试样收纳容器、带电粒子线装置及图像获得方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能在大气压或规定的气体环境中观察被观察试样的显微镜技术。
【背景技术】
[0002]为了观察物体的微小区域，使用扫描式电子显微镜(SEM)或透过式电子显微镜(TEM)等。一般地，在这些装置中，对用于配置试样的机箱进行真空排气，使试样环境为真空状态来对试样进行摄像。但是，生物化学试样或软材料等由于真空而受到损害，或状态变化。另一方面，利用电子显微镜观察这种试样的需求变大，近年来，开发出能在大气压或期望的气体种类中对观察对象试样进行观察的试样收纳机箱或SEM装置等。
[0003]这些装置原理上在电子光学系统与试样之间设置电子线能透过的隔膜或微小孔，分隔真空状态与大气状态，任一个都在试样与电子光学系统之间设置隔膜这一点是共通的。
[0004]例如，专利文献I记载了在上表面侧设置使电子线通过的隔膜的试样收纳容器。对来自与隔膜接触的试样的反射电子或二次电子进行检测而进行SEM观察。试样保持在由设置于隔膜周围的环状部件与隔膜构成的空间内，并在该空间内装满水等液体。
[0005]另外，专利文献2公开了使电子光学镜筒的电子源侧朝下，且使物镜侧朝上地配置，在电子光学镜筒末端的电子线的出射孔上通过O环设置电子线能够透过的隔膜的SEM。在该文献所记载的发明中，将观察对象试样直接载置在隔膜上，从试样的下表面照射一次电子线，检测反射电子或二次电子进行SEM观察。试样保持在由设置在隔膜的周围的环状部件与隔膜构成的空间内，且在该空间内填满水等液体。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特表2004-515049号公报(国际公开第2002/045125号)
[0009]专利文献2:日本特开2009-158222号公报(美国专利申请公开第2009/0166536号说明书)
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]这些现有的在大气下的状态进行试样观察的试样收纳容器主要为了观察液体中物质而制造，基本上以在试样与隔膜完全接触的状态下观察为前提。另外，即使在试样与隔膜未完全接触的状态下配置，无法在带电粒子线装置的真空房间内所形成的局部环境的内部使试样与隔膜独立地移动而调整试样与隔膜的相对位置关系。因此，存在无法观察未位于隔膜的视野内的试样的问题。另外，基于相同理由，难以观察固体试样。
[0012]本发明是鉴于该问题而完成的，其目的在于提供不论试样形式如何，都能观察试样的大部分的试样收纳容器、带电粒子线装置及图像获得方法。
[0013]用于解决课题的方法
[0014]为了解决上述课题，本发明在通过具备用于收纳试样的隔壁、位于上述隔壁且带电粒子线能通过或透过的隔膜，在该隔壁内部的试样环境状态与该隔壁外部的环境状态不同的状态下，带电粒子线能经由该隔膜照射到试样的带电粒子线装置用试样收纳容器的内部具有使试样相对于隔膜独立地移动而调整试样与隔膜的相对位置关系的位置调整机构。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，能提供不论试样形式如何，都能在比隔膜的面积大的试样中，观察比隔膜的面积宽的范围的试样区域的试样收纳容器、带电粒子线装置及图像获得方法。
[0017]上述以外的课题、结构及效果从以下实施方式的说明变得明确。
【附图说明】
[0018]图1是实施例一的试样收纳容器的结构图。
[0019]图2是隔膜的详细图。
[0020]图3是实施例一的带电粒子显微镜的说明图。
[0021]图4是实施例一的试样位置调整的说明图。
[0022]图5是隔膜是否破损的确认方法的说明图。
[0023]图6是接触防止部件的说明图。
[0024]图7是接触防止部件的说明图。
[0025]图8是接触防止部件的说明图。
[0026]图9是接触防止部件的说明图。
[0027]图10是接触防止部件的说明图。
[0028]图11是实施例二的试样收纳容器的结构图。
[0029]图12是实施例二的带电粒子显微镜的说明图。
[0030]图13是实施例三的试样收纳容器的结构图。
[0031]图14是实施例三的带电粒子显微镜的说明图。
[0032]图15是实施例四的带电粒子显微镜的说明图。
【具体实施方式】
[0033]下面，使用【附图说明】各实施方式。
[0034]在以下，作为带电粒子线装置的一例，对带电粒子线显微镜进行说明。但是，这只是本发明的一个例子，本发明未限于以下说明的实施方式。本发明也能应用于扫描电子显微镜、扫描离子显微镜、扫描透过电子显微镜、这些显微镜与试样加工装置的复合装置、或应用这些装置的解析.检查装置。
[0035]另外，在本说明书中，“大气压”是大气环境或稍低压或加压状态的规定气体环境，表示大气压或与之相同程度的压力环境。
[0036]具体地说，是大约15Pa (大气压)?大约13Pa左右。
[0037]实施例一
[0038]在本实施例中，对用于在带电粒子线装置外部调整试样收纳容器内部的试样位置的装置结构及其方法进行记载。
[0039]图1表示本实施例的试样收纳容器的整体结构图。图1所示的试样收纳容器主要包括收纳容器100、盖101、试样台102、具有用于改变试样台102的位置的驱动机构的试样载物台103、用于从试样收纳容器外部使试样载物台103移动的多个操作部104、操作部104与试样载物台103之间的机械单元128、使带电粒子线通过或透过的隔膜10、保持隔膜10的隔膜保持部件106。试样6载置于试样台上，与该试样台一起收纳在作为封闭空间的收纳容器100内部。为了保持为本试样收纳容器的外部与内部的气体种类及气压状态分离的状态，在盖101与收纳容器100之间具有O环或衬垫等真空封闭部件107。试样载物台103的下表面与收纳容器100的底面由未图示的螺钉等固定。
[0040]盖101能从收纳容器100装卸。如后所述，在配置于带电粒子线装置内部的状态下的收纳容器100内部是大气压或期望的气压空间，收纳容器100的外部是真空状态。因此，力在将盖101从收纳容器100内部推压的方向进行作用。因此，通过连接于盖101的突起109、连接于收纳容器100的突起110的组合，即使力在从收纳容器100的内部推压的方向进行作用，盖也不会偏离。在该情况下，盖101通过向图中纸面垂直方向滑动，能进行与收纳容器100的装卸。另外，作为其他例子，盖101与收纳容器100间可以由未图示的螺钉等固定。另外，作为其他例子，可以收纳容器100与盖101分别在自身上切出阳螺纹及阴螺纹，通过组合并旋转而结合。盖101的固定机构未限于上述例子，只要能以经得住试样收纳容器的内外压力差的程度的力固定盖101与收纳容器100即可。
[0041]在本实施例中，试样载物台103具备能在靠近隔膜的方向或远离隔膜的方向驱动试样6的位置的Z轴、能在图中横向或与纸面垂直方向驱动试样6的位置的XY轴的驱动机构。因此，也配置多个操作部104(接口)。可以具有使试样6在试样台上旋转的旋转驱动机构。这些驱动机构设置在试样收纳容器的内部，试样载物台103经由机械单元128由设于试样收纳容器的外部的操作部104操作。机械单元128例如为旋转的轴或棒等。操作部104能通过旋转或推拉等进行操作。为了试样收纳容器的外部与内部的气体种类及气压状态不会变化，在收纳容器100与机械单元128之间具备O环或衬垫等真空封闭部件107。通过该结构，能维持试样收纳容器的内外的压力差，在保持试样收纳容器的内部的环境状态(压力、气体种类)的状态与隔膜10独立地驱动试样6。即，根据上述的位置调整机构，能从试样收纳容器的外部调整试样6相对于隔膜10的位置。另外，如后所述，试样收纳容器配置于带电粒子线装置内部的载物台或座等平面部，一边利用光学显微镜等观察试样一边操作操作部104。因此，操作部104的大多数期望如图那样配置在试样收纳容器侧面侧。试样6与隔膜10非接触，能在与隔膜10平行方向使试样与隔膜10独立地运动，因此，能进行非常宽的范围(至少比隔膜的面积大的范围)的试样的观察。另外，由于试样与隔膜非接触，因此，不需要在每次更换试样时更换隔膜。
[0042]在试样收纳容器下侧(底面侧)具有用于配置于后述的带电粒子线装置内部的试样载物台上的重合部111。重合部111是凸形，但可以是未图示的凹型，也可以是其他形状。通过重合部111与试样载物台对应的部分配合，将试样收纳容器固定在试样载物