图21的装置结构使用本实施例的试样台的情况下，能够利用检测器3同时检测如上所述从试样反射而出的带电粒子束和试样台的发光部件发出的光。因此，在希望利用检测元件3仅对反射带电粒子进行检测时，为了避免检测元件3检测试样台的发光部件发出的光，也可以在检测元件3的表面设置用于反射或吸收光的光吸收体。或者，在检测元件3是半导体检测元件的情况下，也可以研究通过对耗尽层位置进行控制等来降低对光的检测灵敏度的技术。

并且，虽然在图21中对框体7内部的空间非常大的装置结构进行了说明，但是也可以如图23所示以从框体7侧面的较小区域导入试样和试样台的侧入方式的装置结构来实施。并且，用于控制各光学透镜的控制系统、用于检出检测信号的检测系统、用于对框体7或带电粒子光学镜筒2内部进行排气的真空泵等因总所周知而省略。来自试样6下方的检测元件500的发光能够利用框体7内部等处配置的光检测器进行检测。用于检测来自检测元件500的发光的光检测器可以在框体7的内部或外部、试样台7或试样载台5、或者是图中光学镜筒2的某处配置，光放大器及导光路的位置或变形例，只要满足本实施例的功能目的，即属于本实施例的带电粒子束显微镜的范畴。

并且，通过使图17、图21或图23等的装置结构具备能够使试样在试样载台5上倾斜的机构，从而能够使试样倾斜地从多种角度对试样内部进行观察。可以使试样倾斜连续地或按照角度间歇地变化来对图像进行连续拍摄或连续观察，并将利用计算机等控制部对这些图像进行运算所得的内部构造信息作为层析X射线照相保存或显示。也可以将内部构造信息保存于硬盘等存储部。只要具有本功能则能够从多种角度对试样内部的细微构造进行观察，从而能够把握试样内部的三维构造。或者，通过在带电粒子束光学镜筒2上设置光学透镜，也能够实现层析X射线照相观察，该光学透镜能够对来自带电粒子束光学镜筒的带电粒子束向试样照射的角度进行变更。此时，由于不必在试样载台5上设置试样倾斜功能而使装置结构变得简单。另外，也可以利用上述保存或表示的图像进行立体观察而实现体视观察。在进行体视观察时既可以使用改变角度拍摄的2张图像，也可以利用使改变颜色的图像重叠的图像，或者在能够进行三维观察的监视器等显示部上进行三维显示。

实施例3

＜基本装置结构的说明＞

在实施例1中对独立配置的光学显微镜和带电粒子束显微镜使用相同的试样台600的情形进行了说明。以下将对光学显微镜和带电粒子束显微镜一体化的复合显微镜装置结构进行说明。并且，虽然光检测元件503处于试样台正下方，但是如上所述只要是能够检出光的位置即可。

首先，使用图24对本结构的概要进行说明。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基本相同而省略详细说明。

本结构中，在带电粒子束显微镜装置的框体7内部配置有光学显微镜250。光学显微镜250利用通过上述试样台的透明部件的、特定的或全波长区域的可见光、紫外光或红外光来生成光学显微镜图像。示出了光学显微镜250配置在支撑试样载台5的支撑板107上而从试样台600的下侧进行观察的结构。为了使带电粒子束显微镜与光学显微镜的观察位置匹配，需要分别使带电粒子光学镜筒2的光轴200与光学显微镜250的光轴251匹配。因此，具备能够变更光学显微镜250的位置的光轴调节机构260。这里示出了光轴调节机构260设于盖部件122的状态。在盖部件122上具备光轴调节机构260的操作部。通过使光轴调节机构260旋转等，能够使光学显微镜250在导轨或轨道等的基台263上或者横向上滑动而改变位置。虽然图中仅示出了一个光轴调节机构260，但是由于在图中纸面垂直方向上也需要移动，因此也可以具有多个光轴调节机构260。

并且虽然没有图示，但是作为另一方式也可以仅在第二框体内部设置光轴调节机构260。此时，在拉出盖部件122的状态下可改变光学显微镜250的位置。利用该结构能够使各光轴匹配，从而能够利用带电粒子光学镜筒2对试样6进行观察，并且能够在光学显微镜250中利用光学显微镜图像对该同一部位进行观察。并且，如图所示试样载台5与光学显微镜250独立配置，因此即使移动试样载台5，光学显微镜250的位置也不会改变。

在本结构中，经由光学显微镜的光学透镜的显微镜信息被传递给配置在框体7内部的CCD摄像机254。CCD摄像机254作为信号形成部发挥作用，将光学信息变换为电子信息等数字信号。由CCD摄像机254变换为电子信息的图像信息利用通信线209、通信线45向控制部等传递并显示在监视器上。当然，也可以采用CCD摄像机以外的摄像装置。在与通信线209、通信线45之间配置有配线连接部208，能够使框体7与装置外部的环境分离并传递信号。图像拍摄部可以如图19所示利用目镜207直接进行观察。

并且，光学显微镜的光源可以如图19所示设于光学显微镜250，也可以在带电粒子光学镜筒2侧配置。

在本结构的带电粒子束显微镜中，既能够利用检测器3取得反射带电粒子显微镜图像，也能够利用检测元件500取得透射带电粒子束显微镜图像。本实施例中的试样台600设于试样载台上这一点与图17相同。

图25(a)示出了试样台600周边部的第一结构。在本结构的情况下，光检测器503配置有在中心空出开口部607的光检测器503。由此，能够将光学显微镜的物镜252配置在与试样台600接近的位置上。经由开口部对试样台600上的试样6的至少一部分进行观察，从而能够从图中下侧进行光学显微镜观察。另外，透过试样6的带电粒子束向检测元件500照射而产生的光，能够在开口部607周边的光检测器503中被变换为电信号或进行放大。

在图25(b)中示出第二结构。在该情况下，在试样台600横向侧具有光检测器503，从光检测器503横向侧检出在试样台600内部传导的光。在该情况下，如图25(a)所示在光学显微镜与试样台600之间没有光检测器，因此能够简便地取得开阔视野的光学显微镜图像。并且虽然没有图示，但是为了从试样横向侧高效地聚光，也可以在试样台600内部进行反光处理。例如，可以对试样台600的上表面、下表面、侧面等实施反射材料的安装或设定表面粗糙度等反光加工等处理等。例如，对图25(b)中的单点划线所示部位进行反光加工处理608。但是，也需要有利用光学显微镜进行观察的部位等不进行反光加工处理的观察部位609。

通过采用这种结构，能够在同一装置内部取得带电粒子束装置的带电粒子透射信号和光学显微镜的光透射信号。进而，能够取得试样6的同一部位的带电粒子束显微镜像和光学显微镜像。通过采用本结构，能够省去如图1所示那样在光学显微镜250和带电粒子显微镜装置601中交替放入试样台600的麻烦，一次即可进行使用光学显微镜250和带电粒子显微镜装置601的观察。

另外，本实施例的带电粒子束装置中也具备检测器3，因此能够利用检测器3取得从试样发生或反射而出的二次带电粒子，利用检测元件500的发光取得在试样中透射或散射而出的透射带电粒子，利用光学显微镜取得光学显微镜图像。由于能够同时取得这些图像，因此能够通过下位控制部37等对二次带电粒子图像、透射带电粒子图像和光学显微镜图像在计算机35的监视器上的显示进行切换。并且，也能够同时显示上述三种图像。并且虽然没有图示，但是也可以在框体7上配置导光路801或光电放大器等光检测器800等。

在图24的情况下，不必移动试样载台5即能够利用光学显微镜和带电粒子显微镜对试样6进行观察，但是在试样载台附近具有非常复杂的构造。为此，也可以如图26所示采用光学显微镜250与带电粒子光学镜筒2并列的结构。在框体7上具备带电粒子光学镜筒2和光学显微镜250。试样载台5或真空泵、检测器、或者用于显示图像的显示部、用于控制光学透镜等的控制系统等为众所周知而省略图示。用于取得光学显微镜图像的光源256既可以处于试样台600上侧也可以处于下侧。但是，在光源256位于试样台下侧时，需要试样台600对从光源256发出的光透明。如果光源256处于上侧，则试样台600也可以不透明。在本结构的情况下，以同一装置检测来自检测元件500的发光，从而能够取得试样6的透射带电粒子图像，并能够利用光学显微镜250取得试样6的光学信息。由于带电粒子光学镜筒2与光学显微镜250的位置关系始终恒定，因此只要使试样载台5的控制部或上位控制部把握该位置关系，即能够简单地进行透射带电粒子图像和光学显微镜图像的切换。

实施例4

还能够使在大气压下进行观察的大气压带电粒子束显微镜装置和光学显微镜装置复合化而使用本实施例中的试样台。图27示出本结构。这些装置基本上是组合图18和图24而成的装置结构，因此省略与上述实施例1至3重复的说明。

本结构的特征是上述试样台在大气压下配置于能够在大气压下进行观察的带电粒子光学显微镜装置和光学显微镜250之间。在想要取得含有较多液体的试样的相同部位的透射带电粒子显微镜图像和光学显微镜图像时优选本实施例的装置结构。

本实施例中的装置不必使试样空间为高真空而能够以非常高的通量进行试样的搬入搬出。并且，由于能够如上所述使第二框体7内部成为所需的气体种类、压力，因此能够在所需的气体下利用透射带电粒子显微镜和光学显微镜进行观察。

实施例5

在本实施例中对异于上述实施例的、无第二框体121时的例子进行说明。隔膜10周边部、试样载台5以及光学显微镜250周边的结构与上述实施例1至4相同，因此以下主要对不同点进行说明。

图28示出本实施例的带电粒子显微镜的整体结构。在本结构中，带电粒子光学镜筒2装入框体271，并利用真空密封部件123进行真空密封。框体271被柱269支撑。柱269被基座270支撑。虽然图中仅示出了一个柱269，但是为了支撑框体而优选实际上具有多个。采用该结构，试样6的环境状态与装置外部相同，因此能够使试样状态为完全暴露于大气的状态。

来自气瓶103的供气利用朝向试样6近旁方向的气嘴272实现。气嘴272例如通过支架273与框体271连接。气瓶103与气嘴272通过连结部102连接。虽然上述结构仅为一例，但是能够利用本结构向试样6近旁喷射所需的气体。气体种类是能够减轻电子束散射而比大气轻的气体即氮气、水蒸汽、氦气或氢气等。用户可自由地更换气体。另外，为了在隔膜10与试样6之间抽真空，也可以将气瓶103替换为真空泵。

光学显微镜250在框体271的正下方、即与带电粒子光学镜筒的光轴同轴地配置。由此能够向试样载台5上配置的试样台600上的试样6照射通过隔膜10的带电粒子束而取得带电粒子束显微镜图像，并且能够取得光学显微镜250的光学显微镜图像。光轴调节机构260、用于在光学显微镜250的光轴251方向上驱动光学显微镜的内部透镜的光学透镜驱动机构253等的结构如上述实施例所述。

采用本实施例的结构，能够在隔膜10、试样6和光学显微镜250不接触的状态下，利用带电粒子束显微镜和光学显微镜对同一部位进行观察。

在本结构的情况下，由于对试样配置空间没有限制，因此适用于试样台600的尺寸非常大的情况。

实施例6

下面示出使能够在大气压下进行观察的大气压带电粒子束显微镜装置和光学显微镜装置复合化的例子。在本实施例中，对上述实施例的带电粒子光学镜筒2相对于隔膜10处于下侧的结构进行说明。

图29示出了本实施例的带电粒子显微镜的结构图。图示省略了真空泵或控制系统等。并且，真空室即框体7或带电粒子光学镜筒2相对于装置设置面利用柱或支架等进行支撑。各要素的动作、功能或对各要素附加的附加要素，与上述实施例基本相同而省略详细说明。

为了使搭载于试样台600的试样6与隔膜10不接触，在隔膜保持部件或框体上具备试样载台5。即，在图中试样6的下侧部分上照射带电粒子束。通过用于对试样载台5进行操作的操作部204，能够使试样的图中下侧面与隔膜10部接近或接触。

并且，光学显微镜602在带电粒子光学镜筒2和试样台600的上侧配置，且与带电粒子光学镜筒的光轴同轴地配置。由此，能够在配置于试样载台5的试样6上照射通过隔膜10的带电粒子束而取得带电粒子束显微镜像，并且能够从图中上部取得光学显微镜602的光学显微镜像。

实施例7

图30对从实施例5中的装置取下了光学显微镜的结构进行图示。在本结构的情况下，由于没有光学显微镜而无需光检测器503中心的开口部607。在想要利用独立配置的光学显微镜进行观察时，可以将试样台501从试样载台5上取下，并在光学显微镜上配置。在本结构的情况下，在装置外部空间中检测光，因此利用光检测器503可检出室内灯光等来自外部的光。因此，可以利用未图示的罩盖等遮挡来自装置外部的光。并且，虽然在本图中光检测器503位于图中试样台501下方，但是光检测器503也可以在真空空间11内。在本结构的情况下，由于没有光学显微镜而装置成本较低。

实施例8

图31对从实施例6中的装置取下了光学显微镜的结构进行图示。在本结构中由于没有光学显微镜而无需光检测器503中心的开口部607。图31(a)示出了图中试样6与检测元件500紧贴的图。在本结构的情况下，利用驱动机构204使试样载台5移动，从而能够使试样6与隔膜10的相对位置移动。并且，试样6与隔膜10可以接触也可以不接触。在试样6与隔膜10接触的情况下，可以仅使发光部件500覆盖在试样6之上。图31(b)示出试样6配置于隔膜10而检测元件500和光检测器503等设于支架的状态。虽然没有图示，但是检测元件500和光检测器503可以具有能够在图中上下方向或左右方向上移动的驱动机构。利用与隔膜保持部件155、隔膜10及隔膜10上搭载的试样6连接的驱动机构204，能够变更试样6与光轴200的相对位置。试样6与发光部件500之间被调节为所需距离并介由大气气体或从外部导入的所需气体等的所需部件而配置有试样6和发光部件500。由此，从隔膜10上搭载的试样6透射而出的带电粒子束通过所需的距离并介由所需材料的气体部件向发光部件500照射，因此能够进行隔膜10上搭载的试样6的透射带电粒子显微镜观察。并且虽然没有图示，但是试样6与发光部件500也可以紧贴。并且，在本结构的情况下是在装置外部空间中检测光，因此室内光等的光也会被光检测器503检出。因此，也可以用未图示的罩盖等遮挡来自装置外部的光。并且，虽然在本图中光检测器503处于图中试样台501上方，但是光检测器503也可以处于真空空间11内。在本结构的情况下，与实施例6相比没有光学显微镜而装置成本较低。

并且，本发明不限于上述实施例而包含多种变形例。例如，为了容易理解本发明而对上述实施例进行了详细说明，但不一定需要具备说明的全部结构。并且，也可以将某个实施例的部分结构置换为其它实施例的结构，并且可以对某个实施例的结构添加其它实施例的结构。并且，可以对各实施例的部分结构进行其它结构的追加/删除/置换。并且，上述的各结构、功能、处理部、处理手段等可以通过将其一部或全部用例如集成电路进行设计等而利用硬件实现。并且，上述的各结构、功能等能够通过处理器对实现各功能的程序进行解释、执行而以软件实现。

实现各功能的程序、表格、文件等信息可以存储于存储器、硬盘、SSD(固态硬盘：Solid State Drive)等存储装置、或者IC卡、SD卡、光盘等存储介质。

并且，控制线或信息线考虑到说明需要进行了图示，而在产品上则不限于全部的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎全部结构相互连接。

符号说明

1：光学透镜；2：带电粒子光学镜筒；3：检测器；4：真空泵；5：试样载台；6：试样；7：框体；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；17：载台支撑台；18：支柱；19：盖部件用支撑部件；20：底板；35：计算机；36：上位控制部；37：下位控制部；43、44、45：通信线；53：信号放大电路；

100：供气管；101：气体控制用阀；102：连结部；103：气瓶或真空泵；104：压力调节阀；107：支撑板；108：操作钮；109：操作钮；121：第二框体；122：盖部件；123、124、125、126：真空密封部件；154：信号放大器；155：保持部件；

200：带电粒子束的光轴；204：驱动机构；207：目镜；208：电连接部；209：配线；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摄像机；255、256：光源；258：试样载台；259：开口部；260：光学显微镜位置调节机构；263：基台、轨道或导轨；269：柱；270：基座；271：框体；272：嘴部；273：支架；274：支架；

500：检测元件；501：基座；502：薄膜；503：光检测器；504：侧壁；505：前置放大器基板；506：突起；507：配线；508：密度高的部分；509：密度低的部分；510：一次带电粒子束；511：一次带电粒子束；

600：试样台；601：带电粒子束显微镜；602：光学显微镜；607：开口部；608：反光部；609：观察部位；700：容器；701：培养基；

800：光检测器；801：导光路；802：信号放大电路；803：孔；804：反光材料；805：基座；806：培养液；807：培养细胞；808：培养容器；809：反光材料；810：反光材料；811：导光路径；812：试样粘接层；813：发光区域；814：发光；815：反光部；816：反射光；817：支架。

Claims (21)

1.一种带电粒子束装置，其特征在于，具有：

带电粒子光学镜筒，其向试样照射一次带电粒子束；

试样载台，其能够装拆地配置利用在上述试样内部透射或散射而出的带电粒子发光的发光部件或具有该发光部件的试样台；以及

检测器，其检测上述发光部件的发光，

上述发光部件的发光向上述试样台的外部射出，

上述检测器将来自上述发光部件的光信号变换为电信号，并经由配线将电信号向外部输出，

上述发光部件上不需要从外部连接的配线，从而上述试样台能够以载置试样的状态与试样一起从带电粒子束装置取下。

2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

具备控制部，其利用来自上述检测器的信号生成上述试样的透射带电粒子图像。

3.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

具有容纳上述试样的框体，

上述检测器设于上述带电粒子光学镜筒或上述框体中的任一方，或者设于上述带电粒子光学镜筒和上述框体双方。

4.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述检测器是光电倍增管。

5.根据权利要求4所述的带电粒子束装置，其特征在于，

在上述发光部件与上述检测器之间具有传导上述发光部件的发光的导光路。

6.根据权利要求4所述的带电粒子束装置，其特征在于，

传导上述发光部件的发光的导光路设于上述带电粒子光学镜筒与上述试样之间，

上述导光路具有能够使上述一次带电粒子束通过的孔。

7.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

上述检测器是设于上述带电粒子光学镜筒与上述试样之间的半导体检测器。

8.一种试样观察方法，其通过照射带电粒子束来观察试样，

上述试样观察方法的特征在于，具有：

对上述试样照射上述带电粒子束的步骤，上述试样直接或介由规定的部件配置在形成试样台的至少一部分而利用在上述试样的内部透射或散射而出的带电粒子发光的发光部件上，上述发光部件上不需要从外部连接的配线；

通过检测器检测向上述试样台的外部射出的上述发光部件的发光，将来自上述发光部件的光信号变换为电信号，并经由配线将电信号向外部输出，而取得带电粒子束显微镜图像的步骤，以及

能够以载置试样的状态与试样一起从带电粒子束装置取下上述试样台的步骤。

9.根据权利要求8所述的试样观察方法，其特征在于，

上述试样是生物体试样，上述试样观察方法至少具有：

将固体、液体或气体的含有营养材料的培养基与上述试样一起配置于上述发光部件的步骤；以及

在上述发光部件上培养或繁殖上述试样的步骤，从而

还具有在上述发光部件上直接或介由规定的部件配置上述试样的步骤。

10.根据权利要求8所述的试样观察方法，其特征在于，至少具有：

将上述试样配置于液体中的步骤；以及

使上述液体附着到上述发光部件上的步骤，从而

还具有在上述发光部件上直接或介由规定的部件配置上述试样的步骤。

11.根据权利要求8所述的试样观察方法，其特征在于，至少具有：

使上述试样切片化的步骤；以及

将上述切片化的试样搭载到上述发光部件上的步骤，从而

还具有在上述发光部件上直接或介由规定的部件配置上述试样的步骤。

12.一种试样台，其搭载通过照射带电粒子束而进行观察的试样，上述试样台的特征在于，

具有形成该试样台的至少一部分而利用在上述试样的内部透射或散射而出的带电粒子发光的发光部件，

上述发光部件的发光向该试样台的外部射出，

通过检测器将来自上述发光部件的光信号变换为电信号，并经由配线将电信号向外部输出，

上述发光部件上不需要从外部连接的配线，从而上述试样台能够以载置试样的状态与试样一起从带电粒子束装置取下。

13.根据权利要求12所述的试样台，其特征在于，

在上述发光部件上直接或介由规定的部件配置上述试样。

14.根据权利要求12所述的试样台，其特征在于，

来自上述发光部件的发光是可见光、紫外光、红外光中的特定的或任一种波长区域。

15.根据权利要求12所述的试样台，其特征在于，

具有反射由上述发光部件产生的光的反射材料。

16.根据权利要求12所述的试样台，其特征在于，

该试样台至少具有呈凹状的部分，在上述凹状的凹部配置上述试样。

17.根据权利要求12所述的试样台，其特征在于，

在载置上述试样的表面上具有防止上述试样台带电的防带电部件。

18.根据权利要求12所述的试样台，其特征在于，

在载置上述试样的表面上覆涂有使该试样台与上述试样的密接性提高的材料。

19.根据权利要求18所述的试样台，其特征在于，

提高该试样台与上述试样的密接性的材料是正带电状态的分子。

20.一种观察系统，其特征在于，具有：

向试样照射一次带电粒子束的带电粒子光学镜筒；

利用在上述试样内部透射或散射而出的带电粒子发光的发光部件或具有该发光部件的试样台；

能够装拆地配置上述试样台的试样载台；以及

检测上述发光部件的发光的检测器，

上述发光部件的发光向上述试样台的外部射出，

上述检测器将来自上述发光部件的光信号变换为电信号，并经由配线将电信号向外部输出，

上述发光部件上不需要从外部连接的配线，从而上述试样台能够以载置试样的状态与试样一起从带电粒子束装置取下。

21.一种发光部件，其特征在于，

其是供通过照射带电粒子束而进行观察的试样搭载的试样台所使用的发光部件，具有将照射带电粒子束的试样直接或介由规定的部件配置的部分，

利用在上述试样的内部透射或散射而出的带电粒子发光，

上述发光向上述试样台的外部射出，

通过检测器将来自上述发光部件的光信号变换为电信号，并经由配线将电信号向外部输出，

上述发光部件上不需要从外部连接的配线，从而上述试样台能够以载置试样的状态与试样一起从带电粒子束装置取下。