試樣臺、帶電粒子束裝置及試樣觀察方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及能夠觀察試樣內部的帶電粒子束裝置及其試樣臺。
【背景技術】
[0002]為了觀察物體的微小區域的內部構造，使用掃描式透射電子顯微鏡(STEM)、透射式電子顯微鏡(TEM)等。作為使用這樣的電子顯微鏡來用于觀察試樣內部的一般的觀察方法，已知下述方法:在具備多個空孔的網狀的試樣臺上，配置切片成薄至能夠透射電子束的程度的試樣，利用在相對于試樣面與電子源一側相反側配置的檢測器來取得透射電子束。然而，該方法中形成試樣浮在網的空孔上的構成，因此搭載于試樣臺上的操作非常困難。因此，專利文獻I提出了能夠直接載置觀察用試樣的電子檢測器。
[0003]此外，物體的微小區域不僅能夠通過電子顯微鏡，也能夠通過光學顯微鏡進行觀察。通過使用光學顯微鏡，能夠取得采用電子顯微鏡時原理上無法取得的顏色信息。在光學顯微鏡中，從某一側照射白色光或特定的光，利用其相反面側的光學系統來成像被試樣吸收或從試樣放出的具有顏色信息的光，從而能夠得到透射光學圖像。由此，例如通過在生物細胞試樣等中加入特定的染色材料，能夠僅染上細胞內的特定區域，從而通過觀察其顏色，能夠觀察哪個區域已染上或未染上。特別是，透射光學圖像與反射式光學圖像相比一般而言分辨率高，因此廣泛地用于病理診斷、生命科學的領域。
[0004]電子顯微鏡無法取得顏色信息，另一方面，電子顯微鏡能夠以高分辨率觀察采用光學顯微鏡時無法觀察的微小區域。此外，由電子顯微鏡圖像得到的信息為反映試樣的密度差的信息，與由光學顯微鏡得到的信息相比是不同性質的。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平10-283978號公報

【發明內容】

[0008]發明所要解決的課題
[0009]由于如上所述通過電子顯微鏡和光學顯微鏡所得到的信息不同，因此近年來要利用電子顯微鏡和光學顯微鏡這兩者來觀察同一試樣的要求大量地增加。然而，專利文獻I的檢測器兼試樣臺無法透射光，實質上是無法利用光學顯微鏡進行觀察的面向電子顯微鏡的試樣臺。因此需要分別制作面向電子顯微鏡的試樣和面向光學顯微鏡的試樣，存在制作試樣花費工夫等問題。
[0010]本發明鑒于這樣的問題而提出，其目的在于，提供利用一個試樣就能夠進行利用以往的一般的光學顯微鏡的觀察和利用透射帶電粒子的觀察這兩者的試樣臺、帶電粒子束裝置及試樣觀察方法。
[0011]用于解決課題的方法
[0012]為了解決上述課題，本發明的特征在于，使用下述試樣臺來取得試樣的透射帶電粒子顯微鏡圖像及光學顯微鏡圖像，所述試樣臺在形成試樣臺的至少一部分且利用透射或散射試樣內部的帶電粒子而發光的發光部件上，直接或隔著規定的部件配置前述試樣，至少在配置有試樣的部位和試樣臺中與配置有前述試樣的部位相對的面之間，能夠通過特定或全部波長區域的可見光或紫外光或紅外光。
[0013]此外，本發明的特征在于，對于在形成試樣臺的至少一部分且利用透射或散射試樣的內部的帶電粒子而發光的發光部件上配置的試樣，照射帶電粒子束，檢測該發光部件的發光，取得帶電粒子顯微鏡圖像，將該試樣配置在試樣臺的狀態下，利用光學顯微鏡取得光學顯微鏡圖像。
[0014]發明的效果
[0015]根據本發明，可以提供利用一個試樣就能夠進行利用以往的一般的光學顯微鏡的觀察和利用透射帶電粒子的觀察這兩者的試樣臺、帶電粒子束裝置及試樣觀察方法。
[0016]上述以外的課題、構成及效果，通過以下實施方式的說明來明確。
【附圖說明】
[0017]圖1是光學顯微鏡觀察和帶電粒子束顯微鏡觀察的概略說明圖。
[0018]圖2是具備檢測元件的試樣臺的詳細圖。
[0019]圖3是具備檢測元件的試樣臺的詳細圖。
[0020]圖4是具備檢測元件的試樣臺的詳細圖。
[0021]圖5是具備檢測元件的試樣臺的詳細圖。
[0022]圖6是具備檢測元件的試樣臺的詳細圖。
[0023]圖7是具備檢測元件的試樣臺的詳細圖。
[0024]圖8是具備檢測元件的試樣臺的詳細圖。
[0025]圖9是具備檢測元件的試樣臺的詳細圖。
[0026]圖10是用于檢測來自檢測元件的透射帶電粒子的說明圖。
[0027]圖11是用于實施實施例1中的帶電粒子顯微鏡觀察的整體構成圖。
[0028]圖12是用于實施實施例1中的帶電粒子顯微鏡觀察的整體構成圖。
[0029]圖13是用于實施實施例1中的光學顯微鏡觀察的構成圖。
[0030]圖14是實施例2中的帶電粒子束顯微鏡和光學顯微鏡的復合裝置的構成圖。
[0031]圖15是用于檢測來自檢測元件的透射帶電粒子束的說明圖。
[0032]圖16是實施例3中的帶電粒子束顯微鏡和光學顯微鏡的復合裝置的構成圖。
[0033]圖17是實施例4中的帶電粒子束顯微鏡和光學顯微鏡的復合裝置的構成圖。
[0034]圖18是實施例5中的帶電粒子束顯微鏡和光學顯微鏡的復合裝置的構成圖。
【具體實施方式】
[0035]以下，使用附圖對各實施方式進行說明。
[0036]以下，對本發明中的試樣臺的詳細內容及應用該試樣臺的帶電粒子束裝置進行說明。但是這僅是本發明的一個例子，本發明不限于以下說明的實施方式。本發明也可以適用于掃描電子顯微鏡、掃描離子顯微鏡、掃描透射電子顯微鏡、它們與試樣加工裝置的復合裝置、或應用它們的解析、檢查裝置。
[0037]此外，在本說明書中，“大氣壓”意味著在大氣氣氛或規定的氣體氣氛，并處于大氣壓或若干負壓狀態的壓力環境。具體而言為約15Pa(大氣壓)至?13Pa程度。
[0038]實施例1
[0039]< 概要 >
[0040]首先，使用圖1，關于本實施例的概要進行說明。圖1中示出本實施例中的具備能夠將帶電粒子束轉換成光或增幅來發光的檢測元件500 (也稱為發光部件)的試樣臺600、帶電粒子束顯微鏡601、和光學顯微鏡602。試樣臺600上可搭載試樣6。
[0041]具備該試樣臺的檢測元件由透明的部件制作。以下，本說明書中，“透明”的意思是指特定的波長區域的可見光或紫外光或紅外光能夠通過，或全部的波長區域的可見光或紫外光或紅外光能夠通過。作為波長區域，大概為380nm至750nm等區域。例如，即使有些顏色混合存在，若能夠透視，則意味著特定的波長區域的可見光能夠通過，若是無色透明，則意味著全部的波長區域的可見光能夠通過。在此“能夠通過”指至少通過利用該波長區域的光能夠進行光學顯微鏡觀察的光量的光(例如透射率期望為50%以上)。此外，在此，特定的波長區域為至少將用于光學顯微鏡的觀察的波長區域包含在內的波長區域。因此可以用于一般的光學顯微鏡(透射式光學顯微鏡)，所述光學顯微鏡能夠從試樣臺的另一面側，檢測來自本實施例的試樣臺的一面側的光透射試樣而得的“光透射信號”。作為光學顯微鏡，只要是生物顯微鏡、立體顯微鏡、倒立式顯微鏡、金屬顯微鏡、熒光顯微鏡、激光顯微鏡等使用光的顯微鏡，則可以是任何顯微鏡。此外，在此為了說明而設為“顯微鏡”，但無論圖像的放大率多少，本發明能夠普遍地適用于通過對試樣照射光來取得信息的裝置。
[0042]在本實施例中，也可以利用試樣臺所具備的檢測元件，來檢測在帶電粒子束顯微鏡內產生的帶電粒子束照射試樣6后透射或散射試樣內部而得的“帶電粒子透射信號”，從而取得透射帶電粒子顯微鏡圖像。如后所述，為了將來自檢測元件500的光轉換成電信號及增幅，在帶電粒子束顯微鏡601內具備光檢測器503。
[0043]本實施例的試樣臺可以搭載于電子顯微鏡等帶電粒子束顯微鏡裝置，因此可以成為與光學顯微鏡共用的共同試樣臺。也就是說，如圖中箭頭所圖示那樣，通過使同一個試樣臺在各顯微鏡之間移動來進行觀察，無需為了應對各顯微鏡的觀察而制作多個試樣或將試樣轉移，就能夠在一個試樣臺上配置試樣的狀態下進行帶電粒子束觀察和光學觀察。予以說明的是，可以如圖1所示利用個別配置的各顯微鏡搭載同一個試樣臺，也可以使用如后所述的使光學顯微鏡和帶電粒子顯微鏡一體化的復合式顯微鏡裝置。以下，關于試樣臺、試樣搭載方法、圖像取得原理、裝置構成等詳細內容進行說明。
[0044]〈試樣臺的說明〉
[0045]使用圖2對本實施例中的試樣臺的詳細內容進行說明。本實施例的試樣臺由將帶電粒子束轉換成光的透明的檢測元件500和支持它的透明部件501 (也稱為基座)構成。試樣6直接搭載在檢測元件500上。或也可以如后所述，隔著膜等部件，間接地搭載。透明部件501，理想地為無色透明，但也可以有些顏色混合存在。作為透明部件501，為透明玻璃、透明塑料、透明的結晶等。要利用熒光顯微鏡等進行觀察的情況下，最好熒光不被吸收，因而最好是塑料。在本實施例的試樣臺中，至少位于配置有試樣的部位和試樣臺中與配置有試樣的部位相對的面之間的檢測元件和透明部件為“透明”即可。
[0046]檢測元件500是檢測以數keV至數十keV的能量飛來的帶電粒子束，如果照射帶電粒子束則發出可見光、紫外光、紅外光等光的元件。作為檢測元件，為例如閃爍體、發光材、YAG(釔鋁石榴石)元件、YAP (釔鋁鈣鈦礦)元件等。只要是能夠將帶電粒子束轉換成光的元件，則檢測元件500可以是任何材料。予以說明的是，檢測元件也可以不是能夠裝卸的固體，而是將通過照射帶電粒子束而發出熒光的熒光劑涂覆了的薄膜、微粒。在本實施例中，也包含它們，將通過在受光面接受帶電粒子而發出光的部件統稱為發光部件。帶電粒子束的固體內平均自由行程取決于帶電粒子束的加速電壓，為數十nm至數十μπι。因此，檢測元件500的上表面的發光區域也是距離檢測元件表面同程度的厚度的區域。因此，檢測元件500的厚度超過該厚度即可。另一方面，如前所述，利用光學顯微鏡觀察時，光透射信號需要盡量能夠透射，因此使用有些顏色混合存在的檢測元件的情況下，該檢測元件最好盡量薄。
[0047]作為經常用于光學顯微鏡中的試樣臺，有載玻片(或標本)、培養碟(dish)(或培養皿)等透明試樣臺。也就是說，如果使本實施例中具備能將帶電粒子束轉換成光的檢測元件的試樣臺成為面向這些光學顯微鏡的一般的載玻片(例如約25mmX約75mmX約
1.2mm)的形狀，則用戶能夠以以往使用的經驗、感覺來進行試樣搭載、試樣觀察。因此，能夠采用使用光學顯微鏡進行初次篩選，直接利用帶電粒子顯微鏡對篩出的試樣進行詳細觀察這樣的使用方法。或，由于利用一般的高性能透射式帶電粒子束顯微鏡裝置調制試樣，需要很大的勞力，因此也可以將利用本實施例中的試樣臺的觀察當作進行高性能的透射式帶電粒子束顯微鏡觀察之前的篩選。此外，光學顯微鏡用戶所保有的光學顯微鏡用的載玻片的盒、試樣搭載