JP2016072184A - Observation system of scanning electron microscopic image - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique that enables observation of a biological sample with high resolution and high contrast by using a scanning electron microscope while the biological sample is alive.SOLUTION: A sample holder for a scanning electron microscope used in an observation system of a scanning electron microscopic image has an insulation thin film 203 having one principal surface serving as a holding face for an observation sample, and an electrically conductive thin film 201 laminated on the other principal surface of the insulation thin film 203. The one principal surface side of the insulation thin film 203 is provided with a signal detector 210 for detecting a signal based on the potential of the one principal surface of the insulation thin film 201 which occurs due to an electron beam 52 incident from the electrically conductive thin film 201 side. A sample stage 20 for the scanning electron microscope used in the observation system of the scanning electron microscopic image contains a circuit unit (amplifier 21 in this case) for amplifying a detection signal detected by the signal detector 210 provided to the sample holder 10 and outputting the amplified detection signal as a measurement signal.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は走査電子顕微鏡を用いた観察技術に関する。より詳細には、水溶液中の生物試料を生きたままの状態で観察することを可能とする走査電子顕微鏡を用いた観察技術に関する。   The present invention relates to an observation technique using a scanning electron microscope. More specifically, the present invention relates to an observation technique using a scanning electron microscope that makes it possible to observe a biological sample in an aqueous solution as it is alive.

走査電子顕微鏡は、生物試料や有機材料を高分解能で観測する際のツールとして広く用いられている。従来、走査電子顕微鏡で生物試料や有機材料を観察する場合には、観察対象試料の電子線ダメージを低下させ、コントラストの高い画像を得るために、試料をホルムアルデヒド等で固定化した後に、表面に金やプラチナ、カーボン等をコーティングしたり、あるいは、重金属による染色を施す等の処理が必須とされていた。   Scanning electron microscopes are widely used as tools for observing biological samples and organic materials with high resolution. Conventionally, when a biological sample or an organic material is observed with a scanning electron microscope, in order to reduce electron beam damage of the observation target sample and obtain a high contrast image, the sample is fixed on the surface after being fixed with formaldehyde or the like. Treatments such as coating with gold, platinum, carbon, etc., or dyeing with heavy metals have been essential.

しかし、近年、生物試料をコーティングや染色なしに高コントラストで観察できる方法が開発された(特許文献1および非特許文献1を参照)。この新規な方法では、カーボン膜などの薄い試料支持膜の下部表面に試料を付着させ、この試料支持膜の上部より低い加速電圧の電子線を照射する。照射された電子線は試料支持膜の内部で拡散しながら広がり、膜の下面付近に到達し、試料支持膜の下部表面より2次電子が放出される。この2次電子は、試料支持膜直下の試料に吸収され、これにより極めて高いコントラスの画像を得ることができる。   However, in recent years, a method has been developed that can observe a biological sample with high contrast without coating or staining (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). In this novel method, a sample is attached to the lower surface of a thin sample support film such as a carbon film, and an electron beam having an acceleration voltage lower than that of the upper part of the sample support film is irradiated. The irradiated electron beam spreads while diffusing inside the sample support film, reaches near the lower surface of the film, and secondary electrons are emitted from the lower surface of the sample support film. The secondary electrons are absorbed by the sample directly under the sample support film, and thereby an extremely high contrast image can be obtained.

この方法では、上述の2次電子のエネルギが10eV程度となるように条件設定される。このような極めて弱い2次電子であれば、観察対象試料に対する電子線ダメージは顕著に低くなるため、生物試料のような損傷を受けやすい試料であっても、試料本来の形状や構造を高いコントラストの画像で観察乃至解析することが可能となる。   In this method, conditions are set so that the energy of the secondary electrons is about 10 eV. With such extremely weak secondary electrons, the electron beam damage to the specimen to be observed is remarkably reduced, so that even if the specimen is susceptible to damage such as a biological specimen, the original shape and structure of the specimen are high in contrast. It is possible to observe or analyze the image.

こうした観察条件は、「間接2次電子コントラスト条件」と呼ばれる。このような観察手法をさらに進展させ、絶縁薄膜層の下部に導電性膜を形成し、電子線入射による帯電効果を利用して、分解能やコントラストをさらに向上させる方法も開発されている(特許文献2および非特許文献2を参照)。   Such observation conditions are referred to as “indirect secondary electron contrast conditions”. A method for further improving the resolution and contrast has been developed by further developing such an observation technique, forming a conductive film under the insulating thin film layer, and utilizing the charging effect by electron beam incidence (Patent Literature). 2 and Non-Patent Document 2).

さらに最近では、耐圧性の絶縁薄膜上部に薄い重金属薄膜を形成し、この重金属薄膜に電子線を照射することで局所的な電位変化を発生させ、この電位変化を利用して観察を行う変動電位透過観察技術も開発された(特許文献3、非特許文献3を参照)。   More recently, a thin heavy metal thin film is formed on a pressure-resistant insulating thin film, and a local potential change is generated by irradiating the heavy metal thin film with an electron beam. Transmission observation technology has also been developed (see Patent Document 3 and Non-Patent Document 3).

この方法では、上述の局所的な電位変化(変動する電位)が水溶液中の生物試料を透過する際の減衰状態を画像化し、試料観察を行う。水は、比誘電率が約80と高いため、電位変化を良く透過する。一方、生物試料は、比誘電率が2〜3程度と低く、電位変化の透過を阻害する。そのため、水溶液中の生物試料を染色処理なしに、高いコントラストで観察することが可能となる。   In this method, an attenuation state when the above-described local potential change (fluctuating potential) permeates through a biological sample in an aqueous solution is imaged and the sample is observed. Since water has a high relative dielectric constant of about 80, water can easily pass through potential changes. On the other hand, the biological sample has a low relative dielectric constant of about 2-3, and inhibits the transmission of potential changes. Therefore, it is possible to observe a biological sample in an aqueous solution with high contrast without staining treatment.

特開2010−097844号公報JP 2010-097844 A 特許第5115997号明細書Patent No. 5115997 特願2013−080490の明細書Description of Japanese Patent Application No. 2013-080490

T. Ogura “A high contrast method of unstained biological samples under a thin carbon film by scanning electron microscopy" Biochem. Biophys. Res. Commun. Vol.377, p79-84 (2008)T. Ogura “A high contrast method of unstained biological samples under a thin carbon film by scanning electron microscopy” Biochem. Biophys. Res. Commun. Vol.377, p79-84 (2008) T. Ogura "Direct observation of the inner structure of unstained atmospheric cells by low-energy electrons" Meas. Sci. Technol. Vol.23, 085402(8pp) (2012)T. Ogura "Direct observation of the inner structure of unstained atmospheric cells by low-energy electrons" Meas. Sci. Technol. Vol.23, 085402 (8pp) (2012) T. Ogura "Direct observation of unstained biological specimens in water by the frequency transmission electric-field method using SEM"PLOS ONE Vol.9, e92780(6pp) (2014)T. Ogura "Direct observation of unstained biological specimens in water by the frequency transmission electric-field method using SEM" PLOS ONE Vol.9, e92780 (6pp) (2014)

上述の変動電位透過観察技術では、水溶液中の生きた生物試料や有機材料等を電子線ダメージ無しに高コントラストかつ高分解能で観察することが可能である。しかし、電位変動を検出するアンプや水溶液観察ホルダを保持する機構等を走査電子顕微鏡内部に設置する必要があり、試料チャンバ内を大幅に改造する必要が生じる。こうした改造を行うと、一般的な試料ホルダの設置が困難となり、汎用装置としての走査電子顕微鏡の使用ができなくなる。   With the above-described variable potential transmission observation technique, it is possible to observe a living biological sample or an organic material in an aqueous solution with high contrast and high resolution without electron beam damage. However, it is necessary to install an amplifier for detecting potential fluctuations, a mechanism for holding an aqueous solution observation holder, and the like inside the scanning electron microscope, and thus the inside of the sample chamber needs to be significantly modified. If such modification is made, it becomes difficult to install a general sample holder, and the scanning electron microscope as a general-purpose apparatus cannot be used.

走査電子顕微鏡は、生物試料だけでなく、半導体や金属材料の観察等でも良く利用される汎用の装置であるため、通常の汎用ホルダと水溶液観察ホルダの双方が使用できることが望ましい。   Since the scanning electron microscope is a general-purpose device that is often used not only for biological samples but also for observing semiconductors and metal materials, it is desirable that both a general-purpose holder and an aqueous solution observation holder can be used.

また、高分解能の電界放射型走査電子顕微鏡では、試料を鏡体内部に導入するために、試料交換室を介して設置することが一般的である。そのため、直接試料チャンバを開けて、水溶液観察ホルダを手動でステージ上のアンプに結合し設置することはできない。   Further, in a high-resolution field emission scanning electron microscope, it is common to install the sample through a sample exchange chamber in order to introduce the sample into the mirror body. Therefore, it is impossible to directly open the sample chamber and manually connect the aqueous solution observation holder to the amplifier on the stage.

さらに、電位変動を検出するアンプや水溶液観察ホルダを保持する機構等を走査電子顕微鏡内部に設置することとした場合には、アンプの交換や補修が必要となった場合の作業には多大な時間と労力が求められ、コストもかかるという問題がある。   Furthermore, if an amplifier that detects potential fluctuations or a mechanism that holds the aqueous solution observation holder is installed inside the scanning electron microscope, a great deal of time is required for work when the amplifier needs to be replaced or repaired. However, there is a problem that it requires labor and costs.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、走査電子顕微鏡を用いて生物試料を簡便に生きたままの状態で高分解能・高コントラストで観察することを可能とする技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to observe a biological sample with high resolution and high contrast in a state of being simply alive using a scanning electron microscope. It is to provide a technology that makes it possible.

上記課題を解決するために、本発明に係る走査電子顕微鏡像の観察システムは、一方主面が観察試料の保持面である絶縁性薄膜と該絶縁性薄膜の他方主面に積層された導電性薄膜とを備え、前記絶縁性薄膜の一方主面側には、前記導電性薄膜側から入射された電子線に起因して生じた前記絶縁性薄膜の一方主面の電位に基づく信号を検知する信号検出部が設けられている走査電子顕微鏡用試料ホルダと、前記試料ホルダを載置する走査電子顕微鏡用試料ステージであって、前記信号検出部により検出された検知信号を増幅して測定信号として出力する回路部を内蔵する試料ステージと、を用いて走査電子顕微鏡像の観察を行うことを特徴とする。   In order to solve the above problems, an observation system for a scanning electron microscope image according to the present invention includes an insulating thin film whose one main surface is a holding surface of an observation sample and a conductive layer laminated on the other main surface of the insulating thin film. And detecting a signal based on a potential of the one main surface of the insulating thin film generated due to an electron beam incident from the conductive thin film side on the one main surface side of the insulating thin film. A scanning electron microscope sample holder provided with a signal detection unit, and a scanning electron microscope sample stage on which the sample holder is placed, and a detection signal detected by the signal detection unit is amplified and used as a measurement signal A scanning electron microscope image is observed using a sample stage having a built-in circuit unit for output.

ある態様では、前記走査電子顕微鏡用試料ホルダは、前記絶縁性薄膜の一方主面側に、該絶縁性薄膜と所定の間隔を有するように耐圧性薄膜が設けられており、前記絶縁性薄膜と前記耐圧性薄膜との間に、前記所定の間隔に相当する厚さのスペーサを備えている。   In one aspect, the scanning electron microscope sample holder is provided with a pressure-resistant thin film on the one main surface side of the insulating thin film so as to have a predetermined distance from the insulating thin film. A spacer having a thickness corresponding to the predetermined interval is provided between the pressure-resistant thin film.

例えば、前記スペーサの厚さは40μm以下である。   For example, the spacer has a thickness of 40 μm or less.

例えば、前記スペーサは、接着剤、粘着剤、樹脂、ゴム、シリコン部材を主成分とする材質からなる。   For example, the spacer is made of a material mainly composed of an adhesive, an adhesive, resin, rubber, and a silicon member.

ある態様では、前記走査電子顕微鏡用試料ホルダは、前記絶縁性薄膜と前記耐圧性薄膜との間に、水溶液を潅流させるための流路が設けられている。   In a certain aspect, the said sample holder for scanning electron microscopes is provided with the flow path for perfusing aqueous solution between the said insulating thin film and the said pressure | voltage resistant thin film.

好ましい態様では、前記測定信号の中から参照信号の周波数成分のみを抽出して得られる出力信号を処理して走査電子顕微鏡像として画像を形成する演算装置を備えている。   In a preferred aspect, there is provided an arithmetic unit that processes an output signal obtained by extracting only the frequency component of the reference signal from the measurement signal and forms an image as a scanning electron microscope image.

また、好ましい態様では、前記演算装置は、前記出力信号を処理して、該出力信号から強度変化周波数の信号成分を抽出し、該抽出された強度変化周波数の信号成分に基づいて画像を形成する。   Further, in a preferred aspect, the arithmetic device processes the output signal, extracts a signal component having an intensity change frequency from the output signal, and forms an image based on the extracted signal component having the intensity change frequency. .

さらに、好ましい態様では、前記強度変化周波数の信号成分の抽出は、バンドパスフィルタ法、ロックインアンプ法、自己相関解析法、フーリエ変換解析法の何れかの方法で行われる。   Furthermore, in a preferred aspect, the signal component of the intensity change frequency is extracted by any one of a band-pass filter method, a lock-in amplifier method, an autocorrelation analysis method, and a Fourier transform analysis method.

本発明に係る走査電子顕微鏡像の観察システムで用いられる走査電子顕微鏡用試料ホルダは、一方主面が観察試料の保持面である絶縁性薄膜と該絶縁性薄膜の他方主面に積層された導電性薄膜とを備えており、絶縁性薄膜の一方主面側には、導電性薄膜の側から入射された電子線に起因して生じた絶縁性薄膜の一方主面の電位に基づく信号を検知する信号検出部が設けられている。一方、試料ステージは、試料ホルダに設けられた信号検出部により検出された検知信号を増幅して測定信号として出力する回路部を内蔵している。このような構成を採用すると、試料ホルダに設けられた信号検出部と、この信号検出部により検出された検知信号を増幅して測定信号として出力する回路部を極めて近接して配置することができる結果、ノイズを大幅に低減させることが可能となる。   The sample holder for a scanning electron microscope used in the scanning electron microscope image observation system according to the present invention has an insulating thin film in which one main surface is a holding surface of the observation sample and a conductive layer laminated on the other main surface of the insulating thin film. A signal based on the potential of one main surface of the insulating thin film caused by the electron beam incident from the side of the conductive thin film is detected on one main surface side of the insulating thin film. A signal detection unit is provided. On the other hand, the sample stage incorporates a circuit unit that amplifies the detection signal detected by the signal detection unit provided in the sample holder and outputs it as a measurement signal. By adopting such a configuration, the signal detection unit provided in the sample holder and the circuit unit that amplifies the detection signal detected by the signal detection unit and outputs it as a measurement signal can be arranged very close to each other. As a result, noise can be greatly reduced.

本発明によれば、水溶液中の生物試料を生きたまま直接観察することが、簡便に且つ高分解能で行うことが可能となる。例えば、生物試料の観察をしながら薬品や化学物質の反応を調べることも可能であるから、薬品等の研究開発のための強力な武器となる。   According to the present invention, it is possible to easily and directly observe a biological sample in an aqueous solution with high resolution. For example, since it is possible to examine the reaction of chemicals and chemical substances while observing biological samples, it is a powerful weapon for research and development of chemicals.

本発明に係る走査電子顕微鏡像の観察システムの構成例を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structural example of the observation system of the scanning electron microscope image which concerns on this invention. 本発明に係る走査電子顕微鏡像の観察システムで用いられる走査電子顕微鏡用試料ホルダと、この試料ホルダを載置する走査電子顕微鏡用試料ステージの構成例を説明するための断面概略図である。It is the cross-sectional schematic for demonstrating the structural example of the sample holder for scanning electron microscopes used with the observation system of the scanning electron microscope image which concerns on this invention, and the sample stage for scanning electron microscopes which mounts this sample holder. 走査電子顕微鏡の鏡体内に試料ステージを導入する過程を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the process of introduce | transducing a sample stage into the lens body of a scanning electron microscope. 本発明に係る変動電位透過観察用試料ホルダと電界放射型走査電子顕微鏡により観察された水溶液中の無処理のバクテリアの変動電位透過観察画像である。It is a variable potential transmission observation image of unprocessed bacteria in an aqueous solution observed with a sample holder for variable potential transmission observation according to the present invention and a field emission scanning electron microscope. 本発明に係る変動電位透過観察用試料ホルダと電界放射型走査電子顕微鏡により観察された水溶液中の非染色・非固定の蛋白質複合体(IgM抗体)の観察画像である。It is an observation image of a non-stained / non-fixed protein complex (IgM antibody) in an aqueous solution observed by a variable potential transmission observation sample holder and a field emission scanning electron microscope according to the present invention. 耐圧性の薄膜間にスペーサを設置することで、薄膜間隔を一定とし、観察時のバックグランドを軽減させる構成とした試料ホルダの構成例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structural example of the sample holder made into the structure which makes the space | interval of thin films constant by installing a spacer between pressure-resistant thin films, and reduces the background at the time of observation. 絶縁性薄膜と耐圧性薄膜との間に、水溶液を潅流させるための流路が設けられている試料ホルダの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the sample holder provided with the flow path for perfusing aqueous solution between an insulating thin film and a pressure | voltage resistant thin film.

以下に、図面を参照して、本発明に係る走査電子顕微鏡像の観察システム、このシステムで用いられる走査電子顕微鏡用試料ホルダおよびステージ、ならびに、この観察システムによる変動電位透過観察法の概要について説明する。   Hereinafter, with reference to the drawings, an observation system for a scanning electron microscope image according to the present invention, a sample holder and a stage for a scanning electron microscope used in this system, and an outline of a variable potential transmission observation method using this observation system will be described. To do.

図1は、本発明に係る走査電子顕微鏡像の観察システムの構成例を説明するためのブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of a scanning electron microscope image observation system according to the present invention.

この図に示した例では、システムを構成する走査電子顕微鏡100の鏡体内には、対象試料の水溶液中での観察を可能とした試料ホルダ10が導入され、この試料ホルダ10は、初段アンプ21を内蔵した試料ステージ20上にセットされる。走査電子顕微鏡100の鏡体側部には、試料交換室30が設けられており、試料導入棒31を用いて、試料ホルダ10の導入がなされる。   In the example shown in this figure, a sample holder 10 capable of observing a target sample in an aqueous solution is introduced into the body of a scanning electron microscope 100 constituting the system. Is set on the sample stage 20 containing the. A sample exchange chamber 30 is provided on the side of the body of the scanning electron microscope 100, and the sample holder 10 is introduced using the sample introduction rod 31.

試料ステージ20の端部には端子部22が設けられており、この端子部22は、走査電子顕微鏡100の鏡体内に設けられたコネクタ23に接続される。このコネクタ23は、DC電源340から初段アンプ21への電力供給を受ける受電部であるとともに、初段アンプ21の出力等を、測定信号として外部接続装置に出力するためのもので、測定信号は、端子部22とコネクタ23を介して外部接続装置であるロックインアンプ310へと送信される。   A terminal portion 22 is provided at the end of the sample stage 20, and this terminal portion 22 is connected to a connector 23 provided in the body of the scanning electron microscope 100. The connector 23 is a power receiving unit that receives power supply from the DC power source 340 to the first-stage amplifier 21 and outputs the output of the first-stage amplifier 21 to the external connection device as a measurement signal. The data is transmitted to the lock-in amplifier 310 that is an external connection device via the terminal unit 22 and the connector 23.

ロックインアンプ310に送られた測定信号は、データレコーダ320へと出力され、さらに、演算装置としてのPC330へと送られてデータ処理がなされる。   The measurement signal sent to the lock-in amplifier 310 is outputted to the data recorder 320 and further sent to the PC 330 as an arithmetic unit for data processing.

走査電子顕微鏡100には、フィールドエミッション型の電子銃51から射出された電子線52の観察試料への照射を制御するためのビームブランキング装置(偏向板)53が設けられている。   The scanning electron microscope 100 is provided with a beam blanking device (deflecting plate) 53 for controlling irradiation of an observation sample with an electron beam 52 emitted from a field emission type electron gun 51.

ビームブランキング装置53は、観察試料への入射電子線52の強度変化を得るためのもので、鏡体外に設けられたファンクションジェネレータ350から、例えば、1kHz以上の周波数のON/OFF信号が矩形波状の制御信号として入力される。また、ファンクションジェネレータ350は、ロックインアンプ310に対し、リファレンス信号(参照信号)を出力する。   The beam blanking device 53 is for obtaining a change in the intensity of the incident electron beam 52 on the observation sample. From a function generator 350 provided outside the mirror body, for example, an ON / OFF signal having a frequency of 1 kHz or more is a rectangular wave. As a control signal. The function generator 350 outputs a reference signal (reference signal) to the lock-in amplifier 310.

ファンクションジェネレータ350から出力された制御信号(ここでは矩形波信号)により、偏向板53に印加される電圧が制御される。この電圧制御の結果、電子線52がクーロン力により偏向すると、電子線52が絞り54で遮られ、電子線52が遮蔽される。一方、矩形波の電圧が0Vの場合は、電子線52は偏向せずに直進し、絞り54を透過して試料ホルダ10へと照射される。   The voltage applied to the deflection plate 53 is controlled by a control signal (in this case, a rectangular wave signal) output from the function generator 350. As a result of this voltage control, when the electron beam 52 is deflected by Coulomb force, the electron beam 52 is blocked by the aperture 54 and the electron beam 52 is blocked. On the other hand, when the voltage of the rectangular wave is 0 V, the electron beam 52 goes straight without being deflected, passes through the diaphragm 54 and is irradiated onto the sample holder 10.

こうした制御信号によるON/OFFを繰り返すことで、観察試料へ照射される電子線の強度が変化する。このときの制御信号の周波数は1kHz以上であることが好適であり、ここでは一般には、20〜1000kHzの範囲で設定する。   By repeating ON / OFF by such a control signal, the intensity of the electron beam irradiated to the observation sample changes. The frequency of the control signal at this time is preferably 1 kHz or more, and is generally set in the range of 20 to 1000 kHz.

つまり、ファンクションジェネレータ350から入力される制御信号により、試料ホルダ10内に収容されている観察試料(不図示)に照射される電子線強度は、制御信号と同じ周波数で変化することとなる。   That is, the intensity of the electron beam applied to the observation sample (not shown) accommodated in the sample holder 10 changes at the same frequency as the control signal by the control signal input from the function generator 350.

試料ホルダ10の構成の詳細は後述するが、耐圧性薄膜上面に電子線52が照射されると、入射部位に局所的な電位が生成する。この電位は、制御信号と同様の周波数により変化しており、この電位変化に伴う信号が試料ホルダ10の下部に設けられた信号検出部210によって検出される。この検知信号は、試料ステージ20に内蔵されたアンプ21で増幅され、測定信号としてロックインアンプ310へと出力される。   Although details of the configuration of the sample holder 10 will be described later, when the electron beam 52 is irradiated on the upper surface of the pressure-resistant thin film, a local potential is generated at the incident site. This potential changes at the same frequency as the control signal, and a signal accompanying this potential change is detected by the signal detection unit 210 provided at the lower part of the sample holder 10. This detection signal is amplified by the amplifier 21 built in the sample stage 20 and output to the lock-in amplifier 310 as a measurement signal.

つまり、ロックインアンプ310には、ファンクションジェネレータ350からのリファレンス信号とアンプ21からの測定信号が入力される。ロックインアンプ310は、リファレンス信号を用いて、測定信号の中から、ファンクションジェネレータ350のリファレンス信号の周波数成分のみを抽出し、これを出力信号としてデータレコーダ320に送信する。   That is, the lock-in amplifier 310 receives the reference signal from the function generator 350 and the measurement signal from the amplifier 21. The lock-in amplifier 310 extracts only the frequency component of the reference signal of the function generator 350 from the measurement signal using the reference signal, and transmits this to the data recorder 320 as an output signal.

そして、演算装置としてのPC330は、測定信号の中から参照信号の周波数成分のみを抽出して得られる出力信号を処理して走査電子顕微鏡像として画像を形成する。   Then, the PC 330 as an arithmetic unit processes an output signal obtained by extracting only the frequency component of the reference signal from the measurement signal, and forms an image as a scanning electron microscope image.

例えば、PC330は、上述の出力信号を処理して、この出力信号から強度変化周波数の信号成分を抽出し、抽出された強度変化周波数の信号成分に基づいて、電子線の走査信号に従い画像を形成する。ここで、強度変化周波数の信号成分の抽出は、例えば、バンドパスフィルタ法、ロックインアンプ法、自己相関解析法、フーリエ変換解析法などの手法により行うことができる。   For example, the PC 330 processes the above-described output signal, extracts a signal component of the intensity change frequency from the output signal, and forms an image according to the scanning signal of the electron beam based on the extracted signal component of the intensity change frequency. To do. Here, the extraction of the signal component of the intensity change frequency can be performed by a technique such as a band-pass filter method, a lock-in amplifier method, an autocorrelation analysis method, a Fourier transform analysis method, or the like.

図2は、本発明に係る走査電子顕微鏡像の観察システムで用いられる走査電子顕微鏡用試料ホルダと、この試料ホルダを載置する走査電子顕微鏡用試料ステージの構成例を説明するための断面概略図である。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of a scanning electron microscope sample holder used in the scanning electron microscope image observation system according to the present invention and a scanning electron microscope sample stage on which the sample holder is placed. It is.

この試料ホルダ10は、一方主面が観察試料40の保持面である絶縁性薄膜203と、この絶縁性薄膜203の他方主面に積層された導電性薄膜201とを備えている。この積層体は、真空中の観察に耐えられる程度の耐圧性を備えている。つまり、電子顕微鏡体内でも、ホルダ内は大気圧状態を保持することができる。そして、絶縁性薄膜203の一方主面側には、導電性薄膜201側から入射された電子線52に起因して生じた絶縁性薄膜203の一方主面の電位に基づく信号を検出する信号検出部210が設けられている。   The sample holder 10 includes an insulating thin film 203 whose one main surface is a holding surface of the observation sample 40 and a conductive thin film 201 laminated on the other main surface of the insulating thin film 203. This laminate has a pressure resistance enough to withstand observation in a vacuum. That is, the atmospheric pressure state can be maintained in the holder even in the electron microscope. Then, on one main surface side of the insulating thin film 203, signal detection for detecting a signal based on the potential of the one main surface of the insulating thin film 203 generated due to the electron beam 52 incident from the conductive thin film 201 side. A section 210 is provided.

この図に示した構成例では、絶縁性薄膜203の一方主面と信号検出部210との間に、耐圧性薄膜でもある第2の絶縁性薄膜204が設けられており、第2の絶縁性薄膜204の一方主面と第1の絶縁性薄膜203の一方主面とが所定の間隔の隙間を有するように配置されている。従って、この構成の場合は、信号検出部210は、第2の絶縁性薄膜204の他方主面の電位を信号として検出することになる。この信号検出部210は、試料支持膜としての第1の絶縁性薄膜203および第2の絶縁性薄膜204からは電気的に絶縁した状態で、これらと離間させて設けられている。   In the configuration example shown in this figure, a second insulating thin film 204, which is also a pressure-resistant thin film, is provided between one main surface of the insulating thin film 203 and the signal detection unit 210. The one main surface of the thin film 204 and the one main surface of the first insulating thin film 203 are arranged so as to have a predetermined gap. Therefore, in the case of this configuration, the signal detection unit 210 detects the potential of the other main surface of the second insulating thin film 204 as a signal. The signal detection unit 210 is provided in a state of being electrically insulated from the first insulating thin film 203 and the second insulating thin film 204 as the sample support film and separated from them.

なお、第2の絶縁性薄膜204は必須のものではなく、例えば、観察試料40を極薄の水の層中に溶解等させることができれば、その表面張力により観察試料は保持されるから、第2の絶縁性薄膜204が無くとも、第1の絶縁性薄膜203の一方主面の電位に基づく信号を信号検出部210で検出することが可能である。   The second insulating thin film 204 is not essential. For example, if the observation sample 40 can be dissolved in an extremely thin water layer, the observation sample is held by the surface tension. Even if the second insulating thin film 204 is not provided, the signal detection unit 210 can detect a signal based on the potential of one main surface of the first insulating thin film 203.

観察試料40は、水溶液60の中にある生物試料であってよく、第1の絶縁性薄膜203と第2の絶縁性薄膜204の間に封入され、導電性パッキン206やOリング207で内部がシールされた導電性の外枠部208に収容されている。つまり、水溶液と一緒に生物試料を支持させた状態での観察が可能である。   The observation sample 40 may be a biological sample in the aqueous solution 60, and is enclosed between the first insulating thin film 203 and the second insulating thin film 204, and the inside is surrounded by the conductive packing 206 and the O-ring 207. It is housed in a sealed conductive outer frame portion 208. That is, it is possible to observe the biological sample together with the aqueous solution.

なお、後述するように、外枠部208には、内部の圧力を調整するための機構を設けるようにしてもよい。また、符号209で示したものは端子部210を外枠部208から絶縁するための絶縁部材であり、符号202および205で示したものは強度維持等の目的で設けられているフレーム部であり、符号70は入射した電子線52の拡散領域である。   As will be described later, the outer frame portion 208 may be provided with a mechanism for adjusting the internal pressure. Reference numeral 209 denotes an insulating member for insulating the terminal portion 210 from the outer frame portion 208, and reference numerals 202 and 205 denote frame portions provided for the purpose of maintaining strength. Reference numeral 70 denotes a diffusion region of the incident electron beam 52.

図2に示した例では、パッキン206は導電性であり、導電性薄膜201は走査電子顕微鏡100のグランド電位とされ、この状態で観察が行われる。なお、導電性薄膜201の電位をグランド電位とせず、所定のバイアス電圧を印加した状態でも試料の観察は可能である。   In the example shown in FIG. 2, the packing 206 is conductive, and the conductive thin film 201 is set to the ground potential of the scanning electron microscope 100, and observation is performed in this state. Note that the sample can be observed even when a predetermined bias voltage is applied without setting the potential of the conductive thin film 201 to the ground potential.

電子銃51から射出される電子線52の加速電圧は、入射電子線が第1の絶縁性薄膜203をほぼ透過しない電圧に設定することが好ましい。具体的には、入射電子線が導電性薄膜201の内部で、ほぼ散乱乃至吸収されてしまうような加速電圧とすることが好ましい。このような電圧設定により、第1の絶縁性薄膜203側に1次電子がほぼ透過せず、観察試料40への電子線ダメージを完全に防ぐことができる。一般に、入射電子線の加速電圧を10kV以下に設定すれば、上記条件が実現される。   The acceleration voltage of the electron beam 52 emitted from the electron gun 51 is preferably set to a voltage at which the incident electron beam does not substantially pass through the first insulating thin film 203. Specifically, it is preferable to set the acceleration voltage such that the incident electron beam is substantially scattered or absorbed inside the conductive thin film 201. With such a voltage setting, primary electrons are hardly transmitted to the first insulating thin film 203 side, and electron beam damage to the observation sample 40 can be completely prevented. Generally, the above condition is realized if the acceleration voltage of the incident electron beam is set to 10 kV or less.

第1の絶縁性薄膜203が厚すぎると、信号検出部210で検知される信号の強度が低下する。このため、第1の絶縁性薄膜203の厚さは、200nm以下とすることが好ましい。   If the first insulating thin film 203 is too thick, the intensity of the signal detected by the signal detection unit 210 is reduced. For this reason, it is preferable that the thickness of the first insulating thin film 203 be 200 nm or less.

第1の絶縁性薄膜203の材質としては、窒化シリコン膜、カーボン膜、ポリイミド膜を例示することができる。   Examples of the material of the first insulating thin film 203 include a silicon nitride film, a carbon film, and a polyimide film.

導電性薄膜201が厚すぎても、信号検出部210で検知される信号の強度が低下する。このため、導電性薄膜201の厚さは、100nm以下とすることが好ましい。   Even if the conductive thin film 201 is too thick, the intensity of the signal detected by the signal detection unit 210 decreases. For this reason, it is preferable that the thickness of the conductive thin film 201 be 100 nm or less.

導電性薄膜201は、比重が10g/cm3以上の金属を主成分とする金属薄膜であることが好ましい。これは、電子線の遮蔽性と入射電子の内部拡散を効率的に抑えるためである。このような金属薄膜としては、タンタル、タングステン、レニウム、モリブデン、オスミウム、金、プラチナのうちの何れかを主成分とするものを例示することができる。 The conductive thin film 201 is preferably a metal thin film whose main component is a metal having a specific gravity of 10 g / cm 3 or more. This is to efficiently suppress the shielding property of the electron beam and the internal diffusion of incident electrons. Examples of such a metal thin film include those containing tantalum, tungsten, rhenium, molybdenum, osmium, gold, or platinum as a main component.

このように、本発明に係る走査電子顕微鏡像の観察システムで用いられる走査電子顕微鏡用試料ホルダは、一方主面が観察試料の保持面である絶縁性薄膜203と該絶縁性薄膜203の他方主面に積層された導電性薄膜201とを備えており、絶縁性薄膜203の一方主面側には、導電性薄膜201の側から入射された電子線52に起因して生じた絶縁性薄膜201の一方主面の電位に基づく信号を検知する信号検出部210が設けられている。   Thus, the scanning electron microscope sample holder used in the scanning electron microscope image observation system according to the present invention has the insulating thin film 203 whose one main surface is the holding surface of the observation sample and the other main one of the insulating thin film 203. A conductive thin film 201 laminated on the surface, and on one main surface side of the insulating thin film 203, the insulating thin film 201 caused by the electron beam 52 incident from the conductive thin film 201 side is provided. There is provided a signal detector 210 for detecting a signal based on the potential of one of the main surfaces.

一方、本発明に係る走査電子顕微鏡像の観察システムで用いられる走査電子顕微鏡用試料ステージ20は、試料ホルダ10に設けられた信号検出部210により検出された検知信号を増幅して測定信号として出力する回路部(ここではアンプ21)を内蔵している。上述のように、試料ステージ20の端部には端子部22が設けられており、この端子部22は、走査電子顕微鏡100の鏡体内に設けられたコネクタ23に接続される。   On the other hand, the scanning electron microscope sample stage 20 used in the scanning electron microscope image observation system according to the present invention amplifies the detection signal detected by the signal detection unit 210 provided in the sample holder 10 and outputs it as a measurement signal. A circuit unit (in this case, an amplifier 21) is built in. As described above, the terminal portion 22 is provided at the end portion of the sample stage 20, and this terminal portion 22 is connected to the connector 23 provided in the body of the scanning electron microscope 100.

このような構成を採用すると、試料ホルダ10に設けられた信号検出部210と、この信号検出部210により検出された検知信号を増幅して測定信号として出力する回路部(ここではアンプ21)を極めて近接して配置することができる。その結果、ノイズを大幅に低減させることが可能となる。   When such a configuration is adopted, a signal detection unit 210 provided in the sample holder 10 and a circuit unit (here, an amplifier 21) that amplifies the detection signal detected by the signal detection unit 210 and outputs the detection signal as a measurement signal are provided. They can be placed very close together. As a result, noise can be greatly reduced.

また、増幅回路部は走査電子顕微鏡の本体に設けられるのではなく、試料ステージ20に内蔵されるものであるから、異なる特性の増幅回路部(アンプ21)を内蔵する試料ステージを複数種類準備しておけば、観察試料の特性に応じて増幅回路部(アンプ21)を交換することも容易である。従って、観察画像を高いコントラストや分解能で得ることも容易化される。   In addition, since the amplification circuit unit is not provided in the main body of the scanning electron microscope but is built in the sample stage 20, a plurality of types of sample stages containing amplification circuit units (amplifiers 21) having different characteristics are prepared. In this case, it is easy to replace the amplification circuit unit (amplifier 21) according to the characteristics of the observation sample. Therefore, it is also easy to obtain an observation image with high contrast and resolution.

なお、第1の絶縁性薄膜203の一方主面と第2の絶縁性薄膜204の一方主面との間の間隔が厚すぎる場合、端子部210で検知される信号の強度が低下する。このため、当該間隔は、40μm以下に設定することが好ましい。   In addition, when the space | interval between the one main surface of the 1st insulating thin film 203 and the one main surface of the 2nd insulating thin film 204 is too thick, the intensity | strength of the signal detected by the terminal part 210 falls. For this reason, it is preferable to set the said space | interval to 40 micrometers or less.

このような試料ホルダ10内に観察試料40を収容し、電子線52を所望の周波数(例えば1kHz以上)でON/OFFさせながら入射し、ロックインアンプ310により抽出される強度変化周波数を電子線52の上記周波数に設定して観察を行う。   The observation sample 40 is accommodated in such a sample holder 10, the electron beam 52 is incident while being turned on / off at a desired frequency (for example, 1 kHz or more), and the intensity change frequency extracted by the lock-in amplifier 310 is the electron beam. Observation is performed with the frequency set to 52.

試料ホルダ10に矩形波状に強度変化する電子線52が入射すると、信号検出部210で信号が検出される。電子線52が絞り54で遮られることなく試料ホルダ10に入射する状態(ON状態)では、ほぼ全ての入射電子は導電性薄膜201で散乱乃至吸収される。これにより、電子線の入射部位に電子が蓄積され、当該部位がマイナス電位となる。   When the electron beam 52 whose intensity changes in a rectangular wave shape enters the sample holder 10, a signal is detected by the signal detection unit 210. In a state where the electron beam 52 is incident on the sample holder 10 without being blocked by the diaphragm 54 (ON state), almost all incident electrons are scattered or absorbed by the conductive thin film 201. Thereby, electrons are accumulated in the incident site of the electron beam, and the site becomes a negative potential.

導電性薄膜201の下に設けられた第1の絶縁性薄膜203側には、水溶液60に溶解等した観察試料40が挟み込まれている。この水溶液60の水分子そのものは分極しているため、電子線入射部位がマイナスに帯電すると、水分子の電気双極子が電位勾配に添って配列する。この電気双極子配列により、水溶液60の下側にある第2の絶縁性薄膜204の面にも電荷が生じる。この電荷は第2の絶縁性薄膜204の主面に生じた電位信号として、信号検出部210により検出されて測定信号となる。   An observation sample 40 dissolved in the aqueous solution 60 is sandwiched between the first insulating thin film 203 provided below the conductive thin film 201. Since the water molecules themselves of the aqueous solution 60 are polarized, when the electron beam incident site is negatively charged, the electric dipoles of the water molecules are arranged along the potential gradient. Due to this electric dipole arrangement, electric charges are also generated on the surface of the second insulating thin film 204 below the aqueous solution 60. This electric charge is detected by the signal detector 210 as a potential signal generated on the main surface of the second insulating thin film 204 and becomes a measurement signal.

一方、電子線52が絞り54で遮蔽された状態(OFF状態)では、導電性薄膜201内の入射電子はGNDへと直ちに流れ込み、上述のマイナス電位は消失する。これにより水溶液60中の電気双極子の配列はバラバラに崩れ、第1の絶縁性薄膜203表面の電荷も消失し、信号検出部210から出力される測定信号も0となる。   On the other hand, in a state where the electron beam 52 is shielded by the aperture 54 (OFF state), incident electrons in the conductive thin film 201 immediately flow into GND, and the above-described negative potential disappears. As a result, the arrangement of the electric dipoles in the aqueous solution 60 collapses, the charge on the surface of the first insulating thin film 203 disappears, and the measurement signal output from the signal detection unit 210 becomes zero.

このような電子線のON/OFFを所望(例えば1kHz以上)の周波数で繰り返すことにより、信号検出部210からこれと同様の周波数成分の信号を抽出することができる。   By repeating ON / OFF of such an electron beam at a desired frequency (for example, 1 kHz or more), a signal having the same frequency component can be extracted from the signal detection unit 210.

例えば1kHz以上の周波数でON/OFFを繰り返す電子線52が照射されると、生物試料の誘電率は水に比べて極めて低いため、電気双極子の配列は弱くなり、測定信号の強度も低下する。   For example, when the electron beam 52 that repeats ON / OFF at a frequency of 1 kHz or higher is irradiated, the dielectric constant of the biological sample is extremely lower than that of water, so that the electric dipole arrangement becomes weak and the intensity of the measurement signal also decreases. .

水分子の誘電率は約80と大きいため、第1の絶縁性薄膜203の一方主面に電位変化が生じると、これを水溶液60中での伝播力が強い信号として利用できる。一方、生物試料40の誘電率は一般に低く、例えばタンパク質の誘電率は2〜3であるため、当生物試料中での電位変化信号の伝播力は弱い。従って、このような大きな誘電率の差(伝播力の差)によって、高いコントラストを得ることができる。   Since the dielectric constant of water molecules is as large as about 80, when a potential change occurs on one main surface of the first insulating thin film 203, it can be used as a signal having a strong propagation force in the aqueous solution 60. On the other hand, since the dielectric constant of the biological sample 40 is generally low, for example, the dielectric constant of protein is 2 to 3, the propagation force of the potential change signal in the biological sample is weak. Therefore, high contrast can be obtained by such a large difference in dielectric constant (difference in propagation force).

その結果、生物試料40中と水溶液60中とで、誘電率の差に起因する電位変化信号の伝播力に差が生じ、これを第1の絶縁性薄膜203の一方主面側に設けた信号検出部210で検出することで、生物試料を染色すること無く、高いコントラストで観察することが可能となる。しかも、生物試料40には、電子線が直接照射されることがないため、観察試料40が電子線照射によりダメージを受けることがない。   As a result, a difference occurs in the propagation force of the potential change signal due to the difference in dielectric constant between the biological sample 40 and the aqueous solution 60, and this is the signal provided on the one main surface side of the first insulating thin film 203. By detecting with the detection part 210, it becomes possible to observe with high contrast, without dye | staining a biological sample. Moreover, since the biological sample 40 is not directly irradiated with the electron beam, the observation sample 40 is not damaged by the electron beam irradiation.

なお、観察により得られる画像の分解能は、略、電子線の照射径に依存する。このため、電子線の照射径を1nm程度にまで絞り込めば、これと略同等の分解能(1nm)を達成することも可能である。その結果、バクテリア、ウイルス、タンパク質、或いは、タンパク質複合体からなる生物試料も、水溶液中で生きた状態での高分解能・高コントラストでの観察が可能となる。   Note that the resolution of an image obtained by observation substantially depends on the irradiation diameter of the electron beam. For this reason, if the irradiation diameter of the electron beam is narrowed down to about 1 nm, it is possible to achieve substantially the same resolution (1 nm). As a result, a biological sample composed of bacteria, viruses, proteins, or protein complexes can be observed with high resolution and high contrast in a living state in an aqueous solution.

このように、本発明では、試料ホルダ10に信号検出部210を設けるとともに、試料ホルダ10を載置する試料ステージ20に、信号検出部210により検出された検知信号を増幅して測定信号として出力する回路部(アンプ)21を内蔵させた。このような構成の採用により、信号検出部210により検出された検知信号を直接かつ最短距離で回路部(アンプ)21で増幅することができ、外部からのノイズ混入を最小化することが可能となる。   Thus, in the present invention, the signal detection unit 210 is provided in the sample holder 10, and the detection signal detected by the signal detection unit 210 is amplified and output as a measurement signal on the sample stage 20 on which the sample holder 10 is placed. A circuit unit (amplifier) 21 is built in. By adopting such a configuration, it is possible to amplify the detection signal detected by the signal detection unit 210 directly and at the shortest distance by the circuit unit (amplifier) 21, thereby minimizing external noise contamination. Become.

試料ステージ20の端部には端子部22が設けられており、この端子部22は、走査電子顕微鏡100の鏡体内に設けられたコネクタ23に接続される。走査電子顕微鏡100の内部に試料ステージ20を設置した際、端子部22はコネクタ23差し込まれるような態様で直接接続される。そのため、試料交換室30から試料ステージ20を鏡体内に導入する際も、電源ケーブル等を接続しておく必要がない。また、走査電子顕微鏡100に大幅な改造を加える必要がなく、変動電位透過観察専用のものとする必要がないから、変動電位透過観察によらない通常の観察を行う場合には、汎用の試料ステージを使用すればよい。   A terminal portion 22 is provided at the end of the sample stage 20, and this terminal portion 22 is connected to a connector 23 provided in the body of the scanning electron microscope 100. When the sample stage 20 is installed inside the scanning electron microscope 100, the terminal portion 22 is directly connected in such a manner that the connector 23 is inserted. Therefore, when the sample stage 20 is introduced from the sample exchange chamber 30 into the lens body, it is not necessary to connect a power cable or the like. In addition, since it is not necessary to make significant modifications to the scanning electron microscope 100 and it is not necessary to be dedicated to variable potential transmission observation, a general-purpose sample stage is used when performing normal observation not based on variable potential transmission observation. Can be used.

なお、試料ホルダ10は、上下2枚の耐圧性の薄膜の隙間に水溶液の試料を封入する構成となっている。この水溶液層の厚さが変化すると、バックグラウンドのコントラストが変化する。また、水溶液層は薄ければ薄い程、透過信号の強度が増しSN比が向上すると共に、分解能も向上する。従って、水溶液層は、観察試料のサイズ(厚み)より若干広い程度の一定間隔で維持されることが望ましい。そのため、上下2枚の耐圧性の薄膜の間にスペーサを形成することが好ましい。このような水溶液層の厚みとすることで、水の層の厚さに起因するバックグランドの除去が容易となる。   The sample holder 10 has a configuration in which a sample of an aqueous solution is sealed in a gap between two upper and lower pressure-resistant thin films. As the thickness of the aqueous solution layer changes, the background contrast changes. In addition, the thinner the aqueous solution layer, the greater the intensity of the transmission signal and the S / N ratio and the resolution. Therefore, it is desirable that the aqueous solution layer be maintained at a constant interval that is slightly wider than the size (thickness) of the observation sample. Therefore, it is preferable to form a spacer between the upper and lower pressure-resistant thin films. By setting it as the thickness of such an aqueous solution layer, the removal of the background resulting from the thickness of the water layer becomes easy.

つまり、本発明で用いる走査電子顕微鏡用試料ホルダは、絶縁性薄膜の一方主面側に、該絶縁性薄膜と所定の間隔を有するように耐圧性薄膜が設けられており、絶縁性薄膜と前記耐圧性薄膜との間に、所定の間隔に相当する厚さのスペーサを備えている態様とすることが好ましい。   That is, the sample holder for a scanning electron microscope used in the present invention is provided with a pressure-resistant thin film on the one main surface side of the insulating thin film so as to have a predetermined distance from the insulating thin film. It is preferable that a spacer having a thickness corresponding to a predetermined interval is provided between the pressure-resistant thin film.

このようなスペーサを設けると、真空中で上側の耐圧性薄膜が外側に膨らんだ際も下側の耐圧性薄膜がこれに追従して外側に膨らむから、これらの薄膜は一定の間隔を保持することとなる。スペーサの厚さは、対象とする観察試料の大きさにより変更することとすれば良いが、厚すぎると観察試料のサイズに比較して間隔が広すぎることとなってノイズが生じ易くなる等の不都合が懸念されるから、通常は40μm以下とする。   When such a spacer is provided, even when the upper pressure-resistant thin film swells outward in a vacuum, the lower pressure-resistant thin film follows and swells outward, so that these thin films maintain a constant interval. It will be. The thickness of the spacer may be changed depending on the size of the target observation sample. However, if the thickness is too thick, the interval is too wide compared to the size of the observation sample, and noise is likely to occur. Since inconvenience is a concern, it is usually set to 40 μm or less.

たとえば、バクテリアの観察では、円筒形の菌体の直径が約1μmのため、スペーサの厚さを1〜2μmとすることが望ましい。一方、ウィルスやタンパク質の観察では、100〜200nm程度が好適となる。このようなスペーサは、例えば、接着剤、粘着剤、樹脂、ゴム、シリコン部材を主成分とする材質からなるものとすることができる。   For example, in the observation of bacteria, since the diameter of a cylindrical cell is about 1 μm, the thickness of the spacer is preferably 1 to 2 μm. On the other hand, in the observation of viruses and proteins, about 100 to 200 nm is preferable. Such a spacer can be made of, for example, a material mainly composed of an adhesive, an adhesive, a resin, rubber, or a silicon member.

このように、本発明によれば、変動電位透過観察法による走査電子顕微鏡観察時の、ノイズの低減とコントラストの増強を図ること(変動電位信号のSN比の向上)や水の層の厚さによるバックグランドを除去することが可能となる。しかも、走査電子顕微鏡100に大幅な改造を加える必要はなく、試料交換室から試料ステージを鏡体内への導入も特別な手順を必要としない。   Thus, according to the present invention, noise reduction and contrast enhancement (an improvement in the SN ratio of the fluctuation potential signal) and the thickness of the water layer during scanning electron microscope observation by the fluctuation potential transmission observation method are achieved. It is possible to remove the background caused by. In addition, it is not necessary to make a significant modification to the scanning electron microscope 100, and the introduction of the sample stage from the sample exchange chamber into the lens body does not require any special procedure.

図3(a)〜(c)は、走査電子顕微鏡の鏡体の観察室内に試料ステージを導入する過程を説明するための概略図である。走査電子顕微鏡は例えば、フィールドエミッションタイプのものである。試料ステージ20は、試料導入棒31を用い、試料交換室30を介して観察室100b内に導入される。そのため、観察室100bを大気圧に開放することなく、高真空を保持した状態で試料ステージ20を導入することができる。   FIGS. 3A to 3C are schematic views for explaining a process of introducing a sample stage into the observation chamber of a mirror body of a scanning electron microscope. The scanning electron microscope is, for example, a field emission type. The sample stage 20 is introduced into the observation chamber 100 b through the sample exchange chamber 30 using the sample introduction rod 31. Therefore, the sample stage 20 can be introduced in a state where a high vacuum is maintained without opening the observation chamber 100b to atmospheric pressure.

先ず、観察ホルダ10を載置した状態の試料ステージ20上を試料交換室30に入れ、試料交換室30を真空にする(図3(a))。試料交換室30が所定の真空度に達した状態で真空シャッタ32を開け、試料導入棒31により試料ステージ20を観察室へと導入して台座24上に固定する(図3(b))。この時、試料ステージ20の側部上方から突き出ている端子部22は、観察室100b内に設けられているコネクタ23に嵌め込みされて結合し、初段アンプ21への電源供給や検出信号の送信が可能となる。試料ステージ20を観察室100b内に導入した後は、試料交換棒31を試料室30の所定の位置まで引き抜き、真空シャッタ32を閉じる(図3(c))。   First, the sample stage 20 on which the observation holder 10 is placed is placed in the sample exchange chamber 30, and the sample exchange chamber 30 is evacuated (FIG. 3A). With the sample exchange chamber 30 reaching a predetermined degree of vacuum, the vacuum shutter 32 is opened, and the sample stage 20 is introduced into the observation chamber by the sample introduction rod 31 and fixed on the pedestal 24 (FIG. 3B). At this time, the terminal portion 22 protruding from the upper side of the sample stage 20 is fitted and connected to the connector 23 provided in the observation chamber 100b, so that power supply to the first-stage amplifier 21 and transmission of the detection signal are performed. It becomes possible. After the sample stage 20 is introduced into the observation chamber 100b, the sample exchange rod 31 is pulled out to a predetermined position in the sample chamber 30 and the vacuum shutter 32 is closed (FIG. 3 (c)).

既に説明したように、走査電子顕微鏡100を変動電位透過観察専用のものとする必要がないから、変動電位透過観察によらない通常の観察を行う場合には、汎用の試料ステージを使用すればよい。汎用の試料ステージには端子部22は設けられていないから、コネクタ23とは接続されず、外部の信号処理機器やアンプ電源とは完全に電気的に絶縁される。これにより、外部ノイズの混入や想定しない電圧の付加を防ぐことが可能である。   As already described, since the scanning electron microscope 100 does not have to be dedicated to variable potential transmission observation, a general-purpose sample stage may be used when performing normal observation not based on variable potential transmission observation. . Since the general-purpose sample stage is not provided with the terminal portion 22, it is not connected to the connector 23 and is completely electrically insulated from an external signal processing device and an amplifier power source. As a result, it is possible to prevent external noise from being mixed and unexpected voltage addition.

図4は、本発明に係る変動電位透過観察用試料ホルダと電界放射型走査電子顕微鏡により観察された水溶液中の無処理のバクテリアの変動電位透過観察画像である。バクテリアは、変動電位信号の伝搬を阻害するため黒いコントラストとなる(図4(a))。この観察画像では、細長いバクテリアが複数観察された。また、観察画像のバックグランドは左上が明るく、右下で暗く変化している。これは、水の厚さの変化によるものであり、よりクリアな画像とするためには、このバックグランドを画像処理により除去することが効果的である。   FIG. 4 is a variable potential transmission observation image of untreated bacteria in an aqueous solution observed by a variable potential transmission observation sample holder and a field emission scanning electron microscope according to the present invention. Bacteria have a black contrast because they inhibit the propagation of the variable potential signal (FIG. 4A). In this observation image, a plurality of elongated bacteria were observed. In addition, the background of the observation image changes brightly in the upper left and dark in the lower right. This is due to a change in the thickness of the water. In order to obtain a clearer image, it is effective to remove this background by image processing.

図4(b)は、コントラストを反転させ、さらにバックグランドを除いた観察画像である。バクテリアの形状や内部構造がよりクリアに観察できる。   FIG. 4B is an observation image obtained by inverting the contrast and excluding the background. The shape and internal structure of bacteria can be observed more clearly.

図5は、タンパク質複合体の一種であるIgM抗体を観察し、コントラストを反転させバックグランドを除去した結果の電子顕微鏡像である。水溶液中の非染色・非固定のIgM抗体を試料ホルダに封入して観察したところ、40〜50nm程の粒子が多数観察された(図5中の矢印)。IgM抗体は、直径が40〜50nm程度であるため、観察中の粒子のサイズとほぼ一致している。このため、本発明に係るシステムによる観察により、水溶液中のそのままの蛋白質粒子を観察できることが確認された。   FIG. 5 is an electron microscopic image of the result of observing an IgM antibody that is a kind of protein complex, reversing the contrast, and removing the background. When an unstained / non-fixed IgM antibody in an aqueous solution was sealed in a sample holder and observed, many particles of about 40 to 50 nm were observed (arrows in FIG. 5). Since the diameter of the IgM antibody is about 40 to 50 nm, it almost matches the size of the particle being observed. For this reason, it was confirmed by observation with the system which concerns on this invention that the protein particle | grains as it is in an aqueous solution can be observed.

図6は、耐圧性の薄膜(203、204)間にスペーサ212を設置することで、薄膜間隔を一定とし、観察時のバックグランドを軽減させる構成とした試料ホルダ10の構成例を説明するための概略図である。図6(a)は大気圧下での様子、図6(b)は真空中(顕微鏡体内)での様子を図示してある。この図に示した例では、減圧膜211を圧力調整機構とし、これを外枠部208の下面側に設けている。   FIG. 6 illustrates a configuration example of the sample holder 10 in which the spacer 212 is provided between the pressure-resistant thin films (203, 204) so that the distance between the thin films is constant and the background during observation is reduced. FIG. FIG. 6A shows a state under atmospheric pressure, and FIG. 6B shows a state in a vacuum (inside the microscope). In the example shown in this figure, the pressure reducing film 211 is used as a pressure adjusting mechanism, which is provided on the lower surface side of the outer frame portion 208.

試料ホルダ20の減圧膜211は、顕微鏡体内で外側に膨らみ、ホルダ内の圧力が減少する。導電性薄膜201側も外側に湾曲するが、減圧膜211の効果により、湾曲度は緩和される。   The decompression film 211 of the sample holder 20 swells outside in the microscope body, and the pressure in the holder decreases. The conductive thin film 201 side also curves outward, but the degree of curvature is relaxed by the effect of the decompression film 211.

なお、第2の絶縁性薄膜204の下方の領域はOリング207により密閉されており、大気圧を保持している。そのため、第2の絶縁性薄膜204は、下方ではなく上方へと湾曲し、第1の絶縁性薄膜203の一方主面と第2の絶縁性薄膜204の一方主面との間の隙間が広がって観察試料10の保持に支障が生じることがない。   Note that the region below the second insulating thin film 204 is sealed with an O-ring 207 to maintain atmospheric pressure. Therefore, the second insulating thin film 204 is curved upward rather than downward, and a gap between one main surface of the first insulating thin film 203 and one main surface of the second insulating thin film 204 is widened. Thus, the holding of the observation sample 10 is not hindered.

これに加えて、薄膜中央部にスペーサ212が設けられ、上方と下方の薄膜に接着することで、薄膜間の間隔を一定としている。つまり、このスペーサ212は、試料ホルダ10を真空中に設置し、上部薄膜が湾曲した際にも、下部の薄膜がスペーサ212により引き寄せられるため、一定の間隔を保持することが可能である。   In addition to this, a spacer 212 is provided at the center of the thin film, and the distance between the thin films is made constant by adhering to the upper and lower thin films. That is, the spacer 212 can maintain a constant interval because the lower thin film is attracted by the spacer 212 even when the sample holder 10 is placed in a vacuum and the upper thin film is curved.

上述したように、このようなスペーサ212は、例えば、接着剤、粘着剤、樹脂、ゴム、シリコン部材を主成分とする材質からなるものとすることができる。また、スペーサ212は、接着剤を微細塗布用の噴霧装置や工業用インクジェットプリンタ等によりパターンを形成して作製したり、紫外線硬化樹脂等により、塗布後に薄膜を張り合わせ、紫外線を照射して接着させるようにして作製してもよい。   As described above, such a spacer 212 can be made of, for example, a material mainly composed of an adhesive, an adhesive, a resin, rubber, or a silicon member. The spacer 212 is produced by forming a pattern of an adhesive with a spraying device for fine coating, an industrial inkjet printer, or the like, or pasting a thin film after coating with an ultraviolet curable resin or the like, and irradiating with ultraviolet rays to bond them. It may be produced in this way.

スペーサ212の間隔は、観察対象の試料のサイズに応じて変えることで、コントラストが高くSN比の良い画像観察が可能となる。例えば、細胞やバクテリアの観察では2〜10μm程度、ウイルスの観察では100nm〜1μm程度、タンパク質の観察では100nm以下などとする。   By changing the interval of the spacers 212 according to the size of the sample to be observed, it is possible to perform image observation with high contrast and good SN ratio. For example, it is about 2 to 10 μm for cell and bacteria observation, about 100 nm to 1 μm for virus observation, and 100 nm or less for protein observation.

このような試料ホルダ10において、第1の絶縁性薄膜203の一方主面と第2の絶縁性薄膜204の一方主面との間の所定間隔の隙間に、水溶液を潅流させるための流路を設け、試料ホルダ10内に複数種の溶液を封入し、溶液の切り替えを行いながら観察するようにしてもよい。   In such a sample holder 10, a flow path for perfusing an aqueous solution is formed in a gap at a predetermined interval between one main surface of the first insulating thin film 203 and one main surface of the second insulating thin film 204. A plurality of types of solutions may be enclosed in the sample holder 10, and observation may be performed while switching the solutions.

図7は、耐圧性薄膜である第2の絶縁性薄膜204の一方主面と第1の絶縁性薄膜203の一方主面との間の所定間隔の隙間に、水溶液を潅流させるための流路が設けられている試料ホルダ10の一部構成の例で、図7(a)〜(c)はそれぞれ、斜視図、上面図、断面図である。   FIG. 7 shows a flow path for perfusing an aqueous solution into a gap at a predetermined interval between one main surface of the second insulating thin film 204 that is a pressure-resistant thin film and one main surface of the first insulating thin film 203. 7A to 7C are a perspective view, a top view, and a cross-sectional view, respectively.

この図に示した例では、水溶液を潅流させるための流路が3つ設けられている。試料ホルダ10の外枠部208は上部208aと下部208bを有している。この上部208aには、3つの流路214に対応付けられた注入孔213が形成されており、これらの流路214に導入された溶液は、表面張力の作用により、第2の絶縁性薄膜204の一方主面と第1の絶縁性薄膜203の一方主面との間の所定間隔の隙間にまで導入される。   In the example shown in this figure, three flow paths for perfusing the aqueous solution are provided. The outer frame portion 208 of the sample holder 10 has an upper portion 208a and a lower portion 208b. In the upper portion 208a, injection holes 213 corresponding to the three flow paths 214 are formed, and the solution introduced into these flow paths 214 is subjected to the action of surface tension to cause the second insulating thin film 204 to be formed. The first main surface of the first insulating thin film 203 is introduced into a gap at a predetermined interval.

また、この試料ホルダ10の側部には、注入孔213から溶液を押し出すための圧力印加部としてのダンパ215が設けられており、これらのダンパ215の先端には圧力印加弁216が設けられている。   Further, a damper 215 as a pressure application unit for extruding the solution from the injection hole 213 is provided on the side of the sample holder 10, and a pressure application valve 216 is provided at the tip of these dampers 215. Yes.

このような複数の流路214を設けることとすると、予め細胞やバクテリアといった観察試料40を収容した試料ホルダ10内に、新たに試薬等を送り込み、これによる反応を詳細に観察する等の実験等も容易となる。なお、図中に符号217で示したものは、排出液タンクである。このような溶液の送り込みは、圧力印加部によらず、電気泳動的に行うこととしてもよい。   When such a plurality of flow paths 214 are provided, an experiment such as newly feeding a reagent or the like into the sample holder 10 in which the observation sample 40 such as a cell or bacteria is previously stored, and observing the reaction by this in detail, etc. Will also be easier. In addition, what is shown with the code | symbol 217 in the figure is a waste liquid tank. Such a solution feeding may be performed electrophoretically without using the pressure application unit.

以上説明したように、本発明に係る走査電子顕微鏡像の観察システムで用いられる走査電子顕微鏡用試料ホルダは、一方主面が観察試料の保持面である絶縁性薄膜と該絶縁性薄膜の他方主面に積層された導電性薄膜とを備えており、絶縁性薄膜の一方主面側には、導電性薄膜の側から入射された電子線に起因して生じた絶縁性薄膜の一方主面の電位に基づく信号を検知する信号検出部が設けられている。一方、試料ステージは、試料ホルダに設けられた信号検出部により検出された検知信号を増幅して測定信号として出力する回路部を内蔵している。このような構成を採用すると、試料ホルダに設けられた信号検出部と、この信号検出部により検出された検知信号を増幅して測定信号として出力する回路部を極めて近接して配置することができる結果、ノイズを大幅に低減させることが可能となる。   As described above, the sample holder for a scanning electron microscope used in the scanning electron microscope image observation system according to the present invention has an insulating thin film in which one main surface is a holding surface of the observation sample and the other main body of the insulating thin film. A conductive thin film laminated on the surface, and on one main surface side of the insulating thin film, one main surface of the insulating thin film caused by an electron beam incident from the conductive thin film side is provided. A signal detector for detecting a signal based on the potential is provided. On the other hand, the sample stage incorporates a circuit unit that amplifies the detection signal detected by the signal detection unit provided in the sample holder and outputs it as a measurement signal. By adopting such a configuration, the signal detection unit provided in the sample holder and the circuit unit that amplifies the detection signal detected by the signal detection unit and outputs it as a measurement signal can be arranged very close to each other. As a result, noise can be greatly reduced.

また、増幅回路部は走査電子顕微鏡の本体に設けられるのではなく、試料ステージに内蔵されるものであるから、異なる特性の増幅回路部を内蔵する試料ステージを複数種類準備しておけば、観察試料の特性に応じて増幅回路部を交換することも容易である。従って、観察画像を高いコントラストや分解能で得ることも容易化される。   In addition, since the amplification circuit section is not provided in the main body of the scanning electron microscope, but is built in the sample stage, observation is possible by preparing multiple types of sample stages containing amplification circuit sections with different characteristics. It is also easy to replace the amplification circuit unit according to the characteristics of the sample. Therefore, it is also easy to obtain an observation image with high contrast and resolution.

このように、本発明によれば、水溶液中の生物試料を生きたまま直接観察することが、簡便に且つ高分解能で行うことが可能となる。例えば、生物試料の観察をしながら薬品や化学物質の反応を調べることも可能であるから、薬品等の研究開発のための強力な武器となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to simply and directly observe a biological sample in an aqueous solution with high resolution. For example, since it is possible to examine the reaction of chemicals and chemical substances while observing biological samples, it is a powerful weapon for research and development of chemicals.

以上説明したように、本発明により、水溶液中の生物試料を、簡便に、しかも、染色処理や固定化処理を施すことなく、極めて高いコントラストで観察することが可能となる。加えて、電子線による試料へのダメージも生じないため、細胞やバクテリア、ウイルス、タンパク質複合体等の生物試料をはじめ、ダメージを受けやすい有機材料についても、本来の形態や構造を知ることが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to observe a biological sample in an aqueous solution with an extremely high contrast simply and without performing a staining treatment or an immobilization treatment. In addition, because the sample is not damaged by the electron beam, it is possible to know the original form and structure of organic materials that are susceptible to damage, including biological samples such as cells, bacteria, viruses, and protein complexes. It becomes.

10 試料ホルダ
20 試料ステージ
21 アンプ
22 端子部
23 コネクタ
24 台座
30 試料交換室
31 試料導入棒
40 観察試料
51 電子銃
52 電子線
53 ビームブランキング装置
54 絞り
60 水溶液
70 拡散領域
100 走査電子顕微鏡
201 導電性薄膜
202、205 フレーム部
203 第1の絶縁性薄膜
204 第2の絶縁性薄膜
206 導電性パッキン
207 Oリング
208 外枠部
209 絶縁部材
210 信号検出部
211 減圧膜
212 スペーサ
213 注入孔
214 流路
215 ダンパ
216 圧力印加弁
217 排出液タンク
310 ロックインアンプ
320 データレコーダ
330 PC
340 DC電源
350 ファンクションジェネレータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sample holder 20 Sample stage 21 Amplifier 22 Terminal part 23 Connector 24 Base 30 Sample exchange chamber 31 Sample introduction rod 40 Observation sample 51 Electron gun 52 Electron beam 53 Beam blanking device 54 Diaphragm 60 Aqueous solution 70 Diffusion area 100 Scanning electron microscope 201 Conduction Conductive thin film 202, 205 frame portion 203 first insulating thin film 204 second insulating thin film 206 conductive packing 207 O-ring 208 outer frame portion 209 insulating member 210 signal detecting portion 211 pressure reducing film 212 spacer 213 injection hole 214 flow path 215 Damper 216 Pressure application valve 217 Drain tank 310 Lock-in amplifier 320 Data recorder 330 PC
340 DC power supply 350 Function generator

Claims (8)

走査電子顕微鏡像の観察システムであって、
一方主面が観察試料の保持面である絶縁性薄膜と該絶縁性薄膜の他方主面に積層された導電性薄膜とを備え、前記絶縁性薄膜の一方主面側には、前記導電性薄膜側から入射された電子線に起因して生じた前記絶縁性薄膜の一方主面の電位に基づく信号を検知する信号検出部が設けられている走査電子顕微鏡用試料ホルダと、
前記試料ホルダを載置する走査電子顕微鏡用試料ステージであって、前記信号検出部により検出された検知信号を増幅して測定信号として出力する回路部を内蔵する試料ステージと、
を用いて走査電子顕微鏡像の観察を行う、システム。
A scanning electron microscope image observation system,
An insulating thin film whose main surface is a holding surface of the observation sample, and a conductive thin film laminated on the other main surface of the insulating thin film, the conductive thin film on one main surface side of the insulating thin film A sample holder for a scanning electron microscope provided with a signal detection unit for detecting a signal based on the potential of one main surface of the insulating thin film generated due to an electron beam incident from the side;
A sample stage for a scanning electron microscope on which the sample holder is mounted, and a sample stage having a built-in circuit unit for amplifying a detection signal detected by the signal detection unit and outputting it as a measurement signal;
System for observing a scanning electron microscope image using
前記走査電子顕微鏡用試料ホルダは、前記絶縁性薄膜の一方主面側に、該絶縁性薄膜と所定の間隔を有するように耐圧性薄膜が設けられており、前記絶縁性薄膜と前記耐圧性薄膜との間に、前記所定の間隔に相当する厚さのスペーサを備えている、請求項1に記載の走査電子顕微鏡像の観察システム。   In the scanning electron microscope sample holder, a pressure-resistant thin film is provided on one main surface side of the insulating thin film so as to have a predetermined distance from the insulating thin film, and the insulating thin film and the pressure-resistant thin film are provided. The scanning electron microscope image observation system according to claim 1, further comprising a spacer having a thickness corresponding to the predetermined interval. 前記スペーサの厚さが40μm以下である、請求項2に記載の走査電子顕微鏡像の観察システム。   The scanning electron microscope image observation system according to claim 2, wherein the spacer has a thickness of 40 μm or less. 前記スペーサは、接着剤、粘着剤、樹脂、ゴム、シリコン部材を主成分とする材質からなる、請求項2に記載の走査電子顕微鏡像の観察システム。   The scanning electron microscope image observation system according to claim 2, wherein the spacer is made of a material mainly composed of an adhesive, an adhesive, a resin, rubber, and a silicon member. 前記走査電子顕微鏡用試料ホルダは、前記絶縁性薄膜と前記耐圧性薄膜との間に、水溶液を潅流させるための流路が設けられている、請求項1〜4の何れか1項に記載の走査電子顕微鏡像の観察システム。   The said sample holder for scanning electron microscopes is provided with the flow path for perfusing aqueous solution between the said insulating thin film and the said pressure | voltage resistant thin film of any one of Claims 1-4. Scanning electron microscope image observation system. 前記測定信号の中から参照信号の周波数成分のみを抽出して得られる出力信号を処理して走査電子顕微鏡像として画像を形成する演算装置を備えている、請求項1〜5の何れか1項に記載の走査電子顕微鏡像の観察システム。   6. The apparatus according to claim 1, further comprising an arithmetic unit that processes an output signal obtained by extracting only a frequency component of a reference signal from the measurement signal to form an image as a scanning electron microscope image. The observation system of the scanning electron microscope image described in 1. 前記演算装置は、前記出力信号を処理して、該出力信号から強度変化周波数の信号成分を抽出し、該抽出された強度変化周波数の信号成分に基づいて画像を形成する、請求項6に記載の走査電子顕微鏡像の観察システム。   The said arithmetic unit processes the said output signal, extracts the signal component of an intensity | strength change frequency from this output signal, and forms an image based on the extracted signal component of an intensity change frequency. Scanning electron microscope image observation system. 前記強度変化周波数の信号成分の抽出は、バンドパスフィルタ法、ロックインアンプ法、自己相関解析法、フーリエ変換解析法の何れかの方法で行われる、請求項7に記載の走査電子顕微鏡像の観察システム。   The signal component of the intensity change frequency is extracted by any one of a bandpass filter method, a lock-in amplifier method, an autocorrelation analysis method, and a Fourier transform analysis method. Observation system.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020084729A1 (en) * 2018-10-25 2020-04-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam device, autofocus processing method for charged particle beam device, and detector
WO2021070338A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15 株式会社日立ハイテク Charged particle beam device
JPWO2021070340A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15
WO2021250879A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-16 株式会社日立ハイテク Charged particle beam device and sample observation method
JPWO2021256412A1 (en) * 2020-06-16 2021-12-23

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63198247A (en) * 1987-02-10 1988-08-16 Shimadzu Corp Signal amplifier built-in type sample holder
JP2003283090A (en) * 2002-03-25 2003-10-03 Nikon Corp Circuit board and aligner equipped with the circuit board
JP2003303565A (en) * 2002-04-10 2003-10-24 Hitachi High-Technologies Corp Electron beam examining device
JP2010097844A (en) * 2008-10-17 2010-04-30 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Scanning electron microscope and its using method
JP2011174784A (en) * 2010-02-24 2011-09-08 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Sample supporting member for x-ray microscope image observation, sample accommodation cell for x-ray microscope image observation, and x-ray microscope
JP2013205079A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Panasonic Corp Biogenic substance measurement method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63198247A (en) * 1987-02-10 1988-08-16 Shimadzu Corp Signal amplifier built-in type sample holder
JP2003283090A (en) * 2002-03-25 2003-10-03 Nikon Corp Circuit board and aligner equipped with the circuit board
JP2003303565A (en) * 2002-04-10 2003-10-24 Hitachi High-Technologies Corp Electron beam examining device
JP2010097844A (en) * 2008-10-17 2010-04-30 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Scanning electron microscope and its using method
JP2011174784A (en) * 2010-02-24 2011-09-08 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Sample supporting member for x-ray microscope image observation, sample accommodation cell for x-ray microscope image observation, and x-ray microscope
JP2013205079A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Panasonic Corp Biogenic substance measurement method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TOSHIHIKO OGURA: "Direct Observation of Unstained Biological Specimens in Water by the Frequency Transmission Elecric-", PLOS ONE, vol. volume9/issue3, JPN6018030173, 20 March 2014 (2014-03-20), JP, pages 92780 - 6, ISSN: 0003947231 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020084729A1 (en) * 2018-10-25 2020-04-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam device, autofocus processing method for charged particle beam device, and detector
JPWO2020084729A1 (en) * 2018-10-25 2021-09-09 株式会社日立ハイテク Charged particle beam device, autofocus processing method of charged particle beam device, and detector
US11538659B2 (en) 2018-10-25 2022-12-27 Hitachi High-Tech Corporation Charged particle beam device, autofocus processing method of charged particle beam device, and detector
JP7218381B2 (en) 2018-10-25 2023-02-06 株式会社日立ハイテク Charged particle beam device, autofocus processing method for charged particle beam device, and detector
WO2021070338A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15 株式会社日立ハイテク Charged particle beam device
JPWO2021070340A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15
WO2021070340A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15 株式会社日立ハイテク Thin film damage detection function and charged particle beam device
WO2021250879A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-16 株式会社日立ハイテク Charged particle beam device and sample observation method
JPWO2021256412A1 (en) * 2020-06-16 2021-12-23
WO2021256412A1 (en) * 2020-06-16 2021-12-23 学校法人中部大学 Observation method employing scanning electron microscope, and sample holder for same
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