JP2014089799A - 試料格納用容器、荷電粒子線装置、及び画像取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の大気下の状態での試料観察を行う試料格納容器は主に液体中物質を観察するために作られており、基本的には試料と隔膜は完全に接触した状態で観察されることを前提としている。そのため隔膜の視野内に無い試料は観察できないといった問題がある。
【解決手段】 試料を試料格納容器の外部の雰囲気状態とは異なる雰囲気状態下に格納する格納容器と、荷電粒子線が通過または透過する隔膜と、試料格納容器の内部に設けられ、試料格納容器の内外の雰囲気状態を異なる雰囲気状態に保持した状態で、隔膜に対する試料の相対位置を水平方向及び垂直方向に可動とする位置調整機構と、位置調整機構と接続され、位置調整機構を試料格納容器の外部から操作することが可能なインターフェースと、を備える試料格納容器を荷電粒子線装置の真空チャンバ内に前記試料を格納した状態で設置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被観察試料を大気圧または所定のガス雰囲気中で観察可能な顕微鏡技術に関する。

物体の微小な領域を観察するために、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などが用いられる。一般的に、これらの装置では試料を配置するための筐体を真空排気し、試料雰囲気を真空状態にして試料を撮像する。しかしながら、生物化学試料やソフトマテリアル材料などは真空によってダメージを受け、または状態が変わってしまう。一方で、このような試料を電子顕微鏡で観察したいというニーズは大きく、近年、観察対象試料を大気下または所望のガス種で観察可能な試料格納筺体やＳＥＭ装置などが開発されている。

これらの装置は、原理的には電子光学系と試料の間に電子線が透過可能な隔膜または微小穴を設けて真空状態と大気状態を仕切るもので、いずれも試料と電子光学系との間に隔膜を設ける点で共通する。

例えば、特許文献１には、電子線を通過させる隔膜を上面側に設けた試料格納容器について記載されている。隔膜に接触した試料からの反射電子または二次電子を検出してＳＥＭ観察を行う。試料は、隔膜の周囲に設置された環状部材と隔膜により構成される空間内に保持され、さらにこの空間内には水などの液体が満たされている。

また、特許文献２には、電子光学鏡筒の電子源側を下向きに、また対物レンズ側を上向きに配置し、電子光学鏡筒末端の電子線の出射孔上にＯリングを介して電子線が透過できる隔膜を設けたＳＥＭが開示されている。当該文献に記載された発明では、観察対象試料を隔膜上に直接載置し、試料の下面から一次電子線を照射して、反射電子または二次電子を検出してＳＥＭ観察を行う。試料は、隔膜の周囲に設置された環状部材と隔膜により構成される空間内に保持され、さらにこの空間内には水などの液体が満たされている。

特表２００４−５１５０４９号公報（国際公開第２００２／０４５１２５号） 特開２００９−１５８２２２号公報（米国特許出願公開第２００９／０１６６５３６号明細書）

これら従来の大気下の状態での試料観察を行う試料格納容器は主に液体中物質を観察するために作られており、基本的には試料と隔膜は完全に接触した状態で観察されることを前提としている。また、仮に試料と隔膜が完全に接触していない状態で配置されたとしても、荷電粒子線装置の真空チャンバ内に形成された局所環境の内部で試料を隔膜と独立に移動させて試料と隔膜の相対位置関係を調整することはできなかった。そのため隔膜の視野内に無い試料は観察できないといった問題がある。また、同理由から、固体試料の観察をすることが困難である。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので、試料形態に関わらず試料の大部分が観察できる試料格納用容器及び荷電粒子顕微鏡装置及び荷電粒子顕微鏡観察方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、試料を格納するための隔壁と、前記隔壁に具備され荷電粒子線が通過または透過可能な隔膜とを備えることによって、当該隔壁内部の試料雰囲気状態が当該隔壁外部の雰囲気状態とは異なる状態で、荷電粒子線が当該隔膜を経由して試料に照射されることが可能な荷電粒子線装置用の試料格納容器の内部に、試料を隔膜に対して独立に移動させて試料と隔膜の相対位置関係を調整する位置調整機構を有する。

本発明によれば、試料形態に関わらず隔膜の面積よりも大きい試料において隔膜の面積より広い範囲の試料領域を観察できる試料格納用容器及び荷電粒子顕微鏡装置及び荷電粒子顕微鏡観察方法を提供することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施例１の試料格納容器の構成図。 隔膜の詳細図。 実施例１の荷電粒子顕微鏡の説明図。 実施例１の試料位置調整の説明図。 隔膜破損の有無の確認方法についての説明図。 接触防止部材の説明図。 接触防止部材の説明図。 接触防止部材の説明図。 接触防止部材の説明図。 接触防止部材の説明図。 実施例２の試料格納容器の構成図。 実施例２の荷電粒子顕微鏡の説明図。 実施例３の試料格納容器の構成図。 実施例３の荷電粒子顕微鏡の説明図。 実施例４の荷電粒子顕微鏡の説明図。

以下、図面を用いて各実施形態について説明する。

以下では、荷電粒子線装置の一例として、荷電粒子線顕微鏡について説明する。ただし、これは本発明の単なる一例であって、本発明は以下説明する実施の形態に限定されるものではない。本発明は、走査電子顕微鏡、走査イオン顕微鏡、走査透過電子顕微鏡、これらと試料加工装置との複合装置、またはこれらを応用した解析・検査装置にも適用可能である。

また、本明細書において「大気圧」とは大気雰囲気または若干の負圧若しくは加圧状態の所定のガス雰囲気であって、大気圧またはこれと同程度の圧力環境のことを意味する。具体的には約１０⁵Ｐａ（大気圧）から〜約１０³Ｐａ程度である。

本実施例では、荷電粒子線装置外部で試料格納容器内部の試料位置を調整するための装置構成及びその方法について記載する。

＜試料格納容器の説明＞
図１に、本実施例の試料格納容器の全体構成図を示す。図１に示される試料格納容器は、主として、格納容器１００、蓋１０１、試料台１０２、試料台１０２の位置を変更するための駆動機構をもつ試料ステージ１０３、試料ステージ１０３を試料格納容器外部から動かすための複数の操作部１０４、操作部１０４と試料ステージ１０３との間の機械要素１２８、荷電粒子線を通過または透過させる隔膜１０、隔膜１０を保持する隔膜保持部材１０６によって構成される。試料６は試料台の上に載置され、この試料台とともに閉空間である格納容器１００内部に格納される。本試料格納容器の外部と内部のガス種および気圧状態が分離した状態に保持するために、蓋１０１と格納容器１００との間にＯリングやパッキンなどの真空封じ部材１０７を有する。試料ステージ１０３の下面と格納容器１００の底面は図示しないねじ等で固定されるものとする。

蓋１０１は格納容器１００から着脱することが可能である。後述するように、荷電粒子線装置内部に配置される状態での格納容器１００内部は大気圧または所望のガス圧空間であり、格納容器１００外部は真空状態である。そのため、蓋１０１は格納容器１００内部から押される方向に力が働く。そのため、蓋１０１に接続された突起１０９と、格納容器１００に接続された突起１１０との組合せで、格納容器１００内部から押される方向に力が働いても、蓋１０１がはずれないような構造にしてもよい。この場合、蓋１０１は図中、紙面垂直方向にすべらせることによって、格納容器１００との着脱が可能となる。また別の例としては、蓋１０１と格納容器１００間が図示しないねじなどで固定されていてもよい。また別の例としては、格納容器１００と蓋１０１それ自体におねじ及びめねじが切られており組合せて回転させることによって結合させてもよい。蓋１０１の固定手段は上記の例に限られず、蓋１０１と格納容器１００が試料格納容器の内外の圧力差に耐えられる程度の力で固定されていればよい。

本実施例では、試料ステージ１０３は試料６の位置を隔膜に近づく方向または遠ざかる方向に駆動させることが可能なＺ軸と、図中横方向や紙面垂直方向に駆動することが可能なＸＹ軸の駆動機構を備える構成としている。そのため、操作部１０４（インターフェース）も複数配置される。試料６を試料台上で回転させる回転駆動機構があってもよい。これらの駆動機構は試料格納容器の内部に設置されており、試料ステージ１０３は機械要素１２８経由で試料格納容器の外部に設けられた操作部１０４によって操作される。機械要素１２８は例えば回転する軸や棒などである。操作部１０４は回転させるか、押したり引いたりするなどによって操作することが可能である。試料格納容器の外部と内部の気体種類および気圧状態が変化しないように、Ｏリングやパッキンなどの真空封じ部材１０７が格納容器１００と機械要素１２８間に備えられている。この構成によって、試料格納容器の内外の圧力差が維持され、試料格納容器の内部の雰囲気状態（圧力、ガス種類）を保ったまま試料６を隔膜１０と独立して駆動できる。すなわち、上述した位置調整機構によれば、隔膜１０に対する試料６の位置を試料格納容器の外部から調整することができる。尚、後述するように、試料格納容器は荷電粒子線装置内部のステージや台などの平面部に配置して光学顕微鏡などにて試料を観察しながら操作部１０４を操作する。そのため、操作部１０４の多くは図の通り試料格納容器側面側に配置されていることが望ましい。試料６と隔膜１０とが非接触であり、隔膜１０に平行方向に試料を隔膜１０と独立して動かすことが可能であるため、非常に広い範囲（少なくとも隔膜の面積より大きい範囲）の試料の観察が可能となる。また、試料と隔膜が非接触であるので、試料交換の度に隔膜を交換する必要がなくなる。

試料格納容器下側（底面側）には、後述する荷電粒子線装置内部の試料ステージ上に配置するための合わせ部１１１をもつ。合わせ部１１１は凸型で図示しているが、凹型でもよいし、別の形状でもよい。合わせ部１１１が試料ステージの対応する部分と係合することにより試料格納容器を試料ステージ上に固定する。

試料６は試料格納容器内に配置される。試料ステージ１０３上に設けられた試料台１０２の上に試料６が搭載される。試料６を試料格納容器から取り外す場合は試料６だけをはずしてもよいし、試料台１０２ごと取り外してもよい。

蓋１０１には隔膜１０を備えた隔膜保持部材１０６が具備されている。蓋１０１と隔膜保持部材１０６との間は接着剤、両面テープ、真空グリス、Ｏリングまたはパッキンなどがあることによって気密が保たれている。蓋１０１の図中上部から荷電粒子線が飛来して隔膜１０及び試料６に荷電粒子線が照射されるので、蓋１０１には開口部１１２を備える。後述するように、試料から放出された二次的荷電粒子を検出するための検出器が蓋１０１の上部に配置されている。そのため、二次的荷電粒子を効率よく検出するために、開口部１１２は蓋１０１の下面よりも上面の方が開口面積広くする形状であること望ましい。図では開口部１１２をテーパ形状としている構成を図示している。

図２に、隔膜１０の詳細図を示す。隔膜１０は隔膜保持部材１０６上に成膜または蒸着されている。隔膜１０はカーボン材、有機材、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、酸化シリコンなどである。隔膜保持部材１０６は例えばシリコンのような部材であり、ウェットエッチングなどの加工により図のようにテーパ穴１１３が掘られており、図２中、下面に隔膜１０が具備されている。隔膜１０部は複数配置された多窓であってもよい。一次荷電粒子線を透過または通過させることが可能な隔膜の厚みは数ｎｍ〜数μｍ程度である。隔膜は大気圧と真空を分離するための差圧下で破損しないことが必要である。そのため、隔膜１０の面積は数十μｍ²から大きくとも数ｍｍ²程度の大きさである。隔膜１０の形状は正方形でなく長方形などどのような形状でもかまわない。図２に示された側、つまり、テーパ部１１３がある側が真空側（図中上側）に配置される。これは試料から放出された二次的荷電粒子を検出器３にて効率よく検出するためである。

試料格納容器には、ガス導入出口１１４とガス導出口１１５を備える。これらは試料格納容器の外部空間の雰囲気状態と内部空間１２とのガス雰囲気状態を分離又は連通できるようなバルブ機構を備える。蓋１０１によって格納容器１００が閉じられている状態でガス導入出口１１４より所望のガスを導入する。但し、試料格納容器内部の圧力が上がりすぎると、隔膜１０が破裂する恐れがある。そのためガス導出口１１５を空けた状態で、ガス導入出口１１４よりガス導入すると、隔膜１０に圧力をかけることなく内部空間１２が所望の圧力のガス雰囲気で満たされることになる。ガス導出口１１５は内部空間１２が試料格納容器の外部空間よりも圧力が高くなったら自動で開く安全弁などのようなものでもよい。また、ガス導出口１１５には真空ポンプを取り付けることも可能であり、その場合は試料格納容器を所望のガス種の低圧状態にすることが可能となる。また、上記記載したガス導入出口及び配管からは気体だけでなく液体を導入出してもよい。

試料格納容器には、試料６の近傍などに電気信号を送受信するために電流導入端子１１６を備える。電流導入端子１１６と格納容器１００との間には図示しない接着剤、Ｏリングまたはパッキンなどが設けられ格納容器内部の気密状態が保持される。電流導入端子１１６から図示しない配線などを経由して試料６近傍に電気信号を送受信する。電界印加、温度ヒータ、温度測定などのために本電流導入端子１１６が使用できる。また、検出素子を試料格納容器内部に配置し、検出素子からの信号線を電流導入端子１１６に接続すれば試料格納容器内部で発生した信号を取得することが可能となる。このように電流導入端子１１６は電気信号導出端子としても用いることができる。具体的には、試料６の下の試料台１０２を、荷電粒子線を光や電気信号に変更するシンチレータや半導体検出器などの検出素子にすれば、試料６から透過してきた透過荷電粒子線を取得できるので、試料内部情報の取得が可能となる。試料格納容器内部は大気状態またはガス状態であるので、試料内部情報を検出する際は試料と検出素子の距離を透過荷電粒子線の大部分が散乱する距離より短くすることが望ましい。つまり、透過する荷電粒子線の平均自由工程を短くする必要がある。隔膜と試料との距離および試料と検出器との許容される距離は、荷電粒子線の加速電圧などの照射条件によっても変化するが、現実的には、例えば、１ｍｍ以下であることが必要となる。したがって、試料６を検出素子上に直接配置することが望ましい。あるいは、厚みが１ｍｍ以下の薄いメッシュなどの上に試料を配置してもよい。

＜荷電粒子線装置の説明＞
次に、図３に、試料格納容器を荷電粒子顕微鏡装置の内部に配置した状態を示す。荷電粒子顕微鏡は、主として、荷電粒子光学鏡筒２、荷電粒子光学鏡筒を装置設置面に対して支持する筐体７（以下、真空室と称することもある）およびこれらを制御する制御系によって構成される。荷電粒子顕微鏡の使用時には荷電粒子光学鏡筒２と筐体７の内部は真空ポンプ４により真空排気される。真空ポンプ４の起動および停止動作も制御系により制御される。図中、真空ポンプ４は一つのみ示されているが、二つ以上あってもよい。

荷電粒子光学鏡筒２は、荷電粒子線を発生する荷電粒子源８、発生した一次荷電粒子線を集束して鏡筒下部へ導き、一次荷電粒子線を試料６上に走査する光学レンズ１などの要素により構成される。荷電粒子光学鏡筒２は筐体７内部に突き出すように設置されており、真空封止部材１０７を介して筐体７に固定されている。荷電粒子光学鏡筒２の端部には、一次荷電粒子線の照射により得られる二次的荷電粒子（二次電子または反射電子等）を検出する検出器３が配置される。検出器３は図示した位置ではなく筺体７内部であればどこに配置されてもよいし、複数設けられていてもよい。荷電粒子光学鏡筒２には、例えば偏向器や対物レンズ、絞り等が含まれるが、これ以外に他のレンズや電極、検出器を含んでもよいし、一部が上記と異なっていてもよく、荷電粒子光学鏡筒の構成はこれに限られない。

隔膜１０を透過または通過して試料６に到達した一次荷電粒子線によって試料内部または表面から反射荷電粒子や透過荷電粒子などの二次的荷電粒子線を放出する。この二次的荷電粒子を検出器３にて検出する。検出器３は数ｋｅＶから数十ｋｅＶのエネルギーで飛来してくる荷電粒子線を検知及び増幅することができる検出素子である。例えば、シリコン等の半導体材料で作られた半導体検出器や、ガラス面またはその内部にて荷電粒子信号を光に変換することが可能なシンチレータ等である。この検出素子によって検出された信号を荷電粒子線の照射位置と対応付けて試料画像を生成する。

本実施例の荷電粒子顕微鏡は、制御系として、装置使用者が使用するコンピュータ３５、コンピュータ３５と接続され通信を行う上位制御部３６、上位制御部３６から送信される命令に従って真空排気系や荷電粒子光学系などの制御を行う下位制御部３７を備える。コンピュータ３５は、装置の操作画面（ＧＵＩ）が表示されるモニタと、キーボードやマウスなどの操作画面への入力手段を備える。上位制御部３６、下位制御部３７、コンピュータ３５は、各々通信線４３、４４により接続される。

下位制御部３７は真空ポンプ４、荷電粒子源８、光学レンズ１などを制御するための制御信号を送受信する部位であり、さらには検出器３の出力信号をディジタル画像信号に変換して上位制御部３６へ送信する。図では検出器３からの出力信号を、プリアンプなどの増幅器５３を経由して下位制御部３７に接続している。もし、増幅器が不要であればなくてもよい。

上位制御部３６と下位制御部３７ではアナログ回路やディジタル回路などが混在していてもよく、また上位制御部３６と下位制御部３７が一つに統一されていてもよい。なお、図３に示す制御系の構成は一例に過ぎず、制御ユニットやバルブ、真空ポンプまたは通信用の配線などの変形例は、本実施例で意図する機能を満たす限り、本実施例の荷電粒子顕微鏡の範疇に属する。

本実施例の荷電粒子顕微鏡には、このほかにも各部分の動作を制御する制御部や、検出器から出力される信号に基づいて画像を生成する画像生成部が含まれている（図示省略）。制御部や画像生成部は、専用の回路基板によってハードウェアとして構成されていてもよいし、コンピュータ３５で実行されるソフトウェアによって構成されてもよい。ハードウェアにより構成する場合には、処理を実行する複数の演算器を配線基板上、または半導体チップまたはパッケージ内に集積することにより実現できる。ソフトウェアにより構成する場合には、コンピュータに高速な汎用ＣＰＵを搭載して、所望の演算処理を実行するプログラムを実行することで実現できる。このプログラムが記録された記録媒体により、既存の装置をアップグレードすることも可能である。また、これらの装置や回路、コンピュータ間は有線又は無線のネットワークで接続され、適宜データが送受信される。

筐体７には、一端が真空ポンプ４に接続された真空配管１６が接続され、内部の空間１１を真空状態に維持できる。また、筐体７は筐体内部の空間１１を大気開放するためのリークバルブ１４を備え、試料格納容器１００を装置内部に導入時に筐体７の内部を大気開放することができる。リークバルブ１４は、なくてもよいし、二つ以上あってもよい。また、筐体７におけるリークバルブ１４の配置箇所は、図３に示された場所に限られず、筐体７上の別の位置に配置されていてもよい。更に、筐体７は試料格納容器を出し入れするための開口部を側面に備えており、この開口部に設けられる蓋部材及び真空封じ部材１０７によって装置内部の真空気密を保っている。

筺体７の側面は蓋部材５０によって装置外部と筺体７内部との気圧状態を分離することが可能である。蓋部材５０と筺体７との間は真空封じ部１０７が具備され、蓋部材５０は筐体７に真空封止部材１２５を介して取り外し可能に固定される。本実施例の荷電粒子顕微鏡は、前述の試料格納容器が筺体７内部にいれられた後に試料と荷電粒子光学鏡筒との位置関係を変更するために試料格納容器の移動手段としてステージ５を備えている。蓋部材５０を支持する底板となる支持板１０８が取り付けられており、ステージ５が支持板１０８に固定されている。筐体７の底面および蓋部材５０の下面に、蓋部材用支持部材１８、底板２０をそれぞれ備える。蓋部材用支持部材１８は底板２０に対して取り外し可能に固定されており、図４に示すように、蓋部材５０および蓋部材用支持部材１８を丸ごと筐体７から取り外すことが可能である。

底板２０には、試料格納容器の取り外しの際に蓋部材５０の引き出しのガイドとして使用される支柱１９を備える。通常の観察時の状態では、支柱１９は底板２０に設けられた格納部に格納されており、取り外しの際に蓋部材５０が引き出される方向に延伸するように構成される。さらに、支柱１９は蓋部材用支持部材１８に固定されており、蓋部材５０を筐体７から取り外した際に、蓋部材５０と荷電粒子顕微鏡本体とが完全には分離しないようになっている。これにより、ステージ５または試料６の落下を防止することができる。

ステージ５は、面内方向へのＸＹ駆動機構および高さ方向へのＺ軸駆動機構などを備えている。支持板１０８は、蓋部材５０の対向面に向けて筺体７内部に向かって延伸するよう取り付けられている。Ｚ軸駆動機構およびＸＹ駆動機構からはそれぞれ支軸が伸びており、各々蓋部材５０が有する操作つまみ５１および操作つまみ５２と繋がっている。装置ユーザは、これらの操作つまみを操作することにより、荷電粒子光学鏡筒に対する試料格納容器の位置を調整することが可能である。ここで上述のように試料格納容器内部にも位置調整機構が備えられており、この位置調整機構とステージは独立に可動となっている。試料格納容器内部の位置調整機構は試料と隔膜との位置合わせに利用され、ステージは荷電粒子線光学鏡筒と試料格納容器との位置合わせに利用される。また、後述するように、蓋部材５０は光学顕微鏡６０を具備できる構成としてもよい。

＜試料観察方法＞
次に、以上で説明した試料格納容器内部に試料を配置した後、荷電粒子線装置内部に配置することによって、大気圧下またはガス雰囲気下にある試料に荷電粒子線を照射するまでの方法について詳細を記載する。

第１のステップでは、大気圧下またはガス雰囲気下に曝露された試料格納容器内部に試料６を設置する。このとき、次の第２のステップで蓋１０１を取り付ける際に隔膜１０と試料６とが接触しないように、試料ステージ１０３のＺ軸方向を調整して、隔膜１０が取り付けられる位置と試料６の表面を十分離しておく必要がある。

第２のステップでは、蓋１０１を試料格納容器に取付けて、格納容器外部の雰囲気と内部空間の雰囲気とを分離する。この第１のステップと第２のステップは、格納容器外部空間が所望のガスで満たされているグローボックス内部などで行うと、蓋１０１を取り付けた時点で格納容器内部を前記所望のガスで満たされた状態とすることが可能である。もし、大気空間で第１のステップと第２のステップを行った後で所望のガスで満たしたいのであれば、蓋１０１を閉じた後に格納容器１００に具備されたガス導入出口１１４から所望のガスを導入すればよい。

第３のステップでは、光学式顕微鏡などを用いて隔膜１０を通して試料６の位置を観察しながら、格納容器１００に具備された操作つまみにて試料６と隔膜１０との相対位置を変更する。前述の通り隔膜１０は非常に薄く、光を透過するので、隔膜を通して試料６の観察が可能である。ユーザは、隔膜１０を通して観察できる試料６の位置を確認しながら、隔膜１０の直下に観察したい領域が位置するように調整する。

最初にＸＹ軸を調整して観察位置を決定した後、Ｚ軸を調整して試料６と膜１０を接近させる。隔膜を通過した荷電粒子線は大気空間や所望のガス空間によって散乱される。大気圧下の場合、荷電粒子線の平均自由工程は非常に短い。そのため、隔膜１０と試料６との距離はより短いことが望ましい。具体的には１０００μｍ程度以下にする必要がある。しかし、隔膜１０と試料６を接近させた時に、隔膜１０と試料６が誤って接触すると隔膜１０が破損する恐れがあるので、本ステップでの試料６の隔膜１０への接近時は注意を要する。

この第３のステップにおいて、光学式顕微鏡にて隔膜１０周辺の窓枠部に焦点を合わせて、試料６を隔膜１０に接近させて試料６の焦点がほぼ合う時点で試料６の隔膜１０への接近を停止すると、試料６の隔膜１０が非常に近接された状態にすることが可能となる。

また、図４のように、この第３のステップにおいて用いる光学式顕微鏡は荷電粒子線装置に具備されていてもよい。例えば蓋部材５０の上側に支柱６４及び支持台６５上に光学式顕微鏡６０が具備される。光学式顕微鏡６０は対物レンズ６１、接眼レンズ６２、光源６３を備える。荷電粒子線装置内部が真空リークされ大気空間となっている状態で、蓋部材５０を引き出し、試料格納容器をステージ５上に取り付ける。その後光学顕微鏡の光軸５６と隔膜中心位置５４が合うようにステージ５を調整する。その後、光学顕微鏡６０によって前述の第３ステップを実施する。光学式顕微鏡は蓋部材５０ではなく支持板１０８や筺体７などに具備されていてもよい。光学式顕微鏡が装置に具備されていると、試料位置を調整したいときにステージ５上にのったままで試料格納容器の操作つまみによって調整可能であるので、高スループットで試料位置の調整が可能となる。また、操作つまみが当該容器の側面にあるので、前述の動作が簡単に実施することが可能である。さらに、蓋部材５０に対する光学顕微鏡の取り付け位置が蓋部材５０を閉じたときの蓋部材に対する荷電粒子光学鏡筒の設置位置と同じであれば、観察したい試料位置に調整後、蓋部材５０および支持板１０８ごと試料格納容器を筐体７の中に入れた状態にすると、すでに荷電粒子光学鏡筒の光軸上に隔膜中心位置５４および観察したい試料部位が存在する状態になっているので、観察をより簡便に行うことができる。

なお、光学顕微鏡が必ずしも装置に具備される必要はなく、荷電粒子線装置外部にある光学顕微鏡の台の上に試料格納容器を配置して観察及び試料位置調整をしてもよい。

第４のステップでは、試料格納容器の隔膜の破損チェックを行う。破損チェックを行うための構成例を図５に示す。図５では、光学顕微鏡６０下の試料格納容器上に、隔膜１０を覆うようにコの字型の蓋７０をかぶせた例を示している。蓋７０は隔膜１０を覆うようにかぶせた状態で隔膜との間に閉空間を形成できるような形状となっており、隔膜を覆った状態において隔膜を光学顕微鏡にて観察できるように隔膜の直上に観察用の窓７２を有している。図５には、真空にできる空間７１、光学顕微鏡６０にて確認できる窓７２、蓋７０に配管７５を介して接続された真空ポンプ７３、真空メータ７４を示している。窓７２と蓋７０との間には図示しない真空封じ部材７６を備える。真空ポンプ７３を動作させると、隔膜１０が図中上側に引っ張られる。もし、隔膜に破損がない場合は、真空メータ７４にて空間７１が所望の真空度に達成するはずなので、この真空の到達度によって、隔膜が破損していないことを確認できる。また所望の真空度に達成した時間によって隔膜の破損を確認してもよい。もし、隔膜に破損がある場合は、所望の真空度に時間が遅れるなどが真空メータ７４把握することが可能である。また別の方法として、試料格納容器のバルブ１１４などを開けていれば、隔膜が破損している場合は空間７１が真空になることはないので、これにより隔膜破損のチェックをすることも可能である。なお、第３のステップにおいて試料位置を調整した際に光学顕微鏡６０にて隔膜１０破損の有無が確認できることもある。例えば、通常あるはずの隔膜のシワや隔膜上のごみや異物あるいは故意に作成した隔膜上のマークを確認することで、隔膜１０破損の有無が確認できることもある。その場合は、この第４のステップは必ずしも要しない。このように事前に、すなわち真空状態の筐体７に設置する前に隔膜破損の有無を検査および確認することで、誤って破損した隔膜を使用して筐体内および荷電粒子光学鏡筒内を汚染してしまう可能性を低減することができる。

第５のステップでは、試料格納容器をステージ５上に搭載して、蓋部材５０で筺体７を封じた後、真空ポンプにて筺体７の内部１１の真空引きを行う。このとき、試料格納容器の内部は大気圧または所望のガス種、及び所望の圧力が維持される。

第６のステップでは、一次荷電粒子線を照射して得られる画像から、試料格納容器の位置を確認する。

第７のステップでは、隔膜中心位置５４と荷電粒子光学鏡筒の光軸５５が合うようにステージ５を調整する。

第８のステップでは、隔膜１０を通過または透過した荷電粒子線を試料６に照射する。こうして第３のステップにて確認した試料位置を荷電粒子顕微鏡画像にて観察することが可能となる。もし、隔膜１０越しに観察される試料６の位置を調整したい場合は、筺体７の内部１１を大気開放し、第３のステップに戻って光学式顕微鏡の下で試料位置調整を行う。

隔膜は大気圧と真空との差圧で維持されなければならない要求から隔膜の面積は非常に小さい。そのため、従来の公知文献の手法では観察できる場所が隔膜の面積によって非常に狭く制限されてしまうといった問題がある。一方で、本実施例では、光学顕微鏡にて試料位置を確認しながら試料を隔膜とは独立して自由に移動させることができるので、試料の様々な個所を観察することが可能となる。特にこの観察位置調整作業を局所雰囲気を保ったまま行うことができるので、ユーザの利便性は非常に向上する。

＜接触防止部材＞
前述の通り、隔膜１０と試料６とは１０００μｍ程度以下にする必要があるため、試料格納容器の操作つまみを操作すると、誤って試料と隔膜を衝突させて隔膜を破損させる恐れがある。そこで、本実施例では、隔膜１０と試料６とが接触することを防止する接触防止部材を試料格納容器内部に配置している。図６を用いて、接触防止部材に関して説明する。図では説明の簡略化のために、隔膜周辺部と試料周辺部だけに関して示している。本実施例では、試料６と隔膜１０との間に接触防止部材４００が具備される。接触防止部材４００は試料台４０１から突起するように設けられ、図６（ａ）で示すように、接触防止部材４００の先端が常に試料６よりも隔膜側に配置されている。試料台４０１は試料ステージ１０３上に配置される。そして、図６（ｂ）で示したように、試料台４０１の位置を隔膜１０方向に接近させた時に、先に接触防止部材４００が蓋１０１に接触することによって、隔膜１０と試料６とが接触することを防止することが可能となる。一方で、試料６の高さＢは試料に応じて変わることがある。そのため、試料Ｂの高さに応じて接触防止部材４００の高さＡを調整できる調整機構を有する必要がある。そこで、例えば、接触防止部材４００はおねじであり、試料台４０１側をめねじ４０２とすることにより、接触防止部材４００のネジ部を回すことで接触防止部材４００の高さＡを変更することを可能とする。なお、調整機構は、接触防止部材４００における試料と隔膜とが接触する位置を荷電粒子光学鏡筒の光軸方向に移動可能とするものであればよい。

試料台４０１から試料までの距離をＢとし、蓋１０１と隔膜１０との距離をＣとした場合、接触防止部材４００を蓋１０１に接触させた場合の隔膜と試料間距離Ｚは次式となる。

[数式１]Ｚ＝（Ａ−Ｂ）―Ｃ

前述の通り、荷電粒子線の平均自由工程の観点から隔膜と試料との間の距離Ｚは１０００μｍ以下と短いことが望ましい。また、隔膜１０と試料６とが接触しないためには次式に従う必要がある。

[数２]Ｚ＝Ａ−Ｂ＞Ｃ

また図６（ａ）（ｂ）では、蓋１０１と隔膜１０との間で真空封じするために真空封じ部材４０７が具備されている様子を示している。真空封じ部材４０７は例えば接着剤や両面テープなどである。もし、蓋１０１と隔膜１０との間に真空封じ部材が存在している場合は、距離Ｃは蓋１０１と隔膜１０との真空封じ部材及び隔膜１０の厚みを加算した距離となる。

各距離Ａ、Ｂ、Ｃが既知でない場合は、試料６が搭載された試料台４０１と隔膜１０が保持された蓋１０１を装置外部などで、レーザや光を用いた高さを測定できる機器を用いてＡ、Ｂ、Ｃの距離を観測することができる。試料６と隔膜１０が常に同じ高さのものを用いるのであれば、一旦、試料台４０１から接触防止部材４００までの距離Ａを決定すれば、接触防止部材４００を再度調整する必要はない。以上のように、接触防止部材は、隔膜保持部材に接触防止部材を接触した状態とすることで隔膜から試料の表面までの距離を一定に保つことができるという効果も有する。

ここで、試料搭載から試料格納容器の蓋１０１を閉じるところまでの一連の流れを示す。初めに、試料台４０１に試料６を搭載する。次に、めねじ４０２に接触防止部材４００を挿入する。ここで、試料６表面から接触防止部材４００上部との距離は[数式１]または[数式２]で示す（Ａ−Ｂ）の項となる。前述の通り、距離（Ａ−Ｂ）を正確に知りたい場合はレーザや光を用いた高さを測定できる機器を用いて測定または記録する。次に、接触防止部材４００及び試料６が具備されたままの試料台を試料格納容器内の試料ステージ５上に配置する。次に、試料格納容器の蓋１０１をする。次に、試料ステージ１０３を用いて隔膜１０と試料６を接近させることによって、接触防止部材４００と蓋１０１を接触させる。これにより、試料６と隔膜１０との距離は前述の距離Ｚにすることが可能となる。

図７は接触防止部材４００を複数設けた例である。図７（ａ）には側面断面図を、図７（ｂ）には斜視図を示す。図６では接触防止部材４００は一つだけとしているが、図７のように二か所配置されていてもよい。二か所配置されていることによって、一か所だけ配置されているだけの時と比べて、試料台が隔膜に対して傾いているときなどにより隔膜１０と試料６とが接触してしまう確率を減らすことができる。

また、図８のようにボールベアリング４０６を接触防止部材４００上に配置してもよい。この場合、このボールベアリング４０６が蓋１０１に接触することになる。接触防止部材４００の先端にボールベアリング４０６が配置されていると、接触防止部材４００が蓋１０１に接触した状態で、図中横方向や紙面垂直方向に試料を移動させることが可能となる。ここで、試料台と蓋１０１との間の距離（または試料表面と隔膜との間の距離）が接触防止部材４００により一定に制限された状態のまま、試料台を荷電粒子光学鏡筒の光軸の垂直方向に駆動可能である構造であれば、ボールベアリングに限定されず、この部材を微調整用部材と称する。接触防止部材４００と蓋１０１間との摩擦が少ないのであればこの微調整用部材はボールベアリングでなくてもかまわない。例えば、ポリテトラフルオロエチレンを代表とするフッ素樹脂などの有機物などのうち摩擦係数が少ない材料を使用してもよいし、接触面積を極力小さくすることによって接触防止部材４００と蓋１０１との間のすべりをよくしてもよい。

また図９に別の例を示す。図９（ａ）には側面断面図を、図９（ｂ）には斜視図を示す。このように試料台４０１の外側全体に接触防止部材４００を配置してもよい。この場合、例えば、試料台４０１の外周がおねじになっており、接触防止部材４００の内側がめねじにすることにより、試料台４０１を接触防止部材４００に対して回転させることによって、試料６表面よりも高い位置に接触防止部材４００を配置することが可能となる。また、前記ねじが緩んで境界４０３部に位置ずれが発生することに無いように、試料台４０１と接触防止部材４００間にゴム等のずれ防止部材４０４を配置してもよい。本構成の場合、図７などと比べて接触防止部材４００の部位が大きいために簡単に調整できることが特徴である。また、図示しないが図９の接触防止部材４００の上側にボールベアリング４０６や突起部材をさらに追加してもよく、本実施例で意図する機能を満たす限り、本実施例の荷電粒子顕微鏡の範疇に属する。

また、図１０のように接触防止部材４００は蓋１０１に具備されていてもよい。この場合には、試料台４０１の高さを変えると試料台４０１に蓋１０１に具備された接触防止部材４００が接触することになる。この場合は、一般的に市販されている荷電粒子顕微鏡向けの平坦な試料台をそのまま流用することが可能となる。

また、図示しないが、接触防止部材４００が蓋１０１と接触した時を検知する検知手段を設けてもよい。検知手段としては、例えば、試料台４０１及び接触防止部材４００と蓋１０１との間が非接触の場合は非導通状態としておいて、接触した時に導通させるといった電気的な検知手段がある。また、試料台４０１及び接触防止部材４００と蓋１０１とが接触した時に、前記どちらかの部材が機械的なスイッチを有するといった機械的な検知手段でもよい。

また、接触防止部材４００は着脱可能とする。試料搭載時または交換時に接触防止部材４００と試料が干渉する場合は、接触防止部材４００を一旦取り外して、試料を搭載した後、接触防止部材４００を再度装着してもよい。

本実施例では、荷電粒子線装置内部で試料格納容器内部の試料位置を調整するために装置構成及びその方法について記載する。

図１１に、本実施例の試料格納容器の全体構成図を示す。以下では、実施例１と同様の部分については説明を省略する。図１１に示される試料格納容器の実施例１との相違点として、試料ステージ１０３は電気駆動機構１１７によって制御される。電気駆動機構１１７はＸＹＺ方向など様々な方向に駆動できるように複数具備される。電気駆動機構１１７は例えば電動モータ、ピエゾ素子などで電気的な信号を機械的な信号に変換するための駆動機構である。電気駆動機構１１７は何らかの機械要素１２９で試料ステージと接続される。電気駆動機構１１７は電流導入端子１１６と配線１１８により接続されている。これにより、蓋１０１が閉じた状態で試料格納容器外部から電流導入端子１１６に電気信号を送ることによって、試料６の位置を駆動させることができる。また、電気駆動機構１１７は試料格納容器内部に配置されている様子を図示しているが、真空配置可能なモータであれば、試料格納容器外部にあってもよい。

次に、図１２に、試料格納容器を荷電粒子顕微鏡装置の内部に配置した状態を示す。実施例１と同様の部分については説明を省略する。試料６が搭載され蓋１０１が閉じられた試料格納容器がステージ５上に配置された様子を図示している。当該装置の筺体７を閉じるための蓋部材５０には試料格納容器の電流導入端子１１６に電気信号を送るためのハーメチックコネクタ１２０を有する。ハーメチックコネクタ１２０は配線１２２を介して下位制御部３７に接続される。筺体７内部のハーメチックコネクタ１２０からの電気信号は配線１２１、コネクタ１１９、配線１２３を経由して試料格納容器の電流導入端子１１６に接続される。これにより下位制御部３７から試料ステージ１０３に駆動信号を送ることができるので、真空状態の筺体７内部に配置された試料格納容器内部の大気下または所望のガス状態下の試料ステージを動かすことができる。荷電粒子線による顕微鏡画像を取得しながら隔膜１０直下の試料６の位置変更が可能であるため、実施例１で示したような光学式顕微鏡による位置調整は不要である。したがって、試料の観察位置を変更する度に筐体７の真空状態を破らなくてもすむので、より簡単に観察領域を変更することができる。なお、試料格納容器をステージ５上から取り外す際はコネクタ１１９をはずすことで簡単に着脱可能となる。

図１３に、本実施例の試料格納容器の全体構成図を示す。以下では、実施例１及び２と同様の部分については説明を省略する。本実施例では試料格納容器に具備されたアンテナによって試料ステージ１０３を動かすための信号の送受信する例について説明する。試料格納容器１００に具備された電流導入端子１１６にはアンテナ１２４が備えられている。アンテナ１２４で受信された信号はハーメチックシールされた電流導入端子１１６を介して電気駆動制御部１２６に送られる。電気駆動制御部１２６では受信信号を駆動信号に変換して電気駆動機構１１７に駆動信号を送る。同動作に対して電力を供給する必要があるので試料格納容器１００内部には電池１２５が配備されている。

一般的な荷電粒子線装置の筺体７及び蓋５０は金属部材で作られているので、装置外部から筺体７内部に配置されるアンテナに信号が送れない場合もある。そこで、図１４に、本実施例での試料格納容器を用いるための荷電粒子線装置を示す。本構成では、下位制御部３７からの試料６の位置を調整するための信号はハーメチックコネクタ１２０経由で、筺体７内部にあるアンテナ１２７に送られる。アンテナ１２７からの信号は同様に筺体７内部になるアンテナ１２４に信号が送られる。本構成の場合は、アンテナ１２４とアンテナ１２７との間で送受信される信号は金属筺体７を介することがない。このためアンテナ１２４に確実に信号を送ることが可能となる。

アンテナ１２７からアンテナ１２４までの信号は電磁波などである。電磁波が電子光学鏡筒２に悪影響を及ぼすのであれば、アンテナ１２７を赤外線や光を送信するための光放射線送信部、アンテナ１２４を赤外線や光を受信するための光放射線受信部にしてもよい。

これら構成により、図１２で示したようなコネクタ１１９や配線などを用いることなく、試料格納容器外部から試料６の位置を駆動することが可能となるので、試料格納容器の出し入れ及び交換が容易となり、ユーザの使い勝手を向上させる。

本実施例では、図１５を用いて、荷電粒子線装置の蓋部材５０から試料格納容器に対して所望の気体または液体を流すことが可能な装置構成を示す。本構成では蓋部材５０にガス導入出口１３１を備える。装置内部側のガス導入出口１３１から配管１３０及び配管つなぎ１３２経由で試料格納容器のガス導入出口１１４に接続される。試料格納容器をステージ５上に搭載した後で配管つなぎ１３２にそれぞれの配管１３０を接続する。これにより、荷電粒子線装置外部の空間の雰囲気と試料格納容器の内部空間の雰囲気とを接続することが可能となる。また、ガス導入出口１３１に所望のガスボンベ等を接続すれば試料格納容器内部に所望のガスを導入することが可能となる。図１４中、蓋部材５０と試料格納容器との間の配管は一系統しかないが、複数あってもよい。また、上記記載したガス導入出口及び配管からは気体だけでなく、液体を導入することもできる。また、ステージ５上の試料格納容器は位置が変更されるので、配管１３０を柔軟性のある配管にするか配管つなぎ１３２が柔軟に可動とする必要がある。本構成にすることで、試料格納容器を荷電粒子線装置内部にいれた後で、ガスを導入することが可能となる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、光ディスク等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１：光学レンズ、２：荷電粒子光学鏡筒、３：検出器、４：真空ポンプ、５：試料ステージ、６：試料、７：筐体、８：荷電粒子源、９：開放面、１０：隔膜、１１：空間、１２：試料格納容器内空間、１４：リークバルブ、１６：真空配管、１８：蓋部材用支持部材、１９：支柱、２０：底板、３５：コンピュータ、３６：上位制御部、３７：下位制御部、４３，４４：通信線、５０：蓋部材、５１：操作つまみ、５２：操作つまみ、
５３：増幅器、５４：隔膜中心位置、５５：荷電粒子光学鏡筒の光軸、５６：光学顕微鏡の光軸、
６０：光学式顕微鏡、６１：対物レンズ、６２：接眼レンズ、６３：光源、６４：支柱、６５：支持台、
１００：格納容器、１０１：蓋、１０２：試料台、１０３：試料ステージ、１０４：操作部、１０５：隔膜、１０６：隔膜保持部材、１０７：真空封じ部材、１０８：支持板、１０９：突起部、１１０：突起部、１１１：合わせ部、１１２：開口部、１１３：テーパ穴、１１４：ガス導入出口、１１５：ガス導入出口、１１６：電流導入端子、１１７：電気駆動機構、１１８：配線、１１９：コネクタ、１２０：ハーメチックシール、１２１：配線、１２２：配線、
１２３：配線、１２４：アンテナ、１２５：電池、１２６：電気駆動制御部、１２７：アンテナ、１２８：機械要素、１２９：機械要素、１３０：配管、１３１：ガス導入出口、１３２：配管つなぎ、
４００：接触防止部材、４０１：試料台、４０２：めねじ、４０３：境界、４０４：滑り防止材、
４０５：接触防止部材、４０６：ボールベアリング、４０７：真空封じ部材

Claims (14)

1. 荷電粒子線を試料に照射して得られる信号によって前記試料の画像を撮像する荷電粒子線装置の筐体内に、前記試料を格納した状態で設置される試料格納容器であって、
   前記試料を格納する格納容器と、
   前記荷電粒子線が通過または透過する隔膜と、
   当該試料格納容器の内部に設けられ、当該試料格納容器の内部の雰囲気状態を当該試料格納容器の外部の雰囲気状態とは異なる雰囲気状態下に保持した状態で、前記隔膜に対する前記試料の相対位置を水平方向及び垂直方向に可動とする位置調整機構と、
   前記位置調整機構と接続され、前記位置調整機構を当該試料格納容器の外部から操作することが可能なインターフェースと、を備えることを特徴とする試料格納容器。
2. 請求項１に記載の試料格納容器において、
   前記インターフェースは前記格納容器の側壁に設けられることを特徴とする試料格納容器。
3. 請求項１に記載の試料格納容器において、
   前記格納容器の底面に前記荷電粒子線装置の試料ステージの一部と係合して連結する部材を有することを特徴とする試料格納容器。
4. 請求項１に記載の試料格納容器において、
   前記格納容器の内部に気体を導入するための導入出口が前記格納容器に備えられることを特徴とする試料格納容器
5. 請求項１に記載の試料格納容器において、
   前記隔膜と前記試料との接触を防止する接触防止部材が前記試料を載置する試料台または前記格納容器の蓋に備えられることを特徴とする試料格納容器。
6. 請求項５に記載の試料格納容器において、
   前記接触防止部材の高さが前記試料台に対して変更可能であることを特徴とする試料格納容器。
7. 請求項１に記載の試料格納容器において、
   前記格納容器は当該格納容器の内部から外部または外部から内部に電気信号を送受信する電気導入口を備えることを特徴とする試料格納容器。
8. 請求項１に記載の試料格納容器において、
   前記試料への前記荷電粒子線の照射によって、前記試料を透過した荷電粒子を検出する検出器が前記試料の下側に配置されていることを特徴とする試料格納容器。
9. 請求項１に記載の試料格納容器において、
   前記インターフェースは、前記格納容器の外部に設けられた操作つまみであって、当該操作つまみは前記位置調整機構と機械的に接続されることを特徴とする試料格納容器。
10. 請求項１に記載の試料格納容器において、
    前記位置調整機構を駆動する電動モータと、
    前記電動モータを駆動するための信号を伝達する配線が具備されていることを特徴とする試料格納容器
11. 請求項１に記載の試料格納容器において、
    前記試料格納容器内部に、前記位置調整機構を駆動する電力を供給する電池を有することを特徴とする試料格納容器。
12. 荷電粒子線を試料上に走査する荷電粒子光学鏡筒と、
    前記荷電粒子光学鏡筒を支持し、前記荷電粒子線を照射しているときには内部が真空排気される筐体と、
    前記荷電粒子光学鏡筒内部および前記筐体内部に真空領域を形成する真空ポンプと、
    前記試料を閉空間に格納する試料格納容器を前記荷電粒子光学鏡筒に対して移動させるステージと、を備え、
    前記試料格納容器は、
    当該試料格納容器の内部の雰囲気状態を当該試料格納容器の外部の雰囲気状態とは異なる雰囲気状態下に保持した状態で、前記隔膜に対する前記試料の相対位置を水平方向及び垂直方向に可動とする位置調整機構と、
    前記位置調整機構と接続され、当該位置調整機構を前記試料格納容器の外部から操作することが可能なインターフェースと、
    前記荷電粒子線が通過または透過する隔膜と、を備え、
    前記ステージは前記試料格納容器と係合して連結する部分を有し、
    前記位置調整機構は前記ステージと独立して可動であることを特徴とする荷電粒子線装置。
13. 荷電粒子線を試料に照射して得られる信号によって前記試料の画像を取得する画像取得方法において、
    大気雰囲気下または所望のガス雰囲気下に曝露された試料格納容器の内部に前記試料を設置するステップと、
    前記試料格納容器の内部の雰囲気と前記試料格納容器の外部の雰囲気とを分離するステップと、
    前記試料格納容器に備えられた隔膜に対する前記試料の相対位置を顕微鏡にて確認するステップと、
    前記試料格納容器の内部に設けられ当該試料格納容器の外部から操作することが可能な位置調整機構を用いて、当該試料格納容器の内部の雰囲気状態を当該試料格納容器の外部の雰囲気状態とは異なる雰囲気状態下に保持した状態で、前記隔膜に対する前記試料の相対位置を水平方向及び垂直方向に移動して前記隔膜の直下に前記試料の観察対象領域が位置するように調整するステップと、
    前記試料格納容器を荷電粒子線装置の筐体内に配置して当該筐体の内部を真空引きするステップと、
    前記試料格納容器が載置されたステージによって、前記荷電粒子線の光軸上に前記隔膜の中心が位置するように調整するステップと、
    前記隔膜を通過または透過した前記荷電粒子線を前記試料に照射するステップと、を有することを特徴とする画像取得方法。
14. 請求項１３に記載の画像取得方法において、
    前記試料格納容器を前記荷電粒子線装置の筐体内に配置する前に、前記隔膜の破損の有無を検査するステップを有することを特徴とする画像取得方法。