CN108666192A - 带电粒子束装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的提供带电粒子束装置，其能够容易执行使入射到试样的电子束减速的电极与试样的适当且高精度的位置对齐。该带电粒子束装置(10)具有试样室(110)、试样载台(31)、向试样S照射电子束的电子束镜筒(13)、以及照射会聚离子束的会聚离子束镜筒(14)。带电粒子束装置(10)具有电极部件(45)。该电极部件(45)设置为能够在电子束镜筒(13)的出射端部和试样载台(31)之间的插入位置与离开插入位置的退出位置之间移位，并形成有使电子束通过的电极贯通孔。带电粒子束装置(10)具有使电极部件(45)移位的驱动机构(42)、对电极部件(45)施加负电压的电源(20)、以及对试样室(11)和驱动机构(42)与电极部件(45)进行电绝缘的绝缘部件(43)。

Description

带电粒子束装置
技术领域
本发明涉及带电粒子束装置。
背景技术
以往，公知有如下的扫描型电子射线装置：在物镜的出射面与试样之间具有电极，以使试样和电极成为相同电位的方式施加负电压，由此减速入射到试样的电子束(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2000-311646号公报
上述现有技术的扫描型电子射线装置通过在试样的周边形成使电子束减速的电场的减速方法，能够一边维持高分辨率一边抑制试样的电子射线损伤，从而在低加速电压区域中实现试样的表面构造的观察。由于对配置在电子束的光轴上的电极(减速(retarding)电极)施加负电压，因此与例如省略减速电极而直接对试样施加负电压的情况相比，能够抑制起因于试样的平坦度和形状的电场的不均匀。
可是，根据上述现有技术的扫描型电子射线装置，由于适当的观察区域的范围被减速电极限制，因此需要高精度地进行作为观察对象的试样的部位与减速电极的相对的位置对齐。然而，在减速电极固定于物镜等的情况下，有可能无法容易进行高精度的位置对齐。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种带电粒子束装置，该带电粒子束装置能够容易执行使入射到试样的电子束减速的电极与试样的适当且高精度的位置对齐。
(1)本发明的一个方式是带电粒子束装置，其特征在于，该带电粒子束装置具有：试样载台，其载置试样；试样室，其收纳所述试样载台；带电粒子束镜筒，其向所述试样照射带电粒子束；电极部件，其被设置为能够在所述带电粒子束镜筒的出射端部和所述试样载台之间的插入位置与离开所述插入位置的退出位置之间移位，并形成有在所述插入位置处使所述带电粒子束通过的贯通孔；驱动单元，其使所述电极部件移位；电源，其从所述试样室的外部对所述电极部件施加负电压，使得所述带电粒子束相对于所述试样减速；以及电绝缘部件，其对所述试样室和所述驱动单元与所述电极部件之间进行电绝缘。
(2)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)中所述的带电粒子束装置中，所述驱动单元具有致动器，该致动器使所述电极部件在与所述带电粒子束镜筒的光轴平行的移动方向上移位。
(3)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)中所述的带电粒子束装置中，所述驱动单元具有致动器，该致动器使所述电极部件在与所述试样载台的倾斜不发生干涉的范围内移位。
(4)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)至(3)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，所述贯通孔的内表面的外形形成为与所述电极部件的表面平滑连续的凸曲面状。
(5)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)至(4)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，所述电源以使所述电极部件和所述试样成为相同电位的方式对所述电极部件和所述试样施加负电压。
(6)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(5)中所述的带电粒子束装置中，该带电粒子束装置具有：第一端子，其与所述试样接触；第二端子，其设置于离开所述试样的位置；以及电连接部件，其电连接所述第一端子和所述第二端子，所述电源对所述第二端子和所述电极部件施加负电压。
(7)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)至(6)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，具有向所述试样照射电子束的电子束镜筒和向所述试样照射会聚离子束的会聚离子束镜筒作为所述带电粒子束镜筒。
根据本发明的带电粒子束装置，由于具有在插入位置与退出位置之间移位并且施加用于使带电粒子束相对于试样减速的负电压的电极部件，因此通过驱动单元对电极部件的驱动，能够容易执行电极部件与试样的适当且高精度的位置对齐。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的概略结构的立体图。
图2是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的一部分的概略结构的侧视图。
图3是将本发明的实施方式的带电粒子束装置的电极驱动机构放大示出的立体图。
图4是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的电极驱动机构和试样台的概略结构的侧视图。
图5是从试样载台侧观察本发明的实施方式的带电粒子束装置的电极部件的俯视图，是示出电极贯通孔配置于插入位置的状态的图。
图6是本发明的实施方式的带电粒子束装置的电极部件的剖视图。
图7是从试样载台侧观察本发明的实施方式的变形例的带电粒子束装置的电极部件的俯视图，是示出电极贯通孔配置于插入位置的状态的图。
图8是示出作为本发明的实施方式的变形例的带电粒子束装置具有电子束镜筒的透射型电子显微镜的实像模式和电子衍射像模式下的电子束的路径的图。
【标号说明】
10：带电粒子束装置；11：试样室；12：试样台；13：电子束镜筒；13a：出射端部；13b：开口；14：会聚离子束镜筒；15：二次带电粒子检测器；16：EDS检测器；17：气体提供部；18：针；19：电极驱动机构；20：电源；21：控制装置；22：输入设备；23：显示装置；42：驱动机构；43：绝缘部件；45：电极部件；45a：电极贯通孔；61：开闭部；62：接触部；62a：贯通孔；62b：突出部；63：光圈部；63a：光圈贯通孔；S：试样。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的带电粒子束装置进行说明。
图1是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10的概略结构的立体图。图2是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10的概略结构的一部分的侧视图。图3是将本发明的实施方式的带电粒子束装置10的电极驱动机构19放大示出的立体图。图4是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10的电极驱动机构19和试样台12的概略结构的侧视图。
本发明的实施方式的带电粒子束装置10具有：试样室11，其能够将内部维持为减压状态；试样台12，其将试样S固定在试样室11的内部；以及固定于试样室11的电子束镜筒13和会聚离子束镜筒14。带电粒子束装置10具有固定于试样室11的检测器例如二次带电粒子检测器15和EDS检测器16。带电粒子束装置10具有向试样S的表面提供气体的气体提供部17、从固定在试样台12上的试样S将微小的试样片(省略图示)移置到试样片支架(省略图示)上的针18。带电粒子束装置10具有针对电子束镜筒13的出射端部13a和试样S的电极驱动机构19和电源20。带电粒子束装置10在试样室11的外部具有对带电粒子束装置10的动作进行统一控制的控制装置21、与控制装置21连接的输入设备22、以及显示装置23。
另外，以下，X轴、Y轴以及Z轴形成三维正交坐标系，X轴和Y轴与带电粒子束装置10的垂直于上下方向的基准面(例如水平面等)平行，Z轴与上下方向(例如与水平面垂直的铅垂方向等)平行。另外，电子束镜筒13和会聚离子束镜筒14的照射对象不限于试样S，也可以是试样片、试样片支架、以及存在于照射区域内的针18等。
试样室11通过能够维持期望的减压状态的气密构造的耐压箱体形成。试样室11能够通过排气装置(省略图示进行排气，直到使内部处于期望的减压状态。
试样台12具有：试样载台31，其载置试样S；第一旋转机构32，其使试样载台31绕与Z轴平行的旋转轴的轴旋转驱动；以及第一支承部33，其对试样载台31和第一旋转机构32进行支承。试样台12具有：载台移动机构34，其使第一支承部33沿X轴、Y轴以及Z轴分别平行移动；以及第二支承部35，其对第一支承部33和载台移动机构34进行支承。试样台12具有使第二支承部35绕与X轴平行的倾斜轴T的轴旋转驱动的第二旋转机构36。第二旋转机构36固定于试样室11。第二旋转机构36使试样载台31相对于Y轴以任意的角度倾斜。第一旋转机构32、载台移动机构34以及第二旋转机构36分别通过根据带电粒子束装置10的动作模式等从控制装置21输出的控制信号被控制。
试样台12具有与固定在试样载台31上的照射对象电连接的第一端子12a。第一端子12a例如通过与固定在试样载台31上的照射对象的表面接触而电连接。试样台12具有设置在离开固定在试样载台31上的照射对象的位置的第二端子12b、以及电连接第一端子12a和第二端子12b的布线12c。试样台12的第二端子12b例如通过电缆等电连接部件37而与电极部件45电连接。
电子束镜筒13向试样室11的内部的规定的照射区域内的照射对象照射电子束(EB)。电子束镜筒13例如以使电子束的出射端部13a在Z轴方向上面向试样载台31并且使电子束的光轴与Z轴方向平行的方式固定于试样室11。电子束镜筒13具有产生电子的电子源、使从电子源射出的电子会聚以及偏转的电子光学系统。电子光学系统例如具有电磁透镜和偏转器等。电子源和电子光学系统通过根据电子束的照射位置和照射条件等从控制装置21输出的控制信号被控制。
会聚离子束镜筒14向试样室11的内部的规定的照射区域内的照射对象照射会聚离子束(FIB)。会聚离子束镜筒14例如以使会聚离子束的出射端部14a在相对于Z轴倾斜了规定的角度的倾斜方向上面向试样载台31并且使会聚离子束的光轴与倾斜方向平行的方式固定于试样室11。会聚离子束镜筒14具有产生离子的离子源、使从离子源引出的离子会聚以及偏转的离子光学系统。离子光学系统例如具有聚光透镜(condenser lenses)等第一静电透镜、静电偏转器、物镜等第二静电透镜等。离子源和离子光学系统通过根据会聚离子束的照射位置和照射条件等从控制装置21输出的控制信号被控制。离子源例如是使用了液体镓等的液体金属离子源、等离子体型离子源以及气体电场电离型离子源等。
带电粒子束装置10能够通过向照射对象的表面一边扫描会聚离子束一边进行照射来执行被照射部的图像化、基于溅射的各种加工(挖掘、修整(trimming)加工等)、沉积膜(deposited film)的形成等。带电粒子束装置10能够执行从试样S形成通过透射电子显微镜的透射观察用的试样片(例如薄片试样和针状试样等)、以及利用电子束的分析用的分析试样片等的加工。带电粒子束装置10能够执行使移置在试样片支架上的试样片成为适于用于透射电子显微镜(transmission electron microscope)的透射观察的期望的厚度的薄膜的加工。带电粒子束装置10能够通过向试样S、试样片以及针18等照射对象的表面一边扫描会聚离子束或电子束一边进行照射来执行照射对象的表面的观察。
另外，电子束镜筒13和会聚离子束镜筒14也可以以调换相互的配置的方式将电子束镜筒13配置在倾斜方向上，将会聚离子束镜筒14配置在Z轴方向上。
二次带电粒子检测器15检测通过会聚离子束或电子束的照射从照射对象产生的二次带电粒子(二次电子、二次离子)。EDS检测器16检测通过电子束的照射从照射对象产生的X射线。二次带电粒子检测器15和EDS检测器16分别与控制装置21连接，从二次带电粒子检测器15和EDS检测器16输出的检测信号被发送给控制装置21。
在带电粒子束装置10中，不限于二次带电粒子检测器15和EDS检测器16，也可以具有其他检测器。其他检测器例如是反射电子检测器以及EBSD检测器等。反射电子检测器检测通过电子束的照射而从照射对象反射的反射电子。EBSD检测器检测通过电子束的照射从照射对象产生的电子射线后方散射衍射图案。另外，二次带电粒子检测器15中的、用于检测二次电子的二次电子检测器和反射电子检测器也可以收纳在电子束镜筒13的箱体内。
气体提供部17固定于试样室11。气体提供部17具有面向试样载台31配置的气体喷射部(喷嘴)。气体提供部17向照射对象提供蚀刻用气体和沉积用气体等。蚀刻用气体用于根据照射对象的材质而选择性地促进会聚离子束对照射对象的蚀刻。沉积用气体用于在照射对象的表面上形成金属或绝缘体等堆积物的沉积膜。
针18例如通过与试样台12独立设置的针驱动机构18a在试样室11内移位。针18从固定在试样台12上的试样S取出微小的试样片，对试样片进行保持并移置到试样片支架上。
气体提供部17和针驱动机构18a分别通过根据带电粒子束装置10的动作模式等从控制装置21输出的控制信号被控制。
电极驱动机构19具有第一支承部件41、驱动机构42、绝缘部件43、第二支承部件44、电极部件45。
第一支承部件41固定于试样室11。第一支承部件41的外形例如形成为在X轴方向上延伸的棒状。第一支承部件41的X轴方向上的前端部41a在试样室11的内部对驱动机构42进行支承。第一支承部件41将与设置于试样室11的外部的端子41b电连接的电缆46保持在内部。
驱动机构42具有至少向与电子束镜筒13的光轴交叉的平面内的任意的1轴方向驱动的致动器、例如向X轴方向和Y轴方向驱动的2轴的致动器51。致动器51例如是压电致动器。致动器51具有分别在X轴方向和Y轴方向上延伸的第一导轨52和第二导轨53、分别沿第一导轨52和第二导轨53移动的第一滑块54和第二滑块55。另外，致动器51更优选具有向与电子束镜筒13的光轴平行的移动方向(例如Z轴方向)驱动的机构。致动器51通过根据带电粒子束装置10的动作模式等从控制装置21输出的控制信号被控制。
绝缘部件43配置在驱动机构42与第二支承部件44之间。绝缘部件43的外形例如形成为板状。绝缘部件43例如通过树脂或陶瓷等电绝缘性和热绝缘性高的材料形成。绝缘部件43在驱动机构42和试样室11与第二支承部件44和电极部件45之间保持电绝缘和热绝缘。
第二支承部件44隔着绝缘部件43固定于驱动机构42。第二支承部件44的外形例如形成为在X轴方向上延伸的板状。第二支承部件44例如通过具有导电性的表面被覆的树脂材料或非磁性的金属材料等具有导电性的材料形成。第二支承部件44的X轴方向上的靠近电子束镜筒13的一侧的第一端部44a对电极部件45进行支承。第二支承部件44的X轴方向上的远离电子束镜筒13的一侧的第二端部44b与电连接部件37和电缆46电连接。由此，第二支承部件44与设置于试样室11的外部的端子41b和试样台12的第二端子12b电连接。电连接部件37和电缆46被设置为与驱动机构42对第二支承部件44和电极部件45的驱动不发生干涉。
第二支承部件44配置在离开电子束镜筒13的出射端部13a与试样载台31之间的位置，使得即使通过驱动机构42而在X轴方向或Y轴方向上移位的情况下，也不会与从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束发生干涉。
图5是从试样载台31侧观察本发明的实施方式的带电粒子束装置10的电极部件45的俯视图，是示出电极贯通孔45a配置于插入位置的状态的图。图6是本发明的实施方式的带电粒子束装置10的电极部件45的剖视图。
电极部件45固定于第二支承部件44。电极部件45的形状例如形成为在X轴方向上延伸的板状。电极部件45例如通过像钛等非磁性的金属材料或具有导电性的表面被覆的树脂材料等那样具有导电性的非磁性的材料形成。
电极部件45被设置为能够在电子束镜筒13的出射端部13a和试样载台31之间的插入位置与离开插入位置的退出位置之间移位。插入位置例如像在Z轴方向上面向形成于电子束镜筒13的出射端部13a的开口13b的位置等那样是电子束的光轴上的位置。退出位置例如像从电子束的光轴上的位置向X轴方向偏移后的位置等那样是与通过电子束镜筒13来进行的对照射对象的电子束的照射不发生干涉的位置。电极部件45的外形例如形成为在X轴方向上延伸的板状。在电极部件45的X轴方向上的靠近电子束镜筒13的一侧的前端部形成有使从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束通过的电极贯通孔45a。电极贯通孔45a的大小例如形成为如下的大小：相对于出射端部13a的开口13b的直径为几mm左右，电极贯通孔45a的直径为开口13b的直径的一半左右，从而与从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束不发生干涉。电极贯通孔45a的内表面的外形形成为与电极部件45的表面平滑连续的凸曲面状。电极贯通孔45a例如通过驱动机构42对电极部件45在X轴方向上的驱动而在插入位置与退出位置之间移位。
电极部件45经由第二支承部件44、电连接部件37以及布线12c等与试样台12的照射对象电连接。另外，电极部件45也可以通过与试样台12的照射对象直接接触而电连接。
电源20由于与试样室11的外部的端子41b电连接，因此经由电缆46和第二支承部件44与电极部件45电连接。电源20经由电缆46、电连接部件37以及布线12c等与试样台12的照射对象电连接。电源20在至少电极部件45的电极贯通孔45a配置于插入位置的状态下以使电极部件45和照射对象成为同相电位的方式对电极部件45和照射对象施加负电压。
控制装置21根据从输入设备22输出的信号或通过预先设定的自动运转控制处理而生成的信号等对带电粒子束装置10的动作进行统一控制。输入设备22是输出与操作者的输入操作对应的信号的鼠标和键盘等。
控制装置21使显示装置23显示用于进行自动的序列控制中的模式选择和加工设定等各种设定的画面。控制装置21使根据二次带电粒子检测器15和EDS检测器16等各种检测器所检测的状态量生成的图像数据与图像数据的操作画面一起显示在显示装置23上。控制装置21例如一边扫描电子束或会聚离子束的照射位置一边将二次带电粒子检测器15所检测的二次带电粒子的检测量转换为与照射位置对应的亮度信号，从而根据二次带电粒子的检测量的二维位置分布生成表示照射对象的形状的图像数据。控制装置21使用于执行各图像数据的放大、缩小、移动以及旋转等操作的画面与生成的图像数据一起显示在显示装置23上。
如上所述，根据本实施方式的带电粒子束装置10，由于不仅具有通过驱动机构42的驱动而在插入位置与退出位置之间移位，还具有施加用于使电子束相对于照射对象减速的负电压的电极部件45，因此能够容易执行电极部件45与照射对象的适当且高精度的位置对齐。
由于驱动机构42具有使电极部件45在与试样载台31的倾斜轴T平行的移动方向上移位的致动器51，因此能够抑制电极部件45的驱动干涉试样台12绕倾斜轴T的轴旋转。
由于驱动机构42具有使电极部件45在与试样载台31的倾斜轴T垂直的Y轴方向上移位的致动器51，因此能够迅速地从插入位置退避，使得与对照射对象的电子束的照射和从照射对象产生的二次电子的观察不发生干涉。
由于驱动机构42具有使电极部件45在与电子束镜筒13的光轴平行的移动方向上移位的致动器51，因此能够容易执行电极部件45与照射对象的适当且高精度的位置对齐。
由于电极贯通孔45a的内表面的外形形成为与电极部件45的表面平滑连续的凸曲面状，因此能够在照射对象的周边形成用于使电子束减速的适当的电场。
由于电源20以使电极部件45和照射对象成为相同电位的方式对电极部件45和照射对象施加负电压，因此能够在照射对象的周边稳定地形成用于使电子束减速的适当的电场。
由于电极部件45和照射对象经由第二支承部件44、电连接部件37以及布线12c等而间接电连接，因此与电极部件45和照射对象直接接触的情况相比，能够防止产生照射对象的损伤(例如导电性被膜的缺损等)。
以下，参照附图对上述实施方式的变形例进行说明。
图7是从试样载台31侧观察上述实施方式的第一变形例的带电粒子束装置10的电极部件45的俯视图，是示出电极贯通孔45a配置于插入位置的状态的图。
在上述的实施方式中，电极部件45除了减速用的电极贯通孔45a之外还可以具有具备其他功能的部位。变形例的电极部件45例如具有开闭部61、接触部62以及光圈部63。
开闭部61例如设置于电极部件45的X轴方向上的远离电子束镜筒13的一侧的端部等。开闭部61被设置为能够在电子束镜筒13的出射端部13a和试样载台31之间的插入位置与离开插入位置的退出位置之间移位。插入位置例如像相对于形成于电子束镜筒13的出射端部13a的开口13b的Z轴方向上的紧前位置等那样是开闭部61封闭出射端部13a的开口的位置。退出位置例如像从相对于出射端部13a的开口13b的Z轴方向上的紧前位置向X轴方向偏移后的位置等那样是由开闭部61解除出射端部13a的开口13b的封闭的位置。开闭部61例如通过驱动机构42对电极部件45在X轴方向上的驱动在插入位置与退出位置之间移位。
开闭部61例如在从会聚离子束镜筒14向照射对象照射会聚离子束的情况下等通过驱动机构42对电极部件45的驱动而配置于插入位置。由此，开闭部61配置为封闭电子束镜筒13的出射端部13a的开口13b，例如防止产生从照射对象产生的飞溅粒子和气体等浮游粒子侵入到电子束镜筒13的内部而附着在物镜等那样造成内部污损。
开闭部61例如在对照射对象的会聚离子束的照射结束后等从电子束镜筒13向照射对象照射电子束的情况下等通过驱动机构42对电极部件45的驱动配置于退出位置。由此，开闭部61配置为开放出射端部13a的开口13b，例如配置为既不干涉通过电子束镜筒13对照射对象的电子束的照射，也不干涉二次带电粒子检测器15对从照射对象产生的二次电子的观察不发生干涉。
接触部62设置于在试样载台31进行动作时能够比电子束镜筒13的出射端部13a先与照射对象接触的接触位置。接触位置例如像相对于电子束镜筒13的出射端部13a的Z轴方向上的紧前位置的周边等那样是出射端部13a与试样载台31之间与从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束不发生干涉而接近出射端部13a的位置。接触部62设置于电极部件45的X轴方向上的靠近电子束镜筒13的一侧的前端部。接触部62的外形例如形成为圆环板状，在接触部62上形成有使从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束通过的贯通孔62a。贯通孔62a的大小例如是以比电子束镜筒13的出射端部13a大等的方式与从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束不发生干涉的大小。
由于电极部件45经由第二支承部件44和电缆46与试样室11的外部的端子41b电连接，和接触部62与照射对象的接触有无相对应的电特性的变化，通过在试样室11的外部与端子41b连接的导通传感器24检测。另外，在检测有无接触部62与照射对象的接触的情况下，经由电连接部件37和布线12c等的电极部件45与试样台12的照射对象的电连接被遮断，试样台12的照射对象与试样室11电连接。
光圈部63例如被设置为缩窄从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束。光圈部63例如设置于开闭部61与电极贯通孔45a之间。在光圈部63上形成有使从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束的一部分通过的微小的光圈贯通孔63a。光圈贯通孔63a的大小例如形成为：相对于出射端部13a的开口13b1直径为几mm左右，光圈贯通孔63a的直径为几μm至几十μm左右。
变形例的电极部件45例如被设置为能够通过驱动机构42对电极部件45在X轴方向上的驱动而使开闭部61、接触部62以及光圈部63分别在插入位置与离开插入位置的位置之间移位。
具有光圈部63的电极部件45例如在电子束镜筒13构成扫描型电子显微镜和透射型电子显微镜等电子显微镜并且执行相位恢复处理的情况下使用。光圈部63被用作所谓的限制视野衍射中的限制视野光圈。在从电子束镜筒13向照射对象照射电子束并检测来自照射对象的二次电子或透射电子的情况下，光圈部63在进行电子衍射像的观察时配置于插入位置，在进行实像的观察时配置于离开插入位置的位置。光圈部63例如以在进行实像的观察时配置于离开插入位置的位置的情况下使电极贯通孔45a或接触部62的贯通孔62a配置于插入位置的方式设定相对于电极贯通孔45a或接触部62的相对位置。
作为相位恢复处理中的实际空间上的约束条件，配置于插入位置的光圈部63形成包含照射对象的观察区域和观察区域的外侧的成为零电势(zero potential)的外侧区域，由此提高了相位恢复处理的收敛性。在进行电子衍射像的观察时，通过透镜扩展电子束，由光圈部63选择期望的视野，因此能够降低电子束的照射密度并且成为均匀的强度分布，从而增大了电子衍射像的分辨率。
另外，在相位恢复处理中，首先对随机生成的实际空间的实像进行傅立叶变换而生成逆向空间的电子衍射像。然后，用实验获取的电子衍射像(逆向空间)的振幅置换生成的电子衍射像的振幅，并通过傅立叶逆变换而重构实像(实际空间)。这样，通过重复进行傅立叶变换和傅立叶逆变换来恢复实像的相位信息。
图8是示出作为上述实施方式的变形例的带电粒子束装置10具有电子束镜筒13的透射型电子显微镜的实像模式和电子衍射像模式下的电子束的路径的图。
变形例的带电粒子束装置10具有：电子束镜筒13，其构成用于获得实像和电子衍射像的强度分布的成像系统的至少一部分；检测器71，其检测基于电子束的照射的照射对象的透射电子；以及试样支架72，其以能够进行检测器71对透射电子的检测的方式对照射对象(试样S等)进行保持。
在实像模式的情况下，从电子源81释放的电子束82在通过照射透镜83而收敛之后，通过聚光光圈(condenser aperture)84而被切成仅具有较小的照射角度的部分，进而通过物镜85收敛成子纳米直径细的电子束82。该电子束82通过扫描线圈86向试样S中的几十nm直径的照射区域87一边进行扫描一边进行照射。在照射区域87中散射而透射过的透射电子由检测器71经由物镜88进行检测。配置在检测器71的紧前的检测角度限制光圈89设定检测器71所检测的透射电子的检测角度范围。
在电子衍射像模式的情况下，从电子源81释放的电子束82在通过照射透镜83而扩展之后，通过聚光光圈84而被切割(cut)成仅具有均匀的明亮度的部分。通过了聚光光圈84的电子束82通过物镜85而平行。此时，不进行扫描线圈86对电子束82的扫描。通过驱动机构42对电极部件45在X轴方向上的驱动，光圈部63的光圈贯通孔63a配置于试样S的正上方的插入位置。光圈贯通孔63a的形状形成为与实像模式的情况下的照射区域87的形状一致，被光圈部63切割后的电子束82照射到与实像模式的情况相同的照射区域87。
根据变形例，通过光圈部63的光圈贯通孔63a来提高相位恢复处理的收敛性，在进行电子衍射像的观察时能够降低电子束的照射密度并且成为均匀的强度分布，从而增大电子衍射像的分辨率。
另外，上述实施方式是作为例子而提示的，并不意味着对发明的范围进行限定。这些新的实施方式可以通过其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨内并且包含于权利要求书中所记载的发明及其均等的范围内。例如，在上述的实施方式中，通过具有使电极部件45在与倾斜轴T平行的移动方向上移位的致动器51，抑制电极部件45的驱动干涉试样台12绕倾斜轴T的轴的倾斜，但不限定于此。致动器51可以不使电极部件45在与倾斜轴T平行的移动方向上移位，也可以使电极部件45在不干涉试样台12绕倾斜轴T的轴的倾斜的范围内移位。

Claims (7)

1.一种带电粒子束装置，其特征在于，其具有：
试样载台，其载置试样；
试样室，其收纳所述试样载台；
带电粒子束镜筒，其向所述试样照射带电粒子束；
电极部件，其被设置为能够在所述带电粒子束镜筒的出射端部和所述试样载台之间的插入位置与离开所述插入位置的退出位置之间移位，并形成有在所述插入位置处使所述带电粒子束通过的贯通孔；
驱动单元，其使所述电极部件移位；
电源，其从所述试样室的外部对所述电极部件施加负电压，使得所述带电粒子束相对于所述试样减速；以及
电绝缘部件，其对所述试样室和所述驱动单元与所述电极部件之间进行电绝缘。
2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
所述驱动单元具有致动器，该致动器使所述电极部件在与所述带电粒子束镜筒的光轴平行的移动方向上移位。
3.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
所述驱动单元具有致动器，该致动器使所述电极部件在与所述试样载台的倾斜不发生干涉的范围内移位。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，
所述贯通孔的内表面的外形形成为与所述电极部件的表面平滑连续的凸曲面状。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，
所述电源以使所述电极部件和所述试样成为相同电位的方式对所述电极部件和所述试样施加负电压。
6.根据权利要求5所述的带电粒子束装置，其特征在于，该带电粒子束装置具有：
第一端子，其与所述试样接触；
第二端子，其设置于离开所述试样的位置；以及
电连接部件，其电连接所述第一端子和所述第二端子，
所述电源对所述第二端子和所述电极部件施加负电压。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，
该带电粒子束装置具有向所述试样照射电子束的电子束镜筒和向所述试样照射会聚离子束的会聚离子束镜筒作为所述带电粒子束镜筒。
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