DE112015004746B4 - Mit einem strahl geladener teilchen arbeitende vorrichtung - Google Patents

Mit einem strahl geladener teilchen arbeitende vorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112015004746B4
DE112015004746B4 DE112015004746.8T DE112015004746T DE112015004746B4 DE 112015004746 B4 DE112015004746 B4 DE 112015004746B4 DE 112015004746 T DE112015004746 T DE 112015004746T DE 112015004746 B4 DE112015004746 B4 DE 112015004746B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sample
charged particle
particle beam
axis
angle
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.)
Active
Application number
DE112015004746.8T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112015004746T5 (de
Inventor
Taiga Okumura
Takashi Ohshima
Yuusuke Oominami
Minami Shouji
Akiko Hisada
Akio Yoneyama
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 High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Tech Corp
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 High Tech Corp filed Critical Hitachi High Tech Corp
Publication of DE112015004746T5 publication Critical patent/DE112015004746T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112015004746B4 publication Critical patent/DE112015004746B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H01J37/26—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
    • 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
    • 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
    • H01J37/222—Image processing arrangements associated with the tube
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40—Imaging
    • G01N2223/418—Imaging electron microscope
    • 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
    • H01J2237/02—Details
    • H01J2237/024—Moving components not otherwise provided for
    • H01J2237/0245—Moving whole optical system relatively to object
    • 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
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • 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
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H01J2237/20207—Tilt
    • 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
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H01J2237/20214—Rotation
    • 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
    • H01J2237/22—Treatment of data
    • H01J2237/226—Image reconstruction
    • H01J2237/228—Charged particle holography
    • 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
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2802—Transmission microscopes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, welche Folgendes umfasst:eine optische Säule (2) für geladene Teilchen, welche eine in einem Probenträger gehaltene Probe (6) mit einem Strahl primärer geladener Teilchen bestrahlt,eine Probenträger-Dreheinheit, welche in der Lage ist, den Probenträger in einem Zustand zu drehen, in dem ein Winkel außerhalb der Senkrechten zwischen der Oberfläche des Probenträgers und der optischen Achse (200) des Strahls primärer geladener Teilchen gebildet ist, undeine Steuereinheit (38), welche den Drehwinkel der Probenträger-Dreheinheit steuert,wobei der Probenträger (500) so ausgelegt ist, dass er ein Detektierelement aufweist, welches in der Probe gestreute oder von der Probe durchgelassene geladene Teilchen detektiert, undwobei durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugte Bilder der Probe entsprechend jedem Winkel durch Bestrahlen der Probe mit dem Strahl primärer geladener Teilchen erhalten werden, während die Probenträger-Dreheinheit um mehrere verschiedene Winkel gedreht wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung und ein Probenbetrachtungsverfahren, wodurch das Innere einer Probe durch Bestrahlung mit einem Strahl geladener Teilchen betrachtet werden kann.
  • Technischer Hintergrund
  • Rastertransmissionselektronenmikroskope (STEM), Transmissionselektronenmikroskope (TEM) oder dergleichen werden zur Betrachtung der inneren Struktur eines Objekts in einem sehr kleinen Gebiet des Objekts verwendet. Bei einem allgemeinen Verfahren zur Betrachtung des Inneren einer Probe unter Verwendung eines solchen Elektronenmikroskops ist es bekannt, auf einem Gitterprobenträger, der mehrere Löcher aufweist, eine Probe anzuordnen, die so dünn geschnitten ist, dass ein Elektronenstrahl dadurch hindurchtreten kann, wobei ein Strahl durchgelassener Elektronen an einem Detektor erfasst wird, der auf der Seite der Probenoberfläche entgegengesetzt zur Seite der Elektronenquelle angeordnet ist. Ferner hat auf dem Gebiet von Materialien, der Medizinwissenschaft und der Biologie in letzter Zeit ein Verfahren zur dreidimensionalen Betrachtung der inneren Struktur eines Objekts Aufmerksamkeit erregt, bei dem Transmissionselektronenmikroskopbilder in verschiedenen Azimutwinkeln durch Neigen einer Probe erfasst werden. In PTL 1 ist ein Verfahren zum Finden einer dreidimensionalen Positionsanordnung durch Neigen einer Probe vorgeschlagen.
  • Die innere Struktur eines Objekts kann nicht nur mit einem Elektronenmikroskop, sondern auch einem optischen Mikroskop betrachtet werden. Die Verwendung eines optischen Mikroskops ermöglicht das Erhalten von Farbinformationen, die mit dem Elektronenmikroskop nicht erhalten werden können. Bei einem Probenpräparationsverfahren für die Betrachtung mit einem optischen Mikroskop wird weit verbreitet ein Verfahren verwendet, bei dem eine Probe, die dünn genug ist, um Licht durchzulassen, angeordnet wird oder eine Probe in einem flüssigen Zustand dünn auf einen flachen Träger in der Art eines Objektträgerglases aufgebracht wird und die Probe betrachtet wird.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
  • PTL 1: JP H04 - 337 236 A (US-Patent US 5 278 408 A )
  • Rasterelektronenmikroskope mit verschiebbarer und/oder neigbarer Halterung der Probe getrennt vom Detektor zur einfachen und tomographischen Bildgebung sind in den Offenbarungsschriften EP 2 738 786 A1 , US 2006/0 011 834 A1 und WO 2010/001 399 A1 sowie in dem Artikel C. Kübel et al., Recent Advances in Electron Tomography: TEM and HAADF-STEM Tomography for Materials Science and Semiconductor Applications, Microscopy and Microanalysis 11 (2005), S. 378-400 offenbart.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Optische Mikroskope haben eine geringe Fokustiefe. Dementsprechend weisen mit optischen Mikroskopen erhaltene Bilder nur in einer spezifischen Tiefe oder Dicke der Probe Informationen auf. Dementsprechend kann die dreidimensionale innere Struktur der Probe selbst dann nicht betrachtet werden, wenn das Objektträgerglas oder dergleichen geneigt wird. Dagegen haben Elektronenmikroskope verglichen mit optischen Mikroskopen eine große Fokustiefe. Demgemäß sind Informationen in einem Bild in Tiefenrichtung überlagert. Daher erfordert eine Betrachtung einer dreidimensionalen Struktur innerhalb der Probe unter Verwendung eines Elektronenmikroskops eine genaue Spezifikation der Größe und der Dichte einer Struktur und ihrer Position in einer dreidimensionalen Richtung innerhalb der Probe.
  • Ferner muss, wenn die mit dem optischen Mikroskop betrachtete dreidimensionale innere Struktur der Probe mit dem Elektronenmikroskop betrachtet wird, die mit dem optischen Mikroskop betrachtete Probe in eine Elektronenmikroskopvorrichtung eingebracht werden, die wie in PTL 1 zu einer dreidimensionalen Strukturbetrachtung in der Lage ist. Wie aus der Literatur bekannt ist, kann die am Objektträgerglas angebrachte Probe jedoch nicht in eine TEM- oder STEM-Vorrichtung eingebracht werden. Demgemäß lässt sich die Betrachtung der dreidimensionalen inneren Struktur einer mit dem optischen Mikroskop betrachteten Stelle nur schwer mit dem Elektronenmikroskop ausführen. Wenngleich dies beispielsweise geschehen kann, indem die mit dem optischen Mikroskop betrachtete Probe auf dem flachen Träger in der Art eines Objektträgerglases mit einem Harz verfestigt wird, die Probe vom flachen Träger abgezogen wird und sie dann mit einem Mikrotom oder dergleichen dünn geschnitten wird und auf einem Gitter angeordnet wird, das mehrere Löcher aufweist, ist dieser Arbeitsvorgang mit einem sehr komplizierten Austauschvorgang der Probe verbunden.
  • Die Erfindung wurde angesichts dieser Probleme gemacht, und eine ihrer Aufgaben besteht darin, eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung und ein Probenbetrachtungsverfahren bereitzustellen, wodurch eine dreidimensionale Positionsbeziehung oder eine Dichteverteilung der inneren Struktur einer Probe mit einem durch den Strahl durchgelassener geladener Teilchen erhaltenen Bild genau spezifiziert werden kann.
  • Lösung des Problems
  • Zum Lösen der vorstehenden Probleme weist eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung gemäß der Erfindung Folgendes auf: eine optische Säule für geladene Teilchen, welche eine in einem Probenträger gehaltene Probe mit einem Strahl primärer geladener Teilchen bestrahlt, eine Probenträger-Dreheinheit, welche in der Lage ist, den Probenträger in einem Zustand zu drehen, in dem ein Winkel außerhalb der Senkrechten zwischen der Oberfläche des Probenträgers und der optischen Achse des Strahls primärer geladener Teilchen gebildet ist, und eine Steuereinheit, welche den Drehwinkel der Probenträger-Dreheinheit steuert, wobei der Probenträger so ausgelegt ist, dass er ein Detektierelement aufweist, welches in der Probe gestreute oder von der Probe durchgelassene geladene Teilchen detektiert, und wobei durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugte Bilder der Probe entsprechend jedem Winkel durch Bestrahlen der Probe mit dem Strahl primärer geladener Teilchen erhalten werden, während die Probenträger-Dreheinheit um mehrere verschiedene Winkel gedreht wird.
  • Zusätzlich weist eine andere mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung gemäß der Erfindung Folgendes auf: eine optische Säule für geladene Teilchen, welche eine in einem Probenträger gehaltene Probe mit einem Strahl primärer geladener Teilchen bestrahlt, einen Probentisch, worin der Probenträger anbringbar und abnehmbar angeordnet ist, und eine Winkelsteuereinheit, welche einen relativen Winkel zwischen dem Strahl primärer geladener Teilchen und der Probe mit einer ersten Achse und einer von der ersten Achse verschiedenen zweiten Achse steuert, wobei der Probenträger so ausgelegt ist, dass er einen Detektor aufweist, der innerhalb der Probe gestreute oder davon durchgelassene geladene Teilchen detektiert, und wobei durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugte Bilder der Probe entsprechend jedem relativen Winkel durch Bestrahlen unter mehreren verschiedenen relativen Winkeln in der ersten Achse und der zweiten Achse mit dem Strahl primärer geladener Teilchen erhalten werden.
  • Zusätzlich weist eine andere mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung gemäß der Erfindung Folgendes auf: eine optische Säule für geladene Teilchen, welche eine in einem Probenträger gehaltene Probe mit einem Strahl primärer geladener Teilchen bestrahlt, einen Probentisch, worin der Probenträger anbringbar und abnehmbar angeordnet ist, eine Probenträger-Neigeeinheit, die den durch die Oberfläche des Probenträgers und die optische Achse des Strahls primärer geladener Teilchen gebildeten Winkel zu einem von der Senkrechten verschiedenen Winkel neigt, wobei die Neigungsachse von der Neigungsachse des Probentisches verschieden ist, und eine Steuereinheit, welche den Neigungswinkel der Probenträger-Neigeeinheit steuert, wobei der Probenträger so ausgelegt ist, dass er eine Detektiereinheit aufweist, welche innerhalb der Probe gestreute oder von der Probe durchgelassene geladene Teilchen detektiert, und durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugte Bilder der Probe entsprechend jedem relativen Winkel durch Neigen des Probenträgers um mehrere der verschiedenen relativen Winkel, wobei die Neigungsachse von jener des Probentisches verschieden ist, und durch Bestrahlen der Probe mit dem Strahl primärer geladener Teilchen erhalten werden.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung kann eine dreidimensionale Positionsbeziehung oder eine Dichteverteilung der inneren Struktur einer Probe mit einem durch den Strahl durchgelassener geladener Teilchen erhaltenen Bild genau spezifiziert werden.
  • Insbesondere kann unter Verwendung eines Probenträgers, der die Erfassung eines Strahls durchgelassener geladener Teilchen ermöglicht, durch eine mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskopvorrichtung die dreidimensionale innere Struktur einer mit einem optischen Mikroskop betrachteten Probe einfach betrachtet werden.
  • Probleme, Konfigurationen und Wirkungen, die von den vorstehend erwähnten verschieden sind, werden anhand der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen verständlich werden.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 ein schematisches beschreibendes Diagramm einer Betrachtung mit einem optischen Mikroskop und einer Betrachtung mit einem mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop,
    • 2 ein detailliertes Diagramm eines Probenträgers, der ein Detektierelement aufweist,
    • 3 ein detailliertes Diagramm des Probenträgers, der das Detektierelement aufweist,
    • 4 ein detailliertes Diagramm des Probenträgers, der das Detektierelement aufweist,
    • 5 ein Diagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zum Detektieren durchgelassener geladener Teilchen mit dem Detektierelement,
    • 6-1 ein Diagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zum Detektieren durchgelassener geladener Teilchen mit dem Detektierelement,
    • 6-2 ein Diagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zum Detektieren durchgelassener geladener Teilchen mit dem Detektierelement,
    • 6-3 ein Diagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zum Detektieren durchgelassener geladener Teilchen mit dem Detektierelement,
    • 7-1 eine Vorrichtung gemäß Ausführungsform 1,
    • 7-2 die Vorrichtung gemäß Ausführungsform 1,
    • 7-3 die Vorrichtung gemäß Ausführungsform 1,
    • 8 ein Diagramm zur Beschreibung einer Bedienungsbildschirmdarstellung,
    • 9 ein Diagramm zur Beschreibung eines Betrachtungsverfahrens gemäß Ausführungsform 1,
    • 10 ein Diagramm zur Beschreibung der Bedienungsbildschirmdarstellung,
    • 11 ein Diagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zum Detektieren durchgelassener geladener Teilchen mit dem Detektierelement,
    • 12 ein schematisches beschreibendes Diagramm einer Betrachtung mit einem optischen Mikroskop und einer Betrachtung mit einem mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop,
    • 13 ein schematisches beschreibendes Diagramm einer Betrachtung mit einem optischen Mikroskop und einer Betrachtung mit einem mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop,
    • 14 ein schematisches beschreibendes Diagramm einer Betrachtung mit einem optischen Mikroskop und einer Betrachtung mit einem mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop,
    • 15 ein detailliertes Diagramm des Probenträgers, der das Detektierelement aufweist,
    • 16 ein Diagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zum Detektieren durchgelassener geladener Teilchen mit dem Detektierelement,
    • 17 eine stereographische Projektion des Winkels zwischen einer Probe und einem Strahl geladener Teilchen,
    • 18 eine Koordinatenbeziehung zwischen der Probe und der Neigung oder Drehung,
    • 19 eine stereographische Projektion des Winkels zwischen der Probe und dem Strahl geladener Teilchen,
    • 20 die Neigung an einem Tisch und die Neigung an einem Motor,
    • 21 die Neigung am Tisch und die Drehung an einem Drehträger,
    • 22 ein Diagramm zur Beschreibung eines Detektierelements gemäß Ausführungsform 2,
    • 23 ein Diagramm zur Beschreibung einer Vorrichtung gemäß Ausführungsform 2,
    • 24 ein Diagramm zur Beschreibung einer Vorrichtung gemäß Ausführungsform 3 und
    • 25 ein Diagramm zur Beschreibung der Vorrichtung gemäß Ausführungsform 3.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Die vorliegende Anmeldung nimmt den Inhalt von PCT/JP2014/056392 auf, wodurch ein Teil der vorliegenden Patentschrift gebildet ist. Es wird davon ausgegangen, dass die vorstehende Anmeldung bei der Einreichung der vorliegenden Anmeldung nicht bekannt war. Nachstehend werden die jeweiligen Ausführungsformen unter Verwendung der Zeichnung beschrieben.
  • Nachstehend werden Einzelheiten eines Probenträgers und einer mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung, worauf der Probenträger gemäß der Erfindung angewendet wird, beschrieben. Diese sind lediglich ein Beispiel der Erfindung, und die Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die Erfindung kann auf eine Vorrichtung angewendet werden, die eine Probe durch Bestrahlung mit einem Strahl geladener Teilchen betrachtet, wie ein Rasterelektronenmikroskop, ein Rasterionenmikroskop, ein Rastertransmissionselektronenmikroskop oder ein Transmissionselektronenmikroskop, oder sie kann auf eine kombinierte Vorrichtung aus einem Mikroskop und einer Probenbearbeitungsvorrichtung oder auf eine Analyse- oder Testvorrichtung, worauf das Mikroskop angewendet wird, angewendet werden. Der Probenträger und die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, worin der Probenträger gemäß der Erfindung angebracht ist, bilden ein Betrachtungssystem, wodurch die Betrachtung eines durch einen Strahl durchgelassener geladener Teilchen erzeugten Bilds ermöglicht wird.
  • Der „Probenträger“ gemäß der vorliegenden Patentschrift bedeutet eine Einheit, die zusammen mit einer Probe von der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung abgenommen werden kann, wenn die Probe an der Einheit angebracht ist. Insbesondere kann die „Probenträgereinheit“ ein Detektierelement und einen Träger aufweisen oder nur aus einem Detektierelement bestehen.
  • Ausführungsform 1
  • <Kurzfassung>
  • Zuerst wird der gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendete Probenträger kurz beschrieben. Wenngleich ein nachstehend beschriebenes Verfahren zum Betrachten der dreidimensionalen inneren Struktur für einen allgemeinen Elektronenmikroskop-Probenträger aus dem Stand der Technik verwendet werden kann, wird die Verwendbarkeit des Verfahrens durch die Verwendung des nachstehend beschriebenen Probenträgers weiter verbessert.
  • Die vorliegende Ausführungsform beschreibt ein mit geladenen Teilchen arbeitendes Mikroskop und ein Betrachtungssystem, wodurch ein durch einen Strahl durchgelassener geladener Teilchen erzeugtes Bild durch Umwandeln von der Probe durchgelassener geladener Teilchen oder darin gestreuter Teilchen in Licht und Detektieren des Lichts erzeugt wird. Insbesondere ist zumindest ein Teil des Probenträgers, woran die Probe angebracht ist, als ein lichtemittierendes Element ausgebildet, das Licht bei einer Bestrahlung mit einem Strahl geladener Teilchen emittiert. Durch die Bestrahlung des lichtemittierenden Elements mit einem Strahl geladener Teilchen, der von der Probe auf dem lichtemittierenden Element durchgelassen oder gestreut wird, wird Licht erzeugt, und das Licht wird in einem Detektor detektiert, der im mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop enthalten ist, um ein durch den Strahl durchgelassener geladener Teilchen erhaltenes Bild zu erzeugen. Das heißt, dass der von der Probe durchgelassene Strahl geladener Teilchen nicht direkt detektiert wird, sondern gemäß der vorliegenden Ausführungsform nach der Umwandlung in Licht detektiert wird. Wie nachstehend in Einzelheiten beschrieben wird, erfordert das lichtemittierende Element, das den Strahl geladener Teilchen in Licht umwandelt, keine extern angeschlossenen Zwischenverbindungen in der Art eines Stromkabels und einer Signalleitung. Demgemäß kann der gleiche Probenträger verwendet werden, um eine Betrachtung im mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop und in einer anderen Vorrichtung auszuführen, so dass der sehr mühsame Arbeitsvorgang des Abnehmens einer elektrischen Zwischenverbindung bei der Bewegung der Probe zwischen Vorrichtungen nicht erforderlich ist. Zusätzlich kann das lichtemittierende Element oder der Probenträger mit dem lichtemittierenden Element einfach an der Vorrichtung angebracht werden oder davon abgelöst werden. Demgemäß kann die Probe für eine beliebige Probe einfach auf den Probenträger gesetzt werden. Insbesondere ist dies im Fall einer Betrachtung einer kultivierten Zelle oder dergleichen sehr wirksam, wobei eine Kultivierung der Probe auf dem Probenträger zur mikroskopischen Betrachtung erforderlich ist.
  • Ferner können, wie in 1 dargestellt ist, wenn der Probenträger gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, eine Betrachtung mit dem mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop und eine Betrachtung mit einer anderen Vorrichtung in der Art eines optischen Mikroskops mit demselben Probenträger ausgeführt werden. 1 zeigt einen Probenträger, der ein Detektierelement 500 (welches als lichtemittierendes Element bezeichnet werden kann), welches zu einer Lichtemission durch Umwandlung oder Verstärkung des Strahls geladener Teilchen in Licht geeignet ist, ein mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitendes Mikroskop 601 und ein optisches Mikroskop 602 gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufweist. Eine Probe 6 kann direkt oder durch ein später beschriebenes vorgegebenes Element am Detektierelement 500 des Probenträgers angebracht werden. Wie später beschrieben wird, weist das mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Mikroskop 601 einen optischen Detektor 503 auf, um Licht vom Detektierelement 500 in ein elektrisches Signal umzuwandeln und zu verstärken. Mit dieser Konfiguration kann ein mit durchgelassenen geladenen Teilchen erhaltenes mikroskopisches Bild erfasst werden, indem ein „Transmissionssignal geladener Teilchen“, das innerhalb der Probe nach der Bestrahlung der Probe 6 mit dem Strahl geladener Teilchen, der im mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop erzeugt wird, durchgelassen oder gestreut wurde, in Licht umgewandelt wird und das Licht im Detektierelement, das Teil des Probenträgers ist, detektiert wird. Weil der vorliegende Probenträger überdies ein üblicher Probenträger ist, der im mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop und im optischen Mikroskop gemeinsam verwendet wird, ermöglicht eine Bewegung desselben Probenträgers zwischen Mikroskopen, wie durch einen Pfeil in der Zeichnung dargestellt ist, und das Vornehmen einer Betrachtung eine Betrachtung mit einem Strahl geladener Teilchen und eine optische Betrachtung mit der auf einem Probenträger angeordneten Probe ohne eine Duplizierung der Probe für jede mikroskopische Betrachtung oder Bewegung der Probe.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das Detektierelement, das einen Teil des Probenträgers bildet, als ein transparentes Element hergestellt werden. Nachstehend bedeutet „transparent“ in der vorliegenden Patentschrift, dass der Durchgang von sichtbarem Licht, Ultraviolettlicht oder Infrarotlicht in einem spezifischen Wellenlängenbereich ermöglicht wird oder der Durchgang von sichtbarem Licht, Ultraviolettlicht oder Infrarotlicht in allen Wellenlängenbereichen ermöglicht wird. Ultraviolettlicht hat einen Wellenlängenbereich von etwa 10 bis 400 nm. Sichtbares Licht hat einen Wellenlängenbereich von etwa 380 nm bis 750 nm. Infrarotlicht hat einen Wellenlängenbereich von etwa 700 nm bis 1 mm (= 1000 µm). Falls beispielsweise eine Transparenz selbst mit wenigen gemischten Farben gesehen wird, bedeutet dies, dass der Durchgang von sichtbarem Licht in einem spezifischen Wellenlängenbereich erlaubt wird. Falls eine farblose Transparenz gesehen wird, bedeutet dies, dass der Durchgang von sichtbarem Licht in allen Wellenlängenbereichen ermöglicht wird. „Ermöglichen des Durchgangs“ bedeutet den Durchgang von Licht mit einer Intensität, bei der eine Betrachtung mit einem optischen Mikroskop mit Licht im Wellenlängenbereich ausgeführt werden kann (wünschenswerterweise beispielsweise eine Durchlässigkeit von wenigstens 50 %) . Zusätzlich ist der spezifische Wellenlängenbereich ein Wellenlängenbereich, der einen Wellenlängenbereich einschließt, welcher bei der Betrachtung zumindest mit dem optischen Mikroskop verwendet wird. Demgemäß kann das Detektierelement in einem allgemeinen optischen Mikroskop (optischen Transmissionsmikroskop) verwendet werden, das von der anderen Oberflächenseite des Probenträges ein „optisches Transmissionssignal“ erfassen kann, das durch Licht erhalten wird, das von einer Oberflächenseite des Probenträgers gemäß der vorliegenden Ausführungsform von der Probe durchgelassen wird. Jedes Licht verwendende Mikroskop in der Art eines biologischen Mikroskop , eines stereoskopischen Mikroskops, eines invertierten Mikroskops, eines metallographischen Mikroskops, eines Fluoreszenzmikroskops oder eines Lasermikroskops kann als optisches Mikroskop verwendet werden. Wenngleich der Begriff „Mikroskop“ für die Beschreibung verwendet wird, kann der Probenträger zusätzlich auf allgemeine Vorrichtungen angewendet werden, die Informationen durch Bestrahlung der Probe mit Licht unabhängig von Vergrößerungen von Bildern erfassen.
  • Ferner kann, falls der Probenträger verwendet wird, eine Betrachtung der dreidimensionalen inneren Struktur der auf dem gemeinsamen Probenträger angeordneten Probe nach der Betrachtung mit dem optischen Mikroskop in der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung ausgeführt werden. Demgemäß können verschiedene Informationstypen von der gleichen Probe auf demselben Probenträger erhalten werden. Nachstehend werden Einzelheiten des Probenträgers, eines Probenanbringungsverfahrens, eines Bilderfassungsprinzips, einer Vorrichtungskonfiguration und dergleichen beschrieben.
  • <Beschreibung des Probenträgers>
  • Es werden Einzelheiten und der Grundgedanke des Probenträgers gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Probenträger gemäß der vorliegenden Ausführungsform besteht aus dem Detektierelement 500, das den Strahl geladener Teilchen in Licht umwandelt. Die Probe 6 wird direkt auf dem Detektierelement 500 angebracht, wie in 2 dargestellt ist. Wenngleich in der Zeichnung nur eine Probe 6 angebracht ist, können auch mehrere Proben 6 angeordnet werden. Die Probe 6 kann durch ein Element in der Art eines Films indirekt angebracht werden, wie später beschrieben wird. Ein Träger 501 (nicht dargestellt), der farblos und transparent ist oder einige gemischte Farben aufweist, kann unter dem Probenträger 500 angeordnet sein. Transparentes Glas, transparenter Kunststoff, transparentes Kristall oder dergleichen wird als Träger 501 verwendet. Im Fall einer gewünschten Betrachtung mit einem Fluoreszenzmikroskop oder dergleichen wird vorzugsweise Kunststoff verwendet, weil Kunststoff Fluoreszenz nicht absorbiert. Der Träger 501 kann nicht aufgenommen sein.
  • Das Detektierelement 500 ist ein Element, das einen Strahl geladener Teilchen erfasst, der bei einer Energie von beispielsweise einigen keV bis einigen zehn keV ankommt, und das Licht in der Art sichtbaren Lichts, Ultraviolettlichts oder Infrarotlichts emittiert, falls es mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird. Im Fall einer Verwendung des Detektierelements im Probenträger gemäß der vorliegenden Ausführungsform wandelt das Detektierelement geladene Teilchen, die von der am Probenträger angebrachten Probe durchgelassen oder in dieser gestreut werden, in Licht um. Die Wellenlänge des emittierten Lichts liegt vorzugsweise in einem spezifischen oder beliebigen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts, Ultraviolettlichts und Infrarotlichts. Beispielsweise kann ein Szintillator oder ein Lumineszenzlicht emittierendes Material als Detektierelement verwendet werden. Beispiele des Szintillators umfassen anorganische Szintillatormaterialien in der Art von Siliciumnitrid (SiN) und Yttriumaluminiumgranat (YAG), Yttriumaluminiumperovskit (YAP), Bismutgermaniumoxid (BGO), Gadoliniumsiliciumoxid (GSO), Lutetiumsiliciumoxid (LSO), Yttriumsiliciumoxid (YSO), Lutetiumyttriumsiliciumoxid (LYSO) und thalliumaktiviertes Natriumiodid (NaI(Tl)). Materialien, auf die ein Kunststoffszintillator oder ein organischer Szintillator aufgebracht ist, der ein Material in der Art von Polyethylenterephthalat enthält, das Licht emittieren kann, oder ein Anthracen oder dergleichen enthaltender flüssiger Szintillator aufgebracht ist, können auch verwendet werden. Das Detektierelement 500 kann ein beliebiges Material sein, vorausgesetzt, dass es ein Element ist, das den Strahl geladener Teilchen in Licht konvertieren kann. Zusätzlich umfasst die Lichtemission gemäß der Erfindung eine Lichtemission, die Fluoreszenz oder ein anderes Lichtemissionsphänomen verwendet.
  • Zusätzlich können ein Dünnfilm oder mit einem fluoreszierenden Mittel, das Fluoreszenz emittiert, wenn es mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird, beschichtete winzige Teilchen auch verwendet werden. Beispiele für das Beschichtungsmaterial umfassen fluoreszierende Proteine in der Art eines grün fluoreszierenden Proteins (GFP) . Die Farbe der Fluoreszenz ist nicht auf Grün beschränkt und kann eine beliebige Farbe wie Blau oder Rot sein. Insbesondere wird ein GFP bevorzugt, das nicht sofort abgebaut wird, wenn es mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird. Beispielsweise ist ein verstärktes grün fluoreszierendes Protein (verstärktes GFP, EGFP) bevorzugt. Falls die zu betrachtende Probe eine biologische Probe in der Art einer Zelle ist, wird eine gute Haftung zwischen dem GFP, das ein Protein ist, und der Zellprobe oder dergleichen erreicht. Zusätzlich kann eine Betrachtung nach der Erhöhung der Fluoreszenzintensität von GFP ausgeführt werden, indem ein Substrat, worauf GFP aufgebracht wurde, mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird, nachdem die Probe angebracht wurde, oder die Probe kann angebracht werden, nachdem die Lichtemissionsintensität von GFP erhöht wurde, indem das Substrat vor der Anbringung der Probe mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird. In diesem Fall wird das Beschichtungsmaterial vom nicht dargestellten transparenten Träger 501 getragen oder darauf aufgebracht oder darauf aufgesprüht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden Elemente, einschließlich der vorstehend erwähnten, die Licht erzeugen, indem sie die geladenen Teilchen auf einer Lichtempfangsfläche empfangen, gemeinsam als lichtemittierendes Element bezeichnet. Die inelastische mittlere freie Weglänge des Strahls geladener Teilchen beträgt einige zehn nm bis einige zehn µm, wenngleich dies von der Beschleunigungsspannung des Strahls geladener Teilchen abhängt. Demgemäß ist ein Lichtemissionsbereich auf der Oberfläche des Detektierelements 500 ein Bereich, der in etwa die gleiche Dicke von der Oberfläche des Detektierelements aufweist. Demgemäß liegt die Dicke des Detektierelements 500 vorzugsweise über dieser Dicke. Dabei muss das Detektierelement, wie vorstehend beschrieben, wenn eine Betrachtung mit einem optischen Mikroskop mit demselben Probenträger ausgeführt wird, das Durchlassen des optischen Transmissionssignals bei der Betrachtung im optischen Mikroskop möglichst weitgehend ermöglichen. Demgemäß ist das Detektierelement, falls wenige gemischte Farben vorhanden sind, vorzugsweise möglichst dünn.
  • Falls das optische Mikroskop 602 ein Fluoreszenzmikroskop ist, muss ein fluoreszierendes Material in die Probe injiziert werden. In diesem Fall wird das Fluoreszenzwellenlängenband des in die Probe injizierten fluoreszierenden Materials vorzugsweise von einem Lichtemissionswellenlängenband des fluoreszierenden Materials als lichtemittierendes Element gemäß der vorliegenden Ausführungsform verschoben. Beispielsweise wird die Probe bei einer Beschichtung des Detektierelements 500 mit einem grün fluoreszierenden Protein vorzugsweise mit einem rot, blau oder ähnlich fluoreszierenden Protein gefärbt. Bei einer Beschichtung des lichtemittierenden Elements und Färbung der Probe mit der gleichen Farbe wird unter dem Fluoreszenzmikroskop vorzugsweise eine Differenz der Lichtemissionsintensität an Stelle der Farbe identifiziert. Zusätzlich werden bei der das fluoreszierende Material aufweisenden Probe Licht vom Probenträger 500 und Licht von der Probe im optischen Detektor 503 in der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung unabhängig von der Farbe des fluoreszierenden Materials erfasst. Falls in diesem Fall ein Detektor mit unterschiedlichen Verstärkungswerten der Lichtemissionswellenlänge vorab als optischer Detektor 503 verwendet wird, können dadurch Transmissionsinformationen der geladenen Teilchen erhalten werden. Insbesondere kann ein Transmissionssignal der geladenen Teilchen selektiv verstärkt werden, falls der optische Detektor 503 verwendet wird, der einen höheren Verstärkungswert für Licht vom lichtemittierenden Element als für Licht von der Probe hat.
  • Im optischen Mikroskop wird im Allgemeinen ein transparenter Probenträger in der Art eines Objektträgerglases (oder einer Präparation) oder einer Schale (oder einer Petri-Schale) als Probenträger verwendet. Das heißt, dass, falls der Probenträger 500, der das Detektierelement aufweist, welches den Strahl geladener Teilchen gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Licht umwandeln kann, auf einem üblcihen Objektträgerglas (beispielsweise etwa 25 mm × etwa 75 mm × etwa 1,2 mm) für ein optisches Mikroskop angebracht wird, ein Benutzer die Probe nach zuvor gemachten Erfahrungen oder Messungen betätigen, anbringen oder betrachten kann. Es kann auch ein Probenträger verwendet werden, der Licht emittiert, indem der Probenträger als in Form eines Objektträgerglases oder eine Petri-Schale als lichtemittierendes Element gebildet wird. Dementsprechend kann der Probenträger so verwendet werden, dass Proben von Betrachtungszielen zunächst mit dem optischen Mikroskop durchmustert werden und eine ausgewählte Probe detailliert mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop betrachtet wird. Weil die Präparation der Probe in einem allgemeinen mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Hochleistungs-Transmissionsmikroskop zusätzlich einen erheblichen Aufwand erfordert, ermöglicht eine Betrachtung mit dem Probenträger gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Durchmusterung vor der Betrachtung mit dem mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Hochleistungs-Transmissionsmikroskop. Zusätzlich kann, wie später beschrieben wird, falls Positionsinformationen oder dergleichen abgebildet und auf einem Computer oder auf einem Papier verwendet werden, während die Probe zwischen Mikroskopen bewegt wird, derselbe Teil mit jedem Mikroskop betrachtet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, beträgt die inelastische mittlere freie Weglänge des Strahls geladener Teilchen beträgt einige zehn nm bis einige zehn µm, wenngleich dies von der Beschleunigungsspannung des Strahls geladener Teilchen abhängt. Demgemäß kann ein Dünnfilm 502, dessen Dicke ausreichend geringer ist als die mittlere freie Weglänge, zwischen dem Detektierelement 500 und der Probe angeordnet werden. Das heißt, dass die Probe auf dem Dünnfilm 502 angebracht wird, der das Detektierelement 500 bedeckt. Dieser Probenträger ist in 3(a) dargestellt. Die Dicke ist in der Zeichnung mit A bezeichnet. Der Dünnfilm 502 muss eine Dicke und ein Material aufweisen, wodurch die Transmission zumindest eines Teils des Strahls geladener Teilchen ermöglicht wird. Weil die Betrachtung auch mit dem optischen Mikroskop geschieht, muss der Dünnfilm 502 ferner für Licht transparent sein. Falls der Dünnfilm 502 angeordnet wird, können Flecken, Kratzer oder dergleichen auf der Oberfläche des Detektierelements 500 verhindert werden. Als Dünnfilm 502 kann eine Substanz zum Erhöhen der Haftung zwischen der Probe und dem Probenträger auf den Probenträger aufgebracht werden, damit die Probe nicht vom Probenträger getrennt wird. Beispielsweise ist, falls die Probe eine biologische Probe in der Art einer Zelle ist, die Oberfläche der Zelle infolge einer Lipiddoppelschicht aus Phospholipid in einem negativ geladenen Zustand. Demgemäß kann durch Aufbringen eines Moleküls (Lysin, Aminosilan oder dergleichen) in einem positiv geladenen Zustand auf den Probenträger in der Art eines Objektträgerglases verhindert werden, dass die Zellprobe vom Probenträger abgeschält wird. Demgemäß kann ein Molekül in einem positiv geladenen Zustand auch am Detektierelement 500 angebracht werden. Ein hydrophiles Material kann auch aufgebracht werden, um die Anbringung der Probe zu erleichtern, falls sie eine große Flüssigkeitsmenge aufweist. Ein Material mit einer hohen Affinität mit einer biologischen Probe in der Art von Kollagen kann auch aufgebracht werden, um die Anbringung oder Kultivierung einer lebenden Zelle oder eines Keims zu erleichtern. Der Begriff Aufbringung schließt in weitem Sinne Verfahren zur Anbringung des Beschichtungsmaterials an der Oberfläche des Probenträgers in der Art eines Sprühens, eines Eintauchens und eines Beschichtens ein. Das Molekül oder der Film kann in nur einer vorgegebenen Position angeordnet werden, wie in 3 (b) . Die vorgegebene Position bezeichnet einen Bereich eines Teils des Detektierelements 500. Falls die Probe beispielsweise eine biologische Probe in der Art einer Zelle ist, ermöglicht das Anordnen eines Moleküls in einem positiv geladenen Zustand nur in der vorgegebenen Position nur, dass die Probe in der vorgegebenen Position angeordnet wird. Die vorliegende Technik ist beispielsweise nützlich, falls es gewünscht ist, die Betrachtungszeit durch Verengen eines zu betrachtenden Bereichs zu verringern. Zusätzlich kann ein leitendes Element (aufladungsverhinderndes Element) auf wenigstens einer Fläche aufgenommen werden, woran die Probe angebracht wird, um das Auftreten einer elektrischen Aufladung während der Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen zu verhindern. Das leitende Element ist beispielsweise ein Kohlenstoffmaterial, ein Metallmaterial, Indiumzinnoxid (ITO) oder eine leitende organische Substanz. Der erwähnte Film kann aus mehreren Schichten bestehen.
  • Falls die Probe eine hydrierte Probe oder dergleichen ist, kann zusätzlich ein Dünnfilm 702 angeordnet werden, um die betrachtete Probe wie in 4(a) zu umgeben oder abzudecken. Der Dünnfilm 702 besteht beispielsweise aus einem oberflächenaktiven Material oder einer organischen Substanz. Durch Anordnen des Dünnfilms 702 um die Probe herum kann das Verdampfen von Feuchtigkeit aus der Probe oder eine Änderung der Form der Probe verhindert werden. Eine Austauschsubstanz 703 kann auch in der Probe oder um diese herum eingebracht werden, wie in 4(b) dargestellt ist. Die Austauschsubstanz 703 ist beispielsweise eine organische Substanz in der Art einer ionischen Flüssigkeit. Die ionische Flüssigkeit hat die Eigenschaft, dass sie einer mit Elektronen bestrahlten Oberfläche Leitfähigkeit verleihen kann. Die Anordnung der ionischen Flüssigkeit in der betrachteten Probe oder um diese herum kann eine elektrische Aufladung der Probe bei der Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen in einem Vakuum verhindern. Ferner kann das Austauschen von Feuchtigkeit in der Probe durch die ionische Flüssigkeit die Form der Probe beibehalten. Demgemäß kann ein Transmissionsbild einer feuchteren Probe durch Erfassen der Lichtemission mit dem Strahl geladener Teilchen, der von der Probe durchgelassen oder gestreut wird, welche die ionische Flüssigkeit enthält, erhalten werden. Ein Verfahren zum Einbringen der ionischen Flüssigkeit in die Probe kann das Eintauchen der Probe in die ionische Flüssigkeit oder das Blasen der ionischen Flüssigkeit auf die Probe durch ein Spray oder dergleichen sein.
  • Nachstehend werden ein optisches Detektionsverfahren, wobei der Probenträger gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, und ein Prinzip, wodurch ein Strahl durchgelassener geladener Teilchen erhalten werden kann, beschrieben. 5 zeigt einen Zustand der auf dem Detektierelement 500 angeordneten Probe 6. Der optische Detektor 503 ist unterhalb des Probenträgers dargestellt. Der optische Detektor 503 kann ein optisches Signal vom Detektierelement 500 in ein elektrisches Signal umwandeln oder verstärken. Das umgewandelte oder verstärkte elektrische Signal wird durch eine Kommunikationsleitung in eine Steuereinheit oder einen Computer eingegeben und durch das Steuersystem dadurch abgebildet. Das erfasste Bild (das Bild des Strahls durchgelassener geladener Teilchen) kann auf einem Bildschirm oder dergleichen angezeigt werden.
  • Es wird davon ausgegangen, dass die Probe einen Teil 508 hoher Dichte und einen Teil 509 geringer Dichte aufweist. Bei der Bestrahlung des Teils 508 hoher Dichte in der Probe mit einem Strahl 510 primärer geladener Teilchen wird der größte Teil des Strahls geladener Teilchen rückgestreut. Demgemäß erreicht der Strahl geladener Teilchen nicht das Detektierelement 500. Falls dagegen der Teil 509 geringer Dichte der Probe mit einem Strahl 511 primärer geladener Teilchen bestrahlt wird, kann der Strahl geladener Teilchen zum Detektierelement 500 durchgelassen werden. Folglich kann eine Dichtedifferenz innerhalb der Probe im Detektierelement 500 erkannt werden (d.h. in ein optisches Signal umgewandelt werden). Diese Transmissionsart hängt von der Beschleunigungsenergie des Strahls geladener Teilchen ab. Dementsprechend ermöglicht das Ändern der Beschleunigungsenergie des Strahls geladener Teilchen die Auswahl der Dichte einer abgebildeten inneren Struktur der Probe. Das heißt, dass innere Informationen und ein zu betrachtendes Gebiet geändert werden können. Zusätzlich kann durch Ändern der Stärke des Strahlstroms des Strahls geladener Teilchen der Strahldurchmesser geändert werden. Folglich kann das Verhältnis zwischen der Größe einer betrachteten inneren Struktur und dem Strahldurchmesser geändert werden. Das heißt, dass durch Ändern des Strahlstroms bewirkt werden kann, dass die zu betrachtenden inneren Informationen sichtbar sind oder nicht.
  • Wenngleich ein Zwischenraum zwischen dem optischen Detektor 503 und dem Probenträger (ein Teil h in der Zeichnung) existieren kann, ist der Lichttransmissionsabschnitt h vorzugsweise möglichst kurz, um Licht möglichst effizient zu erfassen. Eine optische Linse, ein Spiegel oder dergleichen kann im Lichttransmissionsabschnitt h angeordnet werden, um Licht zu sammeln. Der Lichttransmissionsabschnitt h kann sich in der Luft oder in einem Vakuum befinden. Ein festes Material, das den Durchgang des Wellenlängenbereichs der Lichtemission ermöglicht, ist ein Material, das für Licht transparent oder halbtransparent ist, wie Quarz, Glas, eine optische Faser oder ein Kunststoff. Mit dieser Konfiguration kann der optische Detektor 503 getrennt von einem Tisch angeordnet werden. Demgemäß kann eine Zwischenverbindung oder eine elektrische Schaltung, die mit dem optischen Detektor 503 verbunden ist, an einer vom Probenträger oder einem den Probenträger haltenden Probentisch getrennten Position angeordnet werden. In jedem Fall ist der Lichttransmissionsabschnitt h vorzugsweise ein Bereich, der den Wellenlängenbereich der Lichtemission möglichst weitgehend durchlässt. Wenngleich der optische Detektor 503 auf der Unterseite des Probenträgers 500 in 5 angeordnet wird, kann er auch in horizontaler Richtung mit dem Probenträger 500 oder auf der Oberseite davon angeordnet werden und sich in einer beliebigen Position befinden, vorausgesetzt, dass der optische Detektor 503 Licht vom Detektierelement 500 erfassen kann.
  • Nachstehend wird ein Verfahren zum Anbringen der Probe am Probenträger beschrieben. Die Probe muss dünn sein, weil der Strahl geladener Teilchen (und ferner Licht, falls dabei eine Betrachtung mit einem optischen Mikroskop verwendet wird) durchgelassen werden muss. Beispielsweise hat die Probe eine Dicke von einigen nm bis zu einigen zehn µm. Probenbeispiele, die direkt am Detektierelement 500 angebracht werden können, umfassen eine flüssige biologische Probe in der Art einer Flüssigkeit, die eine Zelle enthält, einer mukosen Membran, von Blut oder Urin, eine geschnittene Zelle, ein Teilchen in einer Flüssigkeit, ein winziges Teilchen in der Art eines Keims, eines Pilzes oder eines Virus und ein weiches Material, das ein winziges Teilchen, eine organische Substanz oder dergleichen aufweist. Die folgenden Verfahren werden als Verfahren zum Anbringen der Probe zusätzlich zur vorstehend erwähnten Kultivierung angesehen. Ein Beispiel ist ein Verfahren zum Dispergieren der Probe in einer Flüssigkeit und zum Anbringen der Flüssigkeit am Detektierelement. Zusätzlich kann die Probe geschnitten werden, so dass sie eine Dicke aufweist, welche die Transmission des Strahls geladener Teilchen ermöglicht, und kann die geschnittene Probe am Detektierelement angebracht werden. Insbesondere kann die Probe beispielsweise an einem Spitzenende eines Baumwollbausches angebracht werden und auf einen Detektor aufgebracht werden, oder die Probe kann mit einer Pipette aufgetropft werden. Zusätzlich können im Fall winziger Teilchen die winzigen Teilchen auf den Detektor gespritzt werden. Die Probe kann auch mit einem Spray oder dergleichen aufgebracht werden. Es kann auch ein Schleuderbeschichtungsverfahren verwendet werden, bei dem eine Probe durch eine schnelle Drehung auf den Probenträger aufgebracht wird. Es kann auch ein Tauchbeschichtungsverfahren zum Aufbringen durch Eintauchen des Probenträgers in eine Flüssigkeit und Hochziehen des Probenträgers verwendet werden. Beliebige der Verfahren können verwendet werden, vorausgesetzt, dass die Dicke der Probe eine Dicke von etwa einigen nm bis einigen zehn µm sein kann.
  • <Beschreibung des Prinzips der Betrachtung der dreidimensionalen inneren Struktur>
  • Als nächstes wird ein Prinzip zur Ausführung einer Betrachtung der dreidimensionalen inneren Struktur der Probe unter Verwendung des Strahls geladener Teilchen unter Verwendung von 6 beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine wechselseitige Beziehung zwischen der Probe 6 und der Bestrahlung mit einem Strahl 900 geladener Teilchen. In der Probe 6 weist eine Substanz 904, die eine verhältnismäßig geringe Dichte hat, eine innere Substanz 901, eine innere Substanz 902 und eine innere Substanz 903 auf, die eine verhältnismäßig hohe Dichte aufweisen. Die innere Substanz 903 hat verglichen mit den inneren Substanzen 901 und 902 eine geringe Größe und eine geringe Dichte. Falls beispielsweise eine Zellprobe betrachtet wird, ist die Substanz 904 das Innere der Zelle und entsprechen die inneren Substanzen 901, 902 und 903 und dergleichen Zellorganellen in der Art eines Zellkerns.
  • Eine optische Achse 905, welche die Achse einer optischen Säule für geladene Teilchen ist, verläuft in der Zeichnung in vertikaler Richtung. Es wird davon ausgegangen, dass die Probe 6 mit dem Strahl 900 geladener Teilchen bestrahlt wird, der Strahl 900 geladener Teilchen auf der Seite der Zeichnung in Links-Rechts-Richtung gescannt wird und folglich ein Signal, das durch das Detektierelement 500 aus einem optischen Signal umgewandelt wurde, als Mikroskopbild auf dem Bildschirm angezeigt wird. In 6-1(a) wird der größte Teil des einfallenden Strahls 900 geladener Teilchen durch die inneren Substanzen 901 und 902 mit einer hohen Dichte rückgestreut, während der größte Teil des Strahls geladener Teilchen durch die innere Substanz 903 mit geringer Dichte hindurchtritt. Folglich ist ein Bild, das beim Scannen des Strahls geladener Teilchen auf der Unterseite der Probe erfasst wird, ein projiziertes Bild (oder ein erfasstes Bild oder ein Bild durchgelassener geladener Teilchen) 906. Beispielsweise ist der Abstand zwischen der inneren Substanz 901 und der inneren Substanz 902 im projizierten Bild 906 nicht der tatsächliche Abstand, sondern ein von oben projizierter Abstand C. Weil der größte Teil des Strahls geladener Teilchen durch die innere Substanz 903 hindurchtritt und nicht erfasst werden kann, tritt die innere Substanz 903 im projizierten Bild 906 nicht auf.
  • Als nächstes ist 6-1(b) ein beschreibendes Diagramm in einem Fall, in dem die Einfallsenergie E des Strahls 900 geladener Teilchen kleiner ist als im Fall von 6-1(a), und es handelt sich dabei um ein in diesem Fall erhaltenes Bild. Der Betrag der Einfallsenergie E ist explizit durch die Dicke eines Pfeils in der Zeichnung dargestellt. Falls die Einfallsenergie E gering ist, kann die Intensität des Strahls geladener Teilchen nicht durch die innere Substanz 903 hindurchtreten, und die Rückstreuung wird erhöht. Demgemäß wird eine innere Struktur 903a zusätzlich zu den Strukturen der inneren Substanzen 901 und 902 in einem projizierten Bild (oder einem erfassten Bild) 907 erfasst. Dies beruht auf dem Phänomen, dass es wahrscheinlicher ist, dass ein Strahl geladener Teilchen geringer Energie von einer Substanz gestreut wird.
  • Eine dreidimensionale Positionsbeziehung zwischen der inneren Substanz 901, der inneren Substanz 902 und der inneren Substanz 903 ist in den projizierten Bildern, die in den 6-1(a) und 6-1(b) dargestellt sind, nicht ersichtlich. Daher wird eine Anzahl projizierter Bilder durch Ändern des relativen Winkels zwischen der Einfallsrichtung des Strahls geladener Teilchen und der Probe erfasst. Insbesondere wird die Probe geneigt oder wird der Einfall des Strahls geladener Teilchen in Bezug auf die optische Achse 905 geneigt. Die dreidimensionale Positionsanordnung der inneren Struktur kann auf der Grundlage der mehreren projizierten Bilder erkannt werden. Beispiele hierfür sind ein Verfahren zum Neigen einer Bestrahlungssäule, ein Verfahren zur Strahlneigung eines einfallenden Strahls mit einem elektrischen Feld oder einem Magnetfeld oder ein Verfahren zum Neigen des Probenträgers, was auch durch eine Kombination von zwei oder mehr dieser Verfahren verwirklicht werden kann. 6-1(c) zeigt ein schräges Bestrahlen der Probe 6 mit dem Strahl geladener Teilchen durch Neigen des Probenträgers 500 um θ. Falls das projizierte Bild 907 mit einem projizierten Bild (oder einem erfassten Bild) 908 verglichen wird, sind die Abstände zwischen der inneren Substanz 901, der inneren Substanz 902 und der inneren Substanz 903 geändert (ein Teil C' und ein Teil D' in der Zeichnung) . Ferner ist die Größe der Substanz 904 geändert (ein Teil B' in der Zeichnung). Das heißt, dass durch Finden des Änderungsbetrags durch Betrachten des projizierten Bilds 907 und des projizierten Bilds 908 im Vergleich eine Betrachtung der dreidimensionalen inneren Struktur der gesamten Probe 6 und ihres Inneren ermöglicht wird.
  • Zusätzlich wird nachstehend ein Verfahren zum Verwirklichen der Betrachtung der dreidimensionalen inneren Struktur der Probe durch Bewegen der Probe in Drehrichtung ϕ an Stelle des relativen Bestrahlungswinkels θ bei der Bestrahlung der Probe mit dem Strahl geladener Teilchen oder zusätzlich dazu beschrieben. Zuerst wird der Winkel θ zwischen der Probe und der Einfallsrichtung des Strahls geladener Teilchen aus einem in 6-2(a) dargestellten Zustand gebildet. Am diesem Punkt kann die Probe unter Verwendung des die Probe haltenden Probentisches geneigt werden, kann die Probe vorab geneigt und angeordnet werden oder kann die Richtung der Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen geneigt werden. Beim Beispiel aus 6-2(b) kann der relative Winkel θ fest auf einen anderen Winkel auf 0° gelegt sein.
  • An diesem Punkt können die Probe und die Bestrahlungsrichtung mit dem Strahl geladener Teilchen nicht unter Verwendung des Probentisches, sondern unter Verwendung eines Neigungsmechanismus (einer Neigeeinheit), die im Probenträger 500 angeordnet ist, wie in der nachstehenden 20 gezeigt, geändert werden. In diesem Fall kann die Probe auf einer Neigungsachse geneigt werden, die von der Neigungsachse des Probentisches verschieden ist. Demgemäß kann die Probe ohne Einschränkung um den Neigungsbereich des Probentisches geneigt werden. Bei einer Vorrichtung, bei der der Probentisch keine Neigungsfunktion aufweist, kann die „andere Neigungsachse“ eine beliebige Position in einer Probenkammer angeben.
  • Bei einer allgemeinen mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung kann der maximale Neigungsbereich des Probentisches etwa 5 Grad bis 30 Grad betragen und kann nur eine einzige Seite des Probentisches geneigt werden, falls der Probentisch erheblich geneigt wird. Wenngleich eine verwendete Vorrichtung einen Probentisch aufweisen kann, der zu einer erheblichen Neigung geeignet ist, ist eine Neigung des Probentisches unter Verwendung eines anderen Neigungsmechanismus wirksam, falls die Vorrichtung keinen solchen Probentisch aufweist.
  • Falls die Probe unter Verwendung eines Neigungsmechanismus geneigt wird, bei dem die Neigungsachse näher zur optischen Achse liegt als zur Neigungsachse des Probentisches, wird zusätzlich die für die Neigung benötigte räumliche Bewegung der Probe verringert und kann auch die Wirkung erreicht werden, dass die räumliche Beschränkung der Probenkammer abgemildert werden kann.
  • Als nächstes wird die Probe um eine Achse R gedreht, die senkrecht zur Oberfläche des Probenträgers 500 ist. Wenngleich die Achse R für die Zwecke der Beschreibung senkrecht zur Oberfläche des Probenträgers 500 ist, kann die anschließende Bildverarbeitungsberechnung vereinfacht werden, falls die Achse R im Wesentlichen senkrecht dazu ist.
  • Zusätzlich ist die Achse R, wie in 7 beschrieben, eine Drehachse des Probentisches oder ein Drehmechanismus, der am Probentisch angeordnet ist. Falls die Oberfläche des Probenträgers 500 in Bezug auf den Boden geneigt ist, ist die Achse R in diesem Fall nicht senkrecht zur Oberfläche des Probenträgers 500. Selbst in diesem Fall kann jedoch eine dreidimensionale Struktur innerhalb der Probe durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet werden. Daher bedeutet die Achse R nachstehend die Drehachse des Probentisches oder den Drehmechanismus, der auf dem Probentisch angeordnet ist und die Probe dreht.
  • Falls der Anfangszustand wie in 6-2(b) festgelegt wird, wobei in einem Proj ektionsdiagramm in einem unteren Teil von 6-2 die horizontale Richtung in der Zeichnung als X-Achse bezeichnet wird und die vertikale Richtung in der Zeichnung als Y-Achse bezeichnet wird, wird eine Ebene, welche die X-Achse und die Y-Achse enthält, um die Achse R gedreht. Bei einem Drehwinkel ϕ können mehrere projizierte Bilder durch Ändern des Drehwinkels ϕ erhalten werden und kann die dreidimensionale Positionsanordnung der inneren Struktur auf der Grundlage des erhaltenen Ergebnisses erkannt werden. Falls der Probenträger 500 beispielsweise um den Drehwinkel ϕ von 90° aus 6-2(b) gedreht wird, wird 6-2(b) zu 6-2(c). Falls der Probenträger 500 ferner um den Drehwinkel ϕ von 90° aus 6-2(c) gedreht wird, wird 6-2(c) zu 6-2(d). Wie anhand der Zeichnung verständlich wird, werden, falls ein projiziertes Bild 916 mit einem projizierten Bild (oder einem erfassten Bild) 918 verglichen wird, die Abstände zwischen der inneren Substanz 901, der inneren Substanz 902 und der inneren Substanz 903 geändert (Teil E' und Teil F' in der Zeichnung) . Ferner werden die Größe und die Form der Substanz 904 im projizierten Bild geändert (Teil G' in der Zeichnung). Das heißt, dass durch Finden jedes Änderungsbetrags durch Vergleichen und Betrachten der erfassten projizierten Bilder eine Betrachtung der dreidimensionalen inneren Struktur der gesamten Probe 6 und ihres Inneren ermöglicht wird.
  • Bei einer Änderung des Winkels θ der Probe werden die Probe, der Probenträger und der Probentisch insgesamt geneigt. Demgemäß muss die Position eines Elements, das die Probe aufweist, unter der optischen Säule für geladene Teilchen erheblich bewegt werden. Das heißt, dass entsprechend einer Vorrichtungskonfiguration der Neigungswinkel θ der Probe durch eine räumliche Beschränkung für die Probenkammer oder durch den Bewegungsbereich des Neigungsmechanismus in der Art des Tisches oder dergleichen auf einen schmalen Bereich beschränkt werden kann. Dementsprechend kann, falls es nicht möglich ist, die Probe ausreichend zu neigen, die für das Ausführen einer Tomographie oder dergleichen benötigte Informationsmenge möglicherweise nicht erfasst werden.
  • Dagegen dreht eine Konfiguration, welche eine Drehung um den Probenneigungswinkel ϕ ausführt, lediglich einen Teil der Probe, des Probenträgers und des Probentisches. Dementsprechend muss die Position des die Probe enthaltenden Elements unter der optischen Säule für geladene Teilchen nicht erheblich bewegt werden. Das heißt, dass, weil ein Drehvorgang in der Ebene des Probenträgers 500 ausgeführt wird, der entsprechend dem Drehwinkel benötigte Raum nicht erheblich zunimmt und die Drehung bei einem großen Winkel ϕ leicht ausgeführt werden kann (beispielsweise um 360 Grad). Demgemäß ist es, falls es erwünscht ist, die Probe sehr nahe der optischen Säule für geladene Teilchen anzuordnen, wünschenswert, bei einer räumlich beengten Probenkammer oder dergleichen eine Konfiguration zu wählen, bei der der Bestrahlungswinkel θ vorab festgelegt wird und dann eine Drehung um den Probendrehwinkel ϕ vorgenommen wird.
  • Wenngleich dies nicht dargestellt ist, kann ferner durch Ändern des Strahlstrombetrags I des Strahls geladener Teilchen der Strahldurchmesser geändert werden. Folglich kann das Verhältnis zwischen der Größe einer betrachteten inneren Struktur und dem Strahldurchmesser geändert werden. Das heißt, dass durch Ändern des Strahlstroms bewirkt werden kann, dass die zu betrachtenden inneren Informationen sichtbar sind oder nicht. Das heißt, dass zum Trennen von Informationen, die gesehen werden sollen, von Informationen, die nicht gesehen werden sollen, der Strahlstrombetrag I des Strahls geladener Teilchen ein Vektorparameter sein kann.
  • Um die vorstehende Beschreibung zusammenzufassen, sei bemerkt, dass der relative Bestrahlungswinkel θ (oder der Probendrehwinkel ϕ) , die Energie E des Strahls geladener Teilchen und der Strahlstrombetrag I des Strahls geladener Teilchen bei der Bestrahlung der Probe mit dem Strahl geladener Teilchen wichtig sind, um eine Betrachtung der dreidimensionalen inneren Struktur vorzunehmen. Diese sind ein Vektor des Strahls geladener Teilchen. Dieser Zustand wird unter Verwendung von 6-3 beschrieben. Bei einer inneren Struktur 914 der Probe, wobei mehrere innere Strukturen der Probe in 6-3 (a) durch Linien verbunden sind, wird, falls der Bestrahlungswinkel θ wie in 6-3 (b) geändert wird oder der Probendrehwinkel ϕ im geneigten Zustand der Probe geändert wird, wie in 6-3(c) dargestellt ist, die Orientierung der inneren Struktur 914 der Probe in Bezug auf die Einfallsrichtung 905 des Strahls primärer geladener Teilchen geändert. Zusätzlich wird, falls die Energie E des Strahls geladener Teilchen und der Strahlstrombetrag I des Strahls geladener Teilchen geändert werden, die Eindringtiefe in Einfallsrichtung 905 des Strahls primärer geladener Teilchen in Tiefenrichtung der inneren Struktur 914 der Probe geändert. Das heißt, dass, falls die Position der inneren Struktur 914 der Probe als konstant angesehen wird, durch Ändern des Bestrahlungswinkels θ, des Probendrehwinkels ϕ, der Energie E des Strahls geladener Teilchen und des Strahlstrombetrags I des Strahls geladener Teilchen der Vektor (die Orientierung und die Intensität) des Strahls geladener Teilchen geändert werden kann. Daher werden in der vorliegenden Patentschrift ein oder mehrere Elemente des Satzes aus dem relativen Bestrahlungswinkel θ oder dem Probendrehwinkel ϕ zwischen der Einfallsrichtung des Strahls primärer geladener Teilchen und der Probe, der Einfallsenergie E des Strahls primärer geladener Teilchen und dem Strahlstrombetrag I des Strahls geladener Teilchen als Vektorparameter bezeichnet.
  • Das heißt, dass der Vektorparameter einen Parameter bezeichnet, der eine Beziehung zwischen dem Strahl primärer geladener Teilchen und der Probe festlegt. Daher kann durch Steuern des Bestrahlungswinkels θ (oder des Probendrehwinkels ϕ), der Energie E des Strahls geladener Teilchen und des Strahlstrombetrags I des Strahls geladener Teilchen als Vektorparameter, die den Vektor festlegen, die innere Struktur der Probe auf dem Probenträger 500 auf der Grundlage mehrerer Bilder bestimmt werden, die durch Bestrahlung mit dem Strahl primärer geladener Teilchen unter Bedingungen verschiedener Vektorparameter erfasst werden. Die mehreren Bilder sind entsprechend jedem Vektorparameter übertragene Bilder geladener Teilchen. Eine dreidimensionale innere Struktur kann durch Erfassen der mehreren Bilder bei einer Änderung der Vektorparameter des Bestrahlungswinkels θ (oder des Probendrehwinkels ϕ), der Energie E des Strahls geladener Teilchen und des Strahlstrombetrags I des Strahls geladener Teilchen und durch Anordnen und Betrachten oder aufeinander folgendes Anzeigen dieser Bilder identifiziert werden. Zusätzlich kann die dreidimensionale innere Struktur durch Messen ihrer Größe in der Art eines Abstands oder einer Fläche und Vergleichen mehrerer Bilder quantifiziert werden. Wenngleich mit dieser in einem Computer ausgeführten Berechnung nur ein Messergebnis angezeigt werden kann, hat das Anzeigen eines Zwischenbilds für einen Bediener den Vorteil, dass eine Bestätigung der Gültigkeit des Ergebnisses ermöglicht wird. Nachstehend bedeutet eine „Änderung des Vektorparameters“ eine Änderung oder ein Steuern von wenigstens einem vom relativen Bestrahlungswinkel θ (oder vom Probendrehwinkel ϕ) zwischen der Einfallsrichtung des Strahls primärer geladener Teilchen und der Probe, der Einfallsenergie E des Strahls primärer geladener Teilchen und vom Strahlstrombetrag I des Strahls geladener Teilchen.
  • Zusätzlich kann es erwünscht sein, die inneren Informationen schnell in Echtzeit zu erfassen. Beispielsweise kann die Probe, wie später beschrieben wird, automatisch bewegt werden und einer Computertomographie (CT) unterzogen werden. In diesem Fall ist die Zeit, während derer die Probe in der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung angeordnet ist, begrenzt. Demgemäß können in einem solchen Fall der Bestrahlungswinkel θ (oder der Probendrehwinkel ϕ), die Energie E des Strahls geladener Teilchen und der Strahlstrombetrag I des Strahls geladener Teilchen in Echtzeit als Satz geändert werden. Folglich können die inneren Informationen, die gesehen werden sollen, sofort betrachtet werden.
  • <Beschreibung der Vorrichtung>
  • 7-1 zeigt eine Vorrichtung, die eine Betrachtung einer dreidimensionalen inneren Struktur ausführen kann, wobei der Probenträger gemäß der vorliegenden Ausführungsform darin angebracht ist. Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop besteht hauptsächlich aus einer optischen Säule 2 für geladene Teilchen, einem Gehäuse 7 (welches nachstehend als Vakuumkammer bezeichnet werden kann), welches die optische Säule für geladene Teilchen in Bezug auf eine Vorrichtungsinstallationsfläche trägt, und einem Steuersystem, das die optische Säule 2 für geladene Teilchen und das Gehäuse 7 steuert. Wenn das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop verwendet wird, werden das Innere der optischen Säule 2 für geladene Teilchen und das Gehäuse 7 durch eine Vakuumpumpe 4 evakuiert. Start- und Stoppvorgänge der Vakuumpumpe 4 werden auch durch das Steuersystem gesteuert. Wenngleich in der Zeichnung nur eine Vakuumpumpe 4 dargestellt ist, kann die Anzahl der Vakuumpumpen 4 auch größer oder gleich zwei sein.
  • Die optische Säule 2 für geladene Teilchen besteht aus Elementen einer Quelle 8 für geladene Teilchen, welche den Strahl primärer geladener Teilchen erzeugt, einer optischen Linse 1, welche den erzeugten Strahl geladener Teilchen konzentriert und zu einem unteren Abschnitt der Säule leitet, um den Strahl primärer geladener Teilchen über die Probe 6 zu scannen, und dergleichen. Die optische Säule 2 für geladene Teilchen ist so installiert, dass sie ins Gehäuse 7 vorsteht, und sie ist durch ein Vakuumdichtungselement 123 am Gehäuse 7 befestigt. Ein Detektor 3, der sekundäre geladene Teilchen (Sekundärelektronen, reflektierte Elektronen und dergleichen) erfasst, die durch Bestrahlung mit dem Strahl primärer geladener Teilchen erhalten werden, befindet sich an einem Endabschnitt der optischen Säule 2 für geladene Teilchen. Der Detektor 3 kann sich außer in der dargestellten Position an einer beliebigen Position innerhalb des Gehäuses 7 befinden.
  • Die sekundären geladenen Teilchen in der Art reflektierter geladener Teilchen oder durchgelassener geladener Teilchen werden durch den an der Probe 6 ankommenden Strahl geladener Teilchen vom Inneren oder von der Oberfläche der Probe emittiert. Die sekundären geladenen Teilchen werden im Detektor 3 detektiert. Der Detektor 3 ist ein Detektierelement, das den mit einer Energie von einigen keV bis zu einigen zehn keV ankommenden Strahl geladener Teilchen erfassen und verstärken kann. Der Detektor 3 ist beispielsweise ein Halbleiterdetektor aus einem Halbleitermaterial in der Art von Silicium oder ein Szintillator, der das Signal geladener Teilchen auf einer Glasoberfläche oder im Inneren davon in Licht umwandeln kann.
  • Ein Vakuumrohr 16, das ein mit der Vakuumpumpe 4 verbundenes Ende aufweist, ist mit dem Gehäuse 7 verbunden, und das Innere des Gehäuses 7 kann in einem Vakuumzustand gehalten werden. Zusätzlich ist ein Leckventil 14 zum Öffnen des Inneren des Gehäuses an die Atmosphäre aufgenommen, und das Innere des Gehäuses 7 kann beim Einbringen des Probenträgers in die Vorrichtung zur Atmosphäre geöffnet werden. Es kann auch kein Leckventil 14 aufgenommen sein, oder es können zwei oder mehr Leckventile aufgenommen sein. Zusätzlich ist der Ort der Anordnung des Leckventils 14 im Gehäuse 7 nicht auf den in 7-1 dargestellten Ort beschränkt, sondern das Leckventil 14 kann an einer anderen Position im Gehäuse 7 angeordnet werden.
  • Das Gehäuse 7 weist einen Öffnungsabschnitt in einer Seitenfläche auf. Ein Deckelelement 122 und ein Vakuumdichtungselement 124 im Öffnungsabschnitt halten das Innere der Vorrichtung in einem gegen Luft abgeschlossenen Vakuum. Das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist einen Probentisch 5 zum Ändern der Positionsbeziehung zwischen der Probe und der optischen Säule für geladene Teilchen nach der Einbringung der am Probenträger angebrachten Probe in das Gehäuse 7, wie vorstehend beschrieben, auf. Das vorstehend erwähnte lichtemittierende Element oder der Probenträger mit dem lichtemittierenden Element wird anbringbar und abnehmbar auf dem Probentisch 5 angeordnet. Eine Tragplatte 107, die eine vom Deckelelement 122 getragene Bodenplatte ist, wird am Probentisch 5 angebracht, und der Tisch 5 wird an der Tragplatte 107 befestigt. Der Tisch 5 weist einen XYZ-Antriebsmechanismus zum Antrieb in einer Innerebenenrichtung und einer Höhenrichtung und einen Neigungsantriebsmechanismus, der die Probe in Bezug auf die optische Achse 200 der optischen Säule für geladene Teilchen neigen kann, auf. Falls der Tisch 5 geändert wird, kann der Probenwinkel θ geändert werden. Zusätzlich kann der Probentisch 5, der einen Drehantriebsmechanismus aufweist, wodurch die Richtung der optischen Achse gedreht werden kann, den Probendrehwinkel ϕ ändern. Zusätzlich kann ein Antriebsmechanismus, der eine Drehung oder Neigung ausführen kann und als ein vom Probentisch 5 getrennter Körper ausgelegt ist, auf dem Probentisch 5 angeordnet werden. Die Tragplatte 107 wird so angebracht, dass sie sich zum Deckelelement 122 in das Gehäuse 7 erstreckt. Spindeln erstrecken sich von jedem der mehreren Antriebsmechanismen des Tisches 5 und sind mit einer Antriebseinheit 51 bzw. einer Antriebseinheit 52 des Deckelelements 122 verbunden. Wenngleich nur zwei Antriebseinheiten in der Zeichnung dargestellt sind, ist die Anzahl der angeordneten Antriebseinheiten gleich jener der Antriebsmechanismen. Die Antriebseinheit 51 und die Antriebseinheit 52 sind Elektromotoren oder dergleichen. Die Antriebseinheit 51 und die Antriebseinheit 52 können vom Benutzer von Hand gedreht werden. Der Vorrichtungsbenutzer kann die Position der Probe durch manuelles Betätigen der Antriebseinheiten 51 und 52 oder Eingeben eines Befehls in eine höherrangige Steuereinheit mit einer Benutzerschnittstelle 34 einstellen. Wenngleich dies nicht dargestellt ist, kann zusätzlich, falls ein optisches Mikroskop in das Gehäuse 7 aufgenommen ist, eine gleichzeitige Betrachtung mit zwei oder mehr Mikroskopen ausgeführt werden oder kann der Aufwand für das Bewegen oder Positionieren zwischen Probenkammern verringert werden.
  • Das Detektierelement 500, an dem die Probe angebracht ist, kann am Probentisch 5 angebracht werden. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird der Strahl geladener Teilchen im Detektierelement 500 in Licht umgewandelt. Der optische Detektor 503 zum Erfassen und Umwandeln des Lichts in ein elektrisches Signal und Verstärken des Signals befindet sich auf dem Probentisch 5 oder in der Nähe des Tisches. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird der optische Detektor 503 vorzugsweise so eingerichtet, dass er das optische Signal wirksam erfassen kann. Beispielsweise können sich der das Detektierelement 500 aufweisende Probenträger und der optische Detektor nahe beieinander oder in Kontakt miteinander befinden, oder dies kann nicht der Fall sein. Der Lichttransmissionsabschnitt h kann auch zwischen dem Probenträger und dem optischen Detektor 503 angeordnet sein. Während der optische Detektor in 7-1 im Probentisch enthalten ist, kann der optische Detektor 503 an irgendeinem Ort im Gehäuse 7 befestigt werden, um die Lichtemission vom Probenträger 500 zu erfassen. Zusätzlich kann der optische Detektor 503 außerhalb des Gehäuses 7 installiert werden, und Licht kann aus dem Gehäuse 7 heraus geleitet und erfasst werden. Wenn sich der optische Detektor 503 außerhalb des Gehäuses 7 befindet, kann ein Signal im optischen Detektor erfasst werden, indem ein Lichtübertragungsweg in der Art einer Glasfaser oder optischen Faser in der Nähe des Probenträgers 500 angeordnet wird und das im Detektierelement 500 umgewandelte optische Signal über den Lichtübertragungsweg übertragen wird. Der optische Detektor 503 ist beispielsweise ein Halbleiterdetektierelement oder ein Photoelektronenvervielfacher. In jedem Fall erfasst der optische Detektor gemäß der vorliegenden Ausführungsform im vorstehend erwähnten Detektierelement des Probenträgers emittiertes Licht.
  • 7-1 zeigt einen Zustand, wobei der optische Detektor 503 in einen oberen Abschnitt des Tisches 5 aufgenommen ist. Ein Vorverstärkersubstrat 505 ist über eine Zwischenverbindung 509 mit dem in den Tisch 5 aufgenommenen optischen Detektor 503 verbunden. Das Vorverstärkersubstrat 505 ist über eine Zwischenverbindung 507 oder dergleichen mit einer niederrangigen Steuereinheit 37 verbunden. Wenngleich sich das Vorverstärkersubstrat 505 in der Zeichnung innerhalb des Gehäuses 7 befindet, kann es sich auch außerhalb des Gehäuses 7 befinden (beispielsweise ein Vorverstärker 54 in der Zeichnung). Wie später beschrieben wird, darf der Probenträger 500 beim Neigen des Probenträgers 500 nicht vom Probentisch 5 fallen. Demgemäß ist ein Befestigungselement 506 aufgenommen, das die Position für die Anordnung des Probenträgers 500 auf dem Probentisch 5 festlegen kann. Zusätzlich kann sich ein nicht dargestelltes Befestigungselement zwischen dem Probenträger 500 und dem optischen Detektierelement 503 befinden. Auf diese Weise kann der Probenträger 500 befestigt werden und kann eine Positionsverschiebung von ihm verhindert werden.
  • Sowohl der Detektor 3 als auch das Detektierelement 500 befinden sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung. Demgemäß können die von der Probe erzeugten oder reflektierten sekundären geladenen Teilchen im Detektor 3 erfasst werden und können gleichzeitig die von der Probe durchgelassenen oder gestreuten geladenen Teilchen im Detektierelement 500 erfasst werden. Daher kann unter Verwendung der niederrangigen Steuereinheit 37 oder dergleichen zwischen der Anzeige eines Bilds des Strahls sekundärer geladener Teilchen und eines Bilds durchgelassener geladener Teilchen auf einem Bildschirm 35 geschaltet werden. Zusätzlich können die beiden Bildtypen gleichzeitig angezeigt werden.
  • Das Steuersystem des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine höherrangige Steuereinheit 36, womit die Benutzerschnittstelle 34 in der Art einer Tastatur oder einer Maus, die vom Benutzer der Vorrichtung verwendet wird, oder der Bildschirm 35, der ein Mikroskopbild anzeigt, verbunden ist und damit kommuniziert, die niederrangige Steuereinheit 37, die ein Evakuierungssystem, ein mit geladenen Teilchen arbeitendes optisches System oder dergleichen entsprechend einem von der höherrangigen Steuereinheit 36 gesendeten Befehl steuert, und eine Tischsteuereinheit 38, die Signale zur Antriebseinheit 51 und zur Antriebseinheit 52 sendet und davon empfängt. Die jeweiligen Einheiten sind durch Kommunikationsleitungen verbunden. Die Tischsteuereinheit 38 und die niederrangige Steuereinheit 37 können in einer Einheit oder in der höherrangigen Steuereinheit 36 angeordnet sein.
  • Die niederrangige Steuereinheit 37 hat Mittel zum Senden und Empfangen von Steuersignalen für das Steuern der Vakuumpumpe 4, der Quelle 8 geladener Teilchen, der optischen Linse 1 und dergleichen. Insbesondere hat die niederrangige Steuereinheit 37 Mittel zum Steuern des Vektorparameters, um die vorstehend erwähnte Betrachtung der dreidimensionalen inneren Struktur vorzunehmen. Das heißt, dass die niederrangige Steuereinheit 37 die Energie E des Strahls geladener Teilchen von der Quelle 8 für den Strahl geladener Teilchen ändern und steuern kann, bis die Probe und der Bestrahlungswinkel θ (oder der Probendrehwinkel ϕ) erreicht werden. In der Zeichnung ist eine Bestrahlungsenergie-Steuereinheit 59 zwischen der niederrangigen Steuereinheit 37 und der optischen Säule 2 für geladene Teilchen dargestellt. Die Bestrahlungsenergie-Steuereinheit 59 weist eine Hochspannungsversorgung oder dergleichen auf, wodurch die Energie E der Bestrahlung der Probe mit dem Strahl geladener Teilchen festgelegt werden kann. Die Hochspannungsversorgung oder dergleichen, welche die Funktion der Bestrahlungsenergie-Steuereinheit 59 aufweist, kann sich innerhalb der niederrangigen Steuereinheit 37 befinden.
  • Eine Änderung der Energie E der Bestrahlung der Probe mit dem Strahl geladener Teilchen kann durch Ändern der Beschleunigungsspannung von der Quelle für den Strahl geladener Teilchen oder durch Ändern der an die optische Linse angelegten Spannung, wodurch der Strahl geladener Teilchen beschleunigt oder verzögert werden kann, bevor die Probe mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird, erreicht werden. Es kann auch eine Spannungsversorgung, wodurch eine Spannung an den Probentisch angelegt werden kann, aufgenommen werden.
  • Eine Änderung des Bestrahlungswinkels θ kann durch Steuern der optischen Linse erfolgen, welche den Strahl geladener Teilchen in Bezug auf die optische Achse 200 neigen kann, um die Bestrahlung auszuführen. Ein Mechanismus, der die optische Säule 2 für geladene Teilchen neigt, kann auch aufgenommen werden. Zusätzlich weist die niederrangige Steuereinheit 37 einen A/D-Wandler auf, der ein Analogsignal vom Detektor 3 oder vom optischen Detektor 503 in ein digitales Bildsignal umwandelt und das digitale Bildsignal zur höherrangigen Steuereinheit 36 sendet. Digitale Bildsignaldaten werden zur höherrangigen Steuereinheit 36 gesendet. Eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung und dergleichen können in der niederrangigen Steuereinheit 37 gemischt sein, und die höherrangige Steuereinheit 36 und die niederrangige Steuereinheit 37 können integriert werden.
  • Informationen über die Tischpositionseinstellung werden von der höherrangigen Steuereinheit 36 zur Tischsteuereinheit 38 gesendet. Die Tischsteuereinheit 38 sendet zu den Antriebsmechanismen 51 und 52 Antriebsinformationen, die entsprechend den Informationen bestimmt werden. Zusätzlich werden der Probenwinkel θ und der Probendrehwinkel ϕ, die vorstehend erwähnt wurden, welche die Vektorparameter sind, auf diese Weise gesteuert.
  • Zusätzlich ist eine Stromsteuereinheit zum Steuern der optischen Linse, wodurch der Strahlstrombetrag I des Strahls geladener Teilchen geändert werden kann, in die niederrangige Steuereinheit 37 aufgenommen. Alternativ kann der Betrag I des von der Elektronenquelle 8 emittierten Strahlstroms durch die Hochspannungsversorgung als Bestrahlungsenergie-Steuereinheit 59 gesteuert werden.
  • Als nächstes wird das Innere der höherrangigen Steuereinheit 36 beschrieben. Eine Datensende- und -empfangseinheit 40, eine Datenspeichereinheit 41, eine externe Schnittstelle 42 und eine Berechnungseinheit 43 sind in die höherrangige Steuereinheit aufgenommen. Die Datensende- und -empfangseinheit 40 empfängt Daten in der Art eines erfassten Bilds und sendet zur niederrangigen Steuereinheit 37 oder zur Tischsteuerung 38 Daten zum Ändern der Bestrahlungsenergie E, des Bestrahlungswinkels θ, und des Probendrehwinkels ϕ. Die Datenspeichereinheit 41 speichert ein von der niederrangigen Steuereinheit 37 gesendetes erfasstes Digitalsignal als Daten. Die externe Schnittstelle 42 tauscht mit der Benutzerschnittstelle 34 in der Art einer Tastatur oder einer Maus, die vom Benutzer der Vorrichtung verwendet wird, und mit dem Bildschirm 35, der ein Mikroskopbild anzeigt, Signale aus. Die Berechnungseinheit 43 führt die Berechnung erfasster Daten oder von Betriebsinformationen vom Benutzer aus. Erfasste Bildinformationen können von der Speichereinheit 41 gelesen werden oder auf dem Bildschirm 35 angezeigt werden oder in einem Speicher gespeichert werden. Zusätzlich können die erfassten Bildinformationen in Echtzeit auf dem Bildschirm 35 angezeigt werden. Die höherrangige Steuereinheit kann ein Computer in der Art eines Personalcomputers oder einer Workstation sein oder ein Steuersubstrat sein, worauf eine CPU, ein Speicher und dergleichen angebracht sind. Die höherrangige Steuereinheit 36 kann einen Berechnungsprozess von Bilddaten in der Berechnungseinheit 43 nach dem Speichern der Bilddaten in der Speichereinheit 41 über die Datensende- und -empfangseinheit 40, dem Steuern der Bestrahlungsenergie E, des Bestrahlungswinkels θ und des Probendrehwinkels ϕ, welche die Vektorparameter sind, über die Datensende- und -empfangseinheit 40 anhand des Berechnungsergebnisses und dergleichen ausführen.
  • Die in 7-1 dargestellte Konfiguration des Steuersystems ist lediglich ein Beispiel. Modifikationsbeispiele einer Steuereinheit, eines Ventils, einer Vakuumpumpe, einer Kommunikationsverbindung oder dergleichen fallen in den Bereich des mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß der vorliegenden Ausführungsform, solange die von der vorliegenden Ausführungsform vorgesehene Funktion erfüllt wird. Das heißt, dass jeder Steuerblock in eine Vorrichtung aufgenommen werden kann oder getrennt in anderen Vorrichtungen angeordnet werden kann. Zusätzlich können Informationen unter Verwendung des durch dieses Verfahren erfassten Messergebnisses (Bildinformationen) in einen anderen Computer eingegeben werden und kann das Messergebnis analysiert oder angezeigt werden.
  • Zusätzlich weist das mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Mikroskop eine Steuereinheit, welche den Betrieb jedes Teils steuert, und eine Bilderzeugungseinheit, welche ein Bild auf der Grundlage eines vom Detektor (nicht dargestellt) ausgegebenen Signals erzeugt, auf. Die Steuereinheit und die Bilderzeugungseinheit können zweckgebundene Schaltungssubstrate als Hardware aufweisen oder aus Software bestehen, die durch einen Computer ausgeführt wird, der mit dem mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop verbunden ist. Im Fall einer Hardwarekonfiguration kann die Hardwarekonfiguration verwirklicht werden, indem mehrere Recheneinheiten, die Prozesse ausführen, auf einem Verbindungssubstrat oder einem Halbleiterchip oder in einer Baugruppe integriert werden. Im Fall einer Softwarekonfiguration kann diese verwirklicht werden, indem eine schnelle CPU für allgemeine Zwecke in einem Computer angebracht wird und ein Programm ausgeführt wird, das einen gewünschten Berechnungsprozess ausführt. Die existierende Vorrichtung kann auch mit einem Aufzeichnungsmedium, worin das Programm aufgezeichnet ist, aktualisiert werden. Zusätzlich sind die Vorrichtung, die Schaltung und der Computer zusätzlich zur dargestellten Kommunikationsleitung durch ein verdrahtetes oder drahtloses Netz verbunden, um Daten geeignet zu senden und zu empfangen.
  • 7-2 ist ein Diagramm der Anordnungsbeziehung zwischen den Elementen in der Nähe der Probe 6, dem Detektierelement 500 und dem optischen Detektor 503. Während 7-2(a) eine Draufsicht dieser Elemente ist, ist der Probentisch 5 zum einfachen Verständnis nicht dargestellt. 7-2(b) ist eine Seitenansicht von 7-2(a). Einzelheiten der Anordnung der optischen Säule 1 für geladene Teilchen, der Antriebsmechanismen für den Probentisch 5, des optischen Detektors 503, der Probe 6 und dergleichen im Fall des Vektorparameters des Probendrehwinkels ϕ werden unter Verwendung von 7-2 beschrieben.
  • In 7-2 ist der optische Detektor 503 an einem Ort auf der Seite der optischen Säule 1 für geladene Teilchen von der Oberfläche der Probe 6 angeordnet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat der Probentisch 5 im Fall einer kombinierten Verwendung des Drehmechanismus, wie in 6-2 beschrieben, vorzugsweise einen Mechanismus zum Neigen der Probe (einen Teil T in der Zeichnung: Neigungstisch) und einen die Probe drehenden Mechanismus (einen Teil R in der Zeichnung: Drehtisch) . Der Neigungsmechanismus oder der Drehmechanismus, die sich unabhängig vom Tisch 5 bewegen können, können auch am Tisch 5 aufgenommen werden, wie nachstehend beschrieben wird. Der Probentisch 5 kann einen Mechanismus, der die Probe in vertikaler oder horizontaler Richtung bewegt (einen Teil XY in der Zeichnung: XY-Tisch), und einen Höheneinstellmechanismus, der den Abstand zwischen der Probe und der optischen Säule 1 für geladene Teilchen ändern kann, aufweisen.
  • Die Richtung, in der der Winkel θ durch den Mechanismus des Probentisches 5 zum Neigen der Probe 6 (Teil T in der Zeichnung) geändert wird, muss mit der Richtung des optischen Detektors 503 übereinstimen. Wenn der optische Detektor 503 beispielsweise auf der linken Seite der optischen Säule 1 für geladene Teilchen in der Zeichnung angeordnet wurde, wobei die Neigungsachse davon in der senkrechten Richtung zur Seite verläuft, wie in 7-2 dargestellt ist, muss der Winkel θ eingestellt werden, um die Probe 6 zur linken Seite der Zeichnung zu richten. Wenn eine zur Detektionsfläche des optischen Detektors 503 senkrechte Achse eine Achse a ist und die Drehachse des die Probe drehenden Drehmechanismus eine Achse b ist, sind die Achsen a und b vorzugsweise gleich (wie in 7-2 (a) dargestellt ist, wobei die Achse a und die Achse b bei einer Draufsicht übereinstimmen) . Falls es nicht möglich ist, eine Neigung zur Richtung des Detektors auszuführen, können die Achse a und die Achse b im Bereich eines Winkels η eines optischen Detektors 503' oder eines optischen Detektors 503'' liegen. Der Bereich des Winkels η beträgt maximal 180 Grad. Überdies liegt für das Betrachten einer dreidimensionalen inneren Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform der die Probe drehende Mechanismus (Teil R in der Zeichnung) vorzugsweise auf dem Mechanismus zum Neigen der Probe (Teil T in der Zeichnung), wie in der Zeichnung dargestellt ist. In diesem Fall wird die Positionsbeziehung zwischen der optischen Achse 200 und dem Probenträger 500 bei einer Drehung der Probe 6 um die Drehachse b stets konstant. Falls der Mechanismus zum Neigen der Probe (Teil T in der Zeichnung) auf dem die Probe drehenden Mechanismus liegt (Teil R in der Zeichnung), ergibt sich, falls die Probe um die Drehachse b gedreht wird, das Problem, dass der Mechanismus zum Neigen der Probe (Teil T in der Zeichnung) auch gedreht wird. Dementsprechend wird beim Erfassen eines Bilds mit einer Änderung des Probendrehwinkels ϕ der Vektorparameter der Probentisch 5 vorzugsweise so eingerichtet, dass der die Probe drehende Mechanismus (Teil R in der Zeichnung) auf dem Mechanismus zum Neigen der Probe (Teil T in der Zeichnung) angeordnet wird.
  • Als nächstes werden Einzelheiten der optischen Säule 1 für geladene Teilchen, der Antriebsmechanismen für den Probentisch 5, des optischen Detektors 503, der Probe 6 und dergleichen bei einer Erfassung eines Bilds mit einer Änderung des Bestrahlungswinkels θ der Vektorparameter unter Verwendung von 7-3 beschrieben. 7-3 ist ein Diagramm der Anordnungsbeziehung zwischen den Elementen in der Nähe der Probe 6, dem Detektierelement 500 und dem optischen Detektor 503. Während 7-3 (a) eine Draufsicht dieser Elemente ist, ist der Probentisch 5 zum einfachen Verständnis nicht dargestellt. Die 7-3(b) und 7-3(c) sind Seitenansichten von 7-3(a) und zeigen die Anordnung bei Betrachtung von der Unterseite in 7-3(a). 7-3(b) zeigt ein Beispiel einer Neigung einer Neigungsachse c zum Richten der Probe 6 zur linken Seite der Zeichnung in 7-3(a), und 7-3(c) ist ein Beispiel einer Neigung der Neigungsachse c zum Richten der Probe 6 zur rechten Seite der Zeichnung in 7-3(a).
  • In 7-3 befindet sich der optische Detektor 503 an irgendeiner Stelle auf der Seite der optischen Säule 1 für geladene Teilchen von der Oberfläche der Probe 6. In diesem Beispiel weist der Probentisch 5 einen Mechanismus zum Neigen der Probe (Teil T in der Zeichnung) auf und muss eine Struktur aufweisen, um den Neigungswinkel θ ändern zu können. Der Probentisch 5 kann einen Mechanismus zum Bewegen der Probe in vertikaler oder horizontaler Richtung (Teil XY in der Zeichnung) und einen Höheneinstellmechanismus zum Ändern des Abstands zwischen der Probe und der optischen Säule 1 für geladene Teilchen aufweisen. Selbst wenn der Winkel θ beim Antreiben des Mechanismus des Probentisches zum Neigen der Probe (Teil T in der Zeichnung) geändert wird, wird die Fläche bei der Projektion eines lichtemittierenden Bereichs der Oberfläche des Probenträgers in Richtung des optischen Detektors 503 bei einer Änderung des Winkels θ vorzugsweise nicht erheblich geändert, um vom Probenträger 500 emittiertes Licht stabil erfassen zu können. Idealerweise sind, wenn die Achse senkrecht zur Detektionsfläche des optischen Detektors 503 die Achse a ist und die Neigungsachse des die Probe um den Winkel θ neigenden Neigungsmechanismus die Achse c ist, die Achsen a und c vorzugsweise gleich (wie in 7-3(a) dargestellt ist, wobei die Achse a und die Achse c bei einer Betrachtung von oben übereinstimmen) . Wenn die Achse a und die Achse c gleich sind, wird vom optischen Detektor 503 unabhängig vom Winkel θ stets nur eine Seitenfläche des Probenträgers 500 gesehen. Demgemäß hängt der Anteil der detektierbaren Lichtintensität an der Gesamtlichtemission nicht vom Winkel θ ab.
  • Falls der Detektor jedoch an der Position eines optischen Detektors 503' ‚ '‘ liegt, ergibt sich bei einer Neigung der Probe zu einer in 7-3(c) dargestellten Position das Problem, dass Licht nicht erfasst wird. Das heißt, dass, falls die Größe des durch die Probenneigungsachse c und die Achse a des optischen Detektors 503 gebildeten Winkels nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, die detektierbare Lichtintensität von der Lichtemission des Probenträgers 500 von der Größe des Neigungswinkels θ abhängt. Demgemäß hat ein erfasstes Bild eine von der Größe des Neigungswinkels θ abhängige Helligkeit, und es können keine genauen dreidimensionalen Informationen erhalten werden.
  • Demgemäß wird bei einer Draufsicht, wie in 7-3(a) dargestellt ist, der optische Detektor 503 vorzugsweise so angeordnet, dass der durch die Probenneigungsachse c und die Achse a des optischen Detektors 503 gebildete Winkel innerhalb von ±30° liegt. Das heißt, dass, wie in 7-3 (a) dargestellt ist, der durch eine Achse a' und eine Achse a'' des optischen Detektors gebildete Winkel η in Grenzpositionen des optischen Detektors 503 vorzugsweise maximal 60° Grad beträgt, wobei die Probenneigungsachse c im Zentrum des Winkels η liegt. Indem der optische Detektor so angeordnet wird, dass der durch die Achse c und die Achse a gebildete Winkel in diesen Bereich fällt, wird ein Erfassen eines Bilds mit einer stabilen Helligkeit unabhängig vom Neigungswinkel und eine Erfassung genauer dreidimensionaler Informationen anhand des Bilds ermöglicht. Wenngleich dies nicht dargestellt ist, kann bei einem Verfahren zum Erfassen eines Bilds mit einer stabilen Helligkeit unabhängig vom Neigungswinkel auch eine Konfiguration gegeben sein, bei der Elemente (optische Faser und dergleichen), die in Bezug auf den Lichttransmissionsabschnitt h beschrieben wurden, in der Nähe der Probe angeordnet sind, um die Lichtemission vom Probenträger 500 zum Detektor zu leiten. Wenngleich in diesem Fall die Vorrichtungskonfiguration erweitert ist, um die erforderliche Detektionsintensität (Lichtintensität) zu ändern, kann ein Bild mit einer stabilen Helligkeit unabhängig vom Neigungswinkel erfasst werden.
  • <Bedienungsbildschirmdarstellung>
  • 8 zeigt ein Beispiel einer Bedienungsbildschirmdarstellung. Als Vektorparameter-Festlegungseinheiten für die Betrachtung einer dreidimensionalen inneren Struktur werden eine Bestrahlungsenergie-E-Änderungseinheit 45, eine Bestrahlungswinkel-Änderungseinheit 46, eine Probenwinkel-Änderungseinheit 47, eine Probendrehwinkel-Änderungseinheit 60 und dergleichen auf dem Bildschirm angezeigt. Die Bestrahlungsenergie des Strahls geladener Teilchen wird entsprechend einem Zahlenwert festgelegt, der in die Bestrahlungsenergie-E-Änderungseinheit 45 eingegeben wird. Die Bestrahlungswinkel-Änderungseinheit 46 ist ein Eingabefenster zum Ändern des Winkels zwischen dem Strahl geladener Teilchen und der optischen Achse, und der Bestrahlungswinkel in Bezug auf die optische Achse des Strahls geladener Teilchen wird entsprechend einem eingegebenen Zahlenwert festgelegt. Die Probenwinkel-Änderungseinheit 47 ist ein Eingabefenster, worin der Winkel, mit dem die Probe 6 geneigt wird, eingegeben wird, und die Probe wird durch Neigen des Probentisches entsprechend einem eingegebenen Zahlenwert geneigt. Die Probendrehwinkel-Änderungseinheit 60 ist ein Eingabefenster zum Ändern des Drehwinkels ϕ der Probe, und die Probe wird entsprechend einem eingegebenen Zahlenwert gedreht.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, entspricht die Bestrahlungsenergie E der Vektorparameter der Dichte einer betrachtbaren Struktur und entspricht der Bestrahlungswinkel, der Probenwinkel oder der Probendrehwinkel der Betrachtungsrichtung. Demgemäß können die Eingabefenster auf der Bedienungsbildschirmdarstellung solche Elemente wie „Dichte“ und „Betrachtungsrichtung“ anzeigen. Eine beliebige von der Bestrahlungswinkel-Änderungseinheit 46 und der Probenwinkel-Änderungseinheit 47 kann nicht aufgenommen sein. Falls nur der Bestrahlungswinkel θ geändert wird, kann die Probendrehwinkel-Änderungseinheit 60 nicht aufgenommen sein. Ferner ist die Bedienungsbildschirmdarstellung aus einer Brennpunkt-Einstelleinheit 48, die den Brennpunkt des Strahls geladener Teilchen ändert, einer Bildhelligkeits-Einstelleinheit 49, einer Bildkontrast-Einstelleinheit 50, einer Bestrahlungseinleittaste 51, einer Bestrahlungsunterbrechungstaste 52 und dergleichen gebildet.
  • Ferner weist die Bedienungsbildschirmdarstellung eine Bildschirmdarstellung 55, die ein Mikroskopbild in Echtzeit anzeigen kann, eine Bildschirmdarstellung 56, die ein in der Speichereinheit 41 gespeichertes Bild anzeigen kann, und dergleichen auf. Die Bildschirmdarstellung 56, die ein in der Speichereinheit 41 gespeichertes Bild anzeigen kann, kann in einem getrennten Fenster angezeigt werden, und es können zwei oder mehr Bildschirmdarstellungen 56 vorhanden sein, und sie können mit unterschiedlichen Vektorparametern erfasste Bilder auf jeder Bildschirmdarstellung anzeigen. Zusätzlich werden auch eine Bildspeichertaste 57 zum Speichern eines Bilds und eine Bildlesetaste 58, wodurch ein Bild gelesen werden kann, angezeigt.
  • Der Vorrichtungsbenutzer kann die dreidimensionale innere Struktur der Probe durch Erfassen mehrerer Bilder, die bei verschiedenen Einstellungen der Bestrahlungsenergie E, des Bestrahlungswinkels θ und des Probendrehwinkels ϕ, welche die Vektorparameter sind, angezeigt werden, und durch paralleles Anzeigen von Bildern durchgelassener geladener Teilchen, die den mehreren Vektorparametern entsprechen, identifizieren. Zusätzlich kann an Stelle einer parallelen Anzeige oder zusätzlich zur parallelen Anzeige die Anzeige dieser Bilder zu jedem beliebigen Zeitpunkt umgeschaltet werden. An diesem Punkt ermöglicht das Anzeigen der Bilder in der Reihenfolge der Größe der Vektorparameter dem Benutzer das leichte Erkennen der dreidimensionalen Struktur. Die in 8 dargestellte Anzeigekonfiguration ist lediglich ein Beispiel. Modifikationsbeispiele einer Anzeigeposition, eines Anzeigeformats und dergleichen fallen in den Bereich des mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß der vorliegenden Ausführungsform, solange die in der vorliegenden Ausführungsform vorgesehene Funktion erfüllt wird.
  • Zusätzlich kann durch Speichern in einer Reihe von Messschritten verwendeter Werte als Tabellendaten in einer Speichereinheit (nicht dargestellt) dem Benutzer der Aufwand des Eingebens eines Teils aller Vektorparameter, die in der Reihe von Messschritten verwendet werden, erspart werden. Zusätzlich können die Tabellendaten als Daten gespeichert werden, die der Eigenschaft der Probe (dem Typ oder der Filmdicke der Probe), der zu messenden Tiefe, der Genauigkeit und dergleichen zugeordnet werden. In diesem Fall ergibt sich für den die Eigenschaft der Probe eingebenden Bediener oder die Vorrichtung, welche die Probe misst und automatisch bestimmt, der Vorteil, dass der Aufwand für das Eingeben der jeweiligen Parameter eingespart wird.
  • <Manuelle Betrachtungsprozedur>
  • Als nächstes wird eine Prozedur, mit der der Benutzer eine dreidimensionale innere Struktur betrachtet, unter Verwendung von 9 beschrieben.
  • Zuerst präpariert der Benutzer das Detektierelement 500 (den lichtemittierenden Probenträger) zur Anbringung der Probe. Als nächstes wird ein vorgegebenes Element im Detektierelement 500 angeordnet, falls dies erforderlich ist. Das vorgegebene Element ist, wie vorstehend beschrieben wurde, eine Substanz zum Erhöhen der Haftung zwischen der Probe und dem Probenträger, eine leitende Substanz, eine Substanz zum Reflektieren von Licht und ein vorgegebenes Gasmaterial oder dergleichen. Falls das vorgegebene Element nicht angeordnet werden muss, ist der vorliegende Schritt nicht erforderlich. Als nächstes bringt der Benutzer die Probe am Detektierelement 500 an. Als nächstes wird zu einem Schritt übergegangen, bei dem eine Anbringung und Betrachtung im mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop oder im optischen Mikroskop erfolgt. Schritt A ist ein Schritt zur Betrachtung mit dem optischen Mikroskop, und Schritt B ist ein Schritt zur Betrachtung mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop.
  • In Schritt A der Betrachtung mit dem optischen Mikroskop ordnet der Benutzer zuerst das Detektierelement 500, an dem die Probe angebracht ist, in der optischen Mikroskopvorrichtung an. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann das Detektierelement 500 an einem Objektträgerglas angebracht werden, falls die Form eines Objektträgerglases bei der Anordnung in der optischen Mikroskopvorrichtung erforderlich ist. Als nächstes führt der Benutzer eine Betrachtung mit dem optischen Mikroskop aus. Falls die Beobachtung beendet wird, erfolgt ein Übergang zu Schritt B der Betrachtung mit der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung. Wie später beschrieben wird, können, falls das optische Mikroskop digitale Daten erfassen kann, die Daten zur höherrangigen Steuereinheit 36 übertragen werden, um das Bild des optischen Mikroskops auf dem Bildschirm 35 anzuzeigen.
  • In Schritt B der Betrachtung mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop ordnet der Benutzer zuerst das Detektierelement 500, woran die Probe angebracht ist, in der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung an, wie vorstehend beschrieben wurde. Als nächstes wird in Schritt 61 die Bestrahlungsenergie E, der Bestrahlungswinkel θ (Probendrehwinkel ϕ) oder der Strahlstrombetrag I, der ein gewünschter Vektorparameter ist, in einer Bedienungsbildschirmdarstellung 44 auf dem Bildschirm festgelegt. Im nächsten Schritt 62 wird die Probe durch das mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskop mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt und wird die Lichtemission vom Probenträger 500 detektiert. Im nächsten Schritt 63 wird ein in Schritt 62 erfasstes Bild in der Bildschirmdarstellung 55 auf dem Bildschirm 35 angezeigt. Im nächsten Schritt 64 wird ein Brennpunkt durch Einstellen der Anregungsenergie der optischen Linse auf der Grundlage von Eingaben des Benutzers in der erwähnten Bedienungsbildschirmdarstellung an eine gewünschte Position gelegt. Im nächsten Schritt 65 wird die Helligkeit oder der Kontrast des Bilds in der gewünschten Position durch Ändern der Verstärkungsrate des detektierten Signals im Vorverstärkersubstrat 505 auf der Grundlage von Eingaben des Benutzers in der erwähnten Bedienungsbildschirmdarstellung eingestellt. Nachdem ein gewünschtes Bild erfasst wurde, werden im nächsten Schritt 66 Bilddaten in der Speichereinheit 41 durch Speichern des Bilds gespeichert. Im nächsten Schritt 67 legt der Benutzer fest, ob der Vektorparameter zu ändern ist. Falls der Vektorparameter geändert werden muss, wird zu Schritt 61 zurückgekehrt. Falls der Vektorparameter nicht geändert werden muss, wird die Betrachtung mit der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung beendet und wird die Probe aus der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung entnommen. Falls erforderlich, wird zu Schritt A der Betrachtung mit dem optischen Mikroskop zurückgekehrt. Schritt A und Schritt B können auch ausgetauscht werden. Zusätzlich können, falls die mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskopvorrichtung und die optische Mikroskopvorrichtung in eine Vorrichtung integriert sind, Prozess A und Prozess B alternierend wiederholt werden oder kann gleichzeitig eine Betrachtung vorgenommen werden. Die Ausführung dieses Schritts ermöglicht das Betrachten einer mit dem optischen Mikroskop betrachteten dreidimensionalen inneren Struktur der Probe mit dem mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop.
  • <Automatische Betrachtungsprozedur>
  • Als nächstes werden eine Konfiguration zum automatischen Ausführen einer Reihe von Arbeitsvorgängen zur Betrachtung einer dreidimensionalen inneren Struktur und eine Prozedur zum Speichern des Bilds in Schritt B von 9 beschrieben. Insbesondere kann dies geschehen, falls Schritt 61 bis Schritt 67 automatisiert sind.
  • Beispielsweise wird nachstehend ein Verfahren zum Ausführen einer Betrachtung einer dreidimensionalen inneren Struktur bei einer Änderung des Probenwinkels θ unter Verwendung einer in 10 dargestellten Bedienungsbildschirmdarstellung 70 beschrieben. Die Bedienungsbildschirmdarstellung 70 umfasst eine Einheit 71 zum Festlegen des anfänglichen Probenwinkels θ, eine Einheit 72 zum Festlegen des endgültigen Probenwinkels θ und eine Einheit 73 zum Festlegen eines geänderten Winkels Δθ, wodurch der Abstand zwischen dem anfänglichen Probenwinkel θ und dem endgültigen Probenwinkel θ festgelegt wird. Der Winkel wird um einen zu einer Zeit in der Einheit 73 zum Festlegen des geänderten Winkels Δθ festgelegten Winkel Δθ von einem in der Einheit 71 zum Festlegen des anfänglichen Probenwinkels θ festgelegten Winkel zu einem in der Einheit 72 zum Festlegen des endgültigen Probenwinkels θ festgelegten Winkel geändert. Die Bedienungsbildschirmdarstellung 70 weist einen Vertikaleinstellbalken 74, einen Horizontaleinstellbalken 75 und eine Bildschirmdarstellung 76, worin ein Mikroskopbild angezeigt wird, auf. Der Vertikaleinstellbalken 74 und der Horizontaleinstellbalken 75 dienen dem Spezifizieren eines Objekts, das eine Position festlegt, die stets im Zentrum des Bilds beobachtet wird, während der Winkel θ geändert wird. Ein Schnittpunkt zwischen dem Vertikaleinstellbalken 74 und dem Horizontaleinstellbalken 75 ist ein Referenzpunkt 77 für die automatische Bilderfassung. Der Benutzer stellt die Positionen des Vertikaleinstellbalkens 74 und des Horizontaleinstellbalkens 75 so ein, dass der Referenzpunkt 77 für die automatische Bilderfassung, welcher der Schnittpunkt zwischen dem Vertikaleinstellbalken 74 und dem Horizontaleinstellbalken 75 ist, mit einer Position übereinstimmt, die zu betrachten ist.
  • Ein Verfahren zur Festlegung des Referenzpunkts 77 für die automatische Bilderfassung ist nicht auf das vorstehende Verfahren beschränkt, und es handelt sich dabei vorzugsweise um ein Mittel, das es dem Benutzer ermöglicht, eine spezifische Position in der Probe auszuwählen. Zusätzlich kann sich der Referenzpunkt 77 für die automatische Bilderfassung nicht im Zentrum der Bildschirmdarstellung befinden. In der Zeichnung ist ein Zustand dargestellt, wobei der Referenzpunkt 77 für die automatische Bilderfassung festgelegt ist, um zur inneren Substanz 901 zu passen. Falls Einstellungen am in der Zeichnung dargestellten Zustand vorgenommen werden, kann sich die innere Substanz 901 stets im Zentrum des Bilds befinden, selbst wenn die Neigung der Probe geändert wird. Ferner werden, während der Brennpunkt und die Helligkeit des Bilds geändert werden, falls der Neigungswinkel θ geändert wird, die Position, der Brennpunkt und die Helligkeit automatisch mit einem durch den Referenzpunkt 77 für die automatische Bilderfassung bestimmten Teil als Referenz eingestellt. Die vorstehenden Prozesse und die Steuereinheiten, die den Bestrahlungswinkel θ ändern, können auch den Probendrehwinkel ϕ ändern.
  • Beispielsweise wird die Position der inneren Substanz 901 im Zentrum der Bildschirmdarstellung zu einer Position bewegt, die gegenüber der Links-Rechts-Richtung in der Zeichnung verschoben ist, falls die Probe 6 geneigt wird. Demgemäß kann ein Signal über die Tischsteuereinheit 38 zum Antriebsmechanismus 51 übertragen werden, um die Position derart automatisch zu korrigieren, dass der als Referenzpunkt festgelegte Teil vor und nach der Änderung des Neigungswinkels θ oder des Probendrehwinkels ϕ, welcher der Vektorparameter ist, nicht aus dem Zentrum der Bildschirmdarstellung geschoben wird. Der Referenzpunkt für die automatische Bilderfassung kann nicht fest in das Zentrum des Bilds gelegt sein. Der wichtige Punkt ist das Korrigieren der Position des Tisches derart, dass eine als Referenzpunkt für die automatische Bilderfassung festgelegte Probenposition im übertragenen Bild geladener Teilchen nicht geändert wird. Die automatische Einstellung geschieht mit der Datensende- und -empfangseinheit 40, der Datenspeichereinheit 41 und der Berechnungseinheit 43 in der höherrangigen Steuereinheit 36, wie in 7-1 dargestellt ist. Insbesondere geschieht die automatische Positionserkennung, indem die Berechnungseinheit 43 eine Bildberechnung ausführt, welche spezifiziert, wohin eine Struktur am Referenzpunkt 77 für die automatische Bilderfassung bei einer Änderung des Neigungswinkels θ oder des Probendrehwinkels ϕ bewegt wird. Dann stellt die Berechnungseinheit 43 automatisch den Brennpunkt ein, um ihn an die Position des Referenzpunkts 77 für die automatische Bilderfassung zu legen, und stellt die Helligkeit ein, so dass die Helligkeit an der Position des Referenzpunkts 77 für die automatische Bilderfassung mit der Helligkeit vor der Neigung der Probe übereinstimmt. Dementsprechend wird der Brennpunkt vor und nach der Änderung des Neigungswinkels stets an die als Referenzpunkt für die automatische Bilderfassung festgelegte Probenposition gelegt.
  • Wenngleich der Referenzpunkt 77 für die automatische Bilderfassung als nur ein Punkt dargestellt ist, können auch mehrere Referenzpunkte 77 für die automatische Bilderfassung vorhanden sein und kann die Genauigkeit der automatischen Einstellung durch Spezifikation an der Oberfläche erhöht werden. Nachdem diese Einstellungen abgeschlossen wurden, können die in 9 dargestellten Schritte 61 bis 67 durch Drücken der Starttaste 78 für die automatische Erfassung automatisch ausgeführt werden.
  • Ein zwischen Schritt 61 und Schritt 67 erfasstes Bild wird in der Datenspeichereinheit 41 gespeichert. Das Lesen oder Anordnen aufeinander folgender in der Datenspeichereinheit 41 gespeicherter Neigungsbilder in einer Reihenfolge auf dem Bildschirm ermöglicht es dem Vorrichtungsbenutzer, eine dreidimensionale innere Struktur innerhalb der Probe zu identifizieren. Während vorstehend nur eine Neigung der Probe beschrieben wurde, gilt das Gleiche für den Fall einer Änderung der Bestrahlungsenergie E oder des Bestrahlungswinkels θ in Bezug auf die optische Achse des Strahls geladener Teilchen. In diesem Fall kann der „Probenwinkel θ“ in der vorstehenden Beschreibung durch die „Bestrahlungsenergie E“, „den Bestrahlungswinkel θ in Bezug auf die optische Achse des Strahls geladener Teilchen“ oder den „Strahlstrombetrag I“ ersetzt werden. Bilder können auch statt durch Ändern des Probenneigungswinkels θ durch Ändern des Probendrehwinkels ϕ automatisch erfasst werden. Ferner können Bilder durch Ändern der Vektorparameter der Bestrahlungsenergie E und der Probenneigung θ gleichzeitig automatisch erfasst werden.
  • Wie vorstehend beschrieben manuell oder automatisch erfasste Bilder können einer Computertomographie (CT) unterzogen werden. In einem CT-Bild kann eine dreidimensionale innere Struktur durch freies Drehen des Bilds auf dem Bildschirm angezeigt werden. Demgemäß kann der Bediener den inneren Zustand der Probe besser betrachten. Ferner kann nur ein vom Bediener gewünschter Querschnitt gebildet und angezeigt werden. Die Konfiguration eines CT-Bilds ermöglicht die Erfassung eines Querschnittsbilds oder eines Schnittbilds, ohne dass ein Schnitt der Probe oder dergleichen erzeugt werden müsste. Zusätzlich kann die Probe automatisch bewegt werden, falls eine Probe in der Art einer Zelle schnell einer CT unterzogen werden soll. In diesem Fall kann eine große Informationsmenge in kurzer Zeit erfasst werden, falls der Bestrahlungswinkel θ oder der Probendrehwinkel ϕ, die Energie E des Strahls geladener Teilchen und der Strahlstrombetrag I des Strahls geladener Teilchen in Echtzeit als Satz geändert werden können.
  • Wenngleich dies nicht dargestellt ist, kann zusätzlich eine stereoskopische Betrachtung verwendet werden, bei der die zwei gespeicherten oder angezeigten Bilder stereoskopisch betrachtet werden, indem sie um einige Grad geneigt werden. Bei der stereoskopischen Betrachtung können zwei Bilder, die durch Ändern des Winkels erfasst wurden, aneinander gereiht und stereoskopisch betrachtet werden, kann ein Bild verwendet werden, wobei Bilder mit zwei Farbtypen, wobei beispielsweise Blau und Rot ausgetauscht sind, überlagert sind, oder kann eine dreidimensionale Anzeige auf einer Anzeigeeinheit in der Art eines Bildschirms gebildet werden, auf dem eine dreidimensionale Betrachtung vorgenommen werden kann. Wenngleich davon ausgegangen wird, dass eine Computertomographie (CT) für den Benutzer sehr zweckmäßig ist, kann auch ein anderes Verfahren zur Bildung eines dreidimensional erzeugten Bilds verwendet werden.
  • <Immunfärbung>
  • Zusätzlich kann eine Immunfärbung, wobei ein Marker in der Art kolloidalen Golds angebracht wird, an der Probe ausgeführt werden. Das Anbringen eines Markers ermöglicht eine Betrachtung nicht nur einer morphologischen Struktur innerhalb der Probe, sondern auch das Erkennen des Orts, an dem ein Protein oder dergleichen in der Probe vorhanden ist. 11 betrifft den Fall einer Betrachtung der Probe, an der ein Marker angebracht ist. Die Probe ist in diesem Fall beispielsweise eine kultivierte Zelle oder eine aus einem lebenden Körper entnommene Zelle. Falls ein Material, an dem ein mit einem Goldmarker 909 gebondeter Antikörper angebracht ist, in die Zelle injiziert wird, reagiert das Material und wird spezifisch mit einem Protein oder dergleichen innerhalb der Zelle gekoppelt (Antigen-Antikörper-Reaktion) . Der Strahl 900 geladener Teilchen wird durch den Goldmarker 909 erheblich gestreut. Auf diese Weise erscheint ein projiziertes Bild (oder erfasstes Bild) 910 wie in der Zeichnung dargestellt und kann der Ort festgestellt werden, an dem sich der Goldmarker 909 angesammelt hat. Folglich kann der Ort eines zu erkennenden Proteins oder dergleichen festgestellt werden.
  • Zusätzlich ermöglicht das Ausführen einer Betrachtung einer dreidimensionalen inneren Struktur, nämlich einer CT-Betrachtung oder dergleichen, bei einer Änderung des Vektorparameters (Änderung des Probenwinkels θ in der Zeichnung), wie in 11(a) und 11(b) gezeigt, die Erkennung eines Orts, an dem sich ein zu erkennendes Protein oder dergleichen innerhalb der Zelle sammelt. Wenngleich der Goldmarker 909 verschiedene Größen von einigen nm bis zu einigen µm aufweist, hängt das Ausmaß der Streuung des Strahls 900 geladener Teilchen ferner von der angesammelten Menge oder der Dichte des Goldmarkers 909 ab. Das heißt, dass beispielsweise das Einstellen der Bestrahlungsenergie E die Erkennung eines Goldmarkerabschnitts 911 mit einer hellen Farbe (oder eines nicht dargestellten Goldmarkerabschnitts mit einer dunklen Farbe) oder dergleichen im projizierten Bild 910 ermöglicht. Das projizierte Bild 910 repräsentiert die Position, die Dichte oder dergleichen eines spezifisch angesammelten Proteins. Demgemäß kann der Benutzer die Dichte eines Proteins innerhalb der Zelle durch Betrachtung des Bilds erkennen. Die Größe, die Farbtiefe und dergleichen des erwähnten Goldmarkerabschnitts können nur für eine Betrachtung durch den Vorrichtungsbenutzer ausreichen, oder es kann eine Messung der Größe oder eine Bestimmung der Farbtiefe in der höherrangigen Steuereinheit 36 ausgeführt werden.
  • Wenngleich dies nicht dargestellt ist, können zusätzlich radiale Strahlen in der Art durch Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen erzeugter Röntgenstrahlen erfasst werden. Dementsprechend können Elemente oder ein chemischer Zustand innerhalb der Probe analysiert werden.
  • <Beschreibung eines Mikroskopinformationsaustausches>
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, können eine Betrachtung mit einem optischen Mikroskop und eine Betrachtung mit einem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop der Probe am selben Probenträger ausgeführt werden, indem die zu betrachtende Probe auf dem Probenträger angebracht wird. An diesem Punkt ist es wünschenswert, denselben Teil mit dem optischen Mikroskop und dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop genau betrachten zu können. Daher wird ein Vorrichtungssystem, das denselben Teil mit dem optischen Mikroskop und dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop betrachten kann, unter Verwendung von 12 beschrieben. Das optische Mikroskop 602 weist eine CCD-Kamera 603 auf. Der Benutzer erfasst zuerst ein Bild der Probe mit dem optischen Mikroskop. Die CCD-Kamera 603 und die höherrangige Steuereinheit 36 sind durch eine Zwischenverbindung 604 verbunden. Dementsprechend können digitale Bildinformationen des optischen Mikroskops zur höherrangigen Steuereinheit 36 gesendet werden, wie in der Zeichnung durch einen gepunkteten Pfeil dargestellt ist. Zusätzlich können mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop erfasste Bildinformationen auch zur höherrangigen Steuereinheit 36 gesendet werden. Demgemäß können die Mikroskopbilder desselben Teils auf demselben Bildschirm 35 verglichen werden. Der Benutzer kann eine gewünschte Probenposition auf der Grundlage eines Betrachtungsergebnisses mit dem optischen Mikroskop an einer Bestrahlungsposition des Strahls primärer geladener Teilchen durch Finden der Probenposition anordnen, um ein Bild mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop zu erfassen, während er das mit dem optischen Mikroskop erfasste Bild auf dem Bildschirm betrachtet. Zusätzlich kann eine Probenposition einer dem optischen Mikroskopbild ähnlichen Form durch einen Rechenprozess in der Art eines Bildabgleichs oder eine ähnliche Berechnung gefunden werden und automatisch als Bestrahlungsposition des Strahls geladener Teilchen festgelegt werden. Wenngleich dies nicht dargestellt ist, kann ein anderer Computer zwischen dem optischen Mikroskop und der höherrangigen Steuereinheit angeordnet werden, oder es können Bildinformationen über eine Kommunikationsleitung in der Art des Internets gesendet werden.
  • Zusätzlich kann ein einfaches optisches Mikroskop 202 wie in 13 in der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung 601 angeordnet werden. „Einfach“ bedeutet beispielsweise, dass der Vorteil einer geringen Größe, eines geringen Preises oder dergleichen bereitgestellt wird und dass die erforderliche Betrachtung mit einem optischen Mikroskop ausgeführt werden kann. Das optische Mikroskop 202 hat ein einfaches Abbildungssystem in der Art einer optischen Linse und ein Aufnahmeelement in der Art einer CCD-Kamera. Bildinformationen vom optischen Mikroskop 202 werden auch über eine Zwischenverbindung zur höherrangigen Steuereinheit 36 gesendet. Zusätzlich ist der Abstand zwischen der optischen Achse 200 des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops und einer optischen Achse 201 des optischen Mikroskops 202 stets konstant. Demgemäß ist die Bewegungsstrecke eines Orts nach der Betrachtung mit dem optischen Mikroskop stets konstant. Falls demgemäß eine Konfiguration verwendet wird, bei der der Abstand vorab in einem Speicher oder dergleichen gespeichert wird und die Antriebseinheiten 51 und 52 mit dem Abstandswert als Betrag der Tischbewegung bei der Eingabe des Tischbewegungsbefehls gesteuert werden, kann der Benutzer einen Befehl zur Bewegung zwischen der optischen Achse 200 des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops und der optischen Achse 201 des optischen Mikroskops 202 mit einem sehr einfachen Vorgang bereitstellen. Daher kann der Benutzer durch Betrachten desselben Probenteils mit dem einfachen optischen Mikroskop 202 und dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop 601 eine Betrachtung sehr einfach vornehmen und kann die Größe oder können die Kosten der Vorrichtung wirksam verringert werden.
  • Ein weiterer Effekt besteht darin, dass Bilder, die fast gleich aussehen, erfasst werden, weil sowohl das optische Mikroskop 602 als auch das optische Mikroskop 202 Licht verwendende Mikroskope sind. Demgemäß lässt sich der mit dem optischen Mikroskop 602 betrachtete Teil der Probe sehr leicht auch mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop 601 betrachten. Insbesondere geschieht die Betrachtung in der folgenden Prozedur. Der Benutzer betrachtet zuerst eine gewünschte Position in der Probe mit dem optischen Mikroskop 602, das außerhalb der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung installiert ist, und bringt dann den Probenträger, woran die Probe angebracht ist, in die mit geladenen Teilchen arbeitende Mikroskopvorrichtung ein. Als nächstes wird die mit dem optischen Mikroskop 602 betrachtete Position unter Verwendung des optischen Mikroskops 202 spezifiziert. Dieser Arbeitsvorgang kann vom Benutzer manuell ausgeführt werden, oder er kann durch einen Berechnungsprozess in der Art einer Vergleichs- oder Ähnlichkeitsberechnung auf der Grundlage des mit dem optischen Mikroskop 602 erfassten Bilds automatisch ausgeführt werden. Als nächstes wird die Probe durch das vorstehende Verfahren vom optischen Mikroskop 202 zum mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop 601 bewegt und wird die mit dem optischen Mikroskop 202 spezifizierte Probenposition an der Bestrahlungsposition des Strahls primärer geladener Teilchen angeordnet. Als nächstes wird ein Bild durchgelassener geladener Teilchen mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop erfasst. Dementsprechend ist die Betrachtung der mit dem optischen Mikroskop außerhalb der mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung betrachteten Probenposition mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop durch die Verwendung des optischen Mikroskops 202 zur Betrachtung der Positionierung zwischen dem optischen Mikroskop außerhalb des mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskops und dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop sehr einfach.
  • Die optische Achse 200 des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops kann mit der optischen Achse 201 des optischen Mikroskops 202 zusammenfallen, so dass der Ort des optischen Mikroskops 202 unmittelbar unterhalb des Probenträgers 500 liegen kann, wie in 14 dargestellt ist. Die optische Achse 200 des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops und die optische Achse 201 des optischen Mikroskops 202 fallen zusammen, so dass derselbe Teil betrachtet werden kann. Weil sowohl das optische Mikroskop 602 als auch das optische Mikroskop 202 Lichtmikroskope sind, ist überdies die Betrachtung desselben Probenteils sehr einfach. Folglich kann derselbe Teil der Probe, der mit dem optischen Mikroskop 602 betrachtet wird, einfacher als bei der Konfiguration aus 13 mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop 601 betrachtet werden. Im Fall einer Betrachtung mit dem optischen Mikroskop 202 kann der optische Detektor 503 abgenommen werden, oder er kann einen Bewegungsmechanismus aufweisen, um seine Position ändern zu können. Zusätzlich kann das Bild des mit durchgelassenen geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops erzeugt werden, indem Licht vom Detektierelement 500 über das optische Mikroskop 202 erfasst wird.
  • Zusätzlich kann selbst im Fall von 14 das optische Mikroskop 202 zur positionierenden Betrachtung zwischen dem optischen Mikroskop außerhalb der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskopvorrichtung und dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop verwendet werden, wie in 13 beschrieben wurde. In diesem Fall wird der Vorteil erreicht, dass der Schritt des Bewegens der Probe vom optischen Mikroskop 202 zum mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop 601 nicht erforderlich ist.
  • Es kann schwierig sein, sofort eine mit dem optischen Mikroskop betrachtete Stelle im mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop zu finden. Daher werden als nächstes Mittel zum Teilen von Positionsinformationen zwischen dem optischen Mikroskop und dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop beschrieben. Zum Teilen von Positionsinformationen zwischen Mikroskopen wird ein Verfahren erwogen, bei dem eine zu betrachtende Stelle einfach unter Verwendung einer Markierung auf dem Probenträger gefunden wird. 15 zeigt ein Diagramm des von oben betrachteten Detektierelements 500, worin die Probe 6 angebracht ist. Das Detektierelement 500, welches der Probenträger ist, weist eine Marke 913 auf, welche die Erkennung einer Positionsbeziehung zwischen der Probe und dem Detektierelement 500 ermöglicht. Die Marke 913 ist an einer vorgegebenen Position am Probenträger ausgebildet und ist beispielsweise eine Markierung mit einer bekannten Teilung in der Art eines Lineals. Die Marke ist in horizontaler und in vertikaler Richtung ausgebildet. Dadurch kann eine zu betrachtende Stelle erkannt werden. Zusätzlich kann, falls sich das Detektierelement 500 nur schwer markieren lässt, bei einer Anordnung des Detektierelements 500 auf dem Träger 501, der eine Marke aufweist, eine Stelle erkannt werden, an der sich die Probe auf dem Probenträger befindet. Zusätzlich können mehrere Punkte von Markierungen auf dem Probenträger aufgezeichnet werden und können die Punkte als Referenzpunkte für das Erkennen der betrachteten Position verwendet werden. Beispielsweise kann die Probe als Referenzpunkt verwendet werden. Das Speichern der Position der Probe auf der Grundlage der Marke kann vom Vorrichtungsbenutzer ausgeführt werden oder auf der höherrangigen Steuereinheit 36 oder dergleichen ausgeführt werden, um Kartendaten auf dem Probenträger zu erzeugen und die Position auf der Grundlage der in einem Speicher gespeicherten Kartendaten zu finden.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, ermöglichen die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, das Probenbetrachtungsverfahren, der Probenträger und das Betrachtungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Betrachten der mit dem optischen Mikroskop betrachteten dreidimensionalen inneren Struktur der Probe mit dem mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskop.
  • Ausführungsform 2
  • <Beschreibung des Prinzips der dreidimensionalen Betrachtung>
  • Zusätzlich zum anhand 6-2 beschriebenen Inhalt wird eine Konfiguration einer dreidimensionalen Betrachtung mit einer größeren Anzahl von Messpunkten durch Neigen der Probe 904 auf der X-Achse und der Y-Achse beschrieben. Ferner wird eine Konfiguration einer dreidimensionalen Betrachtung mit einer größeren Anzahl von Messpunkten durch Drehen um zumindest eine von der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse beschrieben. Dementsprechend kann eine sehr genaue dreidimensionale Betrachtung ausgeführt werden.
  • Zusätzlich kann als eine andere unabhängige Wirkung eine bei einer Betrachtung in einer Richtung schwer zu messende Stelle gemessen werden, indem eine Betrachtung einer Stelle in der Probe aus mehreren Winkeln ermöglicht wird.
  • Zusätzlich kann als eine andere unabhängige Wirkung eine dreidimensionale Betrachtung mit einer größeren Anzahl von Messpunkten bei einem verhältnismäßig kleinen Neigungswinkel ohne Betrachtung der Probe und mit einem erheblichen relativen Neigungswinkel ausgeführt werden, um die Anzahl der Messpunkte zu vergrößern. Dementsprechend ist keine erhebliche Neigung der Probe erforderlich, und es können eine Erhöhung der Größe einer Neigevorrichtung für eine erhebliche Neigung oder Beschränkungen in Bezug auf die räumliche Anordnung in der Probenkammer vermieden werden.
  • Ein Prinzip zur Ausführung einer dreidimensionalen Betrachtung der Probe unter Verwendung des Strahls geladener Teilchen wird unter Verwendung von 16 beschrieben. Das heißt, dass 16(a) eine Beziehung zwischen dem Strahl 905 geladener Teilchen und der Probe 904 bei der Bestrahlung mit dem Strahl 905 geladener Teilchen zeigt. Betrachtet werden das Bestrahlen der Probe 904 mit dem Strahl 905 geladener Teilchen, das Scannen des Strahls 905 geladener Teilchen auf der Probe und das anschließende Anzeigen eines durch das Detektierelement 500 umgewandelten optischen Signals als Mikroskopbild auf dem Bildschirm.
  • Wie in 16(a) dargestellt ist, befinden sich innere Substanzen 921, 922 und 923 innerhalb der Probe 904. Falls die Probe 904 als eine Zelle oder dergleichen angesehen wird, entsprechen die inneren Substanzen 921, 922 und 923 Organellen in der Zelle in der Art eines Zellkerns, Hohlräumen und dergleichen. Die Probe wird auf dem Detektierelement 500 um die Y-Achse gedreht. Durch die Drehung der Probe wird der Winkel zwischen der Einfallsrichtung des Strahls geladener Teilchen und der Probe geändert und werden mehrere Bilder mit geänderten relativen Winkeln erfasst. Das Äußere der Probe und die dreidimensionale Positionsanordnung einer inneren Struktur der Probe können auf der Grundlage der mehreren Bilder erkannt werden.
  • 16(a) zeigt einen Zustand, bei dem die Probe 904 vor ihrer Drehung um die Y-Achse mit dem Strahl 905 geladener Teilchen bestrahlt wird. In 16(a) ist ein Zustand dargestellt, bei dem die Probe aus der Richtung der Y-Achse, welche die Drehachse ist, betrachtet wird. Die optische Achse des Strahls 905 geladener Teilchen ist eine durch einen Pfeil dargestellte Richtung. Zusätzlich zeigt die X-Achse eine Linie auf dem Detektierelement 500, welche die Y-Achse, welche die Drehachse ist, senkrecht schneidet.
  • Ein in diesem Zustand erfasstes Mikroskopbild ist in einem unteren Teil 925 von 16(a) dargestellt. In dieser Darstellung überlagert die innere Substanz 921 bei Betrachtung von der optischen Achse teilweise die innere Substanz 922, so dass sich ein Teil der inneren Substanz 922 ohne Neigung nur schwer betrachten lässt.
  • Ein Grund besteht beispielsweise in der Ähnlichkeit zwischen den Anzahlen durch die innere Substanz 921 und die innere Substanz 922, die ähnliche Dichten haben, gestreuter geladener Teilchen. Zusätzlich ähneln die Anzahlen geladener Teilchen, die von jeder inneren Substanz durchgelassen werden und das Detektierelement 500 erreichen, einander. Folglich gibt es fast keine Helligkeitsdifferenz zwischen der inneren Substanz 921 und der inneren Substanz 922 im erfassten Mikroskopbild. Demgemäß kann keine vertikale Beziehung zwischen der inneren Substanz 921 und der inneren Substanz 922 identifiziert werden. Ferner kann keine vertikale Beziehung zwischen den inneren Substanzen 921 und 922 und der inneren Substanz 923 identifiziert werden.
  • Als nächstes wird eine schräge Bestrahlung der Probe 904 mit dem Strahl 905 geladener Teilchen zur Identifikation des Äußeren der Probe 904 und der Formen und der vertikalen Beziehung der inneren Substanzen 921, 922 und 923 untersucht. In 16 (c) ist ein Zustand dargestellt, bei dem der Probenträger 500 durch Drehung um die X-Achse um einen Winkel ϕ geneigt wird. Ein an diesem Punkt erfasstes Mikroskopbild befindet sich in einer unteren Darstellung (927) in 16(c).
  • Verglichen mit der unteren Darstellung (925) des Mikroskopbilds in 16(a) ist die innere Substanz 922 in der Darstellung (927) nicht in der inneren Substanz 921 verborgen und lässt sich durch Neigung betrachten. Zusätzlich sind die relativen Abstände zwischen den inneren Substanzen 921, 922 und 923 geändert. Ferner ist die Größe der Probe 904 im Mikroskopbild geändert. Das heißt, dass ein Vergleich des Bilds vor der Neigung mit dem Bild nach der Neigung und das Finden des Betrags der Änderung der Probe in den Bildern eine Betrachtung der dreidimensionalen Strukturen der Probe und der inneren Substanzen ermöglichen. Ferner kann durch Erfassen von Bildern durch aufeinander folgende Drehung um die X-Achse oder die Y-Achse die dreidimensionale Struktur der Probe detaillierter erkannt werden. Durch Anzeigen der mehreren erfassten Bilder der Reihe nach auf dem Bildschirm oder Aneinanderreihen der mehreren Bilder wird eine genaue Identifikation der dreidimensionalen Struktur der Probe ermöglicht.
  • Beispielsweise wird bei einem gegebenen Zustand, bei dem die nicht gedrehte Probe bei 0° liegt, davon ausgegangen, dass Bilder bei jedem Drehwinkel beim Drehen der X-Achse in Schritten von 10° von -60° bis +60° erfasst werden. Die spezifizierten Winkelinformationen sind nicht speziell auf diese Winkel eingeschränkt. Zusätzlich können die Winkelinformationen entsprechend der Eigenschaft der Probe oder zu betrachtenden Informationen gespeichert werden.
  • Ein Satz 240 von Punkten in 17 (a) zeigt eine stereographische Projektion des Winkels zwischen der Probe und dem Strahl geladener Teilchen bei der Betrachtung. Wenngleich die Beschreibung ein Wulff-Netz verwendet, kann sie auch eine andere stereographische Projektion verwenden. In dieser Zeichnung ist der relative Winkel des Strahls geladener Teilchen, womit die Probe bestrahlt wird, während ein Umfang 250 als Probenoberfläche festgelegt wird, durch einen Satz 240 aufeinander folgender Punkte dargestellt. Um eine dreidimensionale Struktur in weiteren Einzelheiten zu erkennen, ist es wünschenswert, Bilder bei möglichst kleinen Winkeln zu erfassen.
  • Wenngleich es überdies wünschenswert ist, Bilder durch Neigung mit dem höchstmöglichen Winkel zu erfassen, nimmt die Wegstrecke des durch die Probe hindurchtretenden Strahls geladener Teilchen mit der Erhöhung des Neigungswinkels zu. Demgemäß nimmt die Anzahl der von der Probe, der inneren Substanz oder dergleichen gestreuten geladenen Teilchen zu. Weil die Anzahl der das Detektierelement erreichenden geladenen Teilchen abnimmt, kann bei einer Betrachtung, bei der die Probe mit einem hohen Winkel geneigt wird, folglich kein klares Bild erfasst werden. Dementsprechend kann bei einem Betrachtungsziel, das eine Probe ist, die sich wie die Probe 904 in 16 auf einer horizontalen Fläche erstreckt, eine Betrachtung typischerweise bei einer Obergrenze des Neigungswinkels von etwa 50° bis 70° ausgeführt werden. Die vorliegenden Winkel sind lediglich ein Beispiel. Bevorzugte Winkel, die entsprechend der betrachteten Probe verschieden sind, sind auch in den Schutzumfang der Erfindung aufgenommen.
  • Ferner kann das erfasste Bild einer Computertomographie (CT) unterzogen werden. Die Tomographie ermöglicht die Anzeige der dreidimensionalen Struktur der Probe durch freies Drehen des Bilds auf dem Bildschirm oder das Anzeigen nur eines Querschnitts der Probe. Dementsprechend kann durch Erzeugen eines Tomographiebilds ein Querschnittsbild oder ein Schnittbild erfasst werden, ohne die Probe zu zerschneiden. Zusätzlich kann ein anderes Verfahren zur Darstellung der inneren Informationen verwendet werden.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Ausführen einer genaueren dreidimensionalen Betrachtung mit zwei Achsen durch Vergrößern der Drehachse beschrieben. Im Fall der in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Probe ist es, wie vorstehend beschrieben, schwierig, ein klares Bild zu erfassen, wenn der Neigungswinkel erhöht wird. Demgemäß beträgt die Obergrenze des Neigungswinkels, wobei ein klares Bild erfasst wird, normalerweise 50° bis 70°. Daher ist es schwierig, Bildinformationen zu erfassen, wenn der Neigungswinkel in den Bereich vom oberen Grenzwinkel bis 90° gelegt wird. Dementsprechend gibt es ein Gebiet, in dem sich ein Bild nur schwer erfassen lässt, d.h. ein Gebiet, in dem Informationen fehlen. Falls beispielsweise eine dreidimensionale Struktur genau erkannt werden soll, muss das Gebiet, in dem Informationen fehlen, möglichst weitgehend verkleinert werden. Falls beispielsweise das Volumen der Probe oder dergleichen gemessen werden soll, indem durch aufeinander folgendes Neigen erfasste Bilder einer Tomographie unterzogen werden, sollte das Gebiet, in dem Informationen fehlen, möglichst weitgehend verkleinert werden.
  • Zur Verkleinerung des Gebiets, in dem Informationen fehlen, wird nachstehend eine Technik zum Betrachten der Probe aus vielen Richtungen durch Erweitern der Drehachse auf zwei Achsen beschrieben. Es wird eine Drehung der Probe auf dem Detektierelement 500 um die Y-Achse, die zur X-Achse orthogonal ist, zusätzlich zur Drehung um die X-Achse betrachtet. Eine Beziehung zwischen der Probe 904, der X-Achse, der Y-Achse, dem Strahl 905 geladener Teilchen und dergleichen ist in 16(b) dargestellt.
  • 16(b) zeigt den Probenträger 500, der um die Y-Achse als Drehachse gedreht wird, geneigt wird und schräg mit dem Strahl 905 geladener Teilchen bestrahlt wird. Ein in diesem Zustand erfasstes Mikroskopbild ist in 16(b) bei 926 dargestellt. Die Abstände zwischen den inneren Substanzen 921, 922 und 923 und dem Äußeren der Probe 904 im Bild sind verglichen mit 925 in 16(a), das ein Bild vor der Neigung ist, geändert. Zusätzlich sind die Abstände oder eine Positionsbeziehung zwischen den inneren Substanzen 921, 922 und 923 und dem Äußeren der Probe 904 verglichen mit 927 in 16(c) geändert, wobei es sich um ein Bild handelt, das durch Neigen der um die X-Achse als Drehachse gedrehten Probe erfasst wird. Dementsprechend ermöglicht eine Erweiterung der Drehachse von einer Achse auf zwei Achsen eine Betrachtung aus mehreren Richtungen, so dass die dreidimensionale Struktur der inneren Substanz oder das Äußere der Probe genau erkannt werden kann.
  • Wenn die nicht gedrehte Probe bei 0° liegt, zeigt ein Satz 241 von Punkten in 17 (a) ein stereographisches Projektionsdiagramm, das bei der Erfassung von Bildern bei jedem Drehwinkel durch Drehen der Y-Achse in Schritten von 10° von -60° bis +60° eine relative Positionsbeziehung zwischen der Probe und dem Strahl geladener Teilchen, mit dem die Probe bestrahlt wird, zeigt. Zusätzlich dazu, dass der Satz 240 von Punkten die Bestrahlungswinkel zwischen der Probe 904 und dem Strahl geladener Teilchen in Bezug auf die Probe zeigt, falls die X-Achse die Drehachse ist, ist der Satz 241 von Punkten, der den relativen Winkel zeigt, wenn die Y-Achse die Drehachse ist, in einer Positionsbeziehung verteilt, die orthogonal zum Satz 240 von Punkten ist. Durch Hinzufügen der orthogonalen Y-Achse als Drehachse zusätzlich zur X-Achse kann das Gebiet, in dem Informationen fehlen, verkleinert werden. Dadurch kann eine genauere dreidimensionale Struktur erkannt werden.
  • Wenngleich vorstehend eine unabhängige Drehung der beiden Drehachsen betrachtet wurde, können die Achsen auch in Verbindung miteinander bewegt werden. Beispielsweise wird in 17 (b) davon ausgegangen, dass Bilder bei jedem Drehwinkel erfasst werden, indem zuerst eine Drehung um +30° um das Liniensegment der X-Achse als Drehachse ausgeführt wird und dann eine Drehung in Schritten von 10° von -60° bis +60° um die Y-Achse als Drehachse ausgeführt wird. Die Winkel zwischen der Probe und dem Strahl geladener Teilchen in den erfassten Bildern sind als Satz 242 von Punkten auf einem stereographischen Projektionsdiagramm (Wulff-Netz) in 17(b) dargestellt. Dementsprechend ermöglicht das Drehen zweier Drehachsen in Verbindung miteinander eine Betrachtung aus weiteren Richtungen.
  • Ferner kann, falls davon ausgegangen wird, dass die Neigung der X-Achse und der Y-Achse jeweils von -60° bis +60° reicht, der relative Winkel des Strahls geladener Teilchen, mit dem die Probe bestrahlt wird, innerhalb eines schraffierten Abschnitts 245 eines stereographischen Projektionsdiagramms (Wulff-Netz) aus 17(c) frei geändert werden. Die Probe kann im schraffierten Abschnitt 245 aus verschiedenen Richtungen betrachtet werden, und die dreidimensionale Struktur der Probe kann genauer erkannt werden.
  • Wenngleich vorstehend eine Einführung von zwei Drehachsen für die Neigung des Probenträgers betrachtet wurde, wird unter Verwendung von 18 ein Verfahren beschrieben, das eine Betrachtung aus vielen Richtungen durch Einführen einer Drehachse ermöglicht, wobei eine Drehung der Probe auf der Ebene des Probenträgers mit einer zum Probenträger senkrechten Richtung als Achse möglich ist.
  • 18 zeigt einen Mechanismus, wodurch der Probenträger 500 um die X-Achse geneigt werden kann, und einen Drehmechanismus, wodurch die Probe mit der Z-Achse, die zum Probenträger 500 orthogonal ist, als Zentrum in der Ebene des Probenträgers gedreht werden kann. Die X-Achse wird als unabhängig von der Z-Achse betätigt angesehen. Das heißt, dass selbst bei einer Drehung der Probe um die Z-Achse die X-Achse nicht geneigt wird und nur die Probe 904 oder der Probenträger 500 gedreht wird. Umgekehrt wird bei einer Neigung der Probe um die X-Achse auch die Z-Achse mit der Probe geneigt.
  • Der Fall, in dem nur die X-Achse ohne Drehung der Z-Achse geneigt wird, gleicht dem Fall, dass nur eine Drehachse vorhanden ist. An diesem Punkt sind im Fall einer Erfassung von Bildern bei jedem Drehwinkel durch Drehung in Schritten von 10° von -60° bis +60° um die X-Achse die Winkel zwischen der Probe 904 und dem Strahl 905 geladener Teilchen der Satz 240 von Punkten in einem stereographischen Projektionsdiagramm aus 18(a). Das stereographische Projektionsdiagramm ist durch ein Schmidt-Netz dargestellt. Das stereographische Projektionsdiagramm zeigt den relativen Winkel des Strahls geladener Teilchen, mit dem die Probe bestrahlt wird, bei der Festlegung des Umfangs 250 als Probenoberfläche.
  • Als nächstes wird eine Drehung der Probe um 90° um die Z-Achse und anschließend eine Drehung der Probe um die X-Achse betrachtet. Dieser Fall gleicht der Drehung um die Y-Achse in 18. In diesem Zustand sind bei einer Erfassung von Bildern bei jedem Drehwinkel bei einer Drehung in Schritten von 10° von -60° bis +60° um die X-Achse, wie zuvor erwähnt, die Winkel zwischen der Probe 904 und dem Strahl 905 geladener Teilchen der Satz 241 von Punkten.
  • Ferner kann durch Ändern des Drehwinkels der Z-Achse der Betrachtungswinkel vergrößert werden. Beispielsweise wird der Fall betrachtet, dass Bilder durch Drehung im Uhrzeigersinn um 45 bei Betrachtung aus der Bestrahlungsrichtung der Probe mit dem Strahl geladener Teilchen und anschließende Drehung in Schritten von 10° von -60° bis +60° um die X-Achse, wie zuvor erwähnt, erfasst werden. Die Winkel zwischen der Probe und dem Strahl geladener Teilchen an diesem Punkt sind ein Satz 243 von Punkten.
  • Wenngleich zuvor eine Drehung um die X-Achse nach einer Drehung um die Z-Achse betrachtet wurde, kann die Reihenfolge der Drehung zusätzlich umgekehrt werden. Beispielsweise wird eine Erfassung von Bildern bei jedem Drehwinkel durch eine Drehung um 45° um die X-Achse und dann eine Drehung in Schritten von 10° bis 360° um die Z-Achse betrachtet. Falls die relativen Winkel zwischen der Probe und dem Strahl geladener Teilchen in den erfassten Bildern in einem stereographischen Projektionsdiagramm dargestellt werden, wird ein kreisförmiger Satz 244 von Punkten erfasst.
  • Falls eine Drehung der X-Achse von -60° bis +60° und eine Drehung der Z-Achse von 0° bis 90° betrachtet wird, kann der relative Winkel des Strahls geladener Teilchen, mit dem die Probe bestrahlt wird, innerhalb des schraffierten Abschnitts 245 eines stereographischen Projektionsdiagramms (Schmidt-Netzes) aus 19(b) frei geändert werden. Eine Betrachtung der Probe aus verschiedenen Richtungen im schraffierten Abschnitt 46 ermöglicht es, dass die dreidimensionale Struktur der Probe genauer erkannt wird. Zusätzlich kann das Gebiet, in dem Informationen fehlen, erheblich verkleinert werden.
  • <Beschreibung des Probenträgers>
  • Nachstehend wird der Probenträger beschrieben, der die dreidimensionale Betrachtung ermöglicht. Ein Probenträger, der eine Betrachtung aus vielen Richtungen ermöglicht, weil er zwei Drehachsen aufweist, um welche die Probe geneigt werden kann, ist in 20 dargestellt. Ein Motor 810 ist am Probentisch 500 aufgenommen, und der Probenträger 500 ist dafür ausgelegt, an einer Motordrehwelle 811 befestigt zu werden. Der Probentisch 500 weist einen Neigungsantriebsmechanismus (eine Winkelsteuereinheit) auf, welcher eine Neigung um eine Neigungsachse 801 ausführen kann. Der Motor 810 ist so eingerichtet, dass die Motordrehwelle 811 orthogonal in Bezug auf die Neigungsachse 801 des Probentisches ist und durch ein Tragelement 805 am Probentisch 500 befestigt ist. Die Motordrehwelle 811 weist ein Probenhalteelement 812 auf, das zusammen mit der Motordrehwelle 811 gedreht werden kann. Der Probenträger 500, der anbringbar und abnehmbar ist und ein lichtemittierendes Element aufweist, ist am Probenhalteelement 812 angebracht. Mit der vorstehend erwähnten Konfiguration kann eine Drehung um zwei Achsen durch Neigung des Probentisches 800 und Drehung des Motors 810 ausgeführt werden.
  • Als nächstes wird ein Probenträger mit einer Drehachse, wodurch die Probe auf dem Probentisch gedreht werden kann, und einer Neigungsachse, wodurch die Probe geneigt werden kann, mit Bezug auf 21 beschrieben. Ein Drehträger 820 ist am Probentisch 800 aufgenommen, und der Probenträger 500, der anbringbar und abnehmbar ist und das lichtemittierende Element aufweist, ist am Drehträger 820 angebracht. Der Probentisch 800 weist den Neigungsantriebsmechanismus (die Winkelsteuereinheit) auf, der eine Neigung um die Neigungsachse 801 ausführen kann. Der Drehträger 820 weist einen Drehantriebsmechanismus (eine Winkelsteuereinheit) auf, der eine Drehachse in einer zum Probentisch 800 orthogonalen Richtung aufweist. Der am Drehträger 820 angebrachte Probenträger 500 kann mit dem Drehträger 820 gedreht werden. Mit der vorstehenden Konfiguration kann eine Drehung um zwei Achsen durch Neigung mit dem Probentisch 800 und Drehung des Drehträgers 820 ausgeführt werden. Zusätzlich erfordert eine Drehung (Neigung) um zwei Achsen nicht immer zwei Antriebseinheiten und können zwei Achsen unter Verwendung der Antriebskraft von einer einzigen Antriebseinheit gesteuert werden.
  • Zusätzlich kann, wenngleich dies nicht dargestellt ist, eine Anordnung eines eine Drehbewegung ausübenden Elements oder eines eine Drehbewegung in eine andere Bewegung zwischen dem Motor 810 und dem Probenträger 500 umwandelnden Elements beliebige der vorstehenden Konfigurationen unabhängig von der Position des Motors 810 bewirken. Beispiele des eine Drehbewegung ausübenden Elements umfassen ein Zahnrad, eine Kette, einen Riemen und dergleichen. Das Element, das eine Drehbewegung in eine andere Bewegung umwandelt, ist beispielsweise ein Nockenmechanismus, ein Gelenkmechanismus oder dergleichen.
  • Ausführungsform 3
  • Der als ein lichtemittierendes Element ausgelegte Probenträger ist in Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform beschreibt den Fall des Probenträgers, der ein Halbleiterdetektierelement ist, wodurch Elektronen und positive Löcher erzeugt werden können, wenn es mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird. Nachstehend werden die gleichen Teile wie in Ausführungsform 1 nicht beschrieben.
  • Ein Prinzip und eine Konfiguration werden unter Verwendung von 22 beschrieben. Die Probe 6 ist in einen Probenträger 518 aufgenommen, der Elektronen und positive Löcher erzeugen kann, wenn er mit dem Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird. Der Probenträger 501 ist ein Halbleiterdetektierelement oder dergleichen, und eine P-Schicht, eine N-Schicht, eine Verarmungsschicht und dergleichen befinden sich im Probenträger 518. In diesem Fall detektiert der Probenträger 518 wie in Ausführungsform 1 durch die Probe gestreute oder davon durchgelassene geladene Teilchen. Das Detektierelement, das weiterhin als Probenträger dient, weist Dünnschichten in der Art eines oberen Schichtabschnitts 512 und eines unteren Schichtabschnitts 513 auf. Diese Dünnschichten bestehen aus Materialien, durch die Elektrizität fließen kann, und sie sind beispielsweise Metallfilme. Wenngleich die Dünnschichten in der Zeichnung auf der gesamten Oberfläche dargestellt sind, können sie sich auf einem Teil der Oberfläche befinden.
  • Es wird der Fall einer Probe mit einem Teil 508 hoher Dichte und einem Teil 509 geringer Dichte betrachtet. Falls der Teil 508 hoher Dichte der Probe mit dem Strahl 510 primärer geladener Teilchen bestrahlt wird, wird der größte Teil des Strahls geladener Teilchen rückgestreut. Dementsprechend erreicht der Strahl geladener Teilchen das Detektierelement 518 nicht. Dagegen kann bei einer Bestrahlung des Teils 509 geringer Dichte in der Probe mit dem Strahl 511 primärer geladener Teilchen der Strahl geladener Teilchen zum Detektierelement 518 durchgelassen werden. Der das Detektierelement 518 erreichende Strahl geladener Teilchen erzeugt innerhalb des Detektierelements 518 positive Elektron-Loch-Paare 514. Durch die Erzeugung der positiven Elektron-Loch-Paare 514 wird bewirkt, dass positive Löcher oder Elektronen zum oberen Schichtabschnitt 512 und zum unteren Schichtabschnitt 513 gezogen werden. Falls ein Widerstand 515, der sich außerhalb des vorliegenden Detektierelements befindet, das auch als Probenträger dient, durch eine Zwischenverbindung 516 oder dergleichen zwischen den oberen Schichtabschnitt 512 und den unteren Schichtabschnitt 513 geschaltet wird, ermöglichen die erwähnten positiven Elektron-Loch-Paare das Fließen eines Stroms I zwischen ihnen. Folglich wird eine Spannung V am Widerstand 515 erzeugt. Durch Verstärken der Spannung V mit einem Verstärker 517 kann ein Signal verstärkt werden. Folglich kann eine Dichtedifferenz innerhalb der Probe durch Erfassen eines Signals vom Detektierelement 518 detektiert werden.
  • Die inelastische mittlere freie Weglänge des Strahls geladener Teilchen beträgt einige zehn nm bis einige zehn µm, wenngleich dies von der Beschleunigungsspannung des Strahls geladener Teilchen abhängt. Demgemäß muss der obere Schichtabschnitt 512 an der Oberfläche des Detektierelements 518 in etwa die gleiche Dicke aufweisen. Wenngleich die Probe 6 in der Zeichnung in Kontakt mit dem oberen Schichtabschnitt 512 steht, kann eine Probe infolge einer Giftigkeit oder dergleichen zusätzlich möglicherweise nicht am oberen Schichtabschnitt 512 angebracht werden, falls die Probe eine biologische Probe oder dergleichen ist. Daher kann ein Material, das eine hohe Affinität mit einer biologischen Probe hat, wie Kollagen, angewendet werden. Das Material kann zwischen dem oberen Schichtabschnitt 512 und der Probe 6 angeordnet werden.
  • Zusätzlich kann, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, falls die Probe 6 eine hydrierte Probe oder dergleichen ist, der Dünnfilm 702 um die Probe herum angeordnet werden oder kann Feuchtigkeit innerhalb der Probe durch eine Austauschsubstanz 703 in der Art einer ionischen Flüssigkeit ersetzt werden.
  • 17 zeigt eine Vorrichtungskonfiguration zur Ausführung einer Betrachtung einer dreidimensionalen inneren Struktur unter Verwendung des Halbleiterdetektierelements gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 23 ist das Halbleiterdetektierelement 518, das ein Probenträger ist, auf dem Probentisch 5 angeordnet. Das Vorverstärkersubstrat 505 ist über die Zwischenverbindung 509 mit dem in den Tisch 5 aufgenommenen Detektierelement 518 verbunden. Das Vorverstärkersubstrat 505 ist durch die Zwischenverbindung 507 und dergleichen mit der niederrangigen Steuereinheit 37 verbunden. Wenngleich sich das Vorverstärkersubstrat 505 in der Zeichnung innerhalb des Gehäuses 7 befindet, kann es sich auch außerhalb des Gehäuses 7 befinden (beispielsweise Vorverstärker 54 in der Zeichnung) . Der Probenträger 518 darf nicht vom Probentisch 5 fallen, wenn er geneigt wird. Demgemäß ist das Befestigungselement 506, das eine Position zur Anordnung des Probenträgers 518 bestimmen kann, auf dem Probentisch 5 vorhanden. Zusätzlich kann sich ein nicht dargestelltes Befestigungselement zwischen dem Probenträger 518 und dem Probentisch 5 befinden. Dementsprechend kann der Probenträger 518 befestigt werden und kann eine Verschiebung seiner Position verhindert werden. Wenn der Probenträger in die Vorrichtung eingebracht wird oder aus der Vorrichtung entnommen wird, wird er durch Verbinden oder Lösen der Zwischenverbindung 509 am Probentisch 5 angebracht oder davon gelöst.
  • Zusätzlich kann die vorliegende Ausführungsform mit einer Mikrokanalplatte (MCP) oder einem anderen Teilchendetektor verwirklicht werden. Wenngleich keine spezifische Vorrichtungskonfiguration bereitgestellt wird, kann die vorliegende Ausführungsform mit einer Konfiguration verwirklicht werden, die dem in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Inhalt entspricht, abgesehen davon, dass ein photoelektrischer Wandlungsteil oder eine Zwischenverbindung verschieden ist.
  • Ausführungsform 4
  • „Atmosphärendruck“ bedeutet in einer nachstehenden Ausführungsform eine Atmosphärendruckumgebung oder eine Druckumgebung mit einem leichten Unterdruck in der Atmosphäre oder einer vorgegebenen Gasatmosphäre. Insbesondere beträgt der Atmosphärendruck etwa 105 Pa (Atmosphärendruck) bis 103 Pa.
  • <Beschreibung der Betrachtung mit einer mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung beim Atmosphärendruck>
  • Als nächstes wird ein Beispiel, bei dem eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung verwendet wird, mit der eine Betrachtung beim Atmosphärendruck ausgeführt werden kann, unter Verwendung von 24 beschrieben. Die Grundkonfiguration des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gleicht jener, die in Ausführungsform 1 (beispielsweise die Konfiguration in 7) und in Ausführungsform 2 beschrieben wurde. Demgemäß wird in der vorliegenden Ausführungsform hauptsächlich nur ein Merkmal einer Atmosphärendruck-Betrachtungsvorrichtung beschrieben.
  • 24 zeigt eine Gesamtkonfiguration des mit geladenen Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bei der vorliegenden Konfiguration ist die optische Säule 2 für geladene Teilchen in ein Gehäuse 271 eingebettet und durch das Vakuumdichtungselement 123 in ein Vakuum eingesiegelt. Das Gehäuse 271 wird durch einen Ständer 269 getragen. Der Ständer 269 wird durch einen Träger 270 getragen. Wenngleich in der Zeichnung nur ein Ständer 269 dargestellt ist, sind tatsächlich vorzugsweise mehrere Ständer 269 vorhanden, um das Gehäuse zu tragen. Bei dieser Konfiguration entspricht der atmosphärische Zustand der Probe 6 dem Äußeren der Vorrichtung. Demgemäß kann der Zustand der Probe einem Zustand der ganzen Atmosphäre ausgesetzt werden.
  • Ein Unterteilungsfilm 10, von dem der Strahl geladener Teilchen durchgelassen werden kann, befindet sich zwischen der optischen Säule für geladene Teilchen und der Probe. Der Unterteilungsfilm 10 kann am Gehäuse 271 angebracht und davon abgenommen werden. Die Vakuumpumpe 4 ist mit dem Gehäuse 271 verbunden, um eine Evakuierung eines geschlossenen Raums (nachstehend als erster Raum bezeichnet) zu ermöglichen, der durch die Innenwandflächen des Gehäuses 271 und den Unterteilungsfilm 10 gebildet ist. Dementsprechend wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein erster Raum 11 durch den Unterteilungsfilm 10 in einem Hochvakuum gehalten und wird ein Raum, indem die Probe angebracht ist, in einer Gasatmosphäre mit dem Atmosphärendruck oder einem diesem fast entsprechenden Druck gehalten. Demgemäß kann während des Betriebs der Vorrichtung die optische Säule 2 für geladene Teilchen in einem Vakuumzustand gehalten werden und können die Probe 6 und der Probenträger in einer Atmosphäre mit dem Atmosphärendruck oder einem vorgegebenen Druck gehalten werden. Der Unterteilungsfilm 10 wird durch ein Unterteilungsfilm-Halteelement 155 gehalten und kann durch Austauschen des Unterteilungsfilm-Halteelements 155 ausgetauscht werden.
  • Eine Gasdüse 272 führt Gas von einem Gaszylinder 103 bis in die Nähe der Probe 6 zu. Die Gasdüse 272 ist beispielsweise durch einen Träger 273 mit dem Gehäuse 271 verbunden. Der Gaszylinder 103 und die Gasdüse 272 sind durch eine Verbindungseinheit 102 verbunden. Die vorstehende Konfiguration ist lediglich ein Beispiel. Das gewünschte Gas kann durch die vorliegende Konfiguration in der Nähe der Probe 6 ausgestoßen werden. Gastypen umfassen Stickstoff, der leichter als die Atmosphäre ist, Dampf, Heliumgas, Wasserstoffgas und dergleichen, welche die Streuung eines Elektronenstrahls verringern können. Der Benutzer kann das Gas frei austauschen. Zusätzlich kann der Gaszylinder 103 durch eine Vakuumpumpe ersetzt werden, um zwischen dem Unterteilungsfilm 10 und der Probe 6 ein Vakuum zu bilden.
  • Ein optisches Mikroskop 250 ist unmittelbar unterhalb des Gehäuses 271 angeordnet, d.h. auf der optischen Achse der optischen Säule für geladene Teilchen. Dementsprechend kann ein Bild des mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskops erhalten werden, indem die Probe 6, die sich auf dem Probenträger befindet, welcher auf dem Probentisch 5 angeordnet ist, mit dem durch den Unterteilungsfilm 10 hindurchtretenden Strahl geladener Teilchen bestrahlt wird, und kann ein optisches Mikroskopbild mit dem optischen Mikroskop 250 erhalten werden. Die Anordnung des optischen Mikroskops ist wie in den vorstehenden Ausführungsformen nicht darauf beschränkt.
  • Der Probenträger, der das Detektierelement 500 aufweist, kann am Probentisch 5 der vorliegenden mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung angebracht werden. Wenn der erwähnte Probenträger am Probentisch angebracht ist, ist das Detektierelement 500 auf der dem Unterteilungsfilm entgegengesetzten Seite der Probe angebracht. Die Anordnung des optischen Detektors 503 und dergleichen in der Nähe des Probentisches gleicht jener gemäß den Ausführungsformen 1 und 2. Bei der vorliegenden Konfiguration kann ein Signal eines Strahls durchgelassener geladener Teilchen erfasst werden, wobei Formänderungen beispielsweise durch Verdampfen von Feuchtigkeit beim Herstellen eines Vakuums oder dergleichen möglichst weitgehend verringert sind. Weil im Probenraum kein Hochvakuum hergestellt werden muss, kann ein Bild der Probe, das mit dem mit einem Strahl durchgelassener geladener Teilchen arbeitenden Mikroskop erfasst wird, mit einem sehr hohen Durchsatz erfasst werden. Weil es zusätzlich bei der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform keine Einschränkungen für den Probenanordnungsraum gibt, ist die vorliegende Ausführungsformen im Fall eines sehr großen Probenträgers nützlich.
  • Ausführungsform 5
  • Als nächstes wird eine Vorrichtungskonfiguration mit seitlichem Eintritt, wobei die Probe und der Probenträger aus einem kleinen Bereich in einer Seitenfläche des Gehäuses 7 eingebracht werden, unter Verwendung von 25 beschrieben. Nachstehend werden die Teile, welche jenen aus den Ausführungsformen 1 bis 3 gleichen, nicht beschrieben.
  • Der Probentisch 5 wird durch einen schmalen Bereich eines Teils des Gehäuses 7 in die Vorrichtung eingebracht. Ein Steuersystem zum Steuern der optischen Linse, ein Detektionssystem zum Detektieren eines Signals, eine Vakuumpumpe zum Evakuieren des Inneren des Gehäuses 7 oder der optischen Säule 2 für geladene Teilchen und dergleichen sind offensichtlich und daher nicht dargestellt. Die Lichtemission vom Detektierelement 500, woran die Probe 6 direkt oder indirekt angebracht ist, wird durch einen Lichtübertragungsweg 801 im optischen Detektor 800, der sich innerhalb des Gehäuses 7 befindet, oder dergleichen erfasst. Der optische Detektor zum Erfassen der Lichtemission vom Detektierelement 500 befindet sich vorzugsweise im Gehäuse 7 oder im Probenträger 7, im Probentisch 5 oder in der optischen Säule 2 oder außerhalb davon in der Zeichnung. Positionen und Modifikationsbeispiele des optischen Verstärkers und des Lichtübertragungswegs fallen in den Bereich des mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Mikroskops gemäß der vorliegenden Ausführungsform, solange sie die in der vorliegenden Ausführungsform vorgesehene Funktion erfüllen. In der vorliegenden Konfiguration ist ein Mechanismus, der beispielsweise den Probenwinkel 0 neigen kann, welcher der Vektorparameter ist, im Probentisch 5 enthalten. Bei der vorliegenden Konfiguration kann der Probentisch 5 kleiner sein als bei der vorstehenden Ausführungsform. Dementsprechend kann der Neigungsmechanismus am Probentisch 5 erheblich vereinfacht sein.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und schließt verschiedene Modifikationsbeispiele ein, sofern sie nicht vom technischen Gedanken der vorliegenden Anmeldung abweichen. Beispielsweise wurden die vorstehenden Ausführungsformen detailliert beschrieben, um die Erfindung leicht verständlich zu beschreiben, wobei die Erfindung nicht auf eine Ausführungsform beschränkt ist, die alle beschriebenen Konfigurationen aufweist. Zusätzlich kann ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden und kann die Konfiguration einer anderen Ausführungsform zur Konfiguration einer Ausführungsform hinzugefügt werden. Überdies kann ein Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform entfernt oder durch eine andere Konfiguration ersetzt werden. Zusätzlich kann ein Teil oder die Gesamtheit der jeweiligen Konfigurationen, Funktionen, Verarbeitungseinheiten, Verarbeitungsmittel und dergleichen, die vorstehend erwähnt wurden, durch Hardware verwirklicht werden, beispielsweise durch Entwickeln in einer integrierten Schaltung. Zusätzlich können die jeweiligen Konfigurationen, Funktionen und dergleichen, die vorstehend erwähnt wurden, durch einen Prozessor, der ein Programm interpretiert und ausführt, das die jeweiligen Funktionen verwirklicht, durch Software verwirklicht werden. Informationen der Programme, Tabellen, Dateien und dergleichen, welche die jeweiligen Funktionen verwirklichen, können in einer Aufzeichnungsvorrichtung in der Art eines Speichers, einer Festplatte oder eines Halbleiterlaufwerks (SSD) oder in einem Aufzeichnungsmedium in der Art einer Chipkarte, einer SD-Karte oder einer optischen Scheibe angeordnet werden.
  • Zusätzlich können der Zählprozess und der Signalberechnungsprozess, die vorstehend beschrieben wurden, durch einen Softwareprogrammcode verwirklicht werden, der diese Funktionen verwirklicht. In diesem Fall liest das System oder der Computer (oder eine CPU oder eine MPU) der Vorrichtung den in einem Speichermedium gespeicherten Programmcode. In diesem Fall verwirklicht der aus dem Speichermedium gelesene Programmcode die Funktionen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und bilden der Programmcode und das den Programmcode speichernde Speichermedium die Erfindung.
  • Zusätzlich werden eine Steuerleitung und eine Informationsleitung dargestellt, falls sie als für die Beschreibung notwendig angesehen werden, wobei nicht alle Steuerleitungen und Informationsleitungen eines Produkts dargestellt sind. Tatsächlich können fast alle Konfigurationen als miteinander verbunden angesehen werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    OPTISCHE LINSE
    2
    OPTISCHE SÄULE FÜR GELADENE TEILCHEN
    3
    DETEKTOR
    4
    VAKUUMPUMPE
    5
    PROBENTISCH
    6
    PROBE
    7
    GEHÄUSE
    8
    QUELLE GELADENER TEILCHEN
    10
    UNTERTEILUNGSFILM
    11
    ERSTER RAUM
    14
    LECKVENTIL
    16
    VAKUUMROHR
    18
    TRAGSTÄNDER
    19
    DECKELELEMENT-TRAGELEMENT
    20
    BODENPLATTE
    34
    BENUTZERSCHNITTSTELLE IN DER ART EINER TASTATUR ODER EINER MAUS
    35
    BILDSCHIRM
    36
    HÖHERRANGIGE STEUEREINHEIT
    37
    NIEDERRANGIGE STEUEREINHEIT
    38
    TISCHSTEUEREINHEIT
    39
    KOMMUNIKATIONSLEITUNG
    40
    DATENSENDE- UND -EMPFANGSEINHEIT
    41
    DATENSPEICHEREINHEIT
    42
    EXTERNE SCHNITTSTELLE
    43
    BERECHNUNGSEINHEIT
    44
    BEDIENUNGSBILDSCHIRMDARSTELLUNG
    45
    BESTRAHLUNGSENERGIE-ÄNDERUNGSEINHEIT
    46
    BESTRAHLUNGSWINKEL-ÄNDERUNGSEINHEIT
    47
    PROBENWINKEL-ÄNDERUNGSEINHEIT
    48
    BRENNPUNKT-EINSTELLEINHEIT
    49
    HELLIGKEITSEINSTELLEINHEIT
    50
    KONTRASTEINSTELLEINHEIT
    51
    BESTRAHLUNGSSTARTTASTE
    52
    BESTRAHLUNGSSTOPPTASTE
    53
    VORVERSTÄRKER
    54
    VORVERSTÄRKER
    55
    BILDSCHIRMDARSTELLUNG
    56
    BILDSCHIRMDARSTELLUNG
    57
    BILDSPEICHERTASTE
    58
    BILDLESETASTE
    59
    BESTRAHLUNGSENERGIE-STEUEREINHEIT
    60
    PROBENDREHWINKEL-STEUEREINHEIT
    61, 62, 63, 64, 65, 66, 67
    SCHRITT
    70
    BEDIENUNGSBILDSCHIRMDARSTELLUNG
    71
    EINHEIT zum FESTLEGEN DES ANFÄNGLICHEN PROBENWINKELS
    72
    EINHEIT ZUM FESTLEGEN DES ENDGÜLTIGEN PROBENWINKELS
    73
    EINHEIT ZUM FESTLEGEN EINES GEÄNDERTEN WINKELS
    74
    VERTIKALEINSTELLBALKEN
    75
    HORIZONTALEINSTELLBALKEN
    76
    BILDSCHIRMDARSTELLUNG
    77
    REFERENZPUNKT FÜR DIE AUTOMATISCHE BILDERFASSUNG
    78
    STARTTASTE FÜR DIE AUTOMATISCHE ERFASSUNG
    102
    VERBINDUNGSEINHEIT
    103
    GASZYLINDER
    107
    TRAGPLATTE
    119
    HERMETISCHE DICHTUNG
    120
    HERMETISCHE DICHTUNG
    122
    DECKELELEMENT
    123, 124, 125, 126, 128, 129
    VAKUUMDICHTUNGSELEMENT
    155
    UNTERTEILUNGSFILM-HALTEELEMENT
    200
    OPTISCHE ACHSE DES MIT GELADENEN TEILCHEN ARBEITENDEN MIKROSKOPS
    201
    OPTISCHE ACHSE DES OPTISCHEN MIKROSKOPS
    202
    OPTISCHES MIKROSKOP
    250
    OPTISCHES MIKROSKOP
    269
    STÄNDER
    270
    TRÄGER
    271
    GEHÄUSE
    272
    GASDÜSE
    500
    PROBENTRÄGER ODER DETEKTIERELEMENT
    501
    TRÄGER
    502
    DÜNNFILM
    503
    OPTISCHER DETEKTOR
    505
    VORVERSTÄRKERSUBSTRAT
    506
    BEFESTIGUNGSELEMENT
    507
    ZWISCHENVERBINDUNG
    508
    TEIL HOHER DICHTE
    509
    TEIL GERINGER DICHTE
    510
    STRAHL PRIMÄRER GELADENER TEILCHEN
    511
    STRAHL PRIMÄRER GELADENER TEILCHEN
    512
    OBERER SCHICHTABSCHNITT
    513
    UNTERER SCHICHTABSCHNITT
    514
    POSITIVES ELEKTRON-LOCH-PAAR
    515
    WIDERSTAND
    516
    ZWISCHENVERBINDUNG
    517
    VERSTÄRKER
    518
    DETEKTIERELEMENT
    601
    MIT EINEM STRAHL GELADENER TEILCHEN ARBEITENDES MIKROSKOP
    602
    OPTISCHES MIKROSKOP
    603
    CCD-KAMERA
    604
    ZWISCHENVERBINDUNG
    702
    DÜNNFILM
    703
    AUSTAUSCHSUBSTANZ
    800
    OPTISCHER DETEKTOR
    801
    LICHTÜBERTRAGUNGSWEG
    810
    MOTOR
    811
    MOTORDREHWELLE
    820
    DREHTRÄGER
    900
    STRAHL GELADENER TEILCHEN
    901
    INNERE STRUKTUR
    902
    INNERE STRUKTUR
    903
    INNERE STRUKTUR
    903a
    PROJIZIERTE INNERE STRUKTUR
    903, 904
    SUBSTANZ
    905
    OPTISCHE ACHSE
    906
    PROJIZIERTES BILD (ODER ERFASSTES BILD)
    907
    PROJIZIERTES BILD (ODER ERFASSTES BILD)
    908
    PROJIZIERTES BILD (ODER ERFASSTES BILD)
    909
    GOLDMARKER
    910
    PROJIZIERTES BILD (ODER ERFASSTES BILD)
    911
    GOLDMARKER
    912
    PROJIZIERTES BILD (ODER ERFASSTES BILD)
    913
    MARKIERUNG
    914
    INNERE STRUKTUR DER PROBE
    915
    PROJIZIERTES BILD (ODER ERFASSTES BILD)
    916
    PROJIZIERTES BILD (ODER ERFASSTES BILD)
    917
    PROJIZIERTES BILD (ODER ERFASSTES BILD)
    918
    PROJIZIERTES BILD (ODER ERFASSTES BILD)
    921, 922, 923
    INNERE SUBSTANZ

Claims (15)

  1. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, welche Folgendes umfasst: eine optische Säule (2) für geladene Teilchen, welche eine in einem Probenträger gehaltene Probe (6) mit einem Strahl primärer geladener Teilchen bestrahlt, eine Probenträger-Dreheinheit, welche in der Lage ist, den Probenträger in einem Zustand zu drehen, in dem ein Winkel außerhalb der Senkrechten zwischen der Oberfläche des Probenträgers und der optischen Achse (200) des Strahls primärer geladener Teilchen gebildet ist, und eine Steuereinheit (38), welche den Drehwinkel der Probenträger-Dreheinheit steuert, wobei der Probenträger (500) so ausgelegt ist, dass er ein Detektierelement aufweist, welches in der Probe gestreute oder von der Probe durchgelassene geladene Teilchen detektiert, und wobei durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugte Bilder der Probe entsprechend jedem Winkel durch Bestrahlen der Probe mit dem Strahl primärer geladener Teilchen erhalten werden, während die Probenträger-Dreheinheit um mehrere verschiedene Winkel gedreht wird.
  2. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner Folgendes umfasst: einen Probentisch (5), worin der Probenträger (500) anbringbar und abnehmbar angeordnet ist, wobei der Probentisch eine Probenträger-Neigeeinheit aufweist, welche den Probenträger um mehrere verschiedene Winkel neigen kann.
  3. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner Folgendes umfasst: eine optische Linse (1), welche den Strahl primärer geladener Teilchen in Bezug auf die optische Achse (200) des Strahls primärer geladener Teilchen neigt und bewirkt, dass er auf die Probe (6) fällt.
  4. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner Folgendes umfasst: einen Bildschirm (35), welcher mehrere durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugte Bilder entsprechend jedem der Winkel anzeigt, wobei die mehreren durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugten Bilder in der Reihenfolge des Betrags der jeweiligen Winkel zu den jeweiligen Zeitpunkten gewechselt werden.
  5. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Detektierelement ein lichtemittierendes Element ist, das Licht infolge der von der Probe (6) durchgelassenen oder darin gestreuten geladenen Teilchen emittiert.
  6. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das lichtemittierende Element den Durchgang von sichtbarem Licht, Ultraviolettlicht oder Infrarotlicht in einem spezifischen Wellenlängenbereich oder allen Wellenlängenbereichen ermöglichen kann.
  7. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner Folgendes umfasst: einen anbringbaren und abnehmbaren Unterteilungsfilm (100), der den Durchgang des Strahls primärer geladener Teilchen ermöglicht, wobei der Unterteilungsfilm einen inneren Raum der optischen Säule (2) für geladene Teilchen von einem Raum, worin die Probe (6) angebracht ist, isoliert.
  8. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, welche Folgendes umfasst: eine optische Säule (2) für geladene Teilchen, welche eine in einem Probenträger (500) gehaltene Probe (6) mit einem Strahl primärer geladener Teilchen bestrahlt, einen Probentisch (5), worin der Probenträger anbringbar und abnehmbar angeordnet ist, und eine Winkelsteuereinheit, welche einen relativen Winkel zwischen dem Strahl primärer geladener Teilchen und der Probe mit einer ersten Achse und einer von der ersten Achse verschiedenen zweiten Achse steuert, wobei der Probenträger so ausgelegt ist, dass er einen Detektor (503) aufweist, der innerhalb der Probe gestreute oder davon durchgelassene geladene Teilchen detektiert, und wobei durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugte Bilder der Probe entsprechend jedem relativen Winkel durch Bestrahlen unter mehreren verschiedenen relativen Winkeln in der ersten Achse und der zweiten Achse mit dem Strahl primärer geladener Teilchen erhalten werden.
  9. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Winkelsteuereinheit eine Steuereinheit für den Winkel der ersten Achse, welche den Winkel zwischen dem Strahl primärer geladener Teilchen und der Probe (6) mit der ersten Achse steuert, und eine Steuereinheit für den Winkel der zweiten Achse, welche den Winkel zwischen dem Strahl primärer geladener Teilchen und der Probe mit der von der ersten Achse verschiedenen zweiten Achse steuert, aufweist.
  10. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit für den Winkel der zweiten Achse eine Drehbewegung um das Zentrum der zweiten Achse ausführt, die nicht parallel zur horizontalen Ebene des Probenträgers (500) ist, und den Winkel zwischen dem Strahl primärer geladener Teilchen und der Probe (6) durch Drehen des Probenträgers mit der Drehbewegung steuert.
  11. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Probenneigungseinheit den Winkel zwischen dem Strahl primärer geladener Teilchen und der Probe (6) durch eine oder eine Kombination von zwei oder mehr von der Neigung der optischen Säule (2) für geladene Teilchen, der Strahlneigung des Strahls primärer geladener Teilchen, der Neigung des Probentisches (5) und der Neigung des Probenträgers (500) steuert.
  12. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 8, welche ferner Folgendes umfasst: eine Anzeigeeinheit (35), welche die erhaltenen durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugten Bilder der Probe (6) entsprechend jedem relativen Winkel durch Computertomographie anzeigt, und eine Auswahleingabeeinheit (34), welche ein Drehdiagramm oder eine Schnittansicht des Bilds anzeigt, indem eine Auswahl eines Teils der angezeigten durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugten Bilder der Probe ermöglicht wird.
  13. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, welche Folgendes umfasst: eine optische Säule (2) für geladene Teilchen, welche eine in einem Probenträger (500) gehaltene Probe (6) mit einem Strahl primärer geladener Teilchen bestrahlt, einen Probentisch (5), worin der Probenträger anbringbar und abnehmbar angeordnet ist, eine Probenträger-Neigeeinheit, die den durch die Oberfläche des Probenträgers und die optische Achse des Strahls primärer geladener Teilchen gebildeten Winkel zu einem von der Senkrechten verschiedenen Winkel neigt, wobei die Neigungsachse von der Neigungsachse des Probentisches verschieden ist, und eine Steuereinheit (38), welche den Neigungswinkel der Probenträger-Neigeeinheit steuert, wobei der Probenträger so ausgelegt ist, dass er eine Detektiereinheit (503) aufweist, welche innerhalb der Probe gestreute oder von der Probe durchgelassene geladene Teilchen detektiert, und durch durchgelassene geladene Teilchen erzeugte Bilder der Probe entsprechend jedem relativen Winkel durch Neigen des Probenträgers um mehrere der verschiedenen relativen Winkel, wobei die Neigungsachse von jener des Probentisches verschieden ist, und durch Bestrahlen der Probe mit dem Strahl primärer geladener Teilchen erhalten werden.
  14. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei, wenn der Probentisch (5) einen Neigungsmechanismus aufweist, die Probenträger-Neigeeinheit in der Lage ist, eine Neigung um einen größeren Winkel als den Bewegungsbereich des Probentisches auszuführen.
  15. Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Detektiereinheit (503) ein lichtemittierendes Element ist, das Licht durch die von der Probe (6) durchgelassenen oder innerhalb der Probe gestreuten geladenen Teilchen emittiert.
DE112015004746.8T 2014-11-28 2015-11-26 Mit einem strahl geladener teilchen arbeitende vorrichtung Active DE112015004746B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-240748 2014-11-28
JP2014240748A JP6383650B2 (ja) 2014-11-28 2014-11-28 荷電粒子線装置
PCT/JP2015/083146 WO2016084872A1 (ja) 2014-11-28 2015-11-26 荷電粒子線装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112015004746T5 DE112015004746T5 (de) 2017-08-10
DE112015004746B4 true DE112015004746B4 (de) 2021-01-28

Family

ID=56074424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112015004746.8T Active DE112015004746B4 (de) 2014-11-28 2015-11-26 Mit einem strahl geladener teilchen arbeitende vorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10134564B2 (de)
JP (1) JP6383650B2 (de)
CN (1) CN107004555B (de)
DE (1) DE112015004746B4 (de)
WO (1) WO2016084872A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220146321A1 (en) * 2019-10-14 2022-05-12 Venture Technologies, Llc Temptech

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6522133B2 (ja) * 2015-08-21 2019-05-29 株式会社日立ハイテクノロジーズ 観察支援ユニットおよびこれを用いた試料観察方法、荷電粒子線装置
CN109478488B (zh) * 2016-08-09 2021-01-08 株式会社日立高新技术 带电粒子束装置
DE102017203553A1 (de) 2017-03-04 2018-09-06 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Objektpräparationseinrichtung und Teilchenstrahlgerät mit einer Objektpräparationseinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts
DE102017203554A1 (de) 2017-03-04 2018-09-06 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Objektpräparationseinrichtung und Teilchenstrahlgerät mit einer Objektpräparationseinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb des Teilchenstrahlgeräts
JP2019039884A (ja) * 2017-08-29 2019-03-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン測定方法、及びパターン測定装置
JP6882972B2 (ja) * 2017-10-24 2021-06-02 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置、断面形状推定プログラム
JP2019114503A (ja) * 2017-12-26 2019-07-11 オリンパス株式会社 照明装置、顕微鏡装置
JP7154531B2 (ja) * 2018-03-22 2022-10-18 国立大学法人東北大学 電子デバイスの評価方法および評価装置
JP7026205B2 (ja) * 2018-03-23 2022-02-25 株式会社日立ハイテク 電子顕微鏡
JP6796611B2 (ja) * 2018-03-26 2020-12-09 日本電子株式会社 液体試料を観察または分析する方法および電子顕微鏡
JP7089756B2 (ja) * 2018-08-30 2022-06-23 国立大学法人浜松医科大学 病理組織標本または細胞診標本の走査型電子顕微鏡による観察方法
EP3651182A1 (de) * 2018-11-12 2020-05-13 FEI Company Ladungsteilchenmikroskop zur untersuchung einer probe und verfahren zur bestimmung einer aberration des ladungsteilchenmikroskops
CN109520939A (zh) * 2019-01-03 2019-03-26 华域视觉科技(上海)有限公司 一种材料检测装置
JP7168777B2 (ja) * 2019-05-23 2022-11-09 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置の制御方法
DE102019218315B3 (de) * 2019-11-27 2020-10-01 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zur Spannungskontrastbildgebung mit einem Korpuskularvielstrahlmikroskop, Korpuskularvielstrahlmikroskop für Spannungskontrastbildgebung und Halbleiterstrukturen zur Spannungskontrastbildgebung mit einem Korpuskularvielstrahlmikroskop
US11257656B2 (en) 2020-04-08 2022-02-22 Fei Company Rotating sample holder for random angle sampling in tomography
JP7142404B2 (ja) * 2020-06-16 2022-09-27 学校法人中部大学 走査型電子顕微鏡を用いた観察方法、及びそのための試料ホルダ
EP3977937A1 (de) * 2020-09-30 2022-04-06 FEI Company Verfahren zur untersuchung einer probe unter verwendung einer tomographischen bilderzeugungsvorrichtung
JP7369752B2 (ja) 2021-10-13 2023-10-26 日本電子株式会社 電子顕微鏡及び電子顕微鏡の制御方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060011834A1 (en) * 2004-07-13 2006-01-19 Masako Nishimura Low vacuum scanning electron microscope
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
EP2738786A1 (de) * 2012-11-29 2014-06-04 Fei Company Verfahren zur Durchführung von Tomographiebildgebung einer Probe in einem Ladungsträger-Mikroskop

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH063721B2 (ja) * 1985-05-17 1994-01-12 株式会社日立製作所 走査電子顕微鏡
JP3287858B2 (ja) 1991-05-15 2002-06-04 株式会社日立製作所 電子顕微鏡装置及び電子顕微方法
JPH087818A (ja) * 1994-06-23 1996-01-12 Ryoden Semiconductor Syst Eng Kk 走査型電子顕微鏡
JPH10283978A (ja) * 1997-04-10 1998-10-23 Hamamatsu Photonics Kk 電子検出器
US6054712A (en) * 1998-01-23 2000-04-25 Quanta Vision, Inc. Inspection equipment using small-angle topography in determining an object's internal structure and composition
JP4200104B2 (ja) * 2003-01-31 2008-12-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP5048596B2 (ja) * 2008-06-23 2012-10-17 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料台，試料回転ホルダ，試料台作製方法，及び試料分析方法
JP5339368B2 (ja) 2009-09-18 2013-11-13 独立行政法人産業技術総合研究所 電子顕微鏡における三次元像構築画像処理方法
JP5208910B2 (ja) * 2009-12-07 2013-06-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ 透過型電子顕微鏡及び試料観察方法
DE102010041678B4 (de) * 2010-09-29 2023-12-28 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Teilchenstrahlgerät mit einem Probenträger
JP5331780B2 (ja) * 2010-11-30 2013-10-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子顕微鏡，電子顕微鏡用画像再構成システム、および電子顕微鏡用画像再構成方法
JP5798749B2 (ja) 2011-01-24 2015-10-21 株式会社メルビル 試料ホルダー及び試料ホルダー駆動装置
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
JP2013134978A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Canon Inc 透過電子顕微鏡用の試料支持体、透過電子顕微鏡および試料の３次元構造観察方法
JP2014072110A (ja) * 2012-10-01 2014-04-21 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置
JP6040012B2 (ja) * 2012-11-26 2016-12-07 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料台及び荷電粒子線装置及び試料観察方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060011834A1 (en) * 2004-07-13 2006-01-19 Masako Nishimura Low vacuum scanning electron microscope
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
EP2738786A1 (de) * 2012-11-29 2014-06-04 Fei Company Verfahren zur Durchführung von Tomographiebildgebung einer Probe in einem Ladungsträger-Mikroskop

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C. Kübel et al., Recent advances in electron tomography: TEM and HAADF-STEM tomography for materials science and semiconductor applications, Microscopy and Microanalysis 11 (2005), S. 378 - 400 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220146321A1 (en) * 2019-10-14 2022-05-12 Venture Technologies, Llc Temptech

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016084872A1 (ja) 2016-06-02
US10134564B2 (en) 2018-11-20
DE112015004746T5 (de) 2017-08-10
JP2016103387A (ja) 2016-06-02
US20170330724A1 (en) 2017-11-16
JP6383650B2 (ja) 2018-08-29
CN107004555B (zh) 2019-04-16
CN107004555A (zh) 2017-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015004746B4 (de) Mit einem strahl geladener teilchen arbeitende vorrichtung
DE112014002043T5 (de) Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung und Probenbeobachtungsverfahren
Kukulski et al. Precise, correlated fluorescence microscopy and electron tomography of lowicryl sections using fluorescent fiducial markers
EP2639292B2 (de) Verfahren und Mikroplatten-Reader zum Untersuchen von biologischen Zellen oder Zellkulturen
DE112014003352B4 (de) Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung und Probenbilderfassungsverfahren
DE112015000433B4 (de) Probenhalter, Betrachtungssystem und Bilderzeugungsverfahren
DE112014005863B4 (de) Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, Bilderzeugungsverfahren, Beobachtungssystem
DE102010052975A1 (de) Verfahren und Probenträger für die Unterstützung der händischen Präparation von Proben für eine Ionisierung mit matrix-unterstützter Laserdesorption
DE112013004212T5 (de) Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, Verfahren zum Einstellen der Position einer Membran und Vorrichtung zum Einstellen der Position der Membran
Romano et al. Micro X-ray fluorescence imaging in a tabletop full field-X-ray fluorescence instrument and in a full field-particle induced X-ray emission end station
DE112013003552T5 (de) Ladungsteilchenstrahlvorrichtung und Probenbeobachtungsverfahren
EP3161463B1 (de) Vorrichtung und verfahren für die stöchiometrische analyse von proben
EP2976627B1 (de) Verfahren zur erzeugung von bilddaten eines objekts
DE112007001907T5 (de) Verfahren für die Zellanalyse
Webb et al. Volume scanning electron microscopy: serial block-face scanning electron microscopy focussed ion beam scanning electron microscopy
DE112013003728T5 (de) Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung und Probenbeobachtungsverfahren
EP3117448A1 (de) Vorrichtung für die korrelative raster-transmissionselektronenmikroskopie (stem) und lichtmikroskopie
DE112015006658B4 (de) Verfahren zum Anpassen der Höhe einer Probe und ein Beobachtungssystem
WO2013064237A2 (de) Automatische strukturbestimmung
Fittschen et al. Full-Field X-ray Fluorescence Microscopy Using a Color X-ray Camera
Berkamp et al. Correlative Light and Electron Cryo-Microscopy Workflow Combining Micropatterning, Ice Shield, and an In-Chamber Fluorescence Light Microscope
Dluhoš et al. 3D Multi-modal Elemental Characterization of Li-Ion Battery Components using SEM, EDS and ToF SIMS in the FIB-SEM Tomography
DE102011117273A1 (de) Automatische Strukturbestimmung
EP1226442A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur planarisierung von titerplatten in screening -und/oder synthesesystemen
Wagner et al. Nanostructural analysis by atomic force microscopy followed by light microscopy on the same archival slide

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: HITACHI HIGH-TECH CORPORATION, JP

Free format text: FORMER OWNER: HITACHI HIGH-TECHNOLOGIES CORPORATION, TOKYO, JP

R082 Change of representative

Representative=s name: STREHL SCHUEBEL-HOPF & PARTNER MBB PATENTANWAE, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final