JP2016513349A - 走査型電子顕微鏡 - Google Patents

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Abstract

非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、真空下において維持される筐体内に配置された電子源、真空下で維持される筐体の内側環境と、真空下において維持されない筐体の外側環境とを区切る筐体の開口部に配置された電子透過膜であって、電気的に接地されていない電子透過膜、及び、電子検出器として作動している少なくとも１つの非接地電極を含む、走査型電子顕微鏡。【選択図】図１Ａ

Description

関連出願への言及
「走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope）」と表題を付与された２０１３年２月２０日に提出された米国仮特許出願シリアル番号６１／７６６，７６６について参照が本明細書によってなされ、該特許出願の開示が、参照することによって本明細書に組み込まれ、該特許出願の優先権が、３７ＣＦＲ１．７８（ａ）（４）及び（５）（ｉ）に従って本明細書で要求される。
参照が、以下の特許出願公開及び係属中の特許出願についてもなされ、該特許出願公開及び特許出願の内容が、本明細書で参照することによって本明細書中に組み込まれる：
「非真空環境内の物体を観察するためのインターフェース、方法、及び走査型電子顕微鏡（An Interface, A Method For Observing An Object Within A Non-Vacuum Environment and A Scanning Electron Microscope）」と表題を付与され、２００７年１０月２３日に提出された公開ＰＣＴ特許出願番号ＷＯ２００８／０５０３２１；
「走査型電子顕微鏡、非真空環境内の物体を観察するためのインターフェース及び方法（A Scanning Electron Microscope, An Interface and A Method For Observing An Object Within A Non-Vacuum Environment）」と表題を付与され、２００９年７月２日に提出された公開ＰＣＴ特許出願番号ＷＯ２０１０／００１３９９；
「真空装置及び走査型電子顕微鏡（A Vacuumed Device and A Scanning Electron Microscope）」と表題を付与され、２００９年９月２４日に提出された、公開ＰＣＴ特許出願番号ＷＯ２０１２／００７９４１；
「電子顕微鏡撮像システム及び方法（Electron Microscope Imaging System and Method）」と表題を付与され、２０１２年８月２１日に提出された、中国特許出願番号２０１２１０２９９１４９．５
；及び
「方位分解能を改善するための方法（Method For Improving Lateral Resolution）」と表題を付与され、２０１２年６月５日に提出された、米国仮特許出願シリアル番号６１／６５５，５６７。
本発明の分野
本発明は、一般的に走査型電子顕微鏡に関する。
本発明の背景
様々な異なるタイプの走査型電子顕微鏡が知られている。
本発明の概要
本発明は、改善された走査型電子顕微鏡を提供することを試みる。
それゆえに、本発明の好ましい実施の態様に従って、非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、真空下で維持される筐体（enclosure）内に配置される電子源、真空下において維持される筐体の内側環境と、真空下において維持されない筐体の外側環境とを区切る筐体の開口部に配置された電子透過膜であって、電気的に接地されていない電子透過膜、及び電子検出器として作用している少なくとも一つの非接地電極を含む、走査型電子顕微鏡が提供される。
本発明の別の好ましい実施態様に従って、非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、真空下において維持される筐体内に配置された電子源、真空下において維持される筐体の内側環境と、真空下において維持されていない筐体の外側環境とを区切る筐体の開口部に配置された電子透過膜、及び電子透過膜のための支持物として作用しており、かつ、電子検出器の一部として機能する、少なくとも１つの非接地電極を含む、走査型電子顕微鏡も提供される。
本発明の更にもう一つの好ましい実施態様に従って、非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、真空下において維持される筐体内に配置された電子源、真空下において維持される筐体の内側環境と、真空下において維持されない筐体の外側環境とを区切る筐体の開口部に配置された電子透過膜、電子透過膜のための支持物として作用しており、かつ、電子検出器の一部として機能している第１の非接地電極、及びサンプル支持物に結合されて作用しており、かつ、電子検出器の一部として機能する第２の非接地電極を含み、概して第１及び第２の電極の間の容積が、概して２気圧より小さい陽圧において維持される、走査型電子顕微鏡が更に提供される。
本発明の更にもう１つの好ましい実施の態様に従って、非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、真空下において維持される筐体の内側に配置された電子源、真空下において維持される筐体の内側環境と、真空下において維持されない筐体の外側環境とを区切る筐体の開口部に配置される電子透過膜、筐体の外側環境においてイオン化気体を提供するために作用しているイオン化気体発生器、及び電子検出器として作用している少なくとも１つの非接地電極を含む、走査型電子顕微鏡が更にまた提供される。
好ましくは、非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡は、筐体の外側環境においてイオン化気体を提供するために作用しているイオン化気体発生器も含む。
本発明の好ましい実施態様に従って、イオン化気体がプラズマを形成する。
本発明の好ましい実施態様に従って、イオン化気体発生器がＲＦコイル及びイオン化光源のうちの少なくとも１つを含む。更に、または代替的に、イオン化気体発生器が加湿器を含む。
好ましくは、イオン化気体が、加湿ヘリウムガスを含む。更に、加湿ヘリウムガスが、２０℃において少なくとも３０％の相対湿度を有する。より好ましくは、加湿ヘリウムガスが２０℃において少なくとも５０％の相対湿度を有する。最も好ましくは、加湿ヘリウムガスが、２０℃において少なくとも９０％の相対湿度を有する。
好ましくは、少なくとも１つの非接地電極が、電子透過膜のための支持物の一部を形成する。
本発明の好ましい実施態様に従って、少なくとも１つの非接地電極がサンプル支持物に結合される。
本発明の好ましい実施態様に従って、少なくとも１つの非接地電極が電流源及び電圧源のうちの少なくとも１つに連結される。
好ましくは、電子検出器が、電流増幅器及び少なくとも１つのソース測定ユニット（ＳＭＵ）のうちの少なくとも１つを含む。
本発明の好ましい実施態様に従って、非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡が、サンプル支持物に結合され、かつ、電子検出器の一部として機能する少なくとも１つの追加的な非接地電極も含む。更に、少なくとも１つの非接地電極と少なくとも１つの追加的な非接地電極との少なくとも１つが、電流源及び電圧源のうちの少なくとも１つに連結される。
好ましくは、第１の非接地電極及び第２の非接地電極のうちの少なくとも１つが、電流源及び電圧源のうちの少なくとも１つに連結される。
図面の簡単な説明
本発明は、図面と併用される以下の詳細な説明からより十分に理解され、認識されるだろう。
図１Ａは、本発明の好ましい実施態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の簡略図である； 図１Ｂは、本発明の好ましい実施態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の簡略図である； 図１Ｃは、本発明の好ましい実施態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の簡略図である； 図１Ｄは、本発明の好ましい実施態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の簡略図である； 図１Ｅは、本発明の好ましい実施態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の簡略図である； 図１Ｆは、本発明の好ましい実施態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の簡略図である； 図２Ａは、図１Ａ〜１Ｆのいずれかの走査型電子顕微鏡において役立つ５つの代替的電極構造の簡略図である； 図２Ｂは、図１Ａ〜１Ｆのいずれかの走査型電子顕微鏡において役立つ５つの代替的電極構造の簡略図である； 図２Ｃは、図１Ａ〜１Ｆのいずれかの走査型電子顕微鏡において役立つ５つの代替的電極構造の簡略図である； 図２Ｄは、図１Ａ〜１Ｆのいずれかの走査型電子顕微鏡において役立つ５つの代替的電極構造の簡略図である； 図２Ｅは、図１Ａ〜１Ｆのいずれかの走査型電子顕微鏡において役立つ５つの代替的電極構造の簡略図である； 図３Ａは、図１Ａ〜２Ｅのいずれかの走査型電子顕微鏡において有用な２つの代替的なサンプルホルダー電極構造の簡略図である； 図３Ｂは、図１Ａ〜２Ｅのいずれかの走査型電子顕微鏡において有用な２つの代替的なサンプルホルダー電極構造の簡略図である；ならびに 図４Ａ及び４Ｂは、上に示すタイプの走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の様々な異なる電気的接続の簡略図である。 図４Ｃ及び４Ｄは、上に示すタイプの走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の様々な異なる電気的接続の簡略図である。 図４Ｅ及び４Ｆは、上に示すタイプの走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の様々な異なる電気的接続の簡略図である。 図４Ｇ及び４Ｈは、上に示すタイプの走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の様々な異なる電気的接続の簡略図である。
好ましい実施態様の詳細な説明
図１Ａについてこれから参照がなされ、該図１Ａは、本発明の好ましい実施態様に従って構成され、かつ、作動している走査型電子顕微鏡１００を示す。本発明の好ましい実施態様に従って、走査型電子顕微鏡１００は、従来の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）カラム（column）１０２を含み、該カラム１０２の例は、ジェミニ（登録商標）カラムを基礎にしたＳＥＭの一部を形成するＳＥＭカラムであり、該ジェミニ（登録商標）カラムは、ドイツ国オーバーコッヘンのカールツァイスＳＭＴ有限会社から市販されている。ＳＥＭカラム１０２は、ＳＥＭカラム１０２の光軸１０６に沿って配置されたビーム開口部１０４を有する。ＳＥＭカラム１０２は、通常、真空下において維持される。
真空インターフェース１０８は、通常、管（conduit）１０９を経由して真空ポンプ（図示せず）に連結された真空筐体の形態において、ビーム開口部１０４におけるＳＥＭカラム１０２の内側と周囲環境との間をインターフェースで接続し、真空を保持するビーム透過膜１１０を有して形成され、該膜１１０は、ビーム開口部１０４とともに光軸１０６に沿って一直線に並べられる。
膜１１０は、好ましくは、米国ペンシルベニア州ウェストチェスターのＳＰＩサプライから市販されているモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ膜である。本発明の好ましい実施態様に従って、膜１１０は電気的に接地されない。膜１１０の厚さは、ナノメートルの範囲内であり、縮尺通りには示されないことが留意される。
本発明の好ましい実施態様に従って、膜１１０が、膜ホルダー１１２によって真空インターフェース１０８上に支持され、該膜ホルダー１１２は、通常、ステンレス鋼等の電気的導体からなる開口を備えたディスクの形態である。膜ホルダー１１２は、密閉されて電気絶縁体１１４の下にあり、該電気的絶縁体１１４も、通常、開口を備えたディスクの形態である。電気絶縁体１１４は、真空インターフェース１０８の内面基底フランジ部１１６に密閉されて取り付けられる。
ここでは参照符号１２０によって指定されたサンプルが、膜１１０の下側に配置され、通常、最大５００ミクロンの距離だけ膜１１０から距離をあけられ、光軸１０６に沿う向きを有する電子ビームが、これに作用するように位置を合わせられる。サンプル１２０は、好ましくはサンプルホルダー１２２によって支持される。サンプルホルダー１２２は、好ましくはステンレス鋼又はアルミニウム等の電気的導体からなり、接地されない。サンプルホルダー１２２は、好ましくは電気絶縁体１２４を介してサンプルマウント（sample mount）１２６上に支持され、該サンプルマウント１２６が、サンプルマニピュレータ１２８の一部を構成し得る。
好ましくは、ヘリウムまたは窒素等の気体が、通常、１以上の供給管１３０によって膜１１０及びサンプル１２０の間のスペースに投入される。
加湿ヘリウムガスが１以上の供給管１３０を介して投入されることが、本発明の実施の態様の特有の特徴である。好ましくは、米国ミシガン州アナーバーのＭｅｄＡｒｒａｙ社からのＰＤＭＳＸＡ−２５００等の加湿器１４０に少なくとも９９％純粋なヘリウムガスを通過させることによって、加湿ヘリウムガスがもたらされる。好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも３０％であり、より好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも５０％であり、最も好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも９０％である。
本発明の好ましい実施の態様に従って、第１電極として作動している膜ホルダー１１２と、第２電極として作動しているサンプルホルダー１２２との間に形成された容積が、２気圧より小さい陽圧において維持される。
図１Ｂについての参照がこれからなされ、該図１Ｂは、本発明の別の好ましい実施の態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡２００を示す。本発明の好ましい実施態様に従って、走査型電子顕微鏡２００は、従来のＳＥＭカラム２０２を含み、該ＳＥＭカラム２０２の例は、ジェミニ（登録商標）カラムを基礎にしたＳＥＭの一部を形成するＳＥＭカラムであり、該ジェミニ（登録商標）カラムは、ドイツ国オーバーコッヘンのカールツァイスＳＭＴ有限会社から市販されている。ＳＥＭカラム２０２は、ＳＥＭカラム２０２の光軸２０６に沿って配置されたビーム開口部２０４を有する。ＳＥＭカラム２０２は、通常、真空下において維持される。
真空インターフェース２０８は、通常、管２０９を介して真空ポンプ（図示せず）に連結される真空筐体の形態において、ビーム開口部２０４のＳＥＭカラム２０２の内側と周囲環境との間をインターフェースで接続し、真空を保持するビーム透過膜２１０を有して形成され、該膜２１０は、光軸２０６に沿ってビーム開口部２０４とともに一直線に並べられる。
膜２１０は、好ましくは、米国ペンシルベニア州ウェストチェスターのＳＰＩサプライから市販されているモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ膜である。本発明の好ましい実施態様に従って、膜２１０は、電気的に接地されない。膜２１０の厚さは、ナノメートルの範囲であり、縮尺通りには示されないことが留意される。
本発明の好ましい実施の態様に従って、膜２１０は、膜ホルダー２１２によって真空インターフェース２０８上に支持され、該膜ホルダー２１２は、通常、ステンレス鋼等の電気的導体からなる開口部を備えたディスクの形態である。膜ホルダー２１２は、密閉されて電気絶縁体２１４の下にあり、該電気絶縁体２１４も、通常、開口部を備えたディスクの形態である。電気絶縁体２１４は、真空インターフェース２０８の内面基底フランジ部２１６上に密閉されて取り付けられる。
サンプルは、ここでは参照符号２２０によって指定され、膜２１０の下側に配置され、通常、最大５００ミクロンの距離だけ膜２１０から間隔を空け、光軸２０６に沿う向きを有する電子ビームがこれに作用するように、位置を合わせられる。サンプル２２０は、好ましくはサンプルホルダー２２２によって支持される。サンプルホルダー２２２は、好ましくはステンレス鋼またはアルミニウム等の電気的導体からなり、応用法に応じて、接地されてもよく、接地されなくてもよい。サンプルホルダー２２２は、電気絶縁体２２４を介してサンプルマウント２２６上に支持され得、該サンプルマウント２２６は、サンプルマニピュレータ２２８の一部を形成し得る。
好ましくは、ヘリウムまたは窒素等の気体は、通常、１以上の供給管２３０によって膜２１０及びサンプル２２０の間のスペースに投入される。本発明の好ましい実施態様に従って、ＲＦコイル２３２が、好ましくは管２３０を取り囲んで提供されて、この中を通過する気体をイオン化させ、ひいては膜２１０及びサンプル２２０の間のスペースにプラズマを生成する。
加湿ヘリウムガスが１以上の供給管２３０を介して投入されることが、本発明の実施の態様の特有の特徴である。好ましくは、加湿ヘリウムガスが、少なくとも９９％純粋なヘリウムガスを、米国ミシガン州アナーバーのＭｅｄＡｒｒａｙ社からのＰＤＭＳＸＡ―２５００等の加湿器２４０に通過させることによってもたらされる。好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度が、２０℃において少なくとも３０％であり、より好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度が、２０℃において少なくとも５０％であり、また、最も好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度が、２０℃において少なくとも９０％である。
本発明の好ましい実施態様に従って、第１電極として作用している膜ホルダー２１２と、第２電極として作用しているサンプルホルダー２２２との間に形成された容積が、２気圧より小さい陽圧において維持される。
図１Ｃに対してこれから参照がなされ、該図１Ｃは、本発明の別の好ましい実施態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡３００を示す。本発明の好ましい実施態様に従って、走査型電子顕微鏡３００が従来のＳＥＭカラム３０２を含み、該ＳＥＭカラム３０２の例は、ジェミニ（登録商標）カラムを基礎にしたＳＥＭの一部を形成するＳＥＭカラムであり、該ジェミニ（登録商標）カラムは、ドイツ国オーバーコッヘンのカールツァイスＳＭＴ有限会社から市販され、ＳＥＭカラム３０２は、ＳＥＭカラム３０２の光軸３０６に沿って配置されたビーム開口部３０４を有する。ＳＥＭカラム３０２は、通常、真空下において維持される。
真空インターフェース３０８は、通常、管３０９を介して真空ポンプ（図示しない）に連結された真空筐体の形態において、ビーム開口部３０４においてＳＥＭカラム３０２の内側と、周辺環境とをインターフェースで接続し、真空インターフェース３０８は、真空を保持するビーム透過膜３１０を有して形成され、該膜３１０は、光軸３０６に沿ってビーム開口部３０４とともに一直線に並べられる。
膜３１０は、好ましくは、米国ペンシルベニア州ウェストチェスターＳＰＩサプライから市販されているモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ膜である。本発明の好ましい実施態様に従って、膜３１０は、電気的に接地されない。膜３１０の厚さは、ナノメートルの範囲内であり、縮尺通りには示されないことが留意される。
本発明の好ましい実施態様に従って、膜３１０が、膜ホルダー３１２によって真空インターフェース３０８上に支持され、該膜ホルダー３１２は、通常、ステンレス鋼等の電気的導体からなる開口部を有するディスクの形態である。膜ホルダー３１２は、密閉されて電気絶縁体３１４の下にあり、該電気絶縁体３１４も、通常、開口を有するディスクの形態である。電気絶縁体３１４は、真空インターフェース３０８の内面基底フランジ部３１６上に密閉されて取り付けられる。
ここでは参照符号３２０によって指定されたサンプルが、膜３１０の下に配置され、通常、最大５００ミクロンの距離だけ膜３１０から間隔を空けられ、光軸３０６に沿って向けられる電子ビームがこれに作用するように位置合わせされる。サンプル３２０は、好ましくはサンプルホルダー３２２によって支持される。サンプルホルダー３２２は、好ましくはステンレス鋼またはアルミニウム等の電気的導体からなり、応用法に応じて、接地されてもよく、接地されなくてもよい。サンプルホルダー３２２は、電気絶縁体３２４を介してサンプルマウント３２６上に支持され得、該サンプルマウント３２６が、サンプルマニピュレータ３２８の一部を形成し得る。
好ましくは、ヘリウムまたは窒素等の気体が、通常、１以上の供給管３３０によって膜３１０及びサンプル３２０の間のスペースに投入される。本発明の好ましい実施の態様に従って、膜３１０及びサンプル３２０の間のスペースの横に、ＲＦコイル３３２がもたらされて、この内部に位置する気体をイオン化し、ひいては膜３１０及びサンプル３２０の間のスペースにおいてプラズマを生成する。
加湿ヘリウムガスが１以上の供給管３３０を介して投入されることが、本発明の実施の態様の特有の特徴である。好ましくは、加湿ヘリウムガスが、少なくとも９９％純粋なヘリウムガスを、米国ミシガン州アナーバーのＭｅｄＡｒｒａｙ社からのＰＤＭＳＸＡ−２５００等の加湿器３４０に通過させることによってもたらされる。好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも３０％であり、より好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度が、２０℃において少なくとも５０％であり、最も好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度が、２０℃において少なくとも９０％である。
本発明の好ましい実施の態様に従って、第１電極として作用している膜ホルダー３１２と、第２電極として作用しているサンプルホルダー３２２との間に形成された容積が、２気圧より小さい陽圧において維持される。
これから図１Ｄに対する参照がなされ、該図１Ｄは、本発明の別の好ましい実施の態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡４００を示す。本発明の好ましい実施態様に従って、走査型電子顕微鏡４００は、従来のＳＥＭカラム４０２を含み、ＳＥＭカラム４０２の例は、ジェミニ（登録商標）カラムを基礎にしたＳＥＭの一部を形成するＳＥＭカラムであり、該ジェミニ（登録商標）カラムは、ドイツ国オーバーコッヘンのカールツァイスＳＭＴ有限会社から市販され、ＳＥＭカラム４０２は、ＳＥＭカラム４０２の光軸４０６に沿って配置されるビーム開口部４０４を有する。ＳＥＭカラム４０２は、真空下において通常、維持される。
真空インターフェース４０８は、通常、管４０９を介して真空ポンプ（図示せず）に連結された真空筐体の形態において、ビーム開口部４０４におけるＳＥＭカラム４０２の内側と周辺環境との間をインターフェースで接続し、真空を保持するビーム透過膜４１０を有して形成され、該膜４１０が、光軸４０６に沿ってビーム開口部４０４とともに一直線に並べられる。
膜４１０は、好ましくは、米国ペンシルベニア州ウェストチェスターのＳＰＩサプライから市販されるモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ膜である。本発明の好ましい実施態様に従って、膜４１０が電気的に接地されない。膜４１０の厚さは、ナノメートルの範囲内であり、縮尺通りには示されないことが留意される。
本発明の好ましい実施態様に従って、膜４１０が、膜ホルダー４１２によって真空インターフェース４０８上に支持され、該膜ホルダー４１２は、通常、ステンレス鋼等の電気的導体からなる開口部を有するディスクの形態である。膜ホルダー４１２は、密閉されて電気絶縁体４１４の下にあり、該電気絶縁体４１４も、通常、開口を有するディスクの形態である。電気絶縁体４１４は、真空インターフェース４０８の内面基底フランジ部４１６上に密閉されて取り付けられる。
ここでは参照符号４２０によって指定されるサンプルが、膜４１０の下側に配置され、通常、最大５００ミクロンの距離だけ膜４１０から間隔を空け、光軸４０６に沿って向けられる電子ビームがこれに作用するように位置を合わせられる。サンプル４２０は、好ましくはサンプルホルダー４２２によって支持される。サンプルホルダー４２２は、好ましくはステンレス鋼またはアルミニウム等の電気的導体からなり、応用法に応じて、接地されてもよく、接地されなくてもよい。サンプルホルダー４２２は、電気絶縁体４２４を介してサンプルマウント４２６上に支持され得、該サンプルマウント４２６が、サンプルマニピュレータ４２８の一部を形成し得る。
好ましくは、ヘリウムまたは窒素等の気体が、膜４１０及びサンプル４２０の間のスペースに通常、１以上の供給管４３０によって投入される。本発明の好ましい実施態様に従って、レーザまたは水銀ランプ等のイオン化光源４３４が、膜４１０及びサンプル４２０の間のスペースの横に提供されて、この内部に配置された気体をイオン化し、ひいては、膜４１０及びサンプル４２０の間のスペースにおいてプラズマを生成する。
加湿ヘリウムガスが１以上の供給管４３０を介して投入されるということが、本発明の実施態様の特有の特徴である。好ましくは、少なくとも９９％純粋なヘリウムガスを、米国ミシガン州アナーバーのＭｅｄＡｒｒａｙ社からのＰＤＭＳＸＡ−２５００等の加湿器４４０に通過させることによって、加湿ヘリウムガスがもたらされる。好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも３０％、より好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも５０％、最も好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも９０％である。
本発明の好ましい実施態様に従って、第１電極として作用している膜ホルダー４１２と、第２電極として作用しているサンプルホルダー４２２との間に形成される容積が、２気圧よりも小さい陽圧において維持される。
これから図１Ｅに対する参照がなされ、該図１Ｅは、本発明の別の好ましい実施態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡５００を示す。本発明の好ましい実施態様に従って、走査型電子顕微鏡５００は、従来のＳＥＭカラム５０２を含み、該ＳＥＭカラム５０２の例は、ジェミニ（登録商標）カラムを基礎にしたＳＥＭの一部を形成するＳＥＭカラムであり、該ジェミニ（登録商標）カラムは、ドイツ国オーバーコッヘンのカールツァイスＳＭＴ有限会社から市販され、該ＳＥＭカラムが、ＳＥＭカラム５０２の光軸５０６に沿って配置されたビーム開口部５０４を有する。ＳＥＭカラム５０２は、通常、真空下において維持される。
真空インターフェース５０８は、通常、管５０９を介して真空ポンプ（図示せず）に連結された真空筐体の形態において、ビーム開口部５０４におけるＳＥＭカラム５０２の内側と周辺環境との間をインターフェースで接続し、真空インターフェース５０８は、真空を保持するビーム透過膜５１０とともに形成され、該膜５１０が、光軸５０６に沿ってビーム開口部５０４とともに一直線に並べられる。
膜５１０は、好ましくは米国ペンシルベニア州ウェストチェスターのＳＰＩサプライから市販されるモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ膜である。本発明の好ましい実施態様に従って、膜５１０は、電気的に接地されない。膜５１０の厚さは、ナノメートルの範囲であり、縮尺通りには示されないことが留意される。
本発明の好ましい実施態様に従って、膜５１０が、膜ホルダー５１２によって真空インターフェース５０８上に支持され、該膜ホルダー５１２は、通常、ステンレス鋼等の電気的導体からなる開口部を有するディスクの形態である。膜ホルダー５１２が、密閉されて電気絶縁体５１４の下にあり、該電気絶縁体５１４も、通常、開口部を有するディスクの形態である。電気絶縁体５１４は、真空インターフェース５０８の内面基底フランジ部５１６上に密閉されて取り付けられる。
ここでは、参照符号５２０によって指定されたサンプルが、膜５１０の下側に配置され、通常最大５００ミクロンの距離だけ膜５１０から間隔を空けて、光軸５０６に沿って向けられる電子ビームがこれに作用するように位置を合わせられる。サンプル５２０は、好ましくはサンプルホルダー５２２によって支持される。サンプルホルダー５２２は、好ましくはステンレス鋼またはアルミニウム等の電気的導体からなり、応用法に応じて、接地されていてもよく、接地されなくてもよい。サンプルホルダー５２２は、電気絶縁体５２４を介してサンプルマウント５２６上に支持され得、該サンプルマウント５２６が、サンプルマニピュレータ５２８の一部を形成し得る。
好ましくは、ヘリウムまたは窒素等の気体が、通常、１以上の供給管５３０によって膜５１０及びサンプル５２０の間のスペースに投入される。本発明の好ましい実施の態様に従って、レーザまたは水銀ランプ等のイオン化光源５３４が、真空インターフェース５０８及び膜５１０を通ってイオン化光線を案内して、膜５１０及びサンプル５２０の間のスペースに配置された気体をイオン化し、ひいては膜５１０及びサンプル５２０の間の空間においてプラズマを生成する。
加湿ヘリウムガスが１以上の供給管５３０を介して投入されることが、本発明の実施の態様に特有の特徴である。好ましくは、加湿ヘリウムガスは、少なくとも９９％純粋なヘリウムガスを、米国ペンシルベニア州アナーバーのＭｅｄＡｒｒａｙ社からのＰＤＭＳＸＡ−２５００等の加湿器５４０に通過させることによってもたらされる。好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも３０％であり、より好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも５０％であり、最も好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも９０％である。
本発明の好ましい実施の態様に従って、第１電極として作用している膜ホルダー５１２と、第２電極として作用しているサンプルホルダー５２２との間に形成される容積が、２気圧より小さい陽圧において維持される。
これから図１Ｆについての参照がなされ、該図１Ｆは、本発明の別の好ましい実施態様に従って構成され、作動している走査型電子顕微鏡６００を示す。本発明の好ましい実施態様に従って、走査型電子顕微鏡６００が、従来のＳＥＭカラム６０２を含み、該ＳＥＭカラム６０２の例は、ジェミニ（登録商標）カラムを基礎にしたＳＥＭの一部を形成するＳＥＭカラムであり、該ジェミニ（登録商標）カラムは、ドイツ国オーバーコッヘンのカールツァイスＳＭＴ有限会社から市販され、ＳＥＭカラム６０２は、ＳＥＭカラム６０２の光軸６０６に沿って配置されたビーム開口部６０４を有する。ＳＥＭカラム６０２は、通常、真空下において維持される。
真空インターフェース６０８は、通常、管６０９を介して真空ポンプ（図示せず）に連結された真空筐体の形態において、ビーム開口部６０４におけるＳＥＭカラム６０２の内側と周辺環境とをインターフェースで接続し、真空を保持するビーム透過膜６１０を有して形成され、該膜６１０が、光軸６０６に沿ってビーム開口部６０４とともに一直線に並べられる。
膜６１０は、好ましくは米国ペンシルベニア州ウェストチェスターのＳＰＩサプライから市販されるモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ膜である。本発明の好ましい実施の態様に従って、膜６１０は、電気的に接地されない。膜６１０の厚さは、ナノメートルの範囲であり、縮尺通りには示されないことが留意される。
本発明の好ましい実施の態様に従って、膜６１０が、膜ホルダー６１２を用いて、真空インターフェース６０８上に支持され、該膜ホルダーは、通常、ステンレス鋼等の電気的導体からなる開口部を有するディスクの形態である。膜ホルダー６１２が、密閉されて電気絶縁体６１４の下にあり、該電気絶縁体６１４も、通常、開口部を有するディスクの形態である。電気絶縁体６１４は、真空インターフェース６０８の内面基底フランジ部６１６上に密閉されて取り付けられる。
ここでは参照符号６２０によって指定されるサンプルは、膜６１０の下側に配置され、通常、最大５００ミクロンの距離だけ膜６１０から間隔を空けられ、光軸６０６に沿って向けられる電子ビームがこれに作用するように位置を合わせられる。サンプル６２０は、好ましくはサンプルホルダー６２２によって支持される。サンプルホルダー６２２は、好ましくはステンレス鋼またはアルミニウム等の電気的導体からなり、応用法に応じて、接地されてもよく、接地されなくてもよい。サンプルホルダー６２２は、電気絶縁体６２４を介してサンプルマウント６２６上に支持され得、該サンプルマウント６２６が、サンプルマニピュレータ６２８の一部を構成し得る。
好ましくは、ヘリウムまたは窒素等のガスが、通常、１以上の供給管６３０によって膜６１０及びサンプル６２０の間のスペースに投入される。本発明の好ましい実施の態様に従って、電子ビーム源６３４が、好ましくは１〜１０ＫｅＶのエネルギーを有する電子ビームを、真空インターフェース６０８及び膜６１０を通って案内して、膜６１０及びサンプル６２０の間のスペースに配置される気体をイオン化し、ひいては膜６１０及びサンプル６２０の間のスペースにおいてプラズマを生成する。
加湿ヘリウムガスが１以上の供給管６３０を介して投入されるということが、本発明の実施態様の特有の特徴である。好ましくは、加湿ヘリウムガスは、少なくとも９９％純粋なヘリウムガスを米国ミシガン州アナーバーのＭｅｄＡｒｒａｙ社からのＰＤＭＳＸＡ−２５００等の加湿器６４０に通過させることによってもたらされる。好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも３０％であり、より好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも５０％であり、最も好ましくは、加湿ヘリウムガスの相対湿度は、２０℃において少なくとも９０％である。
本発明の好ましい実施態様に従って、第１電極として作用している膜ホルダー６１２と、第２電極として作用しているサンプルホルダー６２２との間に形成される容積は、２気圧より小さい陽圧において維持される。
これから図２Ａ〜２Ｅに対する言及がなされ、該図２Ａ〜２Ｅは、図１Ａ〜１Ｆのいずれかの走査型電子顕微鏡において有用な５つの代替的電極構造の簡略図である。
図２Ａを見ると、ここでは、真空を保持するビーム透過膜は、電導性周辺膜支持フレーム７００を含むことがわかり、該支持フレーム７００は、通常、シリコンまたはステンレス鋼からなり、該支持フレーム７００には、相対的な薄膜部７０２が取り付けられ、該薄膜部７０２は、好ましくは１００ｎｍより薄い厚さ、より好ましくは２〜５０ｎｍの間の、好ましくはシリコン窒化物、シリコン、炭素、またはポリマーからなる。かかる膜支持フレーム７００及び薄膜部７０２の一例は、米国ペンシルベニア州ウェストチェスターのＳＰＩサプライから市販されるモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ３０ｎｍ窒化ケイ素膜である。
膜支持フレーム７００は、電導性膜支持物７０４に密閉されて接着される。該電導性膜支持物７０４は、今度は電気絶縁用ディスク７０６の下に密閉されて取り付けられる。絶縁用ディスク７０６は、真空インターフェース７１０のフランジ部７０８の底面に密閉されて取り付けられる。該真空インターフェース７１０は、好ましくはフランジ部７０８及び絶縁用ディスク７０６の間の密閉を強化するためのシーリングリング７１２を有して形成される。
これから図２Ｂを見ると、ここでは、真空を保持するビーム透過膜が、電導性周辺膜支持フレーム７２０を含むことが分かり、該膜支持フレーム７２０は、通常、シリコンまたはステンレス鋼からなり、該膜支持フレーム７２０上には、相対的な薄膜部７２２が取り付けられ、該薄膜部７２２は、好ましくは１００ｎｍより薄い厚さ、より好ましくは２〜５０ｎｍの間の厚さの、好ましくは窒化ケイ素、シリコン、炭素、またはポリマーからなる。かかる膜支持フレーム７２０及び薄膜部７２２の一例は、米国ペンシルベニア州ウェストチェスターのＳＰＩサプライから市販されるモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ３０ｎｍ窒化ケイ素膜である。
膜支持フレーム７２０は、電気絶縁用ディスク７２６の下に密閉されて取り付けられる。絶縁用ディスク７２６は、真空インターフェース７３０のフランジ部７２８の底面に密閉されて取り付けられ、該真空インターフェース７３０は、好ましくはフランジ部７２８及び絶縁用ディスク７２６の間の密閉を強化するためのシーリングリング７３２を有して形成される。
これから図２Ｃを見れば、ここでは、真空を保持するビーム透過膜が周辺膜支持フレーム７４０を含むことが分かり、該支持フレーム７４０が、通常、シリコンまたはステンレス鋼からなり、該支持フレーム７４０上に取り付けられるのは、相対的な薄膜部７４２であり、該薄膜部７４２は、好ましくは１００ｎｍより薄い厚さ、より好ましくは２〜５０ｎｍの間の厚さの好ましくは窒化ケイ素、シリコン、炭素、またはポリマーからなる。かかる膜支持フレーム７４０及び薄膜部７４２の一例は、米国ペンシルベニア州ウェストチェスターのＳＰＩサプライから市販されるモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ３０ｎｍ窒化ケイ素膜である。
膜支持フレーム７４０は、電導性膜支持物７４４に密閉されて接着され、該膜支持物７４４が、今度は電気絶縁用ディスク７４６の下に密閉されて取り付けられる。絶縁用ディスク７４６は、真空インターフェース７５０のフランジ部７４８の底面に密閉されて接着され、該真空インターフェース７５０が、好ましくはフランジ部７４８及び絶縁用ディスク７４６の間の密閉を強化するためのシーリングリング７５２を有して形成される。
図２Ａの実施態様と区別されるように、絶縁用ディスク７５６に接着され、かつ、絶縁用ディスク７５６の下にある導電性ディスク７５４が更にもたらされ、該絶縁用ディスク７５６が今度は導電性膜支持物７４４に接着され、導電性膜支持物７４４の下にある。
これから図２Ｄを見ると、ここでは、真空を保持するビーム透過膜が、周辺膜支持フレーム７６０を含むことが分かり、該膜支持フレーム７６０が、通常、シリコンまたはステンレス鋼からなり、膜支持フレーム７６０上に取り付けられるのは、相対的な薄膜部７６２であり、該薄膜部７６２は、好ましくは１００ｎｍより薄い厚さ、より好ましくは２〜５０ｎｍの間の厚さの、好ましくは窒化ケイ素、シリコン、炭素、またはポリマーである。かかる膜支持フレーム７６０及び薄膜部７６２の一例は、米国ペンシルベニア州ウェストチェスターのＳＰＩサプライから市販されるモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ３０ｎｍ窒化ケイ素膜である。
膜支持フレーム７６０は、膜支持物７６４に密閉されて接着され、該膜支持物７６４が、今度は電気絶縁用ディスク７６６の下に密閉して取り付けられる。絶縁用ディスク７６６は、真空インターフェース７７０のフランジ部７６８の底面に密閉されて接着され、該真空インターフェース７７０は好ましくはフランジ部７６８及び絶縁用ディスク７６６の間の密閉を強化するためのシーリングリング７７２を有して形成される。
図２Ａの実施の態様から区別されるように、ここでは、膜支持フレーム７６０及び膜支持物７６４は、導電性であってもなくてもよく、膜支持フレーム７６０及び膜支持物７６４に接着されてこれらの下にある導電層７７４が更にもたらされる。
これから図２Ｅを見ると、ここでは、真空を保持するビーム透過膜が、周辺膜支持フレーム７８０を含むことが分かり、該周辺膜支持フレーム７８０は、通常、シリコンまたはステンレス鋼からなり、該周辺膜支持フレーム７８０に取り付けられるのは、相対的な薄膜部７８２であり、該薄膜部７８２は、好ましくは１００ｎｍよりも薄い厚さ、より好ましくは２〜５０ｎｍの間の厚さの、好ましくは窒化ケイ素、シリコン、炭素、またはポリマーである。かかる膜支持フレーム７８０及び薄膜部７８２の一例は、米国ペンシルベニア州ウェストチェスターＳＰＩサプライから市販されるモデル４１０４ＳＮ―ＢＡ３０ｎｍ窒化ケイ素膜である。
膜支持フレーム７８０は、膜支持物７８４に密閉されて接着され、該膜支持物７８４が今度は電気絶縁用ディスク７８６の下に密閉されて取り付けられる。絶縁用ディスク７８６は、真空インターフェース７９０のフランジ部７８８の底面に密閉されて取り付けられ、該真空インターフェース７９０は、好ましくはフランジ部７８８及び絶縁用ディスク７８６の間の密閉を強化するためのシーリングリング７９２を有して形成される。
図２Ｄの実施の態様と区別されるように、ここでは、膜支持フレーム７８０及び膜支持物７８４は導電性であり、絶縁層７９４は、導電層７９５及び膜支持フレーム７８０及び膜支持物７８４の間に入れられる。この構造において、導電層７９５は、連続している必要はなく、例えば、図示するように互いに電気絶縁された四分円（electrically insulated quadrants）７９６，７９７，７９８及び７９９に配置されてもよい。絶縁層７９４は、ここでは、概してディスク状の形状を有することが分かる。
これから図３Ａ及び３Ｂに対して言及がなされ、図１Ａ〜２Ｅのいずれかの走査型電子顕微鏡において有用な２つの代替的なサンプルホルダー電極構造の簡略図である。
図３Ａを見ると、サンプルホルダーは、サンプルホルダーベースエレメント８００を含むことが分かり、該ベースエレメント８００は、通常、環状ベース部８０２及び円周シリンダー側壁８０４を含み、これらとともに一体的に形成される。ベースエレメント８００は、好ましくはアルミニウムまたはステンレス鋼等の電導体からなり、好ましくはサンプルマニピュレータ８０６上に取り付けられる。
好ましくは、環状ベース８０２上に配置された電気絶縁用ディスク８０８がもたらされ、該電気絶縁用ディスク８０８上には、好ましくはディスク８１０が配置され、該ディスク８１０は、電導性材料、通常、アルミニウムまたはステンレス鋼からなる。サンプル８１２は、少なくとも１つの電子ビームによって作用されるように、ディスク８１０上に取り付けられ得る。
図３Ｂを見ると、ここでは、サンプルホルダーが、図３Ａの実施態様と同様に、サンプルホルダーベースエレメント８２０を含むことが分かり、該ベースエレメント８２０は、通常、環状ベース部８２２及び円周シリンダー側壁８２４を含み、これらと一体的に形成される。ベースエレメント８２０は、好ましくはアルミニウムまたはステンレス鋼等の電導体からなり、好ましくはサンプルマニピュレータ８２６に取り付けられる。
好ましくは、環状ベース８２２に配置された電気絶縁用ディスク８２８がもたらされ、該電気絶縁用ディスク８２８上に配置されるのは、好ましくはディスク８３０であり、該ディスク８３０は、電導性材料、通常、アルミニウムまたはステンレス鋼からなる。サンプル８３２は、少なくとも１の電子ビームによって作用されるように、ディスク８３０上に取り付けられ得る。
図３Ａの実施態様と区別されるように、図３Ｂの実施態様において更なる電導性の開口部を有するディスク８３４がもたらされ、該ディスク８３４はベースエレメント８２０上に取り付けられ、電気絶縁性リング８３６によってこれから電気的に絶縁される。
これから図４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇ及び４Ｈに対して参照がなされ、該図４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇ及び４Ｈは、本明細書中に先に示されたタイプの走査型電子顕微鏡の様々な実施態様の様々な異なる電気的接続の簡略図である。
図４Ａを見ると、膜ホルダー９００の構造は、図２Ｃに示すものと同様であり、サンプルホルダー９０２の構造は、図３Ａに示すものと同様であることが分かる。導電性ディスク８１０（図３Ａ）が電極として動作し、電圧源９０４に連結されることが分かる。開口部を有するディスク７５４（図２Ｃ）は、グランドに連結されたときに追加的な電極として動作し、開口部を有するディスク７４４は、出力電極として動作し、電流増幅器９０６を介して検出回路（図示せず）に連結されることが分かる。
図４Ｂを見ると、膜ホルダー９１０の構造は、図２Ｃに示されたものと同様であり、サンプルホルダー９１２の構造は、図３Ａに示されたものと同様であることが分かる。導電性ディスク８１０（図３Ａ）は、電極として動作し、電流源９１４に連結されることが分かる。開口部を有するディスク７５４（図２Ｃ）は、グランドに連結されたときに追加的な電極として動作し、開口部を有するディスク７４４は、出力電極として動作し、電流増幅器９１６を介して検出回路（図示せず）に連結されることも分かった。
図４Ｃを見ると、膜ホルダー９２０の構造は、図２Ｃに示されるものと同様であり、サンプルホルダー９２２の構造は、図３Ａに示すものと同様である。導電性ディスク８１０（図３Ａ）は、浮遊しており、グランドとも電圧源または電流源とも連結されていないことが分かる。開口部を有するディスク７５４（図２Ｃ）は、グランドに連結されたときに電極として動作し、開口部を有するディスク７４４は、出力電極として動作し、電流増幅器９２４を介して検出回路（図示せず）に連結されることも分かる。
図４Ｄを見ると、膜ホルダー９３０の構造は、図２Ｃに示すものと同様であり、サンプルホルダー９３２の構造は、図３Ａに示すものと同様であることが分かる。開口部を有するディスク７４４（図２Ｃ）は、電極として動作し、電圧源９３４に連結されることが分かる。開口部を有するディスク７５４（図２Ｃ）は、グランドに連結されるときに追加的な電極として動作し、導電性ディスク８１０（図３Ａ）は、出力電極として動作し、電流増幅器９３６を介して検出回路（図示せず）に連結されることも分かる。
図４Ｅを見ると、膜ホルダー９４０の構造は、図２Ｃに示すものと同様であり、サンプルホルダー９４２の構造は、図３Ａに示すものと同様であることが分かる。開口部を有するディスク７４４（図２Ｃ）は、電極として動作し、電流源９４４に連結されることが分かる。開口部を有するディスク７５４（図２Ｃ）は、グランドに連結されるときに追加的な電極として動作し、導電性ディスク８１０（図３Ａ）が、出力電極として動作し、電流増幅器９４６を介して検出回路（図示せず）に連結されることも分かる。
図４Ｆを見ると、膜ホルダー９５０の構造は、図２Ｃに示すものと同様であり、サンプルホルダー９５２の構造は、図３Ａに示すものと同様であることが分かる。開口部を有するディスク７４４（図２Ｃ）は、浮遊しており、グランドとも電圧源または電流源とも連結されないことが分かる。開口部を有するディスク７５４（図２Ｃ）は、グランドに連結されたときに電極として動作し、導電性ディスク８１０（図３Ａ）が出力電極として動作し、電流増幅器９５６を介して検出回路（図示せず）に連結されることも分かる。
図４Ｇを見ると、膜ホルダー９６０の構造は、図２Ｃに示すものと同様であり、サンプルホルダー９６２の構造は、図３Ａに示すものと同様であることが分かる。導電性ディスク８１０（図３Ａ）は、浮遊しており、グランドとも電圧または電流源とも連結されないことが分かる。開口部を有するディスク７５４（図２Ｃ）は、グランドに接続されたときに電極として動作し、開口部を有するディスク７４４は、出力電極として動作し、ソース測定ユニット（ＳＭＵ）９６４を介して検出回路（図示せず）に連結されることも分かる。
図４Ｈを見ると、膜ホルダー９７０の構造は、図２Ｅに示すものと同様であり、サンプルホルダー９７２の構造は、図３Ｂに示すものと同様であることが分かる。導電性ディスク８３０（図３Ｂ）は、電極として動作し、ＳＭＵ９７４を介して検出回路（図示せず）に連結されることが分かる。開口部を有するディスク８３４も、電極として動作し、ＳＭＵ９７６を介して検出回路（図示せず）に連結されることも分かる。それぞれの四分円７９６，７９７，７９８及び７９９（図２Ｅ）は、追加的な電極として動作し、それぞれが、別個のＳＭＵを介して検出回路（図示せず）に連結されることが更に分かる。図４Ｈにみられるように、四分円７９６は、ＳＭＵ９７８に連結され、四分円７９７は、ＳＭＵ９８０に連結される。四分円７９８及び７９９は、それぞれ異なるＳＭＵ（図示せず）に連結される。
本明細書中に先に具体的に示され、記述されたものに本発明が限定されないことが、当業者によって理解されるだろう。むしろ、発明の範囲は、本明細書中に先に記述された様々な特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせと、先の記載を当業者が読んだ時に思い付き、かつ、先行技術でないこれらの変更及び変形例との両方を含む。

Claims (19)

  1. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記走査型電子顕微鏡が、
    真空下において維持される筐体内に配置された電子源；
    真空下において維持される前記筐体の内側環境と、真空下において維持されない前記筐体の外側環境とを区切る前記筐体の開口部に配置された電子透過膜であって、電気的に接地されていない前記電子透過膜；及び
    電子検出器として作動する少なくとも１の非接地電極、
    を含む、走査型電子顕微鏡。
  2. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、該走査型電子顕微鏡が、
    真空下において維持された筐体内に配置された電子源；
    真空下において維持される前記筐体の内側環境と、真空下において維持されない前記筐体の外側環境とを区切る前記筐体の開口部に配置された電子透過膜；及び
    前記電子透過膜のための支持物として作用しており、かつ、電子検出器の一部として機能する、少なくとも１つの非接地電極、
    を含む、走査型電子顕微鏡。
  3. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記走査型電子顕微鏡が、
    真空下において維持された筐体内に配置された電子源；
    真空下において維持される前記筐体の内側環境と、真空下において維持されない前記筐体の外側環境とを区切る前記筐体の開口部に配置された電子透過膜；
    前記電子透過膜のための支持物として作用しており、かつ、電子検出器の一部として機能する、第１の非接地電極；及び
    サンプル支持物に結合されて作用しており、かつ、電子検出器の一部として機能する、第２の非接地電極を含み、
    概して前記第１及び第２の電極の間の容積が、概して２気圧よりも小さい陽圧で維持される、走査型電子顕微鏡。
  4. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記走査型電子顕微鏡が、
    真空下において維持された筐体内に配置された電子源；
    真空下において維持される前記筐体の内側環境と、真空下において維持されない前記筐体の外側環境とを区切る前記筐体の開口部において配置される電子透過膜；
    前記筐体の前記外側環境においてイオン化気体を提供するために作動しているイオン化気体発生器；及び
    電子検出器として作動している少なくとも１つの非接地電極、
    を含む、走査型電子顕微鏡。
  5. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、かつ、前記筐体の前記外側環境においてイオン化気体を提供するために作動しているイオン化気体発生器を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の走査型電子顕微鏡。
  6. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記イオン化気体がプラズマを形成する、請求項４または請求項５に記載の走査型電子顕微鏡。
  7. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記イオン化気体発生器が、ＲＦコイル及びイオン化光源のうちの少なくとも１つを含む、請求項４または請求項５に記載の走査型電子顕微鏡。
  8. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記イオン化気体発生器が加湿器を含む、請求項４または請求項５に記載の走査型電子顕微鏡。
  9. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記イオン化気体が加湿ヘリウムガスを含む、請求項４または請求項５に記載の走査型電子顕微鏡。
  10. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記加湿ヘリウムガスが、２０℃において少なくとも３０％の相対湿度を有する、請求項９に記載の走査型電子顕微鏡。
  11. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記加湿ヘリウムガスが、２０℃において少なくとも５０％の相対湿度を有する、請求項９に記載の走査型電子顕微鏡。
  12. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記加湿ヘリウムガスが、２０℃において少なくとも９０％の相対湿度を有する、請求項９に記載の走査型電子顕微鏡。
  13. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記少なくとも１つの非接地電極が、前記電子透過膜のための支持物の一部を形成する、請求項１に記載の走査型電子顕微鏡。
  14. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記少なくとも１つの非接地電極がサンプル支持物に結合される、請求項１に記載の走査型電子顕微鏡。
  15. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記少なくとも１つの非接地電極が、電流源及び電圧源のうちの少なくとも１つに連結される、請求項１または請求項４に記載の走査型電子顕微鏡。
  16. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記電子検出器が、電流増幅器及び少なくとも１つのソース測定ユニット（ＳＭＵ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の走査型電子顕微鏡。
  17. 非真空においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、サンプル支持物に結合され、かつ、電子検出器の一部として機能する少なくとも１つの追加的な非接地電極を含む、請求項２に記載の走査型電子顕微鏡。
  18. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、
    前記少なくとも１つの非接地電極及び前記少なくとも１つの追加的な非接地電極のうちの少なくとも１つが、電流源及び電圧源のうちの少なくとも１つに連結される、請求項１７に記載の走査型電子顕微鏡。
  19. 非真空環境においてサンプルを撮像するために適した走査型電子顕微鏡であって、前記第１の非接地電極及び前記第２の非接地電極のうちの少なくとも１つが、電流源及び電圧源のうちの少なくとも１つに連結される、請求項３に記載の走査型電子顕微鏡。

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