中間室72、第二中間室73、第三中間室74以及試樣室75。在劃分電子槍室71和第一中間室72的間壁上設(shè)置有第一孔(orifice) 76。在劃分第一中間室72和第二中間室73的間壁上設(shè)置有槍閥(gun valve) 78。在設(shè)置在第二中間室內(nèi)的間壁上設(shè)置有第二孔79，在劃分第二中間室73和第三中間室74的間壁上設(shè)置有第三孔84。通過物鏡的上磁極85劃分第三中間室74和試樣室75，在試樣室75內(nèi)的物鏡的上磁極85和下磁極86之間設(shè)置有試樣架53。
[0040]在電子槍室71上連接有真空栗(離子栗)87a，在第一中間室72上連接有真空栗(離子栗)87b，在第二中間室73上連接有真空栗(離子栗)87c。在第三中間室74、在上磁極85和下磁極86之間形成的空間、以及下磁極86下方的空間，經(jīng)由獨立的路徑連接同一真空栗(渦輪分子栗88和干式真空栗89)。
[0041]在第三中間室74內(nèi)設(shè)置有在檢測通過來自電子槍I的電子束而發(fā)生的二次電子時被施加預(yù)定電壓(引出電壓)的二次電子檢測器51。根據(jù)從計算機80內(nèi)搭載的檢測器控制裝置82對二次電子檢測器51輸出的控制信號，來控制二次電子檢測器51的電壓的施加。在渦輪分子栗88的吸入口設(shè)置有真空計77，真空計77的檢測值被輸出到計算機80。
[0042]圖5是本發(fā)明實施方式的壓力顯示部90的概略結(jié)構(gòu)圖。該圖所示的壓力顯示部90具有:第一顯示部91，其顯示在渦輪分子栗88的吸入口附近設(shè)置的真空計77的檢測值；第二顯示部92，其顯示在試樣架53內(nèi)設(shè)置的真空計65的檢測值。在該圖的例中，在渦輪分子栗88的吸入口的壓力是0.034 [Pa]，與此相對，在試樣70附近的壓力保持為1.0 [Pa]。
[0043]回到圖3，氣體導(dǎo)入裝置60用于將氣體放出到被照射由電子槍I發(fā)生的電子束的試樣70。氣體導(dǎo)入裝置60具備:氣體噴嘴61，其連接到儲氣瓶(未圖示)，在前端具有在試樣架53內(nèi)開口的噴射口 63 ;調(diào)整閥62，其用于調(diào)整從噴射口 63放出的氣體放出量。噴射口 63朝向加熱器64，對加熱器64的金屬絲上的試樣70放出來自噴射口 63的氣體。調(diào)整閥62是電磁閥，根據(jù)從氣體控制裝置81輸出的控制信號控制調(diào)整閥62的開度。
[0044]氣體控制裝置81控制氣體導(dǎo)入裝置60的氣體導(dǎo)入量(放出量)，使得在氣體導(dǎo)入裝置60的氣體導(dǎo)入中將設(shè)置有二次電子檢測器51的第三中間室74內(nèi)的真空度持續(xù)保持為不足設(shè)定值P1。在計算機80內(nèi)搭載有氣體控制裝置81。真空計65的輸出被輸入到氣體控制裝置81，氣體控制裝置81根據(jù)從真空計65輸入的該真空度，調(diào)整向試樣架53內(nèi)的氣體導(dǎo)入量(放出量)。具體地，氣體控制裝置81，在從真空計65輸入的壓力值不足設(shè)定值Pl的情況下，將調(diào)整閥62保持為預(yù)定開度，在從真空計65輸入的壓力值為設(shè)定值Pl以上的情況下，執(zhí)行關(guān)閉調(diào)整閥62來停止氣體導(dǎo)入裝置60向試樣70的氣體放出的處理。
[0045]根據(jù)向二次電子檢測器51施加的電壓(引出電壓)的值和通過氣體導(dǎo)入裝置60導(dǎo)入的氣體的種類，決定與氣體導(dǎo)入量的控制相關(guān)的設(shè)定值Pi，該設(shè)定值Pi被設(shè)定為在向二次電子檢測器51施加了引出電壓時不發(fā)生放電的值。圖6是表示對氦、氖、氬、氫和氮不發(fā)生放電的壓力值的區(qū)域的圖。在該圖中，Vsed是本實施方式中使用的二次電子檢測器51的引出電壓值，在圖表內(nèi)位于各曲線上方的區(qū)域表示放電發(fā)生的區(qū)域(放電區(qū)域)。在本實施方式中，設(shè)想導(dǎo)入包含放電發(fā)生的壓力最低的氬氣的氣體，將氬氣的曲線的漸進值即50 [Pa]設(shè)定為設(shè)定值Pl。由此，如果將試樣附近的壓力值保持為不足50 [Pa]，則能夠創(chuàng)造出即使對二次電子檢測器51施加也不發(fā)生放電的狀況。
[0046]圖7是本發(fā)明實施方式的氣體導(dǎo)入裝置60和二次電子檢測器51的控制處理的流程圖。當開始該圖中所示的處理時，氣體控制裝置81和檢測器控制裝置82判斷真空計65所示的壓力值是否為不足Pl (50[Pa]) (SllO)。
[0047]如果在SllO中真空計65的壓力值不足P1，則氣體控制裝置81將調(diào)整閥62的開度控制為預(yù)定值，氣體導(dǎo)入裝置60開始向試樣導(dǎo)入氣體(S120)。然后，檢測器控制裝置82向二次電子檢測器51施加引出電壓(S130)，并返回到S110。由此，即使在氣體環(huán)境下，也保持二次電子檢測器51附近的壓力為不足50 [Pa]來防止放電的發(fā)生，因此，能夠持續(xù)取得氣體環(huán)境下的試樣70的二次電子像。由此，能夠得到氣體環(huán)境下的試樣70的二次電子像的動畫。此外，由于在進行電子檢測時不施加電壓，因此，基于不用擔(dān)心放電的檢測器的檢測值而得的圖像，當然作為動畫被得到。
[0048]另一方面，如果在SllO中真空計65的壓力值為Pl以上，則氣體控制裝置81關(guān)閉調(diào)整閥62，停止氣體導(dǎo)入裝置60向試樣的氣體導(dǎo)入(S140)。然后，檢測器控制裝置82停止向二次電子檢測器51施加引出電壓(S150)，并返回到S110。在收納有試樣架53的試樣室75內(nèi)，通過真空栗(渦輪分子栗88和干式真空栗89)以恒定的排氣量進行排氣，因此，通過如上述停止氣體控制裝置81的氣體導(dǎo)入，試樣70附近的壓力向不足設(shè)定值Pl的值下降。
[0049]在對試樣70進行加熱時，進行圖8所示的控制處理。圖8是本發(fā)明實施方式的氣體導(dǎo)入裝置60、二次電子檢測器51和加熱器64的控制處理的流程圖。當開始該圖中所示的處理時，氣體控制裝置81、檢測器控制裝置82和加熱器控制裝置83判斷真空計65所示的壓力值是否不足Pl (50[Pa]) (S210)。
[0050]如果在S210中真空計65的壓力值不足P1，則氣體控制裝置81將調(diào)整閥62的開度控制為預(yù)定值，氣體導(dǎo)入裝置60開始向試樣導(dǎo)入氣體(S220)。然后，加熱器控制裝置83通過加熱器64以預(yù)定溫度對試樣70加熱(S230)。此外，檢測器控制裝置82向二次電子檢測器51施加引出電壓(S240)，并返回到S210。由此，即使在氣體環(huán)境下，也保持二次電子檢測器51附近的壓力為不足50 [Pa]來防止放電的發(fā)生，因此，能夠持續(xù)取得在氣體環(huán)境下加熱后的試樣的二次電子像。由此，能夠得到氣體環(huán)境下的試樣70的二次電子像的動畫。此外，由于在進行電子檢測時不施加電壓，因此，基于不用擔(dān)心放電的檢測器的檢測值而得的圖像，當然作為動畫被得到。
[0051]另一方面，如果在S210中真空計65的壓力值為Pl以上，則氣體控制裝置81關(guān)閉調(diào)整閥62，并停止氣體導(dǎo)入裝置60向試樣的氣體導(dǎo)入(S250)。然后，加熱器控制裝置83停止加熱器64對試樣70的加熱(S260)。此外，檢測器控制裝置82停止向二次電子檢測器51施加引出電壓(S270)，并返回到S210。在收納有試樣架53的試樣室內(nèi)，通過真空栗(渦輪分子栗TMP和干式真空栗DRP)以恒定的排氣量進行排氣，因此，通過如上述停止氣體控制裝置81的氣體導(dǎo)入，試樣70附近的壓力向不足設(shè)定值Pl的值下降。
[0052]接著，簡單說明通過本實施方式的電子顯微鏡得到試樣的顯微鏡像(動畫)的步驟。觀察者使用鍵盤44和鼠標57從視野中探索攝像對象。讀出在R0M46中存儲的掃描像和/或透射掃描像用的透鏡數(shù)據(jù)，向數(shù)字模擬變換器(DAC) 24?34輸出。數(shù)字模擬變換器(DAC) 24?34將透鏡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)變換為模擬信號，并向勵磁電源13?23輸出。勵磁電源13?23向各透鏡系統(tǒng)的透鏡線圈2、3、6、9?12輸出電流。
[0053]由電子槍I生成的電子束通過第一和第二照射透鏡線圈2、3被聚焦，由第一和第二偏轉(zhuǎn)線圈4、5掃描，通過物鏡線圈6成像，并被照射到試樣架53內(nèi)的試樣70。
[0054]此時，被電子束(一次電子)激勵并從試樣70發(fā)生的二次電子，通過二次電子檢測器51被檢測，一次電子向試樣70反射后的電子(反射電子)通過反射電子檢測器55被檢測，從試樣70發(fā)出的光通過陰極發(fā)光檢測器(CL檢測器)54檢測，從試樣70放出的X射線通過X射線檢測器52被檢測。這些檢測器51、55、54、52的輸出通過圖像取入接口 48被輸出到計算機，作為二次電子像和反射電子像等的掃描像(SEM像)被適當描繪在監(jiān)視器39的畫面上。
[0055]此外，電子束所涉及的電子中的、透過試樣70而發(fā)生散射、衍射后的電子(散射電子)通過暗視野檢測器被檢測，透過試樣70但未發(fā)生散射、衍射的電子(透過電子)通過亮視野檢測器被檢測。這些檢測器的輸出通過圖像取入接口 48被輸出到計算機，作為暗視野像和亮視野像這樣的掃描透射像(STEM像)被適當描繪在監(jiān)視器39的畫面上。
[0056]圖9是本發(fā)明實施方式的監(jiān)視器39的顯示畫面的一例。該圖所示的畫面具備:顯示電子顯微鏡圖像111、112的圖像顯示部101