CN105940478B - 扫描电子显微镜及图像生成方法 - Google Patents

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Abstract

在能在大气压下进行观察的带电粒子线装置中，使用使带电粒子线透过的隔膜，对配置试样的大气压空间和带电粒子光学系统侧的真空空间进行隔离。该隔膜非常薄，因此破损的情况多。因此，产生隔膜的更换频率增加，由更换作业带来的便利性下降、运转费用增加之类的问题。为了解决该课题，参照图1，扫描电子显微镜的特征在于，具备：电子光学镜筒(2)，其将一次电子线照射至试样(6)上；箱体(7)，其与电子光学镜筒内部直接连结，至少在一次电子线的照射中，使内部与上述电子光学镜筒内部相比为低真空的状态；以及隔膜(10)，其对载置试样(6)的大气压环境的空间和低真空状态的箱体的内部进行隔离，并且供上述一次电子线透过。

Description

扫描电子显微镜及图像生成方法
技术领域
本发明涉及能在大气或大气压的预定的气体环境下观察的带电粒子线装置。
背景技术
为了观察物体的微小的区域，使用扫描型电子显微镜(SEM)、透过型电子显微镜(TEM)等。一般地，在这些装置中对用于配置试样的箱体进行真空排气，使试样环境为真空状态而对试样进行摄像。电子线由于大气等气体分子散乱，因此，电子线的通过路径优选为真空。但是，生物化学试样、液体试样等由于真空而受到损伤，或状态变化。另一方面，想要利用电子显微镜观察这种试样的需求大，近年来，开发了能在大气压下对观察对象试样进行观察的SEM装置。
在专利文献1中记载了能在大气压下观察的SEM装置。该装置原理上在电子光学系统与试样之间设置电子线能透过的隔膜而对真空状态与大气状态进行分隔，在使试样与隔膜接近而非接触的状态下观察这一点与环境盒等观察方法不同。在本方式中，通过利用隔膜将电子线将要到达隔膜之前的路径维持为高真空状态，能防止电子线的散乱，并且通过将产生电子线的散乱的区域限定为试样距隔膜之间非常短的距离而能观察。
另外，在非专利文献1中记载了在低真空环境中照射电子线并加工金刚石的方法。另外，也提及了除去金刚石基板上的杂质的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-221766号公报
非专利文献：Jun-ichi NIITSUMA et.al.，“Nanoprocessing of Diamond Usinga Variable Pressure Scanning Electron Microscope”，Japanese Journal of AppliedPhysics，2006，vol.45，No.2，p.L71-L73
发明内容
发明所要解决的课题
在大气压下能观察的带电粒子线装置中，使用使带电粒子线透过的隔膜，对配置试样的大气压空间与带电粒子光学系统侧的真空空间进行隔离。根据使带电粒子线透过的主要要求，隔膜的厚度设定得非常薄，普遍由于试样的接触等而破损。
另外，根据本发明人的实验，在即使试样不与隔膜接触，进行利用带电粒子线的观察的情况下，在向隔膜照射带电粒子线时或持续照射时，确认存在隔膜破损的现象。根据该现象，在由于试样的接触等引起的破损时以外，也需要以某频率更换隔膜。由此，产生隔膜的更换频率增加，产生隔膜的更换频率增加，由更换作业产生的便利性的下降、运转费用增加之类的问题。
本发明人关于由带电粒子线照射产生的隔膜的破损，发现由于带电粒子线照射而在隔膜上产生的污染物成为原因。即，当污染物附着在隔膜上时，发现由于在污染物附着部边界的应力集中或隔膜与污染物部分的热膨胀系数的差引起的热应力等，隔膜被破坏的可能性高。
本发明的目的在于提供通过减少在隔膜上产生的污染物，减少隔膜的破损频率，抑制运转费用且便利性更好的带电粒子线装置。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明的扫描电子显微镜具备将一次电子线照射在试样上的电子光学镜筒、与电子光学镜筒内部直接连结且至少在一次电子线的照射中内部与上述电子光学镜筒内部相比为低真空的状态的箱体；对载置试样的大气压环境的空间与低真空状态的箱体内部进行隔离并且使上述一次带电粒子线透过的隔膜。
根据本发明人的实验，当使与隔膜的真空侧的面接触的箱体的内部空间为低真空即气体残留的状态，则能分解附着在隔膜上的污染物。该现象由以下原因造成：向箱体内部的气体分子照射一次电子线，由此分解等离子化的气体分子附着在隔膜上的污染物。
发明效果
根据本发明，在大气压下能观察的扫描电子显微镜中，能分解或除去附着在隔膜上的污染物，减少隔膜的破损概率。由此，能提供减少隔膜更换的频率且抑制了运转费用的便利性好的扫描电子显微镜。
上述以外的课题、结构及效果根据以下的实施方式的说明变得明确。
附图说明
图1是实施例一的带电粒子显微镜的整体结构图。
图2是图1的变形例的整体结构图。
图3是图1的变形例的整体结构图。
图4是组合光学显微镜的情况的结构图。
图5是试样台的详细图。
图6是实施例三的带电粒子显微镜的整体结构图。
图7是实施例四的带电粒子显微镜的整体结构图。
图8是实施例五的带电粒子显微镜的整体结构图。
图9是实施例六的带电粒子显微镜的整体结构图。
图10是实施例七的带电粒子显微镜的整体结构图。
图11是实施例七的带电粒子显微镜的变形例的整体结构图。
具体实施方式
下面，使用附图对各实施方式进行说明。
在以下中，作为带电粒子线装置的一例，对带电粒子线显微镜进行说明。但是，这只是本发明的例子，本发明未限定于以下说明的实施方式。本发明也能应用于扫描电子显微镜、扫描离子显微镜、扫描透过电子显微镜、这些与试样加工装置的复合装置、或应用于它们的解析、检查装置。
另外，在本说明书中“大气压”是大气环境或预定的气体环境，表示大气压或稍微的负压状态的压力环境。具体地说，是大约从105Pa(大气压)至103Pa左右。另外，有时也将该压力范围称为“非真空”。
实施例一
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。另外，以下的实施例以扫描电子显微镜进行说明，但如上所述，本发明未限定于此。
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、与带电粒子光学镜筒2连接并支撑带电粒子光学镜筒2的箱体(真空室)7、配置在大气环境下的试样工作台5及控制它们的控制系统。在带电粒子显微镜的使用时，带电粒子光学镜筒2与箱体7的内部被真空泵4真空排气。真空泵4的起动、停止动作也由控制系统控制。图中仅图示一个真空泵4，但也可以是两个以上。带电粒子光学镜筒2及箱体7由基座270支撑未图示的柱等。
带电粒子光学镜筒2由产生带电粒子线的带电粒子源8、对产生的带电粒子线进行集中并向镜筒下部引导，作为一次带电粒子线对试样6进行扫描的光学透镜1等要素构成。从带电粒子源的寿命等问题来看，一边带电粒子源周围的环境为10-1Pa以下的气压(以下称为高真空)。带电粒子光学镜筒2以向箱体7内部突出的方式设置，通过真空封闭部件123固定于箱体7。在带电粒子光学镜筒2的端部配置检测由上述一次带电粒子线的照射得到的二次带电粒子(二次电子或反射电子)的检测器3。基于由检测器3得到的信号获得试样的图像。检测器3可以位于带电粒子光学镜筒2的外部也可以位于内部。在带电粒子光学镜筒上除此之外也可以包括其他透镜、电极、检测器，一部分可以与上述不同，带电粒子光学镜筒所含的带电粒子光学系统的结构未限定于此。
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、根据从上位控制部36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)的监视器及键盘、鼠标等向操作画面的输入机构。上位控制部36、下位控制部37及计算机35分别由通信线43、44连接。
下位控制部37是收发用于控制真空泵4、带电粒子源8、光学透镜1等的控制信号的部位，还将检测器3的输出信号转换为数字图像信号向上位控制部36发送。在图中将来自检测器3的输出信号经过前置放大器等增幅器154与下位控制部37连接。也可以不需要增幅器。
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，且上位控制部36与下位控制部37可以统一为一个。在带电粒子显微镜中除此之外也可以包括控制各部分的动作的控制部。上位控制部36、下位控制部37可以利用专用的电路基板构成为硬件，也可以利用由计算机35执行的软件构成。在由硬件构成的情况下，能够通过将执行处理的多个运算器集中在配线基板上或半导体芯片或箱内实现。在由软件构成的情况下，能通过在计算机上搭载高速的通用CPU，执行对期望的运算处理进行执行的程序实现。另外，图1所示的控制系统的结构只不过为一例，控制单元、阀、真空泵或通信用的配线等变形例只要能满足在本实施例中期望的功能，则属于本实施例的SEM或带电粒子线装置的范畴。
在箱体7上连接将一端连接于真空泵4的真空配管16，能将内部维持为真空状态。同时，具备用于使箱体内部大气敞开的泄漏阀14，在维修时等，能够对箱体7的内部进行大气释放。泄漏阀14可以没有，也可以为两个以上。另外，箱体7中的泄漏阀14的配置部位未限于图1所示的场所，可以配置于箱体7上的其他位置。根据这些结构，能自如地调整箱体7内部的真空度。但是，如上所述，带电粒子源8的周围的环境需要保持为高真空。因此，具备用于保持带电粒子光学镜筒2的内部与箱体7的内部的气压差的孔62。孔62具备于带电粒子光学镜筒2内部直至正下方。另外，可以在真空配管16中具备调整排气流量的流量调整机构。流量调整机构例如是孔或针阀等。作为一例，在图示中表示在带电粒子光学镜筒2正下方具备孔62、在真空配管16中具备针阀63的结构。本结构未限定于上述组合，例如在带电粒子光学镜筒2正下方具备孔62，并且在带电粒子光学镜筒2部分与箱体7部分分别具备真空泵。在图2中，表示带电粒子光学镜筒2由真空泵4进行真空排气，利用另一台的第二真空泵4a对箱体7内部进行真空排气的例子。如图2所示，第二真空泵4a通过不仅连接于箱体7，还连接于真空泵4的排气部，可以构成为二级排气的结构。在该情况下，能有效地对带电粒子光学镜筒2内部进行排气。另外作为其他例子，可以以分割流方式等一台泵将带电粒子光学镜筒2部分与箱体7部分设定为各个真空度。如上所述，通过对带电粒子光学镜筒2的内部与箱体7的内部分别进行真空排气或排气流量限制，能比箱体7内部提高带电粒子光学镜筒2的真空度，能使分解能等装置性能良好，能使箱体7内部的隔膜10周边为低真空。
在箱体下面，在位于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能使从带电粒子光学镜筒2的下端释放的一次带电粒子线透过或通过，一次带电粒子线通过隔膜10最终到达搭载于试样台52的试样6。通过隔膜10从试样载置空间隔离而构成的封闭空间(即带电粒子光学镜筒2及箱体7的内部)能进行真空排气。在本实施例中，由于利用隔膜10维持被真空排气的空间的气密状态，因此，能将带电粒子光学镜筒2维持为真空状态且将试样6周围的环境维持为大气压而观察。另外，即使照射带电粒子线的状态，设置试样的空间也是大气环境或与大气环境的空间连通，因此，能在观察中自如地更换试样6。
隔膜10在底座9上成膜或蒸镀。隔膜10是碳材料、有机材料、金属材料、四氮化三硅、碳化硅、氧化硅等。底座9例如是硅或金属部件那样的部件。隔膜10部可以是配置多个的多窗。能使一次带电粒子线透过或通过的隔膜的厚度为数nm数～μm左右。隔膜10需要在用于使大气压与真空分离的压力差下不会破损。因此，隔膜10的面积比数十μm稍大，为数mm左右的大小。
支撑隔膜10的底座9具备于隔膜保持部件155上。未图示，但底座9与隔膜保持部件155由能真空密封的O环、衬垫粘接剂或双面胶等粘接。隔膜保持部件155在箱体7的下面侧通过真空封闭部件124能装卸地固定。隔膜10为了带电粒子线透过的要求，厚度非常薄，为数nm～数μm左右以下，因此，存在历时劣化或在观察准备时破损的可能性。另外，由于隔膜10及支撑隔膜10的底座9小，因此，直接处理非常难。因此，如本实施例，通过使隔膜10及底座9与隔膜保持部件155一体化，使底座9不直接而能通过隔膜保持部件155处理，隔膜10及底座9的处理(尤其更换)非常容易。即，在隔膜10破损了的情况下，只要对每个隔膜保持部件155进行更换即可。即使必须直接更换隔膜10的情况下，也能将隔膜保持部件155取出到装置外部，在装置外部对每个与隔膜10一体化的底座9进行更换。
另外，未图示，但可以在试样6的正下方或附近配置能观察试样的光学显微镜。在该情况下，隔膜10位于试样上侧，光学显微镜从试样下侧观察。因此，在该情况下，试样台52需要相对于光学显微镜的光透明。作为透明的部件，是透明玻璃、透明塑料、透明的结晶体等。作为更普通的试样台，具有承物玻璃片(或显微镜用标本)、盘子(或浅底盘)等透明试样台等。
另外，可以具备温度加热器、在试样中能产生电场的电压施加部等。在该情况下，能观察试样加热或冷却的样式、在试样上施加电场的样式。
另外，隔膜可以配置两个以上。例如，可以在带电粒子光学镜筒2的内部具有隔膜。或者，在对真空与大气进行分离的第一隔膜的下侧具备第二隔膜而在第二隔膜与试样工作台之间内置试样。
另外，可以使在内置了试样整体的状态下能导入真空装置内部的环境盒为试样。例如，在环境盒内部具备试样高度调整机构，当使试样接近用于对真空与大气进行分离的隔膜时，后述的本发明也能适应。在本发明中，不论隔膜的数量、种类如何，只要能满足在本实施例中期望的功能，则属于本实施例的SEM或带电粒子线装置的范畴。
在利用隔膜将试样与大气环境隔离地进行观察时，当使箱体7的内部为高真空状态并向隔膜10照射带电粒子线时，箱体7内部的隔膜10附近的碳化氢类的残留气体分子重合或架桥并固着在隔膜10上。将这样附着于隔膜10的异物统称为污染物。由于在隔膜10上产生的污染物，一次带电粒子线或二次带电粒子线的一部分或全部被遮蔽或散乱，妨碍利用带电粒子线的观察。
另外，当污染物附着在隔膜10上时，由于在污染物附着部边界的应力集中或由隔膜与污染物部分的热膨胀系数的差引起的热应力等，隔膜被破坏。由于在隔膜10上产生污染物，或由于产生污染物，隔膜10破损，因此，需要在每个在大气环境下进行观察的某恒定期间更换隔膜10。由此，产生隔膜10更换作业的复杂化、或由以隔膜10更换作业为起因的装置工作时间的下降引起的装置便利性的下降之类的问题。除此之外，也产生伴随隔膜10更换的装置运转费用的增加的问题。
本发明人发现能利用隔膜接触的空间的真空度减少上述污染物。因此，在本实施例的带电粒子线装置中，使箱体7内部为低真空。即，将带电粒子光学镜筒2的内部维持为高真空，并且使箱体7的内部为低真空，使载置试样的空间为大气压。另外，在本说明书中，“低真空”是大气环境或预定的气体环境，表示大约0.1Pa以上且大约1000Pa以下的气压区域。当箱体7内部比大约0.1Pa小时，利用带电粒子线照射，残留气体分子不会等离子化，因此污染物几乎不会分解，与污染物的分解相比，如上所述，污染物附着的速度大，因此不是实用的。另外，当箱体7内部比大约1000Pa大时，一次带电粒子线在箱体7内部散乱，因此，难以到达试样，分辨率极端下降。因此，在本实施例中，作为能有效地分解污染物的气压区域，使箱体7内部作为上述范围。
在现有的在大气压环境下观察试样的装置中，利用隔膜隔离大气压环境的空间和带电粒子光学镜筒内部的真空空间。带电粒子线由于隔膜及大气压环境的气体分子而散乱，因此，与在高真空下观察试样的情况相比，画质差。为了稍微使画质良好，期望在一次带电粒子线到达隔膜的路径中尽量不受到散乱。因此，以往未假想使一次带电粒子线到达隔膜的路径的真空度差。另外，一般地，期待通过了物镜的一次带电粒子线之后也不受到任何影响地到达试样。即使在这层意味上，在以往的装置中也未假想在通过了物镜之后的路径中敢于使一次带电粒子线散乱。相对于此，在本实施例中，通过使作为物镜与隔膜之间的空间的箱体7的内部为上述范围的真空度的低真空状态地照射一次带电粒子线，能分解附着于隔膜的与箱体7内部接触的面的污染物。
另外，一般地，带电粒子光学镜筒2的内部为高真空，因此，需要维持箱体7的内部与带电粒子光学镜筒内部的压力差。因此，根据其他表现，“低真空”也能够为气压比带电粒子光学镜筒的内部高的状态。另外，当在带电粒子光学镜筒内具有多个不同的气压的房间时，与这些房间中真空度最低的房间(一般为一次带电粒子线出射的一侧)相比，箱体7内部为低真空。另外，如果为其他表现，则箱体7也能够为设于高真空的带电粒子光学镜筒与大气压的试样室之间的低真空室。由带电粒子源产生的一次带电粒子线通过高真空的带电粒子光学镜筒的内部，且在通过低真空状态的箱体7的内部后透过隔膜，最终照射在处于大气压环境下的试样。另外，该低真空室为了使与隔膜的一面接触的面的压力为低真空而设置，与其内部空间的大小无关。
箱体7具备向箱体7内部导入大气或任意的气体的导入口60。在导入口60连接针阀61并能调整导入大气或任意的气体的流量。或者，代替针阀61，也可以具备流入阻力大的过滤器、孔。利用这些流量调整机构适当地限制气体导入的流量。能利用从导入口60导入的气体使箱体7内部的气压上升。
当利用从导入口60导入的气体，使箱体7内部为低真空、即残留了气体的状态时，向该气体分子照射一次电子线或二次电子线，通过成为电子、气体分子，气体分子电离而等离子化。此时，认为利用由电离的气体分子带来的喷镀分解碳化氢类的污染物。即，能通过电子线照射分解污染物。另外，该分解的速度依赖于周围的气体分子的量、即真空度。在某真空领域，如上所述，与残留气体分子重合或架桥并在隔膜上作为污染物附着的速度相比，分解污染物的速度快，因此能抑制污染物的产生。
通过使隔膜10周围为低真空减少污染物的情况如上所述，但通过使隔膜10周围为低真空，与大气压的压力差变小，还发现减少施加在隔膜上的压力的效果。由此，由大气压在隔膜10上产生的应力变小，能进一步减少隔膜破损的频率。但是，例如在为了减少压力差而使真空环境的气压从0.01Pa上升至0.1Pa的情况下，由大气压(为100kpa)施加在隔膜上的压力仅减少0.9×10-5％，由压力差减小带来的隔膜破损防止的效果小。即，与由使隔膜10周围为低真空的自身产生的压力差减小效果相比，在隔膜10上的污染物减少效果对隔膜10破损防止是有效的。因此，如上所述通过在低真空环境下向隔膜照射带电粒子线分解污染物是重要的。
另外，如图3所示，可以在导入口60具备能进行开闭操作的阀64。由此，能够将箱体7内部的环境切换为高真空与低真空的任意的真空度。在箱体7内部的环境为低真空的情况下，与高真空的情况相比，一次带电粒子线容易散乱，因此，画质劣化。因此，能适当切换箱体7内部的真空度。
例如，在决定试样的观察对象位置的所谓的视野探寻等不需要高画质观察的观察时，使箱体7内部为低真空而抑制污染物附着在隔膜10上，并且在对图像进行摄像时，使箱体7内部为高真空而抑制由残留气体分子带来的一次或二次电子线的散乱，获得S/N好的高画质的图像。由此，能防止由污染物带来的隔膜10的破损，获得高画质的图像。另外，可以具备视野探寻模式与摄像模式，在计算机35的可视数据终端上显示能进行用户选择这些模式的指示的接口。根据用户的指示，控制部36、37控制针阀61等流量调整机构而调整箱体7内部的真空度。当然，也可以不通过计算机35、控制部，通过用户自身直接调整流量调整机构，调整箱体7内部的真空度。
另外，作为其他例子，具有监视隔膜10的污染物的机构，由此，可以决定分解污染物的时机。可以利用图像识别等监视污染物的产生，直到污染物堆积在隔膜10上的时间由加速电压、真空度等诸条件决定，对每个带电粒子线装置大致为恒定的时间。因此，能根据在大气压下的观察时间的累积间接地预测污染物的产生，可以将此作为污染物分解的时机。具体地说，预先存储直到污染物蓄积在隔膜10上而妨碍观察的时间或直到隔膜10破损的时间，利用设于计算机35等的计时器，以恒定周期，控制部36、37控制针阀61等流量调整机构而将箱体7内部的真空度调整为低真空。由此，操作员能不担心污染物的产生地方便地进行在大气压下的SEM观察。
另外，具备观察模式与洗涤模式，将用户能进行选择这些模式的指示的接口显示在计算机35的可视数据终端。根据用户的指示，控制部36、37控制针阀61等流量调整机构而调整箱体7内部的真空度。当然，也可以通过不借助于计算机35、控制部地用户自身直接调整流量调整机构，调整箱体7内部的真空度。
据此，使箱体7内部为高真空地进行观察，在隔膜10的污染物变多时使箱体7内部为低真空而进行电子线照射，能分解隔膜10上的污染物。另外，通过任意地切换箱体7内部的真空度，能抑制污染物，获得最适的SEM图像，并且污染物分解的、根据状况进行适当的操作。
以上，使用作为污染物减少的一机构使真空度为低真空的结构进行说明，但也能利用其他污染物减少方法用除去污染物。但是，存在以下的问题点，与在上述低真空下的利用带电粒子线照射的污染物减少相比，不能说是实用的。
例如，通过在隔膜10周围具备用于加热隔膜的加热器，能减少附着在隔膜上的污染物。在该情况下，隔膜10非常薄，表面积相对于体积大，因此，即使加热隔膜周围，也在隔膜部散热，难以充分地加热隔膜中心部。或者，当在隔膜上形成作为热源的部件时，由作为消耗品的隔膜的价格上升引起的运转费用的上升成为课题。另外，能在箱体7内设置能利用液体氮素等从外部冷却的冷却部件，并通过作为冷阱将氮化氢类气体吸附在冷却后的冷却部件上，减少附着在隔膜上的污染物。在该情况下，需要在隔膜附近、即隔膜10与带电粒子光学镜筒2之间配置冷却部件，需要使隔膜10与带电粒子光学镜筒2的距离充分离开。由此，隔膜10与带电粒子光学镜筒2的距离离开，试样6与带电粒子光学镜筒2的距离长大化，产生图像的分辨率下降等问题。另外，在冷却使用液体氮素的情况下，运转费用的上升成为问题。另外，也考虑在箱体7上设置等离子产生装置，利用等离子进行污染物的减少、分解。在该情况下，无法避免由设置等离子产生装置带来的装置结构的复杂化。
根据这些，作为防止污染物附着在隔膜10上的方法，使箱体7内为低真空简便且合适，有效性最高。
实施例二
顺便地，在大气压下能观察的带电粒子线显微镜中，通过隔膜10的开口面积限制观察视野。即，隔膜10从使电子线透过的主要条件来看，非常薄，但其为了利用充分薄的隔膜封闭真空，需要隔膜10的面积非常小。例如以隔膜10的面积是250μm四方，隔膜10的面积耐得住大气压的方式设定得充分小。由此，在开口面积的范围内进行观察。因此，为了观察试样6上特定的场所，反复进行视野的移动来探寻观察对象的部位。该操作非常复杂，会较大地损坏能在大气压下观察的带电粒子线显微镜的方便性。
相对于以上的课题，在本实施例中，说明通过在利用带电粒子线显微镜观察时的视野探寻方面使用光学显微镜等，提高能在大气压环境下观察的带电粒子线显微镜的方便性。以下，对装置结构及使用方法进行说明。关于与实施例一相同的部分，由于简单，因此省略说明。
图4表示在利用带电粒子线显微镜进行观察时的视野探寻方面使用光学显微镜的结构。在本结构中，使用光学显微镜或高倍率的摄像机等、能在大气压环境下以更低倍率进行观察的装置。作为一例，以下对使用光学显微镜160的结构进行说明。
光学显微镜160具有能相对于光学显微镜光轴160a以恒定的位置关系保持试样台52的试样设置台161(图4(a))。同样地，在带电粒子显微镜53的试样工作台5上也具备试样设置台163(图4(b))。试样设置台163在使试样工作台5为预定的坐标位置时，能相对于带电粒子线光轴54以恒定的位置关系保持试样台52。在将试样台52设置在试样设置台161时的光学显微镜光轴160a与试样台52的位置关系和在将试样台52设置在试样设置台163上时的电子线光轴54与试样台52的位置关系一致。
为上述恒定的位置关系，但在此作为一例，使用具备光学显微镜光轴160a与试样台52的中心轴52a一致的试样设置台161的结构进行说明。
试样设置台161具有销、孔等与试样台52成对的形状的定位结构162，通过嵌合试样台52，能使试样台52的中心轴52a与光学显微镜光轴160a一致地保持。即使在带电粒子线显微镜53的试样工作台5中，定位结构164也具有与定位结构162相同的形状的结构。由此，试样台52在使试样工作台5为预定的位置时以中心轴52a与电子线的光轴54一致的方式进行保持。在图中作为一例，为使定位结构162、164为孔，在试样台52具备销52b的结构，但也可以使用槽、突起等其他结构。
通过以上，利用光学显微镜160观察试样台52时的观察视野与利用带电粒子线显微镜53观察试样台52时的观察视野一致。即，在本结构中，通过共用的试样台52与光学显微镜160中的定位结构162、带电粒子线显微镜53中的定位结构164对应，光学显微镜160与带电粒子线显微镜53的视野观察能够相同。以下，根据观察顺序说明本结构的效果。
首先，在光学显微镜160的试样设置台161设置试样台52，一边利用光学显微镜160进行观察一边以试样6的观察对象部位6a为视野中心的方式使用手或镊子等调整，在试样台52上配置或固定试样6(图4(c))。接着，将试样台52从光学显微镜160的试样设置台161卸下，将试样台52设置在带电粒子线显微镜53的试样设置台163。并且，在使试样工作台5移动至预定的位置后，当开始观察时，能观察试样6的观察对象部位6a的周围(图4(d))。
以上，能通过在光学显微镜160观察下调整试样6的观察对象部位6a的位置，在带电粒子线显微镜53没有复杂的视野探寻地在大气压环境下利用带电粒子线显微镜对观察对象部位6a进行观察。由此，提高了能在大气压环境下观察的利用带电粒子线显微镜的视野探寻操作的便利性。
另外，使用具备光学显微镜光轴160a与试样台52的中心轴52a一致的试样设置台161的结构进行说明，但如上所述，只要光学显微镜光轴160a与试样台52的中心轴52a利用试样设置台161以恒定的位置关系保持即可，当然能得到相同的效果。
接着，说明在利用带电粒子线显微镜观察时的视野探寻上使用光学显微镜等的其他例子。在上述例子中，由于在光学显微镜160观察下调整试样的位置时使用人手或镊子等，因此，存在微调等细微的作业的正确性、便利性差之类的课题。因此，以下说明在试样台52设置移动机构，利用移动机构进行试样的位置调整的例子。
图5表示在试样台52具备移动机构的结构。图5的试样台在试样台52上具备能使试样在与光学显微镜光轴160a方向垂直的平面(以下称为XY平面)移动的移动机构165。移动机构165具备把手165a、165b，能在X、Y方向自如地移动。通过操作把手165a、165b使移动机构165进行动作，能在光学显微镜160观察下观察试样6上的任意的部位，探寻观察对象部位6a地移动至视野中心。在使观察对象部位6a与光学显微镜的视野中心重合后，能通过与上述相同地搭载于带电粒子线显微镜53并使试样工作台5为预定的位置，对观察对象部位进行观察。即，即使使比试样台52靠上侧的移动机构165沿XY方向移动，利用定位结构162，光学显微镜光轴160a与试样台的中心轴52a的位置关系也不会变化。由此，能更简便地进行在光学显微镜160下的试样观察部位的确定与调整，能大幅地提高能在大气压环境下观察的带电粒子线显微镜的视野探寻的操作性，能实现进一步的便利性的提高。
另外，对于在用于带电粒子线显微镜观察的定位方面使用光学显微镜160的结构进行说明，通过使用上述结构，也能实现能更容易地比较包括颜色信息的光学显微镜像、更高分辨率或包括组织信息的带电粒子线图像的效果。
实施例三
以下，说明能使用普通的带电粒子线装置简便地在大气下进行试样观察的装置结构。图6表示本实施例的带电粒子显微镜的整体结构图。与实施例一相同，本实施例的带电粒子显微镜也由带电粒子光学镜筒2、相对于装置设置面支撑该带电粒子光学镜筒2的箱体(真空室)7、试样工作台5等构成。这些各要素的动作、功能或各要素所附加的附近要素与实施例一大致相同，因此省略详细的说明。
图6所示的带电粒子显微镜具备插入箱体7(以下称为第一箱体)而使用的第二箱体(附件)121。第二箱体121由长方体形状的主体部131和重合部132构成。如后所述，主体部131的长方体形状的侧面中的至少一侧面为开放面15。主体部131的长方体形状的侧面中的设置隔膜保持部件155的面以外的面可以由第二箱体121的壁构成。可以在第二箱体121自身没有壁地组装在第一箱体7的状态下由第一箱体7的侧壁构成。第二箱体121在第一箱体7的侧面或内壁面或带电粒子光学镜筒固定位置。主体部131具有收纳作为观察对象的试样6的功能，通过上述开口部插入第一箱体7内部。重合部132构成与第一箱体7的设有开口部的侧面侧的外壁面的重合面，通过真空封闭部件126固定于上述侧面侧的外壁面。由此，第二箱体121整体与第一箱体7嵌合。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的搬入、搬出用的开口制造最简便。即，与原本打开的孔的大小一致地制造第二箱体121，只要在孔的周围安装真空封闭部件126，则装置的改造可以必要最小限。另外，第二箱体121能从第一箱体7卸下。
第二箱体121的侧面是与大气空间在至少试样能出入的大小的面连通的开放面15，收纳于第二箱体121的内部(图的点线更右侧；以后称为第二空间)的试样6在观察中置于大气压状态。另外，图6是与光轴平行方向的装置剖视图，因此，开放面15只图示一个面，但只要利用图6的纸面里方向及跟前方向的第一箱体的侧面真空封闭，则第二箱体121的开放面15未限于一面。只要在第二箱体121组装在第一箱体7的状态下，至少开放面为一面以上即可。另一方面，能在第一箱体7上连接真空泵4，对由第一箱体7的内壁面与第二箱体的外壁面及隔膜10构成的封闭空间(以下称为第一空间)进行真空排气。通过以将第二空间的压力保持为比第一空间的压力大的方式配置隔膜，在本实施例中，能在压力方面隔离第二空间。即，利用隔膜10将第一空间11维持为真空状态，另一方面，第二空间12维持为大气压或与大气压大致相同的压力的气体环境，因此，能在装置的动作中将带电粒子光学镜筒2、检测器3维持为真空状态，且能将试样6维持为大气压。另外，由于第二箱体121具有开放面，因此，能在观察中自如地更换试样6。
在第二箱体121的上面侧，在将第二箱体121整体嵌合于第一箱体7的情况下，在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能使从带电粒子光学镜筒2的下端释放的一次带电粒子线透过或通过，一次带电粒子线通过隔膜10最终到达试样6。
在第二箱体121的内部配置试样工作台5，能使试样6自如地移动。
即使在该装置中，也与实施例一相同地具有用于使箱体7内部(即第一空间11)为低真空的导入口60。与导入口60相关的结构与实施例一相同，因此省略详细的说明。
实施例四
图7表示本实施例的带电粒子显微镜的整体结构图。本实施例是实施例三的变形例。对于与实施例一、三相同的部分省略详细的说明。
在本实施例的带电粒子显微镜的情况下，能利用盖部件122盖住构成第二箱体121的至少一侧面的开放面，能实现多种功能。以下对此进行说明。
<关于试样工作台>
本实施例的带电粒子显微镜在盖部件122具备作为通过改变试样位置移动观察视野的机构的试样工作台5。在试样工作台5具备向面内方向的XY驱动机构及向高度方向的Z轴驱动机构。在盖部件122安装作为支撑试样工作台5的底板的支撑板107，试样工作台5固定于支撑板107。支撑板107以朝向盖部件122的向第二箱体121的对置面并向第二箱体121的内部延伸的方式安装。支轴分别从Z轴驱动机构及XY驱动机构延伸，分别与盖部件122具有的操作把手108及操作把手109连接。装置用户通过操作这些操作把手108及109，调整试样6在第二箱体121内的位置。
<关于试样附近环境>
在本实施例的带电粒子显微镜中，具备向第二箱体内供给置换气体的功能或形成与第一空间11、作为装置外部的外部大气不同的气压状态的功能。从带电粒子光学镜筒2的下端释放的带电粒子线通过维持为高真空的第一空间，通过隔膜10向试样6照射带电粒子线。在大气空间中，带电粒子线由于气体分子散乱，因此，平均自由行程变短。即，当隔膜10与试样6的距离大时，由一次带电粒子线或带电粒子线照射产生的二次电子、反射电子或透过电子等无法到达试样及检测器3。另一方面，带电粒子线的散乱概率与气体分子的质量数、密度成比例。因此，如果利用质量数比大气轻的气体分子置换第二空间或稍微进行抽真空，则带电粒子线的散乱概率下降，带电粒子线能到达试样。另外，即使不是第二空间的整体，只要至少对第二空间中的带电粒子线的通过路径、即隔膜10与试样6之间的空间的大气进行气体置换或抽真空即可。
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利用连结部102与气瓶103连结，由此，向第二空间12内导入置换气体。在气体供给管100的中途配置气体控制用阀101，能够对在管内流动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，装置用户能在计算机35的监视器上所显示的操作画面控制置换气体的流量。另外，气体控制用阀101也可以手动地操作而开闭。
作为置换气体的种类，如果是氮气、水蒸气等比大气轻的气体，则能发现改善了图像S/N的效果，但质量更轻的氦气、氢气的图像S/N的改善效果大。
由于置换气体是轻元素气体，因此，容易贮存在第二空间12的上部，下侧难以置换。因此，在盖部件122上，在比供给管100的安装位置靠下侧设置使第二空间的内外连通的开口。例如，在图8中，在压力调整阀104的安装位置设置开口。由此，被从气体导入部导入的轻元素气体挤压，大气气体从下侧的开口排出，因此，能有效地利用气体对第二箱体121内进行置换。另外，可以将该开口兼用为后述的粗排气口。
可以代替上述开口设置压力调整阀104。该压力调整阀104具有当第二箱体121的内部压力为1气压以上时阀自动打开的功能。通过具备具有这种功能的压力调整阀，在轻元素气体导入时，当内部压力为1气压以上时，自动打开而将氮气、氧气等大气气体成分向装置外部排出，能在装置内部充满轻元素气体。另外，图示的气瓶或真空泵103既具有具备于带电粒子显微镜的情况，也具有装置用户事后安装的情况。
另外，即使是氦气、氢气那样的轻元素，也存在电子线散乱大的情况。在该情况下，只要将气瓶103作为真空泵即可。并且，通过稍微进行抽真空，能使第二箱体内部为极低真空状态(即接近大气压的压力的环境)。即，能使隔膜10与试样6之间的空间为极低真空状态。例如，在第二箱体121或盖部件122上设置真空排气口，稍微对第二箱体121内进行真空排气。可以之后导入置换气体。该情况下的真空排气只要将残留在第二箱体121内部的大气气体成分减少为一定量以下即可，因此不需要进行高真空排气，粗排气便足够。
这样，在本实施例中，能够将载置试样的空间控制为从大气压(大约105Pa)至大约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，由于电子线摄像机与试样室连通，因此，当使试样室的真空度下降而接近大气压时，电子线摄像机中的压力也连动地变化。难以将试样控制为大气压(大约105Pa)～103Pa的压力。根据本实施例，由于利用隔膜对第二空间与第一空间进行隔离，因此，被第二箱体121及盖部件122包围的第二空间12中的环境的压力及气体种类能够自如地控制。因此，能将试样室控制为之前难以控制的大气压(大约105Pa)～103Pa的压力。另外，不仅在大气压(大约105Pa)下的观察，也能在其附近的压力连续地变化地观察试样的状态。
另外，未图示，瓶103部可以是复合地连接气瓶与真空泵的复合气体控制单元等。
本实施例的结构与上述的结构相比，具有第二箱体内部的第二空间12封闭的特征。因此，能提供在隔膜10与试样6之间导入气体，或能进行真空排气的带电粒子线装置。
即使在本实施例中，也与实施例一、三相同地具有使箱体7内部为低真空的导入口60。从减少附着在隔膜上的污染物的观点来看，使箱体7内部为真空是重要的，只要箱体7内部的压力不依赖于第二空间12的压力地恒定即可。
另外，在本结构中，通过卸下隔膜10，不仅能在大气压环境下观察，还能作为在真空环境下观察的所谓普通的SEM使用。即，在安装隔膜10的情况下，能将第一空间内部作为低真空一边减少向隔膜10附着的污染物一边在大气环境下观察，在卸下了隔膜10的情况下，通过使第一空间内及配置试样6的第二空间内为高真空，作为普通的带电粒子显微镜，能进行更高分辨率、更高倍率的观察。
<其他>
如上所述，在本实施例中，试样工作台5及其操作把手108、109、气体供给管100、压力调整阀104全部集中在盖部件122上地安装。因此，装置用户能相对于第一箱体的相同面进行上述操作把手108、109的操作、试样的更换作业或气体供给管100、压力调整阀104的操作。由此，与在试样室的其他面分别安装上述结构物的结构的带电粒子显微镜相比，充分提高了操作性。
除了以上说明的结构，可以设置检测第二箱体121与盖部件122的接触状态的接触监视器，监视第二空间关闭或打开。
另外，除了二次电子检测器、反射电子检测器，可以设置X线检测器、光检测器，能进行EDS分析、荧光线的检测。作为X线检测器、光检测器的配置，可以设置于第一空间11或第二空间12的任一个。
以上，根据本实施例，除了实施例一、二的效果之外，能从大气压导入置换气体。另外，能进行与第一空间不同的在压力的环境下的试样观察。另外，通过卸下隔膜使第一空间与第二空间连通，除了大气或预定的气体环境下的观察，也能实现在与第一空间相同的真空状态下的试样观察的SEM。
实施例五
在本实施例中，对用于在带电粒子线装置外部调整试样收纳容器内部的试样位置的装置结构及其方法进行记载。与实施例一至四相同，本实施例的带电粒子显微镜也由带电粒子光学镜筒2、相对于装置设置面支撑该带电粒子光学镜筒2的箱体(真空室)7、试样工作台5等构成。这些各要素的动作、功能或各要素所附加的附加要素也与实施例一至三大致相同，因此省略详细的说明。
图8表示将试样收纳容器配置在带电粒子显微镜装置的内部的状态。试样收纳容器主要由收纳容器200、盖201、具有用于改变试样6的位置的驱动机构的试样工作台203、用于从试样收纳容器外部使试样工作台203移动的多个操作部204、使带电粒子线通过或透过的隔膜10、保持隔膜10的底座9构成。试样6载置在试样台上，与该试样台一起收纳在作为封闭空间的收纳容器200内部。为了保持为试样收纳容器的外部与内部的气体种类及气压状态分离的状态，在盖201与收纳容器200之间具有O环、衬垫等真空封闭部件206。试样工作台203的下面与收纳容器200的底面由未图示的螺钉等固定。
试样6与隔膜10非接触，能使试样与隔膜10独立地在与隔膜10平行的方向上移动，因此，能进行非常宽范围(至少比隔膜的面积大的范围)的试样的观察。另外，由于试样与隔膜非接触，因此，不需要在每次更换试样时更换隔膜。
在试样收纳容器下侧(底面侧)具有用于配置于后述的带电粒子线装置内部的试样工作台上的重合部(省略图示)。重合部可以是凸型，也可以是凹型，也可以是其他形状。通过重合部与试样工作台的对应的部分配合，将试样收纳容器固定在试样工作台上。
带电粒子线显微镜的工作台5具备向面内方向的XY驱动机构及向高度方向的Z轴驱动机构等。支撑板107以朝向盖部件122的对置面且向箱体7内部延伸的方式安装。支轴分别从Z轴驱动机构及XY驱动机构延伸，分别与盖部件122具有的操作把手108及操作把手109连接。装置用户通过对这些操作把手进行操作，能调整相对于带电粒子光学镜筒的试样收纳容器的位置。在此，如上所述，在试样收纳容器内部也具备位置调整机构，该位置调整机构与工作台独立地可动。试样收纳容器内部的位置调整机构用于试样与隔膜的位置重合，工作台用于带电粒子线光学镜筒与试样收纳容器的位置重合。
如在实施例一中说明那样，隔膜按照必须以大气压与真空的压力差维持的要求，隔膜面积非常小。在本实施例中，与实施例一所示的方法相同，能一边利用光学显微镜确认试样位置一边使试样与隔膜独立地自如移动，因此，能简便地进行视野探寻的操作。尤其能在保持局部环境的状态下进行该视野探寻的作业，因此，能非常提高用户的便利性。
即使在本装置中，也与实施例一相同地具有用于使箱体7内部为低真空的导入口60。在本实施例的情况下，试样收纳容器的内部局部为非真空，作为试样室的箱体7的内部为真空环境。在本实施例中，与实施例一、三不同，不具备用于使隔膜的带电粒子源侧的面为低真空环境的特别的箱体。因此，在将试样收纳容器导入箱体7的内部并进行观察时，将箱体7的内部维持为低真空。通过这样，当考虑隔膜10的内外的压力时，能够为与实施例一相同的状况，如上述实施例，能减少隔膜的污染物附着。
在本实施例的情况下，在不使用试样收纳容器的情况下，能作为所谓的通常的SEM进行观察。在使用试样收纳容器的情况下，利用针阀61使箱体7内为低真空环境而抑制向隔膜10的污染物附着，在不使用试样收纳容器的情况下，作为通常的SEM利用针阀61将箱体7内从低真空切换至高真空。另外，本实施例的箱体7内部的真空度能从低真空到高真空的范围内自如地控制。在普通的低真空扫描电子显微镜中，能将试样室的真空度控制为从低真空至高真空的任意的压力，因此，在本实施例的情况下，能不重新设置箱体地利用现有的扫描电子显微镜的试样室，使隔膜的与真空侧的面接触的空间为低真空状态。在本实施例中，具备使箱体7的内部为低真空的试样收纳容器模式与使箱体7的内部为高真空的SEM模式，用户将能进行选择这些模式的指示的接口显示在计算机35的可视数据终端上。根据用户的指示，控制部36、37控制针阀61等流量调整机构而调整箱体7内部的真空度。当然，也可以不通过计算机35、控制部，而是通过用户自身直接调整流量调整机构，调整箱体7内部的真空度。
实施例六
在本实施例中，对作为实施例一的变形例的带电粒子光学镜筒2相对于隔膜10位于下侧的结构进行说明。图9表示本实施例的带电粒子显微镜的结构图。真空泵、控制系统等省略图示。另外，作为真空室的箱体7、带电粒子光学镜筒2相对于装置设置面由支柱、支撑件等支撑。各要素的动作、功能或各要素所附加的附加要素与上述实施例大致相同，因此省略详细的说明。
如图9(a)所示，本装置具备使试样6接近隔膜10的试样工作台5。在本实施例的装置结构中，观察图中试样6下侧的试样面。换言之，在本实施例的结构中，装置上方作为大气压空间而开放。在该情况下，能利用试样工作台5调整隔膜与试样的距离。
如图9(b)所示，可以将试样6直接搭载于隔膜10侧(图中箭头)。在该情况下，未必需要试样工作台5。为了使隔膜与试样6接近，使用在隔膜10与试样6之间限定厚度而被成膜的薄膜、能装卸的箔材等接触防止部件56。在该情况下，接触防止部件56为调整隔膜与试样之间的距离的距离调整机构。通过放置接触防止部件56，用户能安心地配置试样6。可以准备多个厚度t已知的接触防止部件56。最初，将第一厚度的接触防止部件56配置在底座9上。接着，搭载试样6。之后观察试样，如果必要，则置换为厚度比第一厚度小的第二厚度的接触防止部件。由此，能不使隔膜10与试样6接触而破损地实施观察。
即使在本装置中，也与实施例一相同地具有用于使箱体7内部为低真空的导入口60及作为流量调整机构的针阀61。与导入口60、针阀61相关的结构与实施例一相同，因此，省略详细的说明。
实施例七
在上述的实施例中，对在隔膜10与试样6非接触的状态下进行配置在大气下的带电粒子显微镜观察的装置方法进行说明。在本实施例中，对在隔膜10与试样接触的状态下进行配置于大气环境下的试样的显微镜装置进行记载。
图10表示本实施例的带电粒子装置。带电粒子光学镜筒2及箱体7由未图示的柱、底座支撑。另外，如图9所示，带电粒子光学镜筒相对于隔膜10位于下侧。在本结构中，除了试样6与隔膜10接触的点以外的结构与实施例一相同。如在实施例二、三中说明的图6、图7那样，在普通的带电粒子显微镜装置上附带附件的装置结构中，使试样与隔膜接触的情况也包含于本实施例。在本结构的情况下，在隔膜保持部件155上搭载试样6后，使隔膜保持部件155与箱体7接触而使第一空间11为低真空，之后能实施带电粒子显微镜观察。此时，作为箱体7的内部的第一空间11为低真空。另外，在图10中，在带电粒子光学镜筒2的下部设置箱体7而为低真空室，但在将带电粒子光学镜筒2的内部分为多个房间并能在各个部分维持气压的情况下，使最靠近试样的一侧的房间为低真空状态，在带电粒子光学镜筒2的一次电子线的出射口直接配置保持了试样的隔膜10或保持这些的隔膜保持部件155。
由此，通过隔膜的与试样接触的面相反的面与低真空环境接触，如在实施例一中所述那样，能减少附着在隔膜上的污染物。尤其在本实施例的结构中，由于试样与隔膜直接接触，因此，为了使观察位置偏离，普遍对隔膜保持部件155的位置进行微调，由于此时的振动、冲击，隔膜容易破损。另外，当隔膜破损时，试样在带电粒子光学镜筒内部飞散，带电粒子线装置自身有可能故障。因此，如上那样，减少污染物并不在隔膜上引起应力集中尤其重要。
作为又一例子，图11记载了使隔膜与试样接触地进行观察的其他的带电粒子显微镜装置。在本结构中，将能在大气或预定的气体环境下的状态内置试样6的容器250配置在带电粒子装置的试样工作台5上。在该情况下，试样6与隔膜10接触。在带电粒子显微镜装置外部，在容器250的盖251所具备的隔膜10上搭载试样6，利用未图示的螺钉等固定盖251与容器250。接着，在带电粒子显微镜装置内部导入内置了试样的容器250，实施带电粒子显微镜观察。在从带电粒子源8放出的带电粒子线经过几个光学透镜1后，通过真空空间11而经由隔膜10到达试样6。
即使在本装置中，也与实施例一相同地具有用于使箱体7内部为低真空的导入口60，在试样的观察时，使箱体7的内部为低真空状态。与导入口60相关的结构与实施例五相同，因此，省略详细的说明。与实施例五相同，在普通的低真空扫描电子显微镜中，能够将试样室的真空度控制为从低真空到高真空的任意的压力，因此，在本实施例的情况下，能不设置新的箱体，利用现有的扫描电子显微镜的试样室使隔膜的与真空侧的面接触的空间为低真空状态。
另外，本发明未限定于上述实施例，包括多种变形例。例如，上述实施例是为了使本发明容易明白而说明，因此详细地进行说明。未限定于具备说明的全部的结构。另外，能将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也能在某实施例的结构上追加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能进行其他结构的追加、删除、置换。另外，上述的各结构、功能、处理部、处理机构等可以将这些的一部分或全部利用例如集积电路等有硬件实现。另外，也可以解释实现上述的各结构、功能、信息处理机实现各个功能的程序，通过执行，由软件实现。
实现各功能的程序、表、文件等信息能够置于存储器、硬盘、SSD(Solid StateDrive)等存储装置或IC卡、SD卡、光盘等存储介质。
另外，控制线、信息线表示认为说明上必要的部件，未限于必须表示产品上全部的控制线、信息线。实际上，可以认为全部的结构相互连接。
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—试样工作台，6—试样，7—箱体，8—带电粒子源，9—底座，10—隔膜，11—第一空间，12—第二空间，14—泄漏阀，15—开放面，16—真空配管，35—计算机，36—上位控制部，37—下位控制部，43、44—通信线，52—试样台，52a—中心轴，52b—销，53—带电粒子线显微镜，54—带电粒子线的光轴，56—接触防止部件，60—导入口，61—针阀，62—孔，63—针阀，64—阀，100—气体供给管，101—气体控制用阀，102—连结部，103—气瓶或真空泵，104—压力调整阀，107—支撑板，108、109—操作把手，121—第二箱体，122—盖部件，123、124、126—真空封闭部件，131—主体部，132—重合部，154—信号增幅器，155—隔膜保持部件，160—光学显微镜，160a—光学显微镜光轴，161—试样设置台，162—定位结构，163—试样设置台，164—定位结构，165—移动机构，165a、165b—把手，200—收纳容器，201—盖，202—试样台，203—试样工作台，204—操作部，250—容器，251—盖，270—基座。

Claims (3)

1.一种扫描电子显微镜，其基于通过向载置于大气压环境的空间内的试样照射电子线而从上述试样产生的信号，获得上述试样的图像，该扫描电子显微镜的特征在于，
具备：
电子光学镜筒，其包括电子源，将一次电子线照射至上述试样；
箱体，其与上述电子光学镜筒内部直接连结，至少在上述一次电子线的照射中，使内部与上述电子光学镜筒内部相比为低真空的状态；以及
隔膜，其对载置上述试样的上述大气压环境的空间和上述箱体的内部进行隔离，并且供上述一次电子线透过，
至少在上述一次电子线的照射中，上述箱体内部的气压为0.1Pa以上且1000Pa以下，
在上述电子光学镜筒的正下方具有孔，该孔将上述电子光学镜筒内部的气压保持为比上述箱体的内部的气压低，
通过上述一次电子线向上述隔膜的照射，分解上述隔膜上的污染物，
上述箱体的内部的气压能改变，
具备控制部，该控制部以下述方式进行控制：在决定上述试样的观察对象位置的视野探寻模式时，使上述箱体的内部的气压为0.1Pa以上且1000Pa以下，在上述试样的图像获得模式时，使上述箱体的内部的气压为0.1Pa以下。
2.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其特征在于，
上述箱体具备向上述箱体的内部导入气体的口以及控制该气体的流量的流量调整部件。
3.一种图像生成方法，其基于通过向载置于大气压环境的空间内的试样照射一次电子线而从上述试样产生的信号，获得上述试样的图像，该图像生成方法的特征在于，
使从电子源产生的一次电子线从电子光学镜筒射出，
使从上述电子光学镜筒射出的上述一次电子线通过与上述电子光学镜筒的内部相比为低真空的状态的箱体内部，
使通过了上述箱体内部的上述一次电子线透过隔膜，该隔膜对载置上述试样的上述大气压环境的空间和上述箱体的内部进行隔离，
将透过了上述隔膜的上述一次电子线照射至上述试样，
上述箱体内部的气压为0.1Pa以上且1000Pa以下，
使上述电子光学镜筒内部的气压比上述箱体的内部的气压低，
通过上述一次电子线向上述隔膜的照射，分解上述隔膜上的污染物，
上述箱体的内部的气压能改变，
进行在使上述箱体的内部的气压为0.1Pa以上且1000Pa以下的状态下决定上述试样的观察对象位置的视野探寻，
之后在使上述箱体内部的气压为0.1Pa以下的状态下获得上述试样的图像。
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