試樣收納容器、帶電粒子線裝置及圖像獲得方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能在大氣壓或規(guī)定的氣體環(huán)境中觀察被觀察試樣的顯微鏡技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了觀察物體的微小區(qū)域，使用掃描式電子顯微鏡(SEM)或透過式電子顯微鏡(TEM)等。一般地，在這些裝置中，對(duì)用于配置試樣的機(jī)箱進(jìn)行真空排氣，使試樣環(huán)境為真空狀態(tài)來對(duì)試樣進(jìn)行攝像。但是，生物化學(xué)試樣或軟材料等由于真空而受到損害，或狀態(tài)變化。另一方面，利用電子顯微鏡觀察這種試樣的需求變大，近年來，開發(fā)出能在大氣壓或期望的氣體種類中對(duì)觀察對(duì)象試樣進(jìn)行觀察的試樣收納機(jī)箱或SEM裝置等。
[0003]這些裝置原理上在電子光學(xué)系統(tǒng)與試樣之間設(shè)置電子線能透過的隔膜或微小孔，分隔真空狀態(tài)與大氣狀態(tài)，任一個(gè)都在試樣與電子光學(xué)系統(tǒng)之間設(shè)置隔膜這一點(diǎn)是共通的。
[0004]例如，專利文獻(xiàn)I記載了在上表面?zhèn)仍O(shè)置使電子線通過的隔膜的試樣收納容器。對(duì)來自與隔膜接觸的試樣的反射電子或二次電子進(jìn)行檢測(cè)而進(jìn)行SEM觀察。試樣保持在由設(shè)置于隔膜周圍的環(huán)狀部件與隔膜構(gòu)成的空間內(nèi)，并在該空間內(nèi)裝滿水等液體。
[0005]另外，專利文獻(xiàn)2公開了使電子光學(xué)鏡筒的電子源側(cè)朝下，且使物鏡側(cè)朝上地配置，在電子光學(xué)鏡筒末端的電子線的出射孔上通過O環(huán)設(shè)置電子線能夠透過的隔膜的SEM。在該文獻(xiàn)所記載的發(fā)明中，將觀察對(duì)象試樣直接載置在隔膜上，從試樣的下表面照射一次電子線，檢測(cè)反射電子或二次電子進(jìn)行SEM觀察。試樣保持在由設(shè)置在隔膜的周圍的環(huán)狀部件與隔膜構(gòu)成的空間內(nèi)，且在該空間內(nèi)填滿水等液體。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特表2004-515049號(hào)公報(bào)(國(guó)際公開第2002/045125號(hào))
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-158222號(hào)公報(bào)(美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2009/0166536號(hào)說明書)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的課題
[0011]這些現(xiàn)有的在大氣下的狀態(tài)進(jìn)行試樣觀察的試樣收納容器主要為了觀察液體中物質(zhì)而制造，基本上以在試樣與隔膜完全接觸的狀態(tài)下觀察為前提。另外，即使在試樣與隔膜未完全接觸的狀態(tài)下配置，無法在帶電粒子線裝置的真空房間內(nèi)所形成的局部環(huán)境的內(nèi)部使試樣與隔膜獨(dú)立地移動(dòng)而調(diào)整試樣與隔膜的相對(duì)位置關(guān)系。因此，存在無法觀察未位于隔膜的視野內(nèi)的試樣的問題。另外，基于相同理由，難以觀察固體試樣。
[0012]本發(fā)明是鑒于該問題而完成的，其目的在于提供不論試樣形式如何，都能觀察試樣的大部分的試樣收納容器、帶電粒子線裝置及圖像獲得方法。
[0013]用于解決課題的方法
[0014]為了解決上述課題，本發(fā)明在通過具備用于收納試樣的隔壁、位于上述隔壁且?guī)щ娏Ｗ泳€能通過或透過的隔膜，在該隔壁內(nèi)部的試樣環(huán)境狀態(tài)與該隔壁外部的環(huán)境狀態(tài)不同的狀態(tài)下，帶電粒子線能經(jīng)由該隔膜照射到試樣的帶電粒子線裝置用試樣收納容器的內(nèi)部具有使試樣相對(duì)于隔膜獨(dú)立地移動(dòng)而調(diào)整試樣與隔膜的相對(duì)位置關(guān)系的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能提供不論試樣形式如何，都能在比隔膜的面積大的試樣中，觀察比隔膜的面積寬的范圍的試樣區(qū)域的試樣收納容器、帶電粒子線裝置及圖像獲得方法。
[0017]上述以外的課題、結(jié)構(gòu)及效果從以下實(shí)施方式的說明變得明確。
【附圖說明】
[0018]圖1是實(shí)施例一的試樣收納容器的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是隔膜的詳細(xì)圖。
[0020]圖3是實(shí)施例一的帶電粒子顯微鏡的說明圖。
[0021]圖4是實(shí)施例一的試樣位置調(diào)整的說明圖。
[0022]圖5是隔膜是否破損的確認(rèn)方法的說明圖。
[0023]圖6是接觸防止部件的說明圖。
[0024]圖7是接觸防止部件的說明圖。
[0025]圖8是接觸防止部件的說明圖。
[0026]圖9是接觸防止部件的說明圖。
[0027]圖10是接觸防止部件的說明圖。
[0028]圖11是實(shí)施例二的試樣收納容器的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖12是實(shí)施例二的帶電粒子顯微鏡的說明圖。
[0030]圖13是實(shí)施例三的試樣收納容器的結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖14是實(shí)施例三的帶電粒子顯微鏡的說明圖。
[0032]圖15是實(shí)施例四的帶電粒子顯微鏡的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面，使用【附圖說明】各實(shí)施方式。
[0034]在以下，作為帶電粒子線裝置的一例，對(duì)帶電粒子線顯微鏡進(jìn)行說明。但是，這只是本發(fā)明的一個(gè)例子，本發(fā)明未限于以下說明的實(shí)施方式。本發(fā)明也能應(yīng)用于掃描電子顯微鏡、掃描離子顯微鏡、掃描透過電子顯微鏡、這些顯微鏡與試樣加工裝置的復(fù)合裝置、或應(yīng)用這些裝置的解析.檢查裝置。
[0035]另外，在本說明書中，“大氣壓”是大氣環(huán)境或稍低壓或加壓狀態(tài)的規(guī)定氣體環(huán)境，表示大氣壓或與之相同程度的壓力環(huán)境。
[0036]具體地說，是大約15Pa (大氣壓)?大約13Pa左右。
[0037]實(shí)施例一
[0038]在本實(shí)施例中，對(duì)用于在帶電粒子線裝置外部調(diào)整試樣收納容器內(nèi)部的試樣位置的裝置結(jié)構(gòu)及其方法進(jìn)行記載。
[0039]圖1表示本實(shí)施例的試樣收納容器的整體結(jié)構(gòu)圖。圖1所示的試樣收納容器主要包括收納容器100、蓋101、試樣臺(tái)102、具有用于改變?cè)嚇优_(tái)102的位置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的試樣載物臺(tái)103、用于從試樣收納容器外部使試樣載物臺(tái)103移動(dòng)的多個(gè)操作部104、操作部104與試樣載物臺(tái)103之間的機(jī)械單元128、使帶電粒子線通過或透過的隔膜10、保持隔膜10的隔膜保持部件106。試樣6載置于試樣臺(tái)上，與該試樣臺(tái)一起收納在作為封閉空間的收納容器100內(nèi)部。為了保持為本試樣收納容器的外部與內(nèi)部的氣體種類及氣壓狀態(tài)分離的狀態(tài)，在蓋101與收納容器100之間具有O環(huán)或襯墊等真空封閉部件107。試樣載物臺(tái)103的下表面與收納容器100的底面由未圖示的螺釘?shù)裙潭ā?br>[0040]蓋101能從收納容器100裝卸。如后所述，在配置于帶電粒子線裝置內(nèi)部的狀態(tài)下的收納容器100內(nèi)部是大氣壓或期望的氣壓空間，收納容器100的外部是真空狀態(tài)。因此，力在將蓋101從收納容器100內(nèi)部推壓的方向進(jìn)行作用。因此，通過連接于蓋101的突起109、連接于收納容器100的突起110的組合，即使力在從收納容器100的內(nèi)部推壓的方向進(jìn)行作用，蓋也不會(huì)偏離。在該情況下，蓋101通過向圖中紙面垂直方向滑動(dòng)，能進(jìn)行與收納容器100的裝卸。另外，作為其他例子，蓋101與收納容器100間可以由未圖示的螺釘?shù)裙潭āＡ硗?，作為其他例子，可以收納容器100與蓋101分別在自身上切出陽螺紋及陰螺紋，通過組合并旋轉(zhuǎn)而結(jié)合。蓋101的固定機(jī)構(gòu)未限于上述例子，只要能以經(jīng)得住試樣收納容器的內(nèi)外壓力差的程度的力固定蓋101與收納容器100即可。
[0041]在本實(shí)施例中，試樣載物臺(tái)103具備能在靠近隔膜的方向或遠(yuǎn)離隔膜的方向驅(qū)動(dòng)試樣6的位置的Z軸、能在圖中橫向或與紙面垂直方向驅(qū)動(dòng)試樣6的位置的XY軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。因此，也配置多個(gè)操作部104(接口)?？梢跃哂惺乖嚇?在試樣臺(tái)上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。這些驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在試樣收納容器的內(nèi)部，試樣載物臺(tái)103經(jīng)由機(jī)械單元128由設(shè)于試樣收納容器的外部的操作部104操作。機(jī)械單元128例如為旋轉(zhuǎn)的軸或棒等。操作部104能通過旋轉(zhuǎn)或推拉等進(jìn)行操作。為了試樣收納容器的外部與內(nèi)部的氣體種類及氣壓狀態(tài)不會(huì)變化，在收納容器100與機(jī)械單元128之間具備O環(huán)或襯墊等真空封閉部件107。通過該結(jié)構(gòu)，能維持試樣收納容器的內(nèi)外的壓力差，在保持試樣收納容器的內(nèi)部的環(huán)境狀態(tài)(壓力、氣體種類)的狀態(tài)與隔膜10獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)試樣6。即，根據(jù)上述的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，能從試樣收納容器的外部調(diào)整試樣6相對(duì)于隔膜10的位置。另外，如后所述，試樣收納容器配置于帶電粒子線裝置內(nèi)部的載物臺(tái)或座等平面部，一邊利用光學(xué)顯微鏡等觀察試樣一邊操作操作部104。因此，操作部104的大多數(shù)期望如圖那樣配置在試樣收納容器側(cè)面?zhèn)?。試?與隔膜10非接觸，能在與隔膜10平行方向使試樣與隔膜10獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)，因此，能進(jìn)行非常寬的范圍(至少比隔膜的面積大的范圍)的試樣的觀察。另外，由于試樣與隔膜非接觸，因此，不需要在每次更換試樣時(shí)更換隔膜。
[0042]在試樣收納容器下側(cè)(底面?zhèn)?具有用于配置于后述的帶電粒子線裝置內(nèi)部的試樣載物臺(tái)上的重合部111。重合部111是凸形，但可以是未圖示的凹型，也可以是其他形狀。通過重合部111與試樣載物臺(tái)對(duì)應(yīng)的部分配合，將試樣收納容器固定在試樣載物