[发明专利]带电粒子束装置及利用带电粒子束装置进行观察的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够在大气压或规定的气体气氛中观察观察试样的显微镜技术，特别涉及台式带电粒子显微镜。

背景技术

为了观察物体的微小区域，可以使用扫描型电子显微镜（SEM）、透射型电子显微镜（TEM）等。一般，在这些装置中，对用于配置试样的第二机壳进行真空排气，将试样气氛置为真空状态来拍摄试样。另一方面，用电子显微镜观察生物化学试样、液体试样等由于真空而受破坏或状态变化的试样的需求大，近年来开发出能够在大气压下对观察对象试样进行观察的SEM装置、试样保持装置等。

这些装置原理上是在电子光学系统和试样之间设置能够透过电子束的薄膜或微小贯通孔来划分真空状态和大气状态，在都在试样和电子光学系统之间设置薄膜这一点上是共通的。

例如，在专利文献1中，公开了以下的大气压SEM，其向下配置电子光学镜筒的电子源侧，向上配置物镜侧，在电子光学镜筒末端的电子束的出射孔上设置有电子束能够经由O型环透过的薄膜。在该文献所记载的发明中，直接将观察对象试样放置在薄膜上，从试样的下面照射初级电子束，检测反射电子或次级电子来进行SEM观察。试样被保持在由设置在薄膜的周围的环状构件和薄膜构成的空间内，并且在该空间内充满水等液体。根据专利文献1所公开的发明，实现了特别适合于生物体试样观察的大气压SEM。

另外，在专利文献2中，公开了以下的环境元件的发明，即将观察试样存储于在上面侧设置了使电子束通过的开口的浅底盘状的圆筒容器内，将该圆筒容器设置在SEM的真空试样室内，并且从真空试样室的外部向该圆筒容器连接软管，由此能够模拟地将容器内部维持为大气气氛。在此，“模拟”表示如果对真空试样室进行真空排气，则气体从开口流出，因此不能严格地在大气压的环境下进行观察。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009-158222号公报（美国专利公开公报2009/0166536号）

专利文献2：特开2009-245944号公报（美国专利公开公报2009/0242763号）

发明内容

发明要解决的问题

具备气体气氛下的观察功能的现有的带电粒子显微镜或带电粒子束装置都是为了专门在气体气氛下进行观察而制造的装置，不存在能够使用通常的高真空带电粒子显微镜简便地进行大气压/气体气氛下的观察的装置。

例如，专利文献1所记载的大气压SEM是构造上非常特殊的装置，不能执行通常的高真空气氛下的SEM观察。另外，观察对象物被保持在充满了液体的薄膜内部，当进行一次大气压观察时试样被浸湿，因此非常难以在大气气氛/高真空气氛的双方下观察相同状态的试样。另外，还存在液体始终与薄膜接触，薄膜破损的可能性非常高的问题。

专利文献2所记载的环境元件能够进行大气压/气体气氛下的观察，但存在以下的问题，即只能够观察能够插入到元件中的大小的试样，无法进行大型试样的大气压/气体气氛下的观察。另外在环境元件的情况下，还存在以下的问题，即为了观察不同的试样，必须从SEM的真空试样室取出环境元件，替换试样后再次送入真空试样室内，试样更换繁琐。

本发明是鉴于该问题而提出的，其目的在于，提供一种带电粒子束装置乃至带电粒子显微镜，其不很大地改变现有的高真空带电粒子显微镜的结构，就能够在大气气氛或气体气氛下观察观察试样。

解决问题的手段

在本发明中，针对带电粒子显微镜具备的真空室，从上述真空室的开口部插入能够把内部的压力维持为比上述真空室的压力高的状态并且存储上述试样的配件，固定在真空室中来使用，由此解决上述问题。真空室的开口部例如被设置在上述真空室的侧面或底面。另外，上述配件具有保持使初级带电粒子束在配件内部透过或通过的薄膜的功能，由此确保真空室和配件内部的压力差。也可以将上述真空室称为第一机壳，将上述配件称为相对于上述真空室的第二机壳。

发明效果

通过上述薄膜将上述真空室维持为高真空，另一方面将上述配件的内部维持为大气压/气体气氛。另外，能够在配件内部和外部之间送入/送出观察试样。即，根据本发明，能够实现比现有技术更简便地实现大气压/气体气氛下的观察的带电粒子显微镜。

另外，本发明的配件是从试样室的侧面插入的方式，因此容易大型化，因此即使是无法封入到环境元件中的大型的试样也能够观察。

附图说明

图1是实施例1的带电粒子显微镜的整体结构图。

图2是实施例2的带电粒子显微镜的整体结构图。