本发明涉及带电粒子束装置。
背景技术：
以往，公知有如下的复合带电粒子束装置，该复合带电粒子束装置具有电子束镜筒和会聚离子束镜筒、以及对电子束镜筒的物镜的开口部进行开闭的旋转型的快门(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开平5-314941号公报
上述现有技术的复合带电粒子束装置在向试样照射会聚离子束的加工时等，通过快门关闭物镜的开口，从而能够防止飞溅粒子和气体等浮游粒子附着在物镜或电子束镜筒的内部。
可是，在上述现有技术的复合带电粒子束装置中，由于根据试样或者用途的多样化等使用各种试样支架，因此需要按每个试样支架控制试样载台的不同动作。然而，在试样相对于试样支架的安装或试样支架的选择等上发生人为的错误的情况下，很难使试样载台适当地进行动作，因而试样有可能与电子束镜筒接触。
技术实现要素：
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种带电粒子束装置，该带电粒子束装置能够防止起因于人为的错误等而导致试样与电子束镜筒接触。
(1)本发明的一个方式是带电粒子束装置，其特征在于，该带电粒子束装置具有：试样载台，其载置试样；试样室，其收纳所述试样载台；带电粒子束镜筒，其向所述试样照射带电粒子束；移位部件，其具有开闭部和接触部，该开闭部被设置为能够在所述带电粒子束镜筒的出射端部和所述试样载台之间的插入位置与远离所述插入位置的退出位置之间移位，该接触部设置于在所述试样载台进行动作时能够比所述出射端部先与所述试样接触的接触位置；驱动单元，其使所述移位部件移位；以及检测单元，其检测有无所述试样与所述接触部的接触。
(2)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)中所述的带电粒子束装置中，所述驱动单元具有致动器，该致动器使所述移位部件至少在与所述试样载台的倾斜轴平行的移动方向上移位。
(3)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)中所述的带电粒子束装置中，所述驱动单元具有致动器，该致动器使所述移位部件至少在与所述试样载台的倾斜不发生干涉的范围内移位。
(4)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)至(3)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，该带电粒子束装置具有对所述试样室和所述驱动单元与所述移位部件之间进行电绝缘的电绝缘部件，所述检测单元具有：电源，其从所述试样室的外部向所述移位部件施加电压；以及电连接部件，其电连接所述试样和所述试样室，根据有无所述试样与所述接触部的导通来检测有无所述试样与所述接触部的接触。
(5)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)至(4)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，该带电粒子束装置具有：热绝缘部件，其对所述试样室和所述驱动单元与所述移位部件之间进行热绝缘；以及冷却单元，其将所述移位部件冷却到比所述试样低的温度。
(6)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(5)中所述的带电粒子束装置中，所述冷却单元具有：冷却部件，其配置在所述试样的附近；以及热连接部件，其对所述冷却部件和所述移位部件进行热连接。
(7)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)至(6)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，该带电粒子束装置具有成像系统，该成像系统检测所述试样的透射带电粒子或散射带电粒子而获得实像和衍射像的强度分布，所述移位部件具有光圈部，该光圈部被设置为能够在所述插入位置与所述退出位置之间移位，在所述光圈部上形成有光圈贯通孔，在所述插入位置处，该光圈贯通孔使所述带电粒子束穿过。
(8)另外，本发明的一个方式的特征在于，在(1)至(7)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，作为所述带电粒子束镜筒，具有向所述试样照射电子束的电子束镜筒和向所述试样照射会聚离子束的会聚离子束镜筒。
根据本发明的带电粒子束装置，由于具有在插入位置与退出位置之间移位的开闭部，因此能够防止飞溅粒子和气体等浮游粒子侵入并附着在带电粒子束镜筒的内部。由于具有设置于在试样载台进行动作时能够比带电粒子束镜筒的出射端部先与试样接触的接触位置的接触部，因此即使发生人为的错误等，也能够防止试样与带电粒子束镜筒接触。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的概略结构的立体图。
图2是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的一部分的概略结构的侧视图。
图3是将本发明的实施方式的带电粒子束装置的快门机构放大示出的立体图。
图4是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的快门机构和试样台的概略结构的侧视图。
图5是从试样载台侧观察本发明的实施方式的带电粒子束装置的移位部件的俯视图，是示出开闭部在插入位置处封闭出射端部的开口的状态的图。
图6是从试样载台侧观察本发明的实施方式的第一变形例的带电粒子束装置的移位部件的俯视图，是示出开闭部在插入位置处封闭出射端部的开口的状态的图。
图7是从试样载台侧观察本发明的实施方式的第二变形例的带电粒子束装置的移位部件的俯视图，是示出观察部在插入位置处覆盖出射端部的开口的一部分的状态的图。
图8是从试样载台侧观察本发明的实施方式的第三变形例的带电粒子束装置的移位部件的俯视图，是示出光圈部在插入位置处覆盖出射端部的开口的大部分的状态的图。
图9是示出作为本发明的实施方式的第三变形例的带电粒子束装置具有电子束镜筒的透射型电子显微镜的实像模式和电子衍射像模式下的电子束的路径的图。
标号说明
10：带电粒子束装置；11：试样室；12：试样载台；13：电子束镜筒；13a：出射端部；13b：开口；14：会聚离子束镜筒；15：二次带电粒子检测器；16：eds检测器；17：气体提供部；18：针；19：冷却部件；20：快门机构；21：控制装置；22：输入设备；23：显示装置；24：导通传感器；42：驱动机构；43：绝缘部件；45：移位部件；61：开闭部；62：接触部；62a：贯通孔；62b：突出部；63：观察部；63a：观察贯通孔；64：光圈部；64a：光圈贯通孔；s：试样。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的带电粒子束装置进行说明。
图1是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10的概略结构的立体图。图2是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10的概略结构的一部分的侧视图。图3是将本发明的实施方式的带电粒子束装置10的快门机构20放大示出的立体图。图4是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10的快门机构20和试样台12的概略结构的侧视图。
本发明的实施方式的带电粒子束装置10具有：试样室11，其能够将内部维持为减压状态；试样台12，其能够将试样s固定在试样室11的内部；以及固定于试样室11的电子束镜筒13和会聚离子束镜筒14。带电粒子束装置10具有固定于试样室11的检测器例如二次带电粒子检测器15和eds检测器16。带电粒子束装置10具有向试样s的表面提供气体的气体提供部17、从固定在试样台12上的试样s将微小的试样片(省略图示)移置到试样片支架(省略图示)上的针18、以及配置在试样s的附近的冷却部件19。带电粒子束装置10具有相对于电子束镜筒13的出射端部13a的快门机构20。带电粒子束装置10在试样室11的外部具有对带电粒子束装置10的动作进行统一控制的控制装置21、与控制装置21连接的输入设备22、显示装置23、以及导通传感器24。
另外，以下，x轴、y轴以及z轴形成三维正交坐标系，x轴和y轴与带电粒子束装置10的垂直于上下方向的基准面(例如水平面等)平行，z轴与上下方向(例如与水平面垂直的铅垂方向等)平行。
另外，电子束镜筒13和会聚离子束镜筒14的照射对象不限于试样s，也可以是试样片、试样片支架、以及存在于照射区域内的针18等。
试样室11通过能够维持期望的减压状态的气密构造的耐压箱体形成。试样室11能够通过排气装置(省略图示)进行排气，直到使内部处于期望的减压状态为止。
试样台12具有试样载台31，其载置试样s；第一旋转机构32，其使试样载台31绕与z轴平行的旋转轴的轴旋转驱动；以及第一支承部33，其对试样载台31和第一旋转机构32进行支承。试样台12具有：载台移动机构34，其使第一支承部33沿x轴、y轴以及z轴分别平行移动；以及第二支承部35，其对第一支承部33和载台移动机构34进行支承。试样台12具有使第二支承部35绕与x轴平行的倾斜轴t的轴旋转驱动的第二旋转机构36。第二旋转机构36固定于试样室11。第二旋转机构36使试样载台31相对于y轴以任意的角度倾斜。第一旋转机构32、载台移动机构34以及第二旋转机构36分别通过根据带电粒子束装置10的动作模式等从控制装置21输出的控制信号被控制。
试样台12具有与固定在试样载台31上的照射对象电连接的第一端子12a。第一端子12a例如通过与固定在试样载台31上的照射对象的表面接触而电连接。试样台12具有设置在离开固定在试样载台31上的照射对象的位置的第二端子12b、以及电连接第一端子12a和第二端子12b的布线12c。试样台12的第二端子12b例如通过电缆等电连接部件37而与设置于试样室11的端子11a电连接。
电子束镜筒13向试样室11的内部的规定的照射区域内的照射对象照射电子束(eb)。电子束镜筒13例如以使电子束的出射端部13a在z轴方向上面向试样载台31并且使电子束的光轴与z轴方向平行的方式固定于试样室11。电子束镜筒13具有产生电子的电子源、使从电子源射出的电子会聚以及偏转的电子光学系统。电子光学系统例如具有电磁透镜和偏转器等。电子源和电子光学系统通过根据电子束的照射位置和照射条件等从控制装置21输出的控制信号被控制。
会聚离子束镜筒14向试样室11的内部的规定的照射区域内的照射对象照射会聚离子束(fib)。会聚离子束镜筒14例如以使会聚离子束的出射端部14a在相对于z轴倾斜了规定的角度的倾斜方向上面向试样载台31并且使会聚离子束的光轴与倾斜方向平行的方式固定于试样室11。会聚离子束镜筒14具有产生离子的离子源、使从离子源引出的离子会聚以及偏转的离子光学系统。离子光学系统例如具有聚光透镜(condenserlenses)等第一静电透镜、静电偏转器、物镜等第二静电透镜等。离子源和离子光学系统通过根据会聚离子束的照射位置和照射条件等从控制装置21输出的控制信号被控制。离子源例如是使用了液体镓等的液体金属离子源、等离子体型离子源以及气体电场电离型离子源等。
带电粒子束装置10能够通过向照射对象的表面一边扫描会聚离子束一边进行照射来执行被照射部的图像化、基于溅射的各种加工(挖掘、修整(trimming)加工等)、沉积膜(depositedfilm)的形成等。带电粒子束装置10能够执行从试样s形成用于透射电子显微镜(transmissionelectronmicroscope)的透射观察用的试样片(例如薄片试样和针状试样等)、以及用于电子束的分析用的分析试样片等的加工。带电粒子束装置10能够执行使移置在试样片支架上的试样片成为适于用于透射电子显微镜的透射观察的期望的厚度的薄膜的加工。带电粒子束装置10能够通过向试样s、试样片以及针18等照射对象的表面一边扫描会聚离子束或电子束一边进行照射来执行照射对象的表面的观察。
另外，电子束镜筒13和会聚离子束镜筒14也可以以调换相互的配置的方式将电子束镜筒13配置在倾斜方向上，将会聚离子束镜筒14配置在z轴方向上。
二次带电粒子检测器15检测通过会聚离子束或电子束的照射从照射对象产生的二次带电粒子(二次电子、二次离子)。eds检测器16检测通过电子束的照射从照射对象产生的x射线。二次带电粒子检测器15和eds检测器16分别与控制装置21连接，从二次带电粒子检测器15和eds检测器16输出的检测信号被发送给控制装置21。
在带电粒子束装置10中，不限于二次带电粒子检测器15和eds检测器16，也可以具有其他检测器。其他检测器例如是反射电子检测器以及ebsd检测器等。反射电子检测器检测通过电子束的照射从照射对象反射的反射电子。ebsd检测器检测通过电子束的照射从照射对象产生的电子射线后方散射衍射图案。另外，二次带电粒子检测器15中的、用于检测二次电子的二次电子检测器和反射电子检测器也可以收纳在电子束镜筒13的箱体内。
气体提供部17固定于试样室11。气体提供部17具有面向试样载台31配置的气体喷射部(喷嘴)。气体提供部17向照射对象提供蚀刻用气体和沉积用气体等。蚀刻用气体用于根据照射对象的材质而选择性地促进会聚离子束对照射对象的蚀刻。沉积用气体用于在照射对象的表面上形成金属或绝缘体等堆积物的沉积膜。
针18例如通过与试样台12独立设置的针驱动机构18a在试样室11内移位。针18从固定在试样台12上的试样s取出微小的试样片，对试样片进行保持并移置到试样片支架上。
气体提供部17和针驱动机构18a分别通过根据带电粒子束装置10的动作模式等从控制装置21输出的控制信号被控制。
冷却部件19例如固定于试样室11。冷却部件19经由热传导部件与设置于试样室11的外部的液氮容器的冷却棒热连接。冷却部件19通过以冷却到比照射对象低的温度的状态配置在照射对象的附近，吸附飞溅粒子和气体等浮游粒子，从而抑制照射对象的污染。
快门机构20具有第一支承部件41、驱动机构42、绝缘部件43、第二支承部件44、移位部件45。
第一支承部件41固定于试样室11。第一支承部件41的外形例如形成为在x轴方向上延伸的棒状。第一支承部件41的x轴方向上的前端部41a在试样室11的内部对驱动机构42进行支承。第一支承部件41将与设置于试样室11的外部的端子41b电连接的电缆46保持在内部。
驱动机构42具有至少在与电子束镜筒13的光轴交叉的平面内的任意的1轴方向上驱动的致动器，例如向x轴方向和y轴方向驱动的2轴的致动器51。致动器51例如是压电致动器。致动器51具有向x轴方向和y轴方向分别延伸的第一导轨52和第二导轨53、分别沿第一导轨52和第二导轨53移动的第一滑块54和第二滑块55。致动器51通过根据带电粒子束装置10的动作模式等从控制装置21输出的控制信号被控制。
绝缘部件43配置在驱动机构42与第二支承部件44之间。绝缘部件43的外形例如形成为板状。绝缘部件43例如通过树脂或陶瓷等电绝缘性和热绝缘性较高的材料形成。绝缘部件43在驱动机构42和试样室11与第二支承部件44和移位部件45之间保持电绝缘和热绝缘。
第二支承部件44隔着绝缘部件43固定于驱动机构42。第二支承部件44的外形例如形成为在x轴方向上延伸的板状。第二支承部件44例如通过具有导电性的表面被覆的树脂材料或非磁性的金属材料等具有导电性的材料形成。第二支承部件44的x轴方向上的靠近电子束镜筒13的一侧的第一端部44a对移位部件45进行支承。第二支承部件44的x轴方向上的远离电子束镜筒13的一侧的第二端部44b与电缆46电连接。由此，第二支承部件44与设置于试样室11的外部的端子41b电连接。第二端部44b通过由铝和铜等热传导率大的材料形成的绞合电缆(twistedwire)或带状电缆(ribboncable)等热传导部件47与冷却部件19热连接。由此，第二支承部件44被冷却部件19冷却到比照射对象还低的温度。另外，也可以代替热传导部件47，而第二端部44b与冷却气体循环的冷却管等热连接。电缆46、热传导部件47以及冷却管等设置为与驱动机构42对第二支承部件44和移位部件45的驱动不发生干涉。
第二支承部件44配置在远离电子束镜筒13的出射端部13a与试样载台31之间的位置，使得即使在通过驱动机构42向x轴方向或y轴方向上移位的情况下，也不会与从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束发生干涉。
图5是从试样载台31侧观察本发明的实施方式的带电粒子束装置10的快门机构20的移位部件45的俯视图，是示出开闭部61在插入位置处封闭出射端部13a的开口13b的状态的图。
移位部件45固定于第二支承部件44。移位部件45的形状例如形成为在x轴方向上延伸的板状。移位部件45例如通过像钛等非磁性的金属材料或具有导电性的表面被覆的树脂材料等那样具有导电性的非磁性的材料形成。
移位部件45具有开闭部61，该开闭部61被设置为能够在电子束镜筒13的出射端部13a和试样载台31之间的插入位置与离开插入位置的退出位置之间移位。插入位置例如像相对于形成于电子束镜筒13的出射端部13a的开口13b的z轴方向上的紧前位置等那样是开闭部61封闭出射端部13a的开口的位置。退出位置例如像从相对于出射端部13a的开口13b的z轴方向上的紧前位置向x轴方向偏移后的位置等那样是由开闭部61解除出射端部13a的开口13b的封闭的位置。开闭部61例如通过驱动机构42对移位部件45在x轴方向上的驱动在插入位置与退出位置之间移位。
开闭部61例如在从会聚离子束镜筒14向照射对象照射会聚离子束的情况下等通过驱动机构42对移位部件45的驱动而配置于插入位置。由此，开闭部61配置为封闭电子束镜筒13的出射端部13a1开口13b，例如能够防止产生从照射对象产生的飞溅粒子和气体等浮游粒子侵入到电子束镜筒13的内部而附着在物镜等那样造成内部污损。
开闭部61例如在对照射对象的会聚离子束的照射结束后等从电子束镜筒13向照射对象照射电子束的情况下等通过驱动机构42对移位部件45的驱动配置于退出位置。由此，开闭部61配置为开放出射端部13a的开口13b，例如配置为不干涉通过电子束镜筒13对照射对象的电子束的照射且不干涉二次带电粒子检测器15对从照射对象产生的二次电子的观察。
移位部件45具有接触部62，该接触部62设置于在试样载台31进行动作时能够比电子束镜筒13的出射端部13a先与照射对象接触的接触位置。接触位置例如像相对于电子束镜筒13的出射端部13a的z轴方向上的紧前位置的周边等那样是出射端部13a与试样载台31之间与从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束不发生干涉而接近出射端部13a的位置。接触部62设置于移位部件45的x轴方向上的靠近电子束镜筒13的一侧的前端部。接触部62的外形例如形成为圆环板状，在接触部62上形成有供从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束穿过的贯通孔62a。贯通孔62a的大小例如是以比电子束镜筒13的出射端部13a大等的方式与从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束不发生干涉的大小。接触部62例如以在开闭部61配置于退出位置的情况下使贯通孔62a配置于插入位置的方式设定相对于开闭部61的相对位置。
由于移位部件45经由第二支承部件44和电缆46与试样室11的外部的端子41b电连接，和接触部62与照射对象的接触有无相对应的电特性的变化，通过在试样室11的外部与端子41b连接的导通传感器24检测。
控制装置21根据从输入设备22输出的信号或通过预先设定的自动运转控制处理生成的信号等对带电粒子束装置10的动作进行统一控制。输入设备22是用于输出与操作者的输入操作对应的信号的鼠标和键盘等。
控制装置21使显示装置23显示用于进行自动的序列控制中的模式选择和加工设定等各种设定的画面。控制装置21使根据二次带电粒子检测器15和eds检测器16等各种检测器所检测的状态量生成的图像数据与图像数据的操作画面一起显示在显示装置23上。控制装置21例如一边扫描电子束或会聚离子束的照射位置一边将二次带电粒子检测器15所检测的二次带电粒子的检测量转换为与照射位置对应的亮度信号，从而根据二次带电粒子的检测量的二维位置分布生成表示照射对象的形状的图像数据。控制装置21使用于执行各图像数据的放大、缩小、移动以及旋转等操作的画面与生成的图像数据一起显示在显示装置23上。
导通传感器24检测与移位部件45的接触部62和固定在试样台12上的照射对象之间的导通相关的电特性。导通传感器24例如具有对移位部件45进行通电的通电电路和设置于移位部件45与试样室11之间的电阻表等，检测电阻值作为与移位部件45和照射对象之间的导通相关的电特性，并将电阻值信号发送给控制装置21。控制装置21在导通传感器24所检测的电阻值比预先确定的电阻值大的情况下，判断为移位部件45与照射对象之间的导通不存在即移位部件45的接触部62与照射对象不接触。控制装置21在导通传感器24所检测的电阻值为预先确定的电阻值以下的情况下，判断为移位部件45与照射对象电连接即移位部件45的接触部62与照射对象接触。控制装置21在判断为在进行试样台12的驱动时移位部件45与照射对象接触的情况下，通过停止试样台12的驱动防止照射对象与电子束镜筒13的出射端部13a接触。
另外，不限于上述的电阻值，导通传感器24例如也可以检测能够检测电流或电压等那样的移位部件45与照射对象之间的电特性的变化的状态量。
如上所述，根据本实施方式的带电粒子束装置10，由于具有通过驱动机构42的驱动在插入位置与退出位置之间移位的开闭部61，因此能够防止飞溅粒子和气体等浮游粒子侵入并附着在电子束镜筒13的内部。由于具有设置于在试样载台31进行动作时能够比电子束镜筒13的出射端部13a先与试样s等照射对象接触的接触位置的接触部62，因此即使发生人为的错误等，也能够防止试样s等照射对象与电子束镜筒13接触。
由于驱动机构42具有使移位部件45至少在与试样载台31的倾斜轴t平行的移动方向上移位的致动器51，因此能够抑制移位部件45的驱动干涉试样台12绕倾斜轴t的轴旋转。
由于接触部62的外形形成为圆环板状，因此例如随着试样台12绕倾斜轴t的轴旋转，除了相对于电子束镜筒13的出射端部13a的规定的接近方向上的照射对象的接近之外，对于相对于出射端部13a的任意的接近方向也同样能够检测有无照射对象的接触。由此，即使在例如起因于照射对象的表面的凹凸等而在与x轴和y轴平行的平面内的任意的接近方向上照射对象接近出射端部13a的情况下，也能够防止发生照射对象与出射端部13a的接触。
由于在试样室11和驱动机构42与移位部件45之间进行电绝缘，并且照射对象和试样室11电连接，因此根据与移位部件45和照射对象之间的导通相关的电特性的变化能够容易高精度地检测有无移位部件45与照射对象的接触。
由于试样室11和驱动机构42与移位部件45之间热绝缘，因此即使在通过冷却部件19将移位部件45冷却到比照射对象低的温度的情况下，也能够防止驱动机构42被冷却，从而确保驱动机构42的顺畅的动作。
以下，参照附图对上述实施方式的变形例进行说明。
图6是从试样载台31侧观察上述实施方式的第一变形例的带电粒子束装置10的移位部件45的俯视图，是示出开闭部61在插入位置处封闭出射端部13a的开口13b的状态的图。
在上述的实施方式中，移位部件45的接触部62的外形形成为圆环板状，由此接触部62在相对于电子束镜筒13的出射端部13a的周边的照射对象的任意的接近方向上能够比出射端部13a先与照射对象接触，但不限定于此。接触部62的外形例如也可以形成为接触部62在规定的接近方向上能够比出射端部13a先与照射对象接触的形状。
第一变形例的接触部62的外形形成为如下的形状：根据在试样载台31相对于y轴倾斜时试样台12绕倾斜轴t的轴的旋转方向被设定为规定的方向(例如图2所示的顺时针方向)，接触部62相对于该规定的方向能够比出射端部13a先与照射对象接触。第一变形例的接触部62例如具有从开闭部61的y轴方向上的、远离会聚离子束镜筒14的一侧的端部61a向x轴方向突出的突出部62b。突出部62b例如像从相对于出射端部13a的z轴方向上的紧前位置向y轴方向偏移的周边等那样配置在与从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束不发生干涉而接近出射端部13a的位置。
根据第一变形例，能够设定为接触部62能够相对于试样台12绕倾斜轴t的轴旋转比出射端部13a先与照射对象的接触，因此能够防止发生照射对象与出射端部13a的接触。
图7是从试样载台31侧观察本发明的实施方式的第二变形例的带电粒子束装置10的移位部件45的俯视图，是示出观察部63在插入位置处覆盖出射端部13a的开口13b的一部分的状态的图。
在上述的实施方式中，移位部件45具有开闭部61和接触部62，但不限定于此。移位部件45也可以具有遮挡从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束或从照射对象产生的二次带电粒子的一部分的观察部63。
第二变形例的移位部件45例如在开闭部61与接触部62之间具有观察部63。在观察部63上形成有至少供从照射对象产生的二次带电粒子的一部分穿过的观察贯通孔63a。观察贯通孔63a的大小例如形成为比接触部62的贯通孔62a小，使得从照射对象产生的二次带电粒子的一部分穿过而不与从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束发生干涉。
第二变形例的移位部件45例如设置为能够通过驱动机构42对移位部件45在x轴方向上的驱动使开闭部61、接触部62、以及观察部63分别在插入位置与远离插入位置的位置之间移位。
根据第二变形例，能够进一步防止飞溅粒子和气体等浮游粒子侵入并附着在电子束镜筒13的内部。
图8是从试样载台31侧观察本发明的实施方式的第三变形例的带电粒子束装置10的移位部件45的俯视图，是示出光圈部64在插入位置处覆盖出射端部13a的开口的大部分的状态的图。
在上述的实施方式中，移位部件45具有开闭部61和接触部62，但不限定于此。移位部件45也可以具有用于缩窄从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束的光圈部64。具有该光圈部64的移位部件45例如在电子束镜筒13构成扫描型电子显微镜和透射型电子显微镜等电子显微镜并且执行相位恢复处理的情况下使用。
第三变形例的移位部件45例如在开闭部61与接触部62之间具有光圈部64。在光圈部64上形成有供从电子束镜筒13照射到照射对象的电子束的一部分穿过的微小的光圈贯通孔64a。光圈贯通孔64a的大小例如形成为：相对于出射端部13a的开口13b的直径为几mm左右，光圈贯通孔64a的直径为几μm至几十μm左右。
第三变形例的移位部件45例如设置为能够通过驱动机构42对移位部件45在x轴方向上的驱动使开闭部61、接触部62以及光圈部64分别在插入位置与远离插入位置的位置之间移位。
移位部件45的光圈部64被用作所谓的限制视野衍射中的限制视野光圈。在从电子束镜筒13向照射对象照射电子束并检测来自照射对象的二次电子或透射电子的情况下，光圈部64在进行电子衍射像的观察时配置于插入位置，在进行实像的观察时配置于远离插入位置的位置。光圈部64例如以在进行实像的观察时配置于远离插入位置的位置的情况下使接触部62的贯通孔62a配置于插入位置的方式设定相对于接触部62的相对位置。
作为相位恢复处理中的实际空间上的约束条件，配置于插入位置的光圈部64形成包含照射对象的观察区域和观察区域的外侧的成为零电势(zeropotential)的外侧区域，由此提高了相位恢复处理的收敛性。在进行电子衍射像的观察时，通过透镜扩展电子束，由光圈部64选择期望的视野，因此能够降低电子束的照射密度并且成为均匀的强度分布，从而增大了电子衍射像的分辨率。
另外，在相位恢复处理中，首先对随机生成的实际空间的实像进行傅立叶变换而生成逆向空间的电子衍射像。然后，用实验获取的电子衍射像(逆向空间)的振幅置换生成了的电子衍射像的振幅，并通过傅立叶逆变换而重构实像(实际空间)。这样，通过重复进行傅立叶变换和傅立叶逆变换来恢复实像的相位信息。
图9是示出作为上述实施方式的第三变形例的带电粒子束装置10具有电子束镜筒13的透射型电子显微镜的实像模式和电子衍射像模式下的电子束的路径的图。
第三变形例的带电粒子束装置10具有：电子束镜筒13，其构成用于获得实像和电子衍射像的强度分布的成像系统的至少一部分；检测器71，其检测基于电子束的照射的照射对象的透射电子；以及试样支架72，其以能够使检测器71检测透射电子的方式对照射对象(试样s等)进行保持。
在实像模式的情况下，从电子源81释放的电子束82在通过照射透镜83而收敛之后，通过聚光光圈(condenseraperture)84而被切成仅具有较小的照射角度的部分，进而通过物镜85收敛成子纳米直径细的电子束82。该电子束82通过扫描线圈86向试样s中的几十nm直径的照射区域87一边进行扫描一边进行照射。在照射区域87中散射而透射过的透射电子由检测器71经由物镜88进行检测。配置在检测器71的紧前的检测角度限制光圈89设定检测器71所检测的透射电子的检测角度范围。
在电子衍射像模式的情况下，从电子源81释放的电子束82在通过照射透镜83扩展之后，通过聚光光圈84而被切割(cut)成仅具有均匀的明亮度的部分。穿过聚光光圈84的电子束82通过物镜85变得平行。此时，不进行扫描线圈86对电子束82的扫描。通过驱动机构42对移位部件45在x轴方向上的驱动，光圈部64的光圈贯通孔64a配置于试样s的正上方的插入位置。光圈贯通孔64a的形状形成为与实像模式的情况下的照射区域87的形状一致，被光圈部64切割后的电子束82照射到与实像模式的情况相同的照射区域87。
根据第三变形例，通过光圈部64的光圈贯通孔64a来提高相位恢复处理的收敛性，在进行电子衍射像的观察时能够降低电子束的照射密度并且成为均匀的强度分布，从而增大电子衍射像的分辨率。
另外，上述实施方式是作为例子而提示的，并不意味着对发明的范围进行限定。这些新的实施方式可以通过其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨内并且包含于权利要求书中所记载的发明及其均等的范围内。例如，在上述的实施方式中，通过具有使移位部件45向与倾斜轴t平行的移动方向上移位的致动器51，抑制移位部件45的驱动干涉试样台12绕倾斜轴t的轴的倾斜，但不限定于此。致动器51可以不使移位部件45向与倾斜轴t平行的移动方向上移位，也可以使移位部件45在不干涉与试样台12绕倾斜轴t的轴的倾斜的范围内移位。