(57)【要約】【課題】物体と真空形成装置との衝突を防止可能な局所真空装置を提供する。【解決手段】局所真空装置は、排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、物体と真空形成部材とを離すように作用する力を物体及び真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、物体と真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置とを備え、真空領域の周囲の真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、真空形成部材の管路を介して排出される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、
前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置と
を備え、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出される局所真空装置。
【請求項２】
排気装置と接続される第１端と物体の面に接する第１空間と接続される第２端とを有する管路を備え、前記第１空間の気体を前記管路を介して排出して、前記第１空間と接続される第２空間よりも圧力が低い真空領域を前記第１空間に形成する真空形成部材と、
前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置と
を備える
局所真空装置。
【請求項３】
排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面の一部と対向した状態で前記管路を介して気体を排出することにより、前記物体の前記面の第１部分に接する第１空間に、前記面の前記第１部分とは異なる第２部分に接する第２空間の圧力より圧力が低い真空領域を形成可能な真空形成部材と、
前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置と
を備える局所真空装置。
【請求項４】
前記第２空間は、前記第１空間を経ずに前記管路と接続できないが前記第１空間を経ると接続できる
請求項２または３に記載の局所真空装置。
【請求項５】
排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面と前記管路の端部とが対向した状態で、前記物体の前記面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、
前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置と
を備える局所真空装置。
【請求項６】
前記間隔制御装置は、前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に前記力が付与されている状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する
請求項１から５のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項７】
前記物体は前記真空形成部材に対して第１方向に配置可能であり、
前記力は、前記真空形成部材を、前記第１方向とは逆向きの第２方向に向ける力を含む
請求項１から６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項８】
前記間隔制御装置は、前記真空形成部材を前記第１方向に向ける力を用いて前記間隔を制御する
請求項７に記載の局所真空装置。
【請求項９】
前記物体は前記真空形成部材に対して第１方向に配置可能であり、
前記力は、前記物体を、前記第１方向に向ける力を含む
請求項１から８のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項１０】
前記間隔制御装置は、前記物体を前記第１方向とは逆向きの第２方向に向ける力を用いて前記間隔を制御する
請求項９に記載の局所真空装置。
【請求項１１】
前記力は、重力を使って発生する
請求項１から１０のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項１２】
前記付与装置は、非電気的に前記力を付与可能である
請求項１から１１のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項１３】
前記付与装置は、弾性、磁力及び流体の圧力の少なくとも一方を用いて前記力を付与可能である
請求項１から１２のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項１４】
前記真空形成部材は前記物体の上方に位置し、
前記力は前記真空形成部材に付与され、重力方向に逆らう方向である
請求項１から１３のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項１５】
前記物体は前記真空形成部材の上方に位置し、
前記力は前記物体に付与され、重力方向に逆らう方向である
請求項１から１４のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項１６】
前記真空領域は、前記物体上の表面の一部と接する
請求項１から１５のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項１７】
前記真空領域が形成されているとき、前記物体の表面の少なくとも別の一部は非真空領域又は前記真空領域よりも真空度が低い領域で覆われる
請求項１から１６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項１８】
前記真空形成部材は、前記物体の表面と対向するように設けられ、前記排気装置と連通している開口を備える面を有する
請求項１から１７のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項１９】
前記開口は第１の開口であって、前記面の前記第１の開口の周囲に第２の開口を有する
請求項１８に記載の局所真空装置。
【請求項２０】
前記第１の開口内の空間の真空度は、前記第２の開口内の空間の真空度よりも低い
請求項１９に記載の局所真空装置。
【請求項２１】
前記真空形成部材は、前記物体と前記真空形成部材との間の間隙の排気抵抗によって前記空間と異なる他の空間との気圧の差が維持される前記空間を排気することによって真空を形成する、差動排気方式の真空形成部材である
請求項１から２０のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項２２】
前記付与装置は、前記物体の表面と対向する前記真空形成部材の面が前記物体から離れるように力を付与する
請求項１から２０のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項２３】
排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置と
を備え、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出され、
前記間隔制御装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する局所真空装置。
【請求項２４】
所定の異常条件が満たされた場合に、前記力を用いて前記物体と前記真空形成部材との
衝突を防止する
請求項１から２３のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項２５】
前記力を用いて前記物体と前記真空形成部材とが近づくことを防止することで、前記物体と前記真空形成部材との衝突を防止する
請求項２４に記載の局所真空装置。
【請求項２６】
前記力を用いて前記物体と前記真空形成部材とを離すことで、前記物体と前記真空形成部材との衝突を防止する
請求項２４又は２５に記載の局所真空装置。
【請求項２７】
所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断する
請求項１から２６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項２８】
排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、
前記真空領域を形成する排気を行う排気装置と
を備え、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断する
局所真空装置。
【請求項２９】
前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給する気体供給装置と
を備え、
前記気体供給装置は、所定の異常条件が満たされた場合に前記気体を供給する
請求項１から２８のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項３０】
排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給する気体供給装置と
を備える局所真空装置。
【請求項３１】
試料に向けて荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断する遮断部材と
を備え、
前記荷電粒子照射装置から照射される荷電粒子の通路は前記真空領域の少なくとも一部を含む請求項１から３０のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項３２】
排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、
試料に向けて荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断する遮断部材と
を備え、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出され、
前記荷電粒子照射装置から照射される荷電粒子の通路は前記真空領域の少なくとも一部を含む局所真空装置。
【請求項３３】
前記遮断部材は、非電気的な力により前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断する
請求項３１又は３２に記載の局所真空装置。
【請求項３４】
試料に向けて荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉する密閉部材と
を備え、
前記荷電粒子照射装置から照射される荷電粒子の通路は前記真空領域の少なくとも一部を含む請求項１から３３のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項３５】
排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、
試料に向けて荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉する密閉部材と
を備え、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出され、
前記荷電粒子照射装置から照射される荷電粒子の通路は前記真空領域の少なくとも一部を含む局所真空装置。
【請求項３６】
前記密閉部材は、非電気的な力により前記荷電粒子照射装置の内部空間を密閉する
請求項３４又は３５に記載の局所真空装置。
【請求項３７】
前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置を備え、
前記位置変更装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更する
請求項１から３６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項３８】
排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、
前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置と
を備え、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出され、
前記位置変更装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体から前記真空形成部材に向かう方向と平行な方向に前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更する
局所真空装置。
【請求項３９】
前記位置変更装置は、前記真空形成部材と前記物体との相対位置を、前記真空領域と接する前記物体の表面に沿った方向に変更可能であって、
前記位置変更装置は、電源から供給された電力により作動し、
前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む
請求項３７又は３８に記載の局所真空装置。
【請求項４０】
前記真空形成部材と前記物体との相対位置を、前記真空領域と接する前記物体の表面に沿った方向に変更可能な位置変更装置を備え、
前記位置変更装置は、電源から供給された電力により作動し、
前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む
請求項２３から３６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項４１】
前記間隔制御装置は、電源から供給された電力により作動し、
前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む
請求項２３に記載の局所真空装置。
【請求項４２】
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置を備え、
前記間隔制御装置は、電源から供給された電力により作動し、
前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む
請求項２７から３９のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項４３】
前記異常条件は、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔が所定の下限値を下回ったことを含む
請求項２３から４２に記載の局所真空装置。
【請求項４４】
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を検出する検出装置を備え、
前記異常条件は、前記検出装置の検出結果が途絶えたこと及び制御装置が前記検出装置の検出結果が途絶えたことを検知したことの少なくとも一方を含む
請求項２３から４３のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項４５】
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を検出する検出装置を備え、
前記検出装置は、電源から供給された電力により作動し、
前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む
請求項２３から４３のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項４６】
前記異常条件は、前記真空領域の圧力が所定の下限値を下回ったことを含む
請求項２３から４５に記載の局所真空装置。
【請求項４７】
前記真空領域の圧力を計測する圧力計を備え、
前記異常条件は、前記圧力計の計測結果が途絶えたこと及び制御装置が前記圧力計の計測結果が途絶えたことを検知したことの少なくとも一方を含む
請求項２３から４６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項４８】
前記真空領域の圧力を計測する圧力計を備え、
前記圧力計は、電源から供給された電力により作動し、
前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む
請求項２３から４６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項４９】
前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を計測する位置計測系を備え、
前記異常条件は、前記位置計測系の計測結果が途絶えたこと及び制御装置が前記位置計測系の計測結果が途絶えたことを検知したことの少なくとも一方を含む
請求項２３から４８のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項５０】
前記真空形成部材と前記物体との相対位置を、前記真空領域と接する前記物体の表面に沿った方向に変更可能な位置変更装置と、前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を計測する位置計測系とを備え、
前記位置変更装置は、前記位置計測系の計測結果と前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置の駆動目標に基づき、前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更し、
前記異常条件は、前記位置計測系の計測結果と前記駆動目標の乖離が所定の上限値を上回ったことを含む
請求項２３から４９のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項５１】
前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を計測する位置計測系を備え、
前記位置計測系は、電源から供給された電力により作動し、
前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む
請求項２３から５０に記載の局所真空装置。
【請求項５２】
試料に向けて荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置を更に備え、
前記荷電粒子照射装置の少なくとも一部は、前記真空形成部材の少なくとも一部と接続し、
前記荷電粒子照射装置から照射される荷電粒子の通路は前記真空領域の少なくとも一部を含み、
前記力は、前記物体及び前記荷電粒子照射装置の少なくとも一つに付与され、
前記力は、前記物体と前記荷電粒子照射装置とを離すことにより、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用し、
前記間隔制御装置は、前記物体と前記荷電粒子照射装置の少なくとも一方との間の間隔を制御することにより、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する
請求項１から２２のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項５３】
前記物体は、前記荷電粒子が照射される試料、及び、前記試料を保持可能な保持装置の少なくとも一方を含み、
前記力は、前記試料、前記保持装置、前記荷電粒子照射装置の少なくとも一つに付与され、
前記力は、前記試料及び前記保持装置の少なくとも一方と前記荷電粒子照射装置とを離すことにより、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用し、
前記間隔制御装置は、前記試料及び前記保持装置の少なくとも一方と前記荷電粒子照射装置との間の間隔を制御することにより、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する
請求項５２に記載の局所真空装置。
【請求項５４】
前記物体を保持する保持装置を更に含み、前記力は、前記物体及び前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する
請求項１から２２のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項５５】
排気装置と接続可能な管路を有し、保持装置に保持された物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、
前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、
前記力と逆向きの力を用いて前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を電気的に制御する間隔制御装置と、
を備え、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出され、
前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力は、前記真空領域の真空が前記保持装置と前記真空形成部材とを吸引する吸引力よりも大きく、非電気的である
局所真空装置。
【請求項５６】
前記間隔制御装置は、前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に前記付与装置によって前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力が付与されている状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する
請求項５５に記載の局所真空装置。
【請求項５７】
前記保持装置に力を付与することで前記物体に力を付与する
請求項５５又は５６に記載の局所真空装置。
【請求項５８】
前記試料にエネルギビームを照射可能なエネルギビーム照射装置を備え、
前記エネルギビーム照射装置から照射される前記エネルギビームの通路は前記真空領域の少なくとも一部を含む
請求項１から５７のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項５９】
試料に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置を備え、
前記荷電粒子照射装置から照射される荷電粒子の通路は前記真空領域の少なくとも一部を含む
請求項１から３０、３８、５４〜５７のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項６０】
前記物体の前記面は、前記試料の表面の少なくとも一部を含む
請求項３１から３６、５２、５３、５８、５９のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項６１】
前記物体の前記面は、前記試料を保持する部材の表面の少なくとも一部を含む
請求項３１から３６、５２、５３、５８、５９のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項６２】
前記物体の前記面は、前記試料と前記真空形成部材との間に配置される部材の表面の少なくとも一部を含む
請求項３１から３６、５２、５３、５８、５９のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項６３】
前記真空形成部材は、比透磁率が１０００以上の高透磁率材料からなる
請求項１から６２のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項６４】
前記真空領域の気圧は、１×１０−３パスカル以下である
請求項１から６３のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項６５】
前記真空形成部材と前記物体との間の距離は、１μｍ以上且つ１０μｍ以下である
請求項１から６４のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項６６】
前記物体の前記面の少なくとも一部は、前記真空領域の少なくとも一部に面する
請求項１から６５のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項６７】
前記物体の前記面の少なくとも一部は、前記真空領域の少なくとも一部に覆われる
請求項１から６６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項６８】
前記物体の前記面の一部は、前記真空領域に面し、前記物体の前記面の他の一部は、大気圧領域に面する
請求項１から６７のいずれか一項に記載の局所真空装置。
【請求項６９】
排気装置と接続可能な管路を有する真空形成部材を用いて、保持装置に保持された物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して真空領域を形成することと、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、
前記保持装置と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力が前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与された状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項７０】
排気装置と接続可能な管路を有する真空形成部材を用いて、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して真空領域を形成することと、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、
前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力が前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与された状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項７１】
排気装置と接続可能な管路を有する真空形成部材を用いて、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して真空領域を形成することと、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、
前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力を、前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与することと、
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項７２】
排気装置と接続可能な管路を有する真空形成部材を用いて、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して真空領域を形成することと、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、
前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置を用いて、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項７３】
排気装置と接続可能な管路を有する真空形成部材を用いて、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して真空領域を形成することと、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、
前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置を用いて、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体から前記真空形成部材に向かう方向と平行な方向に前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項７４】
物体の面に接する空間の気体を管路を介して排出して、真空領域を形成することと、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項７５】
物体の面に接する空間の気体を管路を介して排出して、真空領域を形成することと、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項７６】
物体の面に接する空間の気体を管路を介して排出して、真空領域を形成することと、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、
前記真空領域の少なくとも一部を含む通過空間を通過した荷電粒子を試料に照射することと、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項７７】
物体の面に接する空間の気体を管路を介して排出して、真空領域を形成することと、
前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、
前記真空領域の少なくとも一部を含む通過空間を通過した荷電粒子を試料に照射することと、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項７８】
保持装置に保持された物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、
前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、
前記力と逆向きの力を用いて前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を電気的に制御する間隔制御装置と、
を備え、
前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力は、前記真空領域が前記保持装置と前記真空形成部材とを吸引する吸引力よりも大きく、非電気的である
局所真空装置。
【請求項７９】
物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、
前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置と
を備える局所真空装置。
【請求項８０】
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置と
を備え、
前記間隔制御装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する局所真空装置。
【請求項８１】
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、
前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置と
を備え、
前記位置変更装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体から前記真空形成部材に向かう方向と平行な方向に前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更する
局所真空装置。
【請求項８２】
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、
前記真空領域を形成する排気を行う排気装置と
を備え、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断する
局所真空装置。
【請求項８３】
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給する気体供給装置と
を備える局所真空装置。
【請求項８４】
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、
前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断する遮断部材と
を備える局所真空装置。
【請求項８５】
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、
前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉する密閉部材と
を備える局所真空装置。
【請求項８６】
保持装置に保持された物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、
前記保持装置と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力が前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与された状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項８７】
物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、
前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力が前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与された状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項８８】
物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、
前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力を、前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与することと、
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項８９】
物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、
前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置を用いて、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項９０】
物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、
前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置を用いて、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体から前記真空形成部材に向かう方向と平行な方向に前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項９１】
物体上の空間を排気して真空領域を局所的に形成することと、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項９２】
物体上の空間に真空領域を局所的に形成することと、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項９３】
物体上の空間に真空領域を局所的に形成することと、
前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射することと、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断することと
を含む真空領域の形成方法。
【請求項９４】
物体上の空間に真空領域を局所的に形成することと、
荷電粒子照射装置から前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射することと、
所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉することと
を含む真空領域の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、局所的な真空領域を形成する局所真空装置、及び、局所的な真空領域の形成方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子を照射する装置は、荷電粒子が気体分子との衝突によって散乱してしまうことを防止するために、真空領域を介して荷電粒子を照射する。例えば、特許文献１には、荷電粒子の一例である電子ビームが照射される被検物の検査対象部分の周囲を外気から遮断して局所的な真空領域を形成する走査型電子顕微鏡が記載されている。このような装置（更には、真空領域を形成する任意の装置）では、真空領域を形成するための装置と被検物（或いは、その他任意の物体）との間隔を短い距離（例えば１０μｍ以下１μｍ以上）に保つ制御が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１４４９２８号明細書
【発明の概要】
【０００４】
第１の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置とを備え、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出される局所真空装置が提供される。
【０００５】
第２の態様によれば、排気装置と接続される第１端と物体の面に接する第１空間と接続される第２端とを有する管路を備え、前記第１空間の気体を前記管路を介して排出して、前記第１空間と接続される第２空間よりも圧力が低い真空領域を前記第１空間に形成する真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置と備える局所真空装置が提供される。
【０００６】
第３の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面の一部と対向した状態で前記管路を介して気体を排出することにより、前記物体の前記面の第１部分に接する第１空間に、前記面の前記第１部分とは異なる第２部分に接する第２空間の圧力より圧力が低い真空領域を形成可能な真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置とを備える局所真空装置が提供される。
【０００７】
第４の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面と前記管路の端部とが対向した状態で、前記物体の前記面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置とを備える局所真空装置が提供される。
【０００８】
第５の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置とを備え、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出され、前記間隔制御装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する局所真空装置が提供される。
【０００９】
第６の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、前記真空領域を形成する排気を行う排気装置とを備え、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断する局所真空装置が提供される。
【００１０】
第７の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給する気体供給装置とを備える局所真空装置が提供される。
【００１１】
第８の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、試料に向けて荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断する遮断部材とを備え、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出され、前記荷電粒子照射装置から照射される荷電粒子の通路は前記真空領域の少なくとも一部を含む局所真空装置が提供される。
【００１２】
第９の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、試料に向けて荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉する密閉部材とを備え、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出され、前記荷電粒子照射装置から照射される荷電粒子の通路は前記真空領域の少なくとも一部を含む局所真空装置が提供される。
【００１３】
第１０の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有し、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置とを備え、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出され、前記位置変更装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体から前記真空形成部材に向かう方向と平行な方向に前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更する局所真空装置が提供される。
【００１４】
第１１の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有し、保持装置に保持された物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して、真空領域を形成する真空形成部材と、前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、前記力と逆向きの力を用いて前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を電気的に制御する間隔制御装置と、を備え、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体は、前記真空形成部材の前記管路を介して排出され、前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力は、前記真空領域が前記保持装置と前記真空形成部材とを吸引する吸引力よりも大きく、非電気的である局所真空装置が提供される。
【００１５】
第１２の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有する真空形成部材を用いて、保持装置に保持された物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して真空領域を形成することと、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、前記保持装置と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力が前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与された状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００１６】
第１３の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有する真空形成部材を用いて、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して真空領域を形成することと、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力が前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与された状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００１７】
第１４の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有する真空形成部材を用いて、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して真空領域を形成することと、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力を、前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与することと、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００１８】
第１５の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有する真空形成部材を用いて、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して真空領域を形成することと、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置を用いて、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００１９】
第１６の態様によれば、排気装置と接続可能な管路を有する真空形成部材を用いて、物体の面に接する空間の気体を前記管路を介して排出して真空領域を形成することと、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置を用いて、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体から前記真空形成部材に向かう方向と平行な方向に前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００２０】
第１７の態様によれば、物体の面に接する空間の気体を管路を介して排出して、真空領域を形成することと、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００２１】
第１８の態様によれば、物体の面に接する空間の気体を管路を介して排出して、真空領域を形成することと、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００２２】
第１９の態様によれば、物体の面に接する空間の気体を管路を介して排出して、真空領域を形成することと、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、前記真空領域の少なくとも一部を含む通過空間を通過した荷電粒子を試料に照射することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００２３】
第２０の態様によれば、物体の面に接する空間の気体を管路を介して排出して、真空領域を形成することと、前記真空領域の周囲の前記真空領域よりも気圧が高い空間の少なくとも一部の気体を、前記管路を介して排出することと、前記真空領域の少なくとも一部を含む通過空間を通過した荷電粒子を試料に照射することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００２４】
第２１の態様によれば、保持装置に保持された物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、前記力と逆向きの力を用いて前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を電気的に制御する間隔制御装置とを備え、前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力は、前記真空領域が前記保持装置と前記真空形成部材とを吸引する吸引力よりも大きく、非電気的である局所真空装置が提供される。
【００２５】
第２２の態様によれば、物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置とを備える局所真空装置が提供される。
【００２６】
第２３の態様によれば、物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置とを備え、前記間隔制御装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する局所真空装置が提供される。
【００２７】
第２４の態様によれば、物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置とを備え、前記位置変更装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体から前記真空形成部材に向かう方向と平行な方向に前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更する局所真空装置が提供される。
【００２８】
第２５の態様によれば、物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記真空領域を形成する排気を行う排気装置とを備え、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断する局所真空装置が提供される。
【００２９】
第２６の態様によれば、物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給する気体供給装置とを備える局所真空装置が提供される。
【００３０】
第２７の態様によれば、物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、
前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断する遮断部材とを備える局所真空装置が提供される。
【００３１】
第２８の態様によれば、物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉する密閉部材とを備える局所真空装置が提供される。
【００３２】
第２９の態様によれば、保持装置に保持された物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記保持装置と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力が前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与された状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００３３】
第３０の態様によれば、物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力が前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与された状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００３４】
第３１の態様によれば、物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力を、前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与することと、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００３５】
第３２の態様によれば、物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置を用いて、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００３６】
第３３の態様によれば、物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置を用いて、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体から前記真空形成部材に向かう方向と平行な方向に前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００３７】
第３４の態様によれば、物体上の空間を排気して真空領域を局所的に形成することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００３８】
第３５の態様によれば、物体上の空間に真空領域を局所的に形成することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００３９】
第３６の態様によれば、物体上の空間に真空領域を局所的に形成することと、前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００４０】
第３７の態様によれば、物体上の空間に真空領域を局所的に形成することと、荷電粒子照射装置から前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉することとを含む真空領域の形成方法が提供される。
【００４１】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図２】図２は、走査型電子顕微鏡が備えるビーム照射装置の構造を示す断面図である。
【図３】図３は、走査型電子顕微鏡が備えるビーム照射装置の構造を示す斜視図である。
【図４】図４は、付与装置が付与する力を示す断面図である。
【図５】図５は、間隔を調整することができなくなる異常が間隔調整系に生じた状況下でのビーム照射装置と試料との位置関係を示す断面図である。
【図６】図６は、第１変形例における走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図７】図７は、第１変形例において付与装置が付与する力を示す断面図である。
【図８】図８は、第１変形例において間隔を調整することができなくなる異常が間隔調整系に生じた状況下でのビーム照射装置と試料との位置関係を示す断面図である。
【図９】図９は、第２変形例における走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図１０】図１０は、第２変形例において付与装置が付与する力を示す断面図である。
【図１１】図１１は、第２変形例において間隔を調整することができなくなる異常が間隔調整系に生じた状況下でのビーム照射装置と試料との位置関係を示す断面図である。
【図１２】図１２は、第３変形例における走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図１３】図１３は、第３変形例において付与装置が付与する力を示す断面図である。
【図１４】図１４は、第４変形例における走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図１５】図１５は、第４変形例において付与装置が付与する力を示す断面図である。
【図１６】図１６は、第４変形例において間隔を調整することができなくなる異常が間隔調整系に生じた状況下でのビーム照射装置と試料との位置関係を示す断面図である。
【図１７】図１７は、第５変形例における走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図１８】図１８は、第６変形例における走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図１９】図１９は、第６変形例における走査型電子顕微鏡が備えるビーム照射装置の構造を示す断面図である。
【図２０】図２０は、第７変形例における走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図２１】図２１は、第８変形例における走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図２２】図２２は、第８変形例における走査型電子顕微鏡が備えるビーム照射装置の構造を示す断面図である。
【図２３】図２３は、第８変形例における走査型電子顕微鏡が備えるビーム照射装置の構造を示す断面図である。
【図２４】図２４は、第９変形例における走査型電子顕微鏡が備えるビーム照射装置の構造を示す断面図である。
【図２５】図２５は、第１０変形例における走査型電子顕微鏡が備えるステージの構造を示す断面図である。
【図２６】図２６は、第１０変形例におけるステージとビーム照射装置との位置関係を示す断面図である。
【図２７】図２７は、第１１変形例における走査型電子顕微鏡が備えるステージの構造を示す断面図である。
【図２８】図２８は、第１２変形例の走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図２９】図２９は、第１３変形例の走査型電子顕微鏡の構造を示す断面図である。
【図３０】図３０は、第１４変形例においてステージが試料を保持する様子を示す断面図である。
【図３１】図３１は、第１５変形例においてステージが試料を保持する様子を示す断面図である。
【図３２】図３２は、第１６変形例においてステージが試料を保持する様子を示す断面図である。
【図３３】図３３は、ビーム照射装置と試料との衝突につながる可能性がある異常が生じたか否かを監視するための方法の一例を示す断面図である。
【図３４】図３４は、ビーム照射装置と試料との衝突につながる可能性がある異常が生じたか否かを監視するための方法の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面を参照しながら、局所真空装置及び真空領域の形成方法の実施形態について説明する。以下では、局所的な真空領域ＶＳＰを介して電子ビームＥＢを試料Ｗに照射して当該試料Ｗに関する情報を取得する（例えば、試料Ｗの状態を計測する）走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）ＳＥＭを用いて、局所真空装置及び真空領域の形成方法の実施形態を説明する。試料Ｗは、例えば、半導体基板である。但し、試料Ｗは、半導体基板とは異なる物体であってもよい。試料Ｗは、例えば、直径が約３００ミリメートルであり、厚さが約７５０マイクロメートルから８００マイクロメートルとなる円板状の基板であってもよい。但し、試料Ｗは、任意のサイズを有する任意の形状の基板（或いは、物体）であってもよい。例えば、試料Ｗは、液晶表示素子等のディスプレイのための角形基板やフォトマスクのための角形基板であってもよい。
【００４４】
また、以下の説明では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸から定義されるＸＹＺ直交座標系を用いて、走査型電子顕微鏡ＳＥＭを構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれが水平方向（つまり、水平面内の所定方向）であり、Ｚ軸方向が鉛直方向（つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向）であるものとする。更に、＋Ｚ側が上方（つまり、上側）に相当し、−Ｚ側が下方（つまり、下側）に相当するものとする。また、−Ｚ方向を重力方向と称してもよい。尚、Ｚ軸方向は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが備える後述のビーム光学系１１の光軸ＡＸに平行な方向でもある。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回転方向（言い換えれば、傾斜方向）を、それぞれ、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向と称する。
【００４５】
（１）走査型電子顕微鏡ＳＥＭの構造
はじめに、図１から図３を参照しながら、走査型電子顕微鏡ＳＥＭの構造について説明する。図１は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭの構造を示す断面図である。図２は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが備えるビーム照射装置１の構造を示す断面図である。図３は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが備えるビーム照射装置１の構造を示す斜視図である。尚、図面の簡略化のために、図１は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭの一部の構成要素については、その断面を示していない。
【００４６】
図１に示すように、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、ビーム照射装置１と、ステージ装置２と、支持フレーム３と、制御装置４と、ポンプ系５とを備える。更に、ポンプ系５は、真空ポンプ５１と、真空ポンプ５２とを備える。
【００４７】
ビーム照射装置１は、ビーム照射装置１から下方に向けて電子ビームＥＢを射出可能である。ビーム照射装置１は、ビーム照射装置１の下方に配置されるステージ装置２が保持する試料Ｗに対して電子ビームＥＢを照射可能である。試料Ｗに対して電子ビームＥＢを照射するために、ビーム照射装置１は、図２及び図３に示すように、ビーム光学系１１と、差動排気系１２とを備えている。
【００４８】
図２に示すように、ビーム光学系１１は、筐体１１１を備えている。筐体１１１は、ビーム光学系１１の光軸ＡＸに沿って延びる（つまり、Ｚ軸に沿って延びる）ビーム通過空間ＳＰｂ１が内部に確保されている円筒状の部材である。ビーム通過空間ＳＰｂ１は、電子ビームＥＢが通過する空間として用いられる。ビーム通過空間ＳＰｂ１を通過する電子ビームＥＢが筐体１１１を通過する（つまり、筐体１１１の外部へ漏れ出す）ことを防止するために及び／又はビーム照射装置１の外部の磁場（いわゆる、外乱磁場）がビーム通過空間ＳＰｂ１を通過する電子ビームＥＢに影響を与えることを防止するために、筐体１１１は、高透磁率材料から構成されていてもよい。高透磁率材料の一例として、パーマロイ及びケイ素鋼の少なくとも一方があげられる。これらの高透磁率材料の比透磁率は１０００以上である。
【００４９】
ビーム通過空間ＳＰｂ１は、電子ビームＥＢが照射される期間中は、真空空間となる。具体的には、ビーム通過空間ＳＰｂ１には、ビーム通過空間ＳＰｂ１に連通するように筐体１１１（更には、後述する側壁部材１２２）に形成される配管（つまり、管路）１１７を介して真空ポンプ５１が連結されている。真空ポンプ５１は、ビーム通過空間ＳＰｂ１が真空空間となるように、ビーム通過空間ＳＰｂ１を排気して大気圧よりも減圧する。このため、本実施形態における真空空間は、大気圧よりも圧力が低い空間を意味していてもよい。特に、真空空間は、電子ビームＥＢの試料Ｗへの適切な照射を妨げないほどにしか気体分子が存在しない空間（言い換えれば、電子ビームＥＢの試料Ｗへの適切な照射を妨げない真空度となる空間）を意味していてもよい。ビーム通過空間ＳＰｂ１は、筐体１１１の下面に形成されたビーム射出口（つまり、開口）１１９を介して、筐体１１１の外部の空間（より具体的には、後述する差動排気系１２のビーム通過空間ＳＰｂ２）に連通している。尚、ビーム通過空間ＳＰｂ１は、電子ビームＥＢが照射されない期間中に真空空間となってもよい。
【００５０】
ビーム光学系１１は更に、電子銃１１３と、電磁レンズ１１４と、対物レンズ１１５と、電子検出器１１６とを備える。電子銃１１３は、−Ｚ側に向けて電子ビームＥＢを放出する。尚、電子銃１１３の代わりに光が照射されたとき電子を放出する光電変換面を用いてもよい。電磁レンズ１１４は、電子銃１１３が放出した電子ビームＥＢを制御する。例えば、電磁レンズ１１４は、電子ビームＥＢが所定の光学面（例えば、電子ビームＥＢの光路に交差する仮想面）上に形成する像の回転量（つまり、θＺ方向の位置）、当該像の倍率、及び、結像位置に対応する焦点位置のいずれか一つを制御してもよい。対物レンズ１１５は、電子ビームＥＢを所定の縮小倍率で試料Ｗの表面（具体的には、電子ビームＥＢが照射される面であり、図１及び図２に示す例では＋Ｚ側を向いている面であって且つＸＹ平面に沿った面）ＷＳｕに結像させる。電子検出器１１６は、ｐｎ接合又はｐｉｎ接合の半導体を使用した半導体型電子検出装置（つまり、半導体検出装置）である。電子検出器１１６は、試料Ｗに対する電子ビームＥＢの照射によって生じた電子（例えば、反射電子及び散乱電子の少なくとも一方。散乱電子は２次電子を含む）を検出する。制御装置４は、電子検出器１１６の検出結果に基づいて、試料Ｗの状態を特定する。例えば、制御装置４は、電子検出器１１６の検出結果に基づいて、試料Ｗの表面ＷＳｕの３次元形状を特定する。尚、本実施形態では、試料Ｗの表面ＷＳｕは理想的には平面であり、制御装置４は、その表面ＷＳｕに形成されている微細な凹凸パターンの形状を含む表面ＷＳｕの３次元形状を特定するものとする。尚、試料Ｗの表面ＷＳｕは平面でなくてもよい。また、電子検出器１１６は、後述する差動排気系１２に設けられてもよい。
【００５１】
差動排気系１２は、真空形成部材１２１と、側壁部材１２２とを備える。側壁部材１２２は、真空形成部材１２１から上方に延びる筒状の部材である。側壁部材１２２は、内部に筐体１１１（つまり、ビーム光学系１１）を収容する。側壁部材１２２は、内部にビーム光学系１１を収容した状態でビーム光学系１１と一体化されるが、ビーム光学系１１から分離可能であってもよい。真空形成部材１２１は、ビーム光学系１１の下方（つまり、−Ｚ側）に配置される。真空形成部材１２１は、ビーム光学系１１の下方において、ビーム光学系１１に接続される（つまり、連結）される。真空形成部材１２１は、ビーム光学系１１に接続されてビーム光学系１１と一体化されるが、分離可能であってもよい。真空形成部材１２１の内部には、ビーム通過空間ＳＰｂ２が形成されている。尚、図３は、真空形成部材１２１が、ビーム通過空間ＳＰｂ２の一部であるビーム通過空間ＳＰｂ２−１が形成された真空形成部材１２１−１、ビーム通過空間ＳＰｂ２の一部であるビーム通過空間ＳＰｂ２−２が形成された真空形成部材１２１−２、及び、ビーム通過空間ＳＰｂ２の一部であるビーム通過空間ＳＰｂ２−３が形成された真空形成部材１２１−３が、ビーム通過空間ＳＰｂ２−１からＳＰｂ２−３が連通するように積層された構造を有する例を示しているが、真空形成部材１２１の構造がこの例に限定されることはない。ビーム通過空間ＳＰｂ２は、真空形成部材１２１の上面（図３に示す例では、真空形成部材１２１−３の＋Ｚ側の面）に形成されたビーム射出口（つまり、開口）１２３１を介して、ビーム光学系１１のビーム通過空間ＳＰｂ１に連通している。ビーム通過空間ＳＰｂ２は、ビーム通過空間ＳＰｂ１と共に、真空ポンプ５１によって排気される（つまり、減圧される）。従って、ビーム通過空間ＳＰｂ２は、電子ビームＥＢが照射される期間中は、真空空間となる。ビーム通過空間ＳＰｂ２は、ビーム通過空間ＳＰｂ１からの電子ビームＥＢが通過する空間として用いられる。ビーム通過空間ＳＰｂ１及びＳＰｂ２の少なくとも一方を通過する電子ビームＥＢが真空形成部材１２１及び側壁部材１２２の少なくとも一方を通過する（つまり、差動排気系１２の外部へ漏れ出す）ことを防止するために及び／又はビーム照射装置１の外部の磁場（いわゆる、外乱磁場）がビーム通過空間ＳＰｂ１及びＳＰｂ２の少なくとも一方を通過する電子ビームＥＢに影響を与えることを防止するために、真空形成部材１２１及び側壁部材１２２の少なくとも一方は、高透磁率材料から構成されていてもよい。尚、ビーム通過空間ＳＰｂ２は、電子ビームＥＢが照射されない期間中に真空空間となってもよい。
【００５２】
真空形成部材１２１は更に、試料Ｗの表面ＷＳｕに対向可能な射出面１２１ＬＳを備える。図３に示す例では、真空形成部材１２１−１が、射出面１２１ＬＳを備えている。ビーム照射装置１は、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとの間の間隔Ｄ（つまり、Ｚ軸方向におけるビーム照射装置１と試料Ｗとの間の間隔Ｄ）が所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔ（例えば、１０μｍ以下且つ１μｍ以上）となるように、後述する間隔調整系１４によって、試料Ｗに対して位置合わせされる。尚、間隔Ｄは射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとのＺ軸方向における距離と称してもよい。また、間隔調整系１４を間隔制御装置と称してもよい。射出面１２１ＬＳには、ビーム射出口（つまり、開口）１２３２が形成されている。尚、真空形成部材１２１は、試料Ｗの表面ＷＳｕに対向可能な射出面１２１ＬＳを備えていなくてもよい。図２に示すように、ビーム通過空間ＳＰｂ２は、ビーム射出口１２３２を介して、真空形成部材１２１の外部のビーム通過空間ＳＰｂ３に連通している。つまり、ビーム通過空間ＳＰｂ１は、ビーム通過空間ＳＰｂ２を介してビーム通過空間ＳＰｂ３に連通している。但し、ビーム通過空間ＳＰｂ２が確保されていなくてもよい。つまり、ビーム通過空間ＳＰｂ１は、ビーム通過空間ＳＰｂ２を介することなくビーム通過空間ＳＰｂ３に直接連通していてもよい。ビーム通過空間ＳＰｂ３は、試料Ｗ上の局所的な空間である。ビーム通過空間ＳＰｂ３は、ビーム照射装置１と試料Ｗとの間（具体的には、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとの間）において電子ビームＥＢが通過する局所的な空間である。ビーム通過空間ＳＰｂ３は、試料Ｗの表面ＷＳｕのうち電子ビームＥＢが照射される照射領域に少なくとも面する（或いは、覆う又は接する）空間である。ビーム通過空間ＳＰｂ３は、ビーム通過空間ＳＰｂ１及びＳＰｂ２と共に、真空ポンプ５１によって排気される（つまり、減圧される）。この場合、ビーム通過空間ＳＰｂ１及びＳＰｂ２のそれぞれは、ビーム通過空間ＳＰｂ３を排気するためにビーム通過空間ＳＰｂ３と真空ポンプ５１とを接続する排気通路（つまり、管路）としても機能可能である。従って、ビーム通過空間ＳＰｂ３は、電子ビームＥＢが照射される期間中は、真空空間となる。このため、電子銃１１３から放出された電子ビームＥＢは、いずれも真空空間であるビーム通過空間ＳＰｂ１からＳＰｂ３の少なくとも一部を介して試料Ｗに照射される。尚、ビーム通過空間ＳＰｂ３は、電子ビームＥＢが照射されない期間中に真空空間となってもよい。
【００５３】
ビーム通過空間ＳＰｂ３は、ビーム通過空間ＳＰｂ１及びＳＰｂ２よりも真空ポンプ５１から離れた位置にある。ビーム通過空間ＳＰｂ２は、ビーム通過空間ＳＰｂ１よりも真空ポンプ５１から離れた位置にある。このため、ビーム通過空間ＳＰｂ３の真空度は、ビーム通過空間ＳＰｂ１及びＳＰｂ２の真空度よりも低くなる可能性があり、且つ、ビーム通過空間ＳＰｂ２の真空度は、ビーム通過空間ＳＰｂ１の真空度よりも低くなる可能性がある。尚、本実施形態における「空間Ａの真空度よりも空間Ｂの真空度が低い」状態は、「空間Ａの圧力よりも空間Ｂの圧力が高い」ことを意味する。この場合、真空ポンプ５１は、真空度が最も低くなる可能性があるビーム通過空間ＳＰｂ３の真空度を、電子ビームＥＢの試料Ｗへの適切な照射を妨げない真空度にすることができる程度の排気能力を有する。一例として、真空ポンプ５１は、ビーム通過空間ＳＰｂ３の圧力（つまり、気圧）を１×１０−３パスカル以下に維持する（例えば、概ね１×１０−３パスカルから１×１０−４パスカルのオーダーで維持する）ことができる程度の排気能力を有していてもよい。このような真空ポンプ５１として、例えば、主ポンプとして用いられるターボ分子ポンプ（或いは、拡散ポンプ、クライオポンプ及びスパッタイオンポンプの少なくとも一つを含む他の種類の高真空用ポンプ）と補助ポンプとして用いられるドライポンプ（或いは、他の種類の低真空用ポンプ）とが組み合わせられた真空ポンプが用いられてもよい。尚、真空ポンプ５１は、ビーム通過空間ＳＰｂ３の圧力（つまり、気圧）を１×１０−３パスカル以下に維持することができる程度の排気速度［ｍ３／ｓ］であってもよい。
【００５４】
但し、ビーム通過空間ＳＰｂ３は、ビーム通過空間ＳＰｂ１及びＳＰｂ２のように何らかの部材（具体的には、筐体１１１及び真空形成部材１２１）によって周囲を取り囲まれた閉鎖空間ではない。つまり、ビーム通過空間ＳＰｂ３は、何らかの部材によって周囲を取り囲まれていない開放空間である。このため、ビーム通過空間ＳＰｂ３が真空ポンプ５１によって減圧されたとしても、ビーム通過空間ＳＰｂ３には、ビーム通過空間ＳＰｂ３の周囲から気体が流入する。その結果、ビーム通過空間ＳＰｂ３の真空度が低下する可能性がある。そこで、差動排気系１２は、ビーム照射装置１と試料Ｗとの間において差動排気を行うことで、ビーム通過空間ＳＰｂ３の真空度を維持する。つまり、差動排気系１２は、ビーム照射装置１と試料Ｗとの間において差動排気を行うことで、ビーム照射装置１と試料Ｗとの間に、周囲と比較して相対的に高い真空度が維持された局所的な真空領域ＶＳＰを形成し、局所的な真空領域ＶＳＰが局所的なビーム通過空間ＳＰｂ３を含むようにする。言い換えれば、差動排気系１２は、局所的なビーム通過空間ＳＰｂ３が局所的な真空領域ＶＳＰに含まれるように、差動排気を行う。尚、本実施形態での差動排気は、試料Ｗとビーム照射装置１との間において、一の空間（例えば、ビーム通過空間ＳＰｂ３）と一の空間とは異なる他の空間との間の気圧差が試料Ｗとビーム照射装置１との間の間隙の排気抵抗によって維持されるという性質を利用しながらビーム通過空間ＳＰｂ３を排気することに相当する。ビーム通過空間ＳＰｂ３が試料Ｗの表面ＷＳｕのうちの少なくとも一部（例えば、電子ビームＥＢが照射される照射領域）を局所的に覆うことから、真空領域ＶＳＰもまた、試料Ｗの表面ＷＳｕのうちの少なくとも一部（例えば、電子ビームＥＢが照射される照射領域）を局所的に覆う。具体的には、真空形成部材１２１の射出面１２１ＬＳには、ビーム射出口１２３２を取り囲む排気溝（つまり、真空形成部材１２１を貫通しない開口）１２４が形成されている。排気溝１２４には、排気溝１２４に連通するように真空形成部材１２１及び側壁部材１２２に形成される配管（つまり、管路）１２５を介して真空ポンプ５２が連結されている。配管１２５の第１端（つまり、一方の端部）は、真空ポンプ５２に接続され、配管１２５の第２端（つまり、他方の端部であり、実質的には、排気溝１２４を形成する部分）は、射出面１２ＬＳと試料Ｗの表面ＷＳｕとの間の空間に接する。尚、図３は、差動排気系１２が、排気溝１２４から真空ポンプ５２に到達するまでに配管１２５が集約されていく構造を有する例を示している。具体的には、図３は、排気溝１２４が形成されている真空形成部材１２１−１に、環状の排気溝１２４から真空形成部材１２１−１を貫通するように上方に延びる環状の流路１２５−１が形成され、真空形成部材１２１−２に、流路１２５−１に連通するＮ１本（図３に示す例では、４本）の配管１２５−２１及びＮ１本の配管１２５−２１を集約する環状の集約流路１２５−２２が形成され、真空形成部材１２１−３に、集約流路１２５−２２に連通するＮ２（但し、Ｎ２＜Ｎ１）本（図３に示す例では、２本）の配管１２５−３１及びＮ２本の配管１２５−３１を集約する環状の集約流路１２５−３２が形成され、集約流路１２５−３２に配管１２５−４が連通し、配管１２５−４が真空ポンプ５２に接続される例を示している。尚、図３に示す例では、配管１２５−３１の本数Ｎ２が配管１２５−２１の本数Ｎ１の半分であり、１本の配管１２５−３１はこれと連通する２本の配管１２５−２１からほぼ等距離に位置している。また、配管１２５−３１の本数Ｎ２が配管１２５−４の本数（図３に示す例では、１本）の半分であり、配管１２５−４はこれと連通する２本の配管１２５−３１からほぼ等距離に位置している。よって、それぞれの配管１２５−２１を介した排気経路の長さと圧損はほぼ等しく、排気溝１２４から排気される空気の量は方位に依らず偏らない。但し、配管１２５の構造がこの例に限定されることはない。真空ポンプ５２は、排気溝１２４を介して、ビーム通過空間ＳＰｂ３の周囲の空間を排気する。その結果、差動排気系１２は、ビーム通過空間ＳＰｂ３の真空度を適切に維持することができる。尚、排気溝１２４は１つにつながった環状でなくてもよく、環の一部を複数有する複数の排気溝であってもよい。
【００５５】
図２に戻って、真空ポンプ５２は、主として、ビーム通過空間ＳＰｂ３の真空度を相対的に高くするために、ビーム通過空間ＳＰｂ３の周囲の局所的な空間を排気するために用いられる。このため、真空ポンプ５２は、真空ポンプ５１が維持する真空度よりも低い真空度を維持することができる程度の排気能力を有していてもよい。つまり、真空ポンプ５２の排気能力は、真空ポンプ５１の排気能力よりも低くてもよい。例えば、真空ポンプ５２は、ドライポンプ（或いは、他の種類の低真空用ポンプ）を含む一方でターボ分子ポンプ（或いは、他の種類の高真空用ポンプ）を含んでいない真空ポンプであってもよい。この場合、真空ポンプ５２によって減圧される排気溝１２４及び配管１２５内の空間の真空度は、真空ポンプ５１によって減圧されるビーム通過空間ＳＰｂ１からＳＰｂ３の真空度よりも低くてもよい。尚、真空ポンプ５２は、真空ポンプ５１が維持する真空度よりも低い真空度を維持することができる程度の排気速度［ｍ３／ｓ］であってもよい。
【００５６】
このようにビーム通過空間ＳＰｂ３を含む局所的な真空領域ＶＳＰが形成される一方で、試料Ｗの表面ＷＳｕのうちビーム通過空間ＳＰｂ３に面していない部分（特に、ビーム通過空間ＳＰｂ３から離れた部分）の少なくとも一部は、真空領域ＶＳＰよりも真空度が低い非真空領域に覆われていてもよい。典型的には、試料Ｗの表面ＷＳｕのうちビーム空間ＳＰｂ３に面していない部分の少なくとも一部は、大気圧環境下にあってもよい。つまり、試料Ｗの表面ＷＳｕのうちビーム通過空間ＳＰｂ３に面していない部分の少なくとも一部は、大気圧領域に覆われていてもよい。具体的には、差動排気系１２は、ビーム通過空間ＳＰｂ３を含む空間ＳＰ１（図２参照）に真空領域ＶＳＰを形成する。この空間ＳＰ１は、例えば、ビーム射出口１２３２及び排気溝１２４の少なくとも一つに接する空間を含む。空間ＳＰ１は、試料Ｗの表面ＷＳｕのうちビーム射出口１２３２及び排気溝１２４の少なくとも一つの直下に位置する部分に面する（つまり、接する）空間を含む。一方で、空間ＳＰ１の周囲の空間ＳＰ２（つまり、空間ＳＰ１の周囲において空間ＳＰ１に接続する（例えば、流体的に接続する）空間ＳＰ２であり、図２参照）には、真空領域ＶＳＰが形成されない。つまり、空間ＳＰ２は、空間ＳＰ１よりも圧力が高い空間となる。この空間ＳＰ２は、例えば、ビーム射出口１２３２及び排気溝１２４から離れた空間を含む。空間ＳＰ２は、例えば、試料Ｗの表面ＷＳｕのうち空間ＳＰ１が面する部分とは異なる部分に面する空間を含む。空間ＳＰ２は、空間ＳＰ１を経由することなくビーム射出口１２３２及び排気溝１２４（更には、ビーム通過空間ＳＰｂ２及び配管１２５）に接続することができない空間を含む。空間ＳＰ２は、空間ＳＰ１を経由すればビーム射出口１２３２及び排気溝１２４（更には、ビーム通過空間ＳＰｂ２及び配管１２５）に接続することができる空間を含む。空間ＳＰ２の圧力が空間ＳＰ１の圧力よりも高いがゆえに、空間ＳＰ２から空間ＳＰ１に対して気体が流入する可能性があるが、空間ＳＰ２から空間ＳＰ１に対して流入する気体は、排気溝１２４（更には、ビーム射出口１２３２）を介して、空間ＳＰ１から排出される。つまり、空間ＳＰ２から空間ＳＰ１に対して流入する気体は、配管１２５（更には、ビーム通過空間ＳＰｂ２）を介して、空間ＳＰ１から排出される。このため、空間ＳＰ１に形成される真空領域ＶＳＰの真空度が維持される。このため、真空領域ＶＳＰが局所的に形成される状態は、試料Ｗの表面ＷＳｕ上において真空領域ＶＳＰが局所的に形成される状態（つまり、試料Ｗの表面ＷＳｕに沿った方向において真空領域ＶＳＰが局所的に形成される状態）を意味していてもよい。
【００５７】
再び図１において、ステージ装置２は、ビーム照射装置１の下方（つまり、−Ｚ側）に配置される。ステージ装置２は、定盤２１と、ステージ２２とを備える。定盤２１は、床等の支持面ＳＦ上に配置される。ステージ２２は、定盤２１上に配置される。ステージ２２と定盤２１との間には、定盤２１の振動のステージ２２への伝達を防止するための不図示の防振装置が設置されている。
【００５８】
ステージ２２は、試料Ｗを保持可能である。例えば、ステージ２２は、試料Ｗを真空吸着又は静電吸着することで試料Ｗを保持してもよい。ステージ２２は、保持した試料Ｗをリリース可能である。ステージ２２は、制御装置４の制御下で、試料Ｗを保持したまま、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動可能である。ステージ２２を移動させるために、ステージ装置２は、ステージ駆動系２３を備えている。ステージ駆動系２３は、例えば、任意のモータ（例えば、リニアモータ等）を用いて、ステージ２２を移動させる。更に、ステージ装置２は、ステージ２２の位置を計測する位置計測器２４を備えている。位置計測器２４は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計のうちの少なくとも一方を含む。尚、ステージ２２が試料Ｗを保持している場合には、制御装置４は、ステージ２２の位置から試料Ｗの位置を特定可能である。尚、ステージ２２は、ビーム照射装置１による電子ビームＥＢの位置と、ステージ２２の位置（ＸＹＺ方向における位置）とを紐付けるための基準マークを備える基準板を有していてもよい。
【００５９】
ステージ２２がＸＹ平面に沿って移動すると、ＸＹ平面に沿った方向における試料Ｗとビーム照射装置１との相対位置が変わる。このため、ステージ２２がＸＹ平面に沿って移動すると、ＸＹ平面に沿った方向における試料Ｗと試料Ｗの表面ＷＳｕにおける電子ビームＥＢの照射領域との相対位置が変わる。つまり、ステージ２２がＸＹ平面に沿って移動すると、ＸＹ平面に沿った方向（つまり、試料Ｗの表面ＷＳｕに沿った方向）において、電子ビームＥＢの照射領域が試料Ｗの表面ＷＳｕに対して移動する。更に、ステージ２２がＸＹ平面に沿って移動すると、ＸＹ平面に沿った方向における試料Ｗとビーム通過空間ＳＰｂ３及び真空領域ＶＳＰとの相対位置が変わる。つまり、ステージ２２がＸＹ平面に沿って移動すると、ＸＹ平面に沿った方向（つまり、試料Ｗの表面ＷＳｕに沿った方向）において、ビーム通過空間ＳＰｂ３及び真空領域ＶＳＰが試料Ｗの表面ＷＳｕに対して移動する。制御装置４は、試料Ｗの表面ＷＳｕの所望位置に電子ビームＥＢが照射され且つビーム通過空間ＳＰｂ３が設定される（つまり、真空領域ＶＳＰが形成される）ように、ステージ駆動系２３を制御してステージ２２をＸＹ平面に沿って移動させてもよい。具体的には、例えば、制御装置４は、試料Ｗの表面ＷＳｕの第１部分に真空領域ＶＳＰが形成されるように、ステージ駆動系２３を制御してステージ２２をＸＹ平面に沿って移動させる。試料Ｗの表面ＷＳｕの第１部分に真空領域ＶＳＰが形成されるようにステージ２２が移動した後、ビーム照射装置１は、試料Ｗの表面ＷＳｕの第１部分に電子ビームＥＢを照射して、第１部分の状態を計測する。ビーム照射装置１が試料Ｗの表面ＷＳｕの第１部分に電子ビームＥＢを照射している期間中は、ステージ駆動系２３は、ステージ２２をＸＹ平面に沿って移動させなくてもよい。第１部分の状態の計測が完了した後、制御装置４は、試料Ｗの表面ＷＳｕの第２部分に真空領域ＶＳＰが形成されるように、ステージ駆動系２３を制御してステージ２２をＸＹ平面に沿って移動させる。試料Ｗの表面ＷＳｕの第２部分に真空領域ＶＳＰが形成されるようにステージ２２が移動した後、ビーム照射装置１は、試料Ｗの表面ＷＳｕの第２部分に電子ビームＥＢを照射して、第２部分の状態を計測する。ビーム照射装置１が試料Ｗの表面ＷＳｕの第２部分に電子ビームＥＢを照射している期間中もまた、ステージ駆動系２３は、ステージ２２をＸＹ平面に沿って移動させなくてもよい。以降、同様の動作が繰り返されることで、試料Ｗの表面ＷＳｕの状態が計測される。
【００６０】
ステージ２２がＺ軸に沿って移動すると、Ｚ軸に沿った方向における試料Ｗとビーム照射装置１との相対位置が変わる。このため、ステージ２２がＺ軸に沿って移動すると、Ｚ軸に沿った方向における試料Ｗと電子ビームＥＢのフォーカス位置との相対位置が変わる。制御装置４は、試料Ｗの表面ＷＳｕに（或いは、表面ＷＳｕの近傍に）電子ビームＥＢのフォーカス位置が設定されるように、ステージ駆動系２３を制御してステージ２２をＺ軸に沿って移動させてもよい。ここで、電子ビームＥＢのフォーカス位置は、ビーム光学系１１の結像位置に対応する焦点位置又は電子ビームＥＢのぼけが最も少なくなるようなＺ軸方向の位置であってもよい。
【００６１】
更に、ステージ２２がＺ軸に沿って移動すると、試料Ｗとビーム照射装置１との間の間隔Ｄが変わる。このため、ステージ駆動系２３は、制御装置４の制御下で、後述する間隔調整系１４と協調しながら、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなるようにステージ２２を移動させてもよい。このとき、制御装置４は、位置計測装置２４の計測結果（更には、後述するビーム照射装置１の位置（特に、真空形成部材１２１の位置）を計測する位置計測装置１５の計測結果）に基づいて、実際の間隔Ｄを特定すると共に、特定した間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなるようにステージ駆動系２３及び間隔調整系１４の少なくとも一方を制御する。このため、位置計測装置１５及び２４は、間隔Ｄを検出する検出装置としても機能し得る。尚、試料ＷのＺ軸方向の厚み（寸法）が既知である場合、制御装置４は、実際の間隔Ｄに代えて／或いは加えて、ビーム照射装置１と基準面（例えば基準板の表面）とのＺ軸方向における距離に関する情報と、試料ＷのＺ軸方向の厚み（寸法）に関する情報とを用いて、ビーム照射装置１から試料Ｗまでの距離を目標となる距離となるように、ステージ駆動系２３及び間隔調整系１４のうち少なくとも一方を制御してもよい。
【００６２】
支持フレーム３は、ビーム照射装置１を支持する。具体的には、支持フレーム３は、支持脚３１と、支持部材３２とを備える。支持脚３１は、支持面ＳＦ上に配置される。支持脚３１と支持面ＳＦとの間には、支持面ＳＦの振動の支持脚３１への伝達を防止する、或いは低減するための不図示の防振装置が設置されていてもよい。支持脚３１は、例えば、支持面ＳＦから上方に延びる部材である。支持脚３１は、支持部材３２を支持する。支持部材３２は、平面視において、中心に開口３２１が形成された環状のプレート部材である。支持部材３２の下面には、間隔調整系１４を介して、ビーム照射装置１の外面（図１から図３に示す例では、差動排気系１２が備える側壁部材１２２の外面）から外側に延びるフランジ部材１３の上面が連結されている。このとき、ビーム照射装置１は、開口３２１を貫通するように配置される。その結果、支持フレーム３は、ビーム照射装置１を支持部材３２の下面から吊り下げるように支持することができる。但し、支持フレーム３は、ビーム照射装置１を支持することができる限りは、図１に示す支持方法とは異なる他の支持方法でビーム照射装置１を支持してもよい。尚、支持脚３１と支持部材３２との間に、支持面ＳＦの振動の支持部材３２への伝達を防止する、或いは低減するための不図示の防振装置が設置されていてもよい。
【００６３】
間隔調整系１４は、少なくともＺ軸に沿ってビーム照射装置１を移動させることで、真空形成部材１２１の射出面１２１ＬＳと試料Ｗの表面ＷＳｕとの間の間隔Ｄ、或いは真空形成部材１２１の射出面１２１ＬＳから試料Ｗの表面ＷＳｕまでのＺ軸方向の距離を調整する。例えば、間隔調整系１４は、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなるように、ビーム照射装置１をＺ軸方向に沿って移動させてもよい。このような間隔調整系１４として、例えば、モータの駆動力を用いてビーム照射装置１を移動させる駆動系、ピエゾ素子の圧電効果によって発生する力を用いてビーム照射装置１を移動させる駆動系、クーロン力（例えば、少なくとも２つの電極間に発生する静電力）を用いてビーム照射装置１を移動させる駆動系、及び、ローレンツ力（例えば、コイルと磁極との間に発生する電磁力）を用いてビーム照射装置１を移動させる駆動系の少なくとも一つが用いられてもよい。但し、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとの間の間隔Ｄを固定したままでよい場合には、間隔調整系１４に代えて、シム等の間隔調整部材が、支持部材３２とフランジ部材１３との間に配置されていてもよい。尚、この場合、シム等の間隔調整部材は支持部材３２とフランジ部材１３との間に配置されていなくてもよい。また、ビーム照射装置１は、ＸＹ方向に沿って移動可能であってもよい。
【００６４】
間隔調整系１４によって移動可能なビーム照射装置１のＺ方向における位置（特に、真空形成部材１２１のＺ方向における位置）を計測するために、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、位置計測器１５を備えている。位置計測器１５は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計のうちの少なくとも一方を含む。尚、位置計測器１５は、ビーム照射装置１のＸＹ方向における位置やθＸ方向、θＹ方向における姿勢を計測してもよい。また、ビーム照射装置１のＸＹ方向における位置やθＸ方向、θＹ方向における姿勢を計測する計測装置が位置計測器１５と別に設けられていてもよい。
【００６５】
制御装置４は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭの動作を制御する。例えば、制御装置４は、電子ビームＥＢを試料Ｗに照射するように、ビーム照射装置１を制御する。例えば、制御装置４は、ビーム通過空間ＳＰｂ１からＳＰｂ３を真空空間にするように、ポンプ系５（特に、真空ポンプ５１及び５２）を制御する。尚、このとき、ビーム通過空間ＳＰｂ１、ＳＰｂ２及びＳＰｂ３の真空度は同じでなくてよい。例えば、制御装置４は、試料Ｗの表面ＷＳｕのＸＹ面内の所望位置に電子ビームＥＢが照射されるように、ステージ駆動系２３を制御する。例えば、制御装置４は、真空形成部材１２１の射出面１２１ＬＳと試料Ｗの表面ＷＳｕとの間の間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなるように、間隔調整系１４を制御する。尚、走査型電子顕微鏡ＳＥＭの動作を制御するために、制御装置４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算装置及びメモリ等の記憶装置の少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００６６】
本実施形態では特に、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは更に、ビーム照射装置１に対して、所与の力Ｆ１を付与可能な付与装置６を備えている。以下、図４を参照しながら、このような力Ｆ１を付与する付与装置６について更に詳細に説明する。図４は、付与装置６が付与する力Ｆ１を示す断面図である。
【００６７】
図４に示すように、付与装置６は、支持部材３２に固定されている。付与装置６は、支持部材３２に固定された状態で、ビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与可能である。図１に示す例では、付与装置６は、支持部材３２の下面に固定されている。この場合、付与装置６は、支持部材３２の下方に位置するフランジ部材１３に対して力Ｆ１を付与可能である。
【００６８】
但し、図１に示す付与装置６の配置位置は一例に過ぎない。このため、付与装置６は、ビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与可能な任意の位置に配置されていてもよい。例えば、付与装置６は、支持脚３１、床等の支持面ＳＦ、支持面ＳＦに固定された部材、不図示の天井面等の支持面ＳＣ（後述する図９参照）、支持面ＳＣに固定された部材、又は、その他の任意の部材に配置されていてもよい。この場合、付与装置６は、支持脚３１、支持面ＳＦ、支持面ＳＣ又はその他の部材に固定された状態で、ビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与してもよい。付与装置６は、ビーム照射装置１に対して間接的に力Ｆ１を付与していてもよく、何らかの部材（一例として、支持脚３１や支持部材３２）を介してビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与していてもよい。
【００６９】
付与装置６は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが備える又は走査型電子顕微鏡ＳＥＭの外部に用意される電源（以下、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが備える又は走査型電子顕微鏡ＳＥＭの外部に用意される電源を、単に“電源”と称する）から供給される電力を用いることなく、力Ｆ１を付与してもよい。つまり、付与装置６は、非電気的に力Ｆ１を付与してもよい。尚、非電気的に力Ｆ１を付与するとは、電源から供給される電力を用いることなく力Ｆ１を付与することを指していてもよい。例えば、付与装置６は、弾性部材（例えば、金属製の又は樹脂製のバネ等）の弾性に起因して発生する力を、力Ｆ１として付与してもよい。この場合、付与装置６は、例えば、弾性部材を含む。弾性部材は、例えば、支持部材３２とフランジ部材１３（或いは、ビーム照射装置１の他の部分、以下同じ）とを連結するように配置される。或いは、例えば、付与装置６は、流体（例えば、気体又は液体）の圧力に起因した力を、力Ｆ１として付与してもよい。この場合、付与装置６は、流体の圧力を力に変換可能な部材（例えば、空気バネ等）を含む。流体の圧力を力に変換可能な部材は、例えば、支持部材３２とフランジ部材１３とを連結するように配置される。或いは、例えば、付与装置６は、磁力を、力Ｆ１として付与してもよい。この場合、付与装置６は、磁力を発生可能な永久磁石を含む。永久磁石は、例えば、支持部材３２とフランジ部材１３の双方に配置されてもよい。この場合、支持部材３２に配置される永久磁石とフランジ部材１３に配置される永久磁石との間に作用する磁力が、力Ｆ１として用いられる。或いは、永久磁石は、例えば、支持部材３２とフランジ部材１３のいずれか一方に配置され、支持部材３２とフランジ部材１３のいずれか他方には、磁力によって引き寄せられる又は反発する部材（例えば、強磁性体）が配置されてもよい。この場合、支持部材３２及びフランジ部材１３のいずれか一方に配置される永久磁石と支持部材３２及びフランジ部材１３のいずれか他方に配置される強磁性体等の部材との間に作用する磁力が、力Ｆ１として用いられる。
【００７０】
付与装置６が非電気的に力Ｆ１を付与する場合には、付与装置６の状態を、力Ｆ１を付与する状態と力Ｆ１を付与しない状態（つまり、力Ｆ１の付与を停止する状態）との間で電気的に切り替えられなくてもよい。このため、付与装置６が非電気的に力Ｆ１を付与する場合には、付与装置６が力Ｆ１を付与可能な状態で走査型顕微鏡ＳＥＭに配置されている期間中は、付与装置６は、力Ｆ１を付与し続けてもよい。尚、後述するように、付与装置６が電気的に力Ｆ１を付与していてもよい。
【００７１】
付与装置６は、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離すように作用する力を、力Ｆ１として付与する。ビーム照射装置１と試料Ｗとを離すことは、ビーム照射装置１と試料Ｗとが近づくことを防止する（言い換えれば、抑制する又は阻止する）ことと等価である。従って、付与装置６は、ビーム照射装置１と試料Ｗとが近づくことを防止する力を、力Ｆ１として付与するとも言える。尚、ビーム照射装置１と試料Ｗとの間に真空領域ＶＳＰが形成されている場合には、試料Ｗ（特に、試料Ｗのうち真空領域ＶＳＰに面する部分）には、真空領域ＶＳＰに起因した負圧が作用する。この負圧は、試料Ｗとビーム照射装置１とを近づける（つまり、吸引する）力として試料Ｗに対して作用する。このため、仮に力Ｆ１が真空領域ＶＳＰに起因した負圧の力よりも小さい場合には、付与装置６は、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離すことができない可能性がある。このため、付与装置６が付与する力Ｆ１は、真空領域ＶＳＰに起因した負圧の力よりも大きくてもよい。
【００７２】
ビーム照射装置１がビーム光学系１１と差動排気系１２とを備えているため、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離すことは、ビーム光学系１１及び差動排気系１２の少なくとも一方と試料Ｗとを離すこと（更には、ビーム光学系１１及び差動排気系１２の少なくとも一方と試料Ｗとが近づくことを防止すること）と等価である。従って、付与装置６は、ビーム光学系１１及び差動排気系１２の少なくとも一方と試料Ｗとを離す力（つまり、ビーム光学系１１及び差動排気系１２の少なくとも一方と試料Ｗとが近づくことを防止する力）を、力Ｆ１として付与するとも言える。
【００７３】
ビーム照射装置１及び試料Ｗは、ビーム照射装置１の射出面１２１ＬＳと試料Ｗの表面ＷＳｕとが対向する状態で配置される。このため、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離すことは、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとを離すこと（更には、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとが近づくことを防止する）と等価である。従って、付与装置６は、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとを離す力（つまり、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとが近づくことを防止する力）を、力Ｆ１として付与するとも言える。
【００７４】
試料Ｗがステージ２２によって保持されているため、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離すことは、ビーム照射装置１とステージ２２とを離すこと（更には、ビーム照射装置１とステージ２２とが近づくことを防止する）と等価である。従って、付与装置６は、ビーム照射装置１とステージ２２とを離す力（つまり、ビーム照射装置１とステージ２２とが近づくことを防止する力）を、力Ｆ１として付与するとも言える。
【００７５】
図４に示す例では、ビーム照射装置１が試料Ｗの上方に配置される。つまり、試料Ｗがビーム照射装置１の下方に配置される。この場合、付与装置６は、ビーム照射装置１を上方に向けて押し出す又は引っ張るように作用する力を、力Ｆ１として付与する。特に、図４に示す例では、付与装置６は、付与装置６の下方に配置されるフランジ部材１３に対して（特に、フランジ部材１３の上面に対して）力Ｆ１を付与している。この場合には、付与装置６は、フランジ部材１３の上方からフランジ部材１３を上方に向けて引っ張る、或いは引き寄せるように作用する力（つまり、ビーム照射装置１を上方に向けて引っ張るように作用する力、或いはビーム照射装置１を上方に向けて引くように作用する力）を、力Ｆ１として付与する。つまり、付与装置６は、重力方向に逆らう方向に作用する力を、力Ｆ１として付与する。フランジ部材１３が差動排気系１２に接続されているため、フランジ部材１３に力Ｆ１を付与することは、差動排気系１２に力Ｆ１を付与することと等価である。このため、付与装置６は、差動排気系１２を上方に向けて引っ張るように作用する力を、力Ｆ１として付与しているとも言える。更に、差動排気系１２がビーム光学系１１に接続されているため、フランジ部材１３に力Ｆ１を付与することは、ビーム光学系１１に力Ｆ１を付与することと等価である。このため、付与装置６は、ビーム光学系１１を上方に向けて引っ張るように作用する力を、力Ｆ１として付与しているとも言える。尚、付与装置６はビーム光学系１１を移動させるように作用する力を力Ｆ１として付与しているとも言える。また、付与装置６はビーム光学系１１をビーム光学系１１が試料Ｗから離れる方向に移動させるように作用する力を力Ｆ１として付与しているとも言える。
【００７６】
間隔調整系１４は、付与装置６がビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与している状態で、ビーム照射装置１と試料Ｗとの間の間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなるように、間隔Ｄを調整する。逆に言えば、付与装置６は、間隔調整系１４が間隔Ｄを調整している期間中も、ビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与し続ける。具体的には、本実施形態では、付与装置６は、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなる場合であっても、ビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与し続ける。例えば、付与装置６がバネ等の弾性部材を含む場合には、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなる場合であっても当該弾性部材がビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与し続けるように、弾性部材の特性（例えば、バネ定数及び長さの少なくとも一方）が設定される。このため、付与装置６がビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与している状況下で間隔調整系１４がビーム照射装置１に対して何らかの力を付与していなければ、ビーム照射装置１は、上方に移動してしまう。その結果、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔよりも大きくなってしまう。そこで、本実施形態では、間隔調整系１４は、付与装置６がビーム照射装置１に力Ｆ１を付与している期間中は、力Ｆ１が作用する方向とは逆方向に作用する力Ｆ２をビーム照射装置１（例えば、そのフランジ部材１３）に付与しながら、間隔Ｄを調整する。図４に示す例では、間隔調整系１４は、重力方向に作用する力を、力Ｆ２として付与する。つまり、間隔調整系１４は、フランジ部材１３の上方からフランジ部材１３を下方に向けて押し出すように作用する力（つまり、ビーム照射装置１を下方に向けて押し出すように作用する力）を、力Ｆ２として付与する。この場合、例えば、力Ｆ２とビーム照射装置１に作用する重力とを合成した力の大きさが力Ｆ１の大きさよりも小さくなるような力Ｆ２が付与されると、試料Ｗに対してビーム照射装置１が上方に移動して間隔Ｄが大きくなる。例えば、力Ｆ２とビーム照射装置１に作用する重力とを合成した力の大きさが力Ｆ１の大きさよりも大きくなるような力Ｆ２が付与されると、試料Ｗに対してビーム照射装置１が下方に移動して間隔Ｄが小さくなる。例えば、力Ｆ２とビーム照射装置１に作用する重力とを合成した力の大きさが力Ｆ１の大きさと同じになるような力Ｆ２が付与されると、試料Ｗに対してビーム照射装置１が静止して間隔Ｄが維持される。尚、間隔調整系１４は、ビーム照射装置１を試料Ｗに近づく方向に移動させるように作用する力を力Ｆ２として付与しているとも言える。
【００７７】
このように付与装置６がビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与している状態で間隔Ｄが調整されると、間隔Ｄを調整することができなくなる異常が間隔調整系１４に生じた場合において、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突（つまり、接触）が適切に防止可能となる。以下、その理由について、図５を参照しながら説明する。図５は、間隔Ｄを調整することができなくなる異常が間隔調整系１４に生じた状況下でのビーム照射装置１と試料Ｗとの位置関係を示す断面図である。
【００７８】
間隔調整系１４は、通常、電源から供給される電力を用いて作動する。つまり、間隔調整系１４は、通常、間隔Ｄを電気的に調整（つまり、制御）する。このため、仮に電源からの電力の供給が停止すると、間隔調整系１４は、間隔Ｄを調整することができなくなる。従って、間隔調整系１４に生ずる異常の一例として、間隔調整系１４を作動させるための電力の供給が停止する（或いは、間隔調整系１４を作動させるための電力の供給が停止したことを制御装置４又はその他の異常検出装置が検知する）という異常があげられる。或いは、間隔調整系１４自体が故障してしまった（例えば、間隔調整系１４を構成する部材又は部品が故障してしまった）場合には、間隔調整系１４を作動させるための電力の供給が停止していなくても、間隔調整系１４は、間隔Ｄを調整することができなくなる。従って、間隔調整系１４に生ずる異常の一例として、間隔調整系１４そのものが故障する（或いは、間隔調整系１４そのものが故障したことを制御装置４又はその他の異常検出装置が検知する）という異常があげられる。また、間隔調整系１４に生ずる異常の一例として、制御装置４から間隔調整系１４に伝達される制御信号のエラーという異常があげられる。或いは、間隔調整系１４に生ずる異常の一例として、制御装置４から間隔調整系１４に伝達される制御信号の通りに、間隔調整系１４内のアクチュエータが動作しないという異常があげられる。また、地震等に起因して間隔調整系１４の外部からの力の影響で間隔Ｄを調整することができなくなる恐れがある。従って、間隔調整系１４に生ずる異常の一例として、間隔調整系１４に外部からの力が加わるという異常があげられる。
【００７９】
間隔Ｄを調整することができなくなる異常が間隔調整系１４に生ずると、間隔調整系１４は、間隔Ｄを調整するためにビーム照射装置１に付与していた力Ｆ２を付与することができなくなる。ここで仮に付与装置６が力Ｆ１を付与していなければ、間隔調整系１４が力Ｆ２を付与することができなくなった後には、ビーム照射装置１は、重力によって下方に落下していく（つまり、移動していく）。つまり、ビーム照射装置１は、試料Ｗに近づくようにビーム照射装置１の自重で落下する。その結果、ビーム照射装置１と試料Ｗとが衝突する（例えば、ビーム照射装置１の射出面１２１ＬＳと試料Ｗの表面ＷＳｕとが衝突する）可能性がある。しかるに、本実施形態では、付与装置６が力Ｆ１を付与している。特に、付与装置６は、間隔調整系１４が間隔Ｄを調整している間も、力Ｆ１を付与し続けている。このため、間隔調整系１４が力Ｆ２を付与することができなくなった後においても、ビーム照射装置１には、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離すように作用する力Ｆ１が付与される。従って、間隔調整系１４が力Ｆ２を付与することができなくなると、図５に示すように、ビーム照射装置１は、力Ｆ１によって上方に向かって移動する。つまり、ビーム照射装置１は、試料Ｗから離れるように移動する。言い換えれば、ビーム照射装置１が試料Ｗから離れるように、ビーム照射装置１の位置が変更される。その結果、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔよりも大きくなるものの、ビーム照射装置１と試料Ｗとが衝突する（例えば、ビーム照射装置１の射出面１２１ＬＳと試料Ｗの表面ＷＳｕとが衝突する）可能性が相対的に小さくなる。つまり、間隔調整系１４に異常が生じた場合であっても、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突が適切に防止される。
【００８０】
このように、付与装置６が付与する力Ｆ１によってビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突が防止されることを考慮すれば、力Ｆ１は、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突を防止可能な力であると言える。
【００８１】
尚、間隔Ｄを調整することができなくなる異常（つまり、力Ｆ２を付与することができなくなる異常）が間隔調整系１４に生じた場合のみならず、間隔調整系１４が力Ｆ２を付与可能であるもののビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合においても、上述した力Ｆ１が付与されていると、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突が適切に防止される。以下、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常の一例について説明する。
【００８２】
例えば、ステージ２２を移動させるステージ駆動系２３に異常が生ずると、ステージ駆動系２３がステージ２２を移動させることができなくなる可能性がある。つまり、ビーム照射装置１に対するステージ２２の相対的な位置が適切に制御されない可能性がある。言い換えれば、ステージ２２が所望位置に位置しなくなる可能性がある。その結果、ステージ２２が意図せぬ位置に移動して、ステージ２２が保持する試料Ｗとビーム照射装置１とが衝突してしまう可能性がある。このため、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常の一例として、ステージ駆動系２３に生ずる異常があげられる。ステージ駆動系２３は、通常、電源から供給される電力を用いて作動する。このため、仮に電源からの電力の供給が停止すると、ステージ駆動系２３は、ステージ２２を移動させることができなくなる。従って、ステージ駆動系２３に生ずる異常の一例として、ステージ駆動系２３を作動させるための電力の供給が停止する（或いは、ステージ駆動系２３を作動させるための電力の供給が停止したことを制御装置４又はその他の異常検出装置が検知する）という異常があげられる。或いは、ステージ駆動系２３自体が故障してしまった（例えば、ステージ駆動系２３を構成する部材又は部品が故障してしまった）場合には、ステージ駆動系２３を作動させるための電力の供給が停止していなくても、ステージ駆動系２３は、ステージ２２を移動させることができなくなる。従って、ステージ駆動系２３に生ずる異常の一例として、ステージ駆動系２３そのものが故障する（或いは、ステージ駆動系２３そのものが故障したことを制御装置４又はその他の異常検出装置が検知する）という異常があげられる。また、ステージ駆動系２３に生ずる異常の一例として、制御装置４からステージ駆動系２３に伝達される制御信号のエラーという異常があげられる。或いは、ステージ駆動系２３に生ずる異常の一例として、制御装置４からステージ駆動系２３に伝達される制御信号の通りに、ステージ駆動系２３内のアクチュエータが動作しないという異常があげられる。また、地震等に起因してステージ駆動系２３の外部からの力の影響で間隔Ｄを調整することができなくなる恐れがある。従って、ステージ駆動系２３に生ずる異常の一例として、ステージ駆動系２３に外部からの力が加わるという異常があげられる。
【００８３】
例えば、上述したように、間隔調整系１４が間隔Ｄを調整する場合には、制御装置４は、位置計測装置１５及び２４の計測結果に基づいて実際の間隔Ｄを特定すると共に、特定した間隔Ｄに基づいて間隔調整系１４を制御している。このため、位置計測装置１５及び２４の少なくとも一方に異常が生じた場合には、制御装置４が実際の間隔Ｄを特定することができない。制御装置４が実際の間隔Ｄを特定することができない場合には、間隔調整系１４は、間隔Ｄを適切に調整することができない可能性がある。例えば、間隔調整系１４が間隔Ｄを調整しても、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔにならない可能性がある。その結果、間隔Ｄが意図せぬ間隔になってしまって、ビーム照射装置１と試料Ｗとが衝突してしまう可能性がある。同様に、ステージ駆動系２３がステージ２２をＸＹ平面に沿って移動させる場合には、制御装置４は、位置計測装置２４の計測結果に基づいてステージ２２の位置を特定すると共に、特定した位置に基づいてステージ駆動系２３を制御している。このため、位置計測装置２４に異常が生じた場合には、制御装置４がステージ２２の位置を特定することができない。制御装置４がステージ２２の位置を特定することができない場合には、ステージ駆動系２３は、ステージ２２を適切に移動させることができない可能性がある。例えば、ステージ駆動系２３がステージ２２を移動させても、ステージ２２が所望位置に位置しなくなる可能性がある。その結果、ステージ２２が意図せぬ位置に移動して、ステージ２２が保持する試料Ｗとビーム照射装置１とが衝突してしまう可能性がある。このため、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常の一例として、位置計測装置１５及び２４の少なくとも一方に生ずる異常があげられる。
【００８４】
このような位置計測装置１５に生ずる異常の一例として、位置計測装置１５がビーム照射装置１の位置（特に、真空形成部材１２１の位置）を計測することができなくなる異常があげられる。位置計測装置２４に生ずる異常の一例として、位置計測装置２４がステージ２２の位置を計測することができなくなる異常があげられる。位置計測装置１５及び２４の少なくとも一方は、通常、電源から供給される電力を用いて作動する。このため、仮に電源からの電力の供給が停止すると、位置計測装置１５がビーム照射装置１の位置を計測することができなくなる及び／又は位置計測装置２４がステージ２２の位置を計測することができなくなる。従って、位置計測装置１５に生ずる異常の一例として、位置計測装置１５を作動させるための電力の供給が停止する（或いは、位置計測装置１５を作動させるための電力の供給が停止したことを制御装置４又はその他の異常検出装置が検知する）という異常があげられる。位置計測装置２４に生ずる異常の一例として、位置計測装置２４を作動させるための電力の供給が停止する（或いは、位置計測装置２４を作動させるための電力の供給が停止したことを制御装置４又はその他の異常検出装置が検知する）という異常があげられる。位置計測装置１５及び２４の少なくとも一方に生ずる異常の一例として、位置計測装置１５及び２４の少なくとも一方の計測結果を制御装置４に出力することができなくなる（つまり、位置計測装置１５及び２４の少なくとも一方の計測結果が途絶える）異常があげられる。位置計測装置１５及び２４の少なくとも一方に生ずる異常の一例として、位置計測装置１５及び２４の少なくとも一方の計測結果を制御装置４に出力することができなくなったことを制御装置４又はその他の異常検出装置が検知するという異常があげられる。また、位置計測装置１５及び２４の少なくとも一方に生ずる異常の一例として、位置計測装置１５及び２４の少なくとも一方の計測結果に関する信号が制御装置４に到達する途中で変化してしまうという異常があげられる。
【００８５】
例えば、実際の間隔Ｄが小さくなればなるほど、ビーム照射装置１と試料Ｗとが衝突する可能性が高くなる。このため、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常の一例として、実際の間隔Ｄが、間隔Ｄとして許容し得る所定の第１下限値Ｄ＿ｍｉｎを下回ってしまうという異常があげられる。尚、間隔Ｄとして許容し得る所定の第１下限値Ｄ＿ｍｉｎを予め定めた第１下限値Ｄ＿ｍｉｎと称してもよい。
【００８６】
間隔調整系１４が間隔Ｄを調整する場合には、制御装置４は、例えば、位置計測装置１５及び２４の計測結果から特定可能な実際の間隔Ｄと所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔ（つまり、間隔調整系１４の駆動目標）とが一致するように間隔調整系１４を制御する。このため、実際の間隔Ｄと所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとの乖離度が許容し得る所定の第１上限値を上回ってしまった場合には、間隔調整系１４が間隔Ｄを適切に調整することができていない可能性がある。その結果、ビーム照射装置１と試料Ｗとが衝突する可能性が相対的に高くなる。このため、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常の一例として、実際の間隔Ｄと所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとの乖離度が許容し得る所定の第１上限値を上回ってしまうという異常があげられる。尚、許容し得る所定の第１上限値を予め定めた第１上限値と称してもよい。
【００８７】
ステージ駆動系２３がステージ２２を移動させる場合には、制御装置４は、例えば、位置計測装置２４の計測結果から特定可能なステージ２２の実際の位置と、ステージ２２の目標位置（つまり、ステージ駆動系２３の駆動目標）とが一致するように、ステージ駆動系２３を制御する。このため、ステージ２２の実際の位置と目標位置との乖離度が許容し得る所定の第２上限値を上回ってしまった場合には、ステージ駆動系２３がステージ２２を適切に移動させることができていない可能性がある。その結果、ビーム照射装置１と試料Ｗとが衝突する可能性が相対的に高くなる。このため、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常の一例として、ステージ２２の実際の位置と目標位置との乖離度が許容し得る所定の第２上限値を上回ってしまうという異常があげられる。尚、許容し得る所定の第２上限値を予め定めた第２上限値と称してもよい。
【００８８】
上述したビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常（但し、間隔調整系１４に生ずる異常を除く）は、間隔調整系１４が適切な力Ｆ２を付与している（つまり、間隔調整系１４に異常が生じていない）状況下で生ずる可能性がある。この場合には、間隔調整系１４が力Ｆ２の付与を停止すれば、付与装置６が付与する力Ｆ１によって、ビーム照射装置１が試料Ｗから離れるように移動する。その結果、ビーム照射装置１と試料Ｗとが衝突する可能性が小さくなる。このため、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた時点で間隔調整系１４が適切な力Ｆ２を付与している場合には、間隔調整系１４は、力Ｆ２の付与を停止してもよい。具体的には、制御装置４は、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じたか否かを監視する。例えば、制御装置４は、間隔調整系１４の状態、位置計測装置１５の状態、ステージ駆動系２３の状態及び位置計測装置２４の状態の少なくとも一つを監視することで、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じたか否かを監視する。その結果、制御装置４は、異常が生じた場合には、力Ｆ２の付与を停止するように間隔調整系１４を制御してもよい。但し、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた時点で間隔調整系１４が適切な力Ｆ２を付与している場合において、間隔調整系１４は、そのまま力Ｆ２を付与し続けてもよい。この場合であっても、付与装置６が力Ｆ１を付与している限りは、ビーム照射装置１が試料Ｗに近づくようにビーム照射装置１の自重で移動する可能性は相対的に小さい。
【００８９】
尚、上述した説明では、付与装置６は、フランジ部材１３に力Ｆ１を付与している。付与装置６は、フランジ部材１３を介してビーム照射装置１に力Ｆ１を付与している。つまり、付与装置６は、ビーム照射装置１に力Ｆ１を付与して、ビーム照射装置１を試料Ｗから離している。しかしながら、付与装置６は、ビーム照射装置１の任意の部分に力Ｆ１を付与してもよい。例えば、付与装置６は、フランジ部材１３を介することなく、ビーム照射装置１に力Ｆ１を付与してもよい。例えば、付与装置６は、ビーム照射装置１に接続された任意の部材に力Ｆ１を付与してもよい。
【００９０】
上述した説明では、付与装置６は、ビーム光学系１１及び差動排気系１２の双方に力Ｆ１を付与している。付与装置６は、ビーム光学系１１及び差動排気系１２の双方に力Ｆ１を付与して、ビーム光学系１１及び差動排気系１２の双方を試料Ｗから離している。しかしながら、付与装置６は、ビーム光学系１１及び差動排気系１２のいずれか一方に力Ｆ１を付与する一方で、ビーム光学系１１及び差動排気系１２のいずれか他方に力Ｆ１を付与しなくてもよい。例えば、付与装置６は、ビーム光学系１１に力Ｆ１を付与してビーム光学系１１及び差動排気系１２の双方と試料Ｗとを離してもよい。例えば、付与装置６は、差動排気系１２に力Ｆ１を付与してビーム光学系１１及び差動排気系１２の双方と試料Ｗとを離してもよい。例えば、付与装置６は、ビーム光学系１１及び差動排気系１２のいずれか一方に力Ｆ１を付与してビーム光学系１１及び差動排気系１２のいずれか一方と試料Ｗとを離す一方で、ビーム光学系１１及び差動排気系１２のいずれか他方に力Ｆ１を付与せずにビーム光学系１１及び差動排気系１２のいずれか他方と試料Ｗと離さなくてもよい。尚、差動排気系１２に力Ｆ１を付与して差動排気系１２と試料Ｗとを離す一方で、ビーム光学系１１に力Ｆ１を付与せずにビーム光学系１１と試料Ｗと離さない走査型電子顕微鏡の一例が、後述する第６変形例に記載されている。
【００９１】
尚、上述した実施形態では、付与装置６はビーム光学系１１及び差動排気系１２の移動方向と同じ向きに、言い換えるとビーム光学系１１及び差動排気系１２が移動する軸と同じ軸に沿って力Ｆ１を付与している。このため、ビーム光学系１１及び差動排気系１２の移動方向と異なる向きに力Ｆ１を付与している場合と比べて、ビーム光学系１１及び差動排気系１２の移動方向での位置決め精度を向上させることができる利点がある。
【００９２】
（３）変形例
続いて、走査型電子顕微鏡ＳＥＭの変形例について説明する。
【００９３】
（３−１）第１変形例
はじめに、図６から図８を参照しながら、第１変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭａについて説明する。図６は、第１変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭａの構造を示す断面図である。図７は、第１変形例において付与装置６が付与する力Ｆ１を示す断面図である。図８は、第１変形例において間隔Ｄを調整することができなくなる異常が間隔調整系１４に生じた状況下でのビーム照射装置１と試料Ｗとの位置関係を示す断面図である。尚、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭが備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。後述する第２変形例以降においても、既に説明済みの構成要素と同一の構成要素については、同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９４】
図６に示すように、走査型電子顕微鏡ＳＥＭａは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、支持部材３２とフランジ部材１３との上下関係が反転しているという点において異なっている。具体的には、走査型電子顕微鏡ＳＥＭａは、支持部材３２の上方にフランジ部材１３が配置されるという点で、支持部材３２の下方にフランジ部材１３が配置される上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭとは異なる。言い換えれば、走査型電子顕微鏡ＳＥＭａは、フランジ部材１３よりも支持部材３２の方が試料Ｗに近接するという点で、支持部材３２の下方にフランジ部材１３が配置される上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭとは異なる。更に、走査型電子顕微鏡ＳＥＭａは、支持部材３２の上面に固定された付与装置６を備えているという点で、支持部材３２の下面に付与装置６が固定された上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭとは異なる。更に、走査型電子顕微鏡ＳＥＭａは、支持部材３２の上面に間隔調整系１４を介してフランジ部材１３の下面が連結されているという点で、支持部材３２の下面に間隔調整系１４を介してフランジ部材１３の上面が連結されている上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭとは異なる。走査型電子顕微鏡ＳＥＭａのその他の構造は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同一であってもよい。
【００９５】
第１変形例では、付与装置６は、上述した力Ｆ１に代えて力Ｆ１ａをビーム照射装置１に付与する。具体的には、図７に示すように、付与装置６は、付与装置６の上方に配置されるフランジ部材１３に対して（特に、フランジ部材１３の下面）に対して力Ｆ１ａを付与する。つまり、付与装置６は、フランジ部材１３の下方からフランジ部材１３を上方に向けて押し出すように作用する力（つまり、ビーム照射装置１を上方に向けて押し出すように作用する力）を力Ｆ１ａとして付与する。力Ｆ１ａのその他の特徴は、力Ｆ１のその他の特徴と同一であってもよい。
【００９６】
第１変形例では、間隔調整系１４は、上述した力Ｆ２に代えて力Ｆ２ａをビーム照射装置１に付与する。具体的には、図７に示すように、間隔調整系１４は、間隔調整系１４の上方に配置されるフランジ部材１３に対して（特に、フランジ部材１３の下面）に対して力Ｆ２ａを付与する。つまり、間隔調整系１４は、フランジ部材１３の下方からフランジ部材１３を下方に向けて引っ張る、或いは引き寄せるように作用する力（つまり、ビーム照射装置１を下方に向けて引っ張るように作用する力、或いはビーム照射装置１を下方に向けて引くように作用する力）を、力Ｆ２ａとして付与する。力Ｆ２ａのその他の特徴は、力Ｆ２のその他の特徴と同一であってもよい。
【００９７】
このような第１変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭａにおいても、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合において、図８に示すように、ビーム照射装置１は、力Ｆ１ａによって上方に向かって移動する。従って、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突が適切に防止される。つまり、第１変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭａは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。加えて、第１変形例では、フランジ部材１３の下方に支持部材３２が配置されるため、支持部材３２は、ビーム照射装置１の下方への落下を制限するストッパとして機能し得る。具体的には、ビーム照射装置１が下方へ落下する状況下でフランジ部材１３が支持部材３２に接触すると、ビーム照射装置１の落下が支持部材３２によって制限される。このため、ビーム照射装置１が試料Ｗに衝突する前にフランジ部材１３が支持部材３２に接触するように調整されていれば、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突がより適切に防止される。例えば、フランジ部材１３及び支持部材３２間の距離が間隔Ｄ未満になるように調整されていれば、ビーム照射装置１が試料Ｗに衝突する前にフランジ部材１３が支持部材３２に接触するため、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突がより適切に防止される。
【００９８】
（３−２）第２変形例
続いて、図９から図１１を参照しながら、第２変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂについて説明する。図９は、第２変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂの構造を示す断面図である。図１０は、第２変形例において付与装置６が付与する力Ｆ１ｂを示す断面図である。図１１は、第２変形例において間隔Ｄを調整することができなくなる異常が間隔調整系１４に生じた状況下でのビーム照射装置１と試料Ｗとの位置関係を示す断面図である。
【００９９】
図９に示すように、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、ステージ装置２がビーム照射装置１の上方に配置されるという点で異なっている。この場合、ビーム照射装置１は、ビーム照射装置１から上方に向けて電子ビームＥＢを射出するように配置される。つまり、ビーム照射装置１は、ビーム光学系１１の上方に差動排気系１２が配置され且つ射出面１２１ＬＳが上方を向くように配置される。更に、ステージ装置２は、上述した表面ＷＳｕが下方を向いた状態で試料Ｗを保持できるように配置される。具体的には、定盤２１は、例えば、天井等の支持面ＳＣに配置される。或いは、定盤２１は、床等の支持面ＳＦ又は天井等の支持面ＳＣから延びる支持部材によって支持されてもよい。ステージ２２は、定盤２１の下方に配置される。ステージ２２は、ステージ２２の下側において、上述した表面ＷＳｕが下方を向いた状態で試料Ｗを保持する。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂのその他の構造は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同一であってもよい。
【０１００】
第２変形例では、付与装置６は、上述した力Ｆ１に代えて力Ｆ１ｂをビーム照射装置１に付与する。具体的には、図１０に示すように、付与装置６は、フランジ部材１３の上方からフランジ部材１３を下方に向けて押し出すように作用する力（つまり、ビーム照射装置１を下方に向けて押し出すように作用する力）を力Ｆ１ｂとして付与する。付与装置６は、重力方向に作用する力を力Ｆ１ｂとして付与する。力Ｆ１ｂのその他の特徴は、力Ｆ１のその他の特徴と同一であってもよい。
【０１０１】
第２変形例では、間隔調整系１４は、上述した力Ｆ２に代えて力Ｆ２ｂをビーム照射装置１に付与する。具体的には、図１０に示すように、間隔調整系１４は、フランジ部材１３の上方からフランジ部材１３を上方に向けて引っ張る、或いは引き寄せるように作用する力（つまり、ビーム照射装置１を上方に向けて引っ張るように作用する力、或いはビーム照射装置１を上方に向けて引くように作用する力）を、力Ｆ２ｂとして付与する。間隔調整系１４は、重力方向に逆らう方向作用する力を、力Ｆ２ｂとして付与する。力Ｆ２ａのその他の特徴は、力Ｆ２のその他の特徴と同一であってもよい。
【０１０２】
このような第２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂにおいても、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合において、図１１に示すように、ビーム照射装置１は、力Ｆ１ｂによって下方に向かって移動する。従って、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突が適切に防止される。つまり、第２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
【０１０３】
加えて、第２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂにおいても、第１変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭａと同様に、フランジ部材１３よりも支持部材３２の方が試料Ｗに近接している。このため、支持部材３２は、ビーム照射装置１の上方への移動を制限するストッパとして機能し得る。従って、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突がより適切に防止される。但し、第２変形例においても、フランジ部材１３の方が支持部材３２よりも試料Ｗに近接していてもよい。
【０１０４】
尚、第２変形例において付与装置６が付与する力Ｆ１ｂは、重力方向に作用する力である。このため、ビーム照射装置１に作用する重力は、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離すように作用する力と等価である。そうすると、第２変形例では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂは、付与装置６が付与する力Ｆ１ｂに加えて又は代えて、ビーム照射装置１に作用する重力を、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離す力として用いてもよい。尚、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂは、付与装置６が付与する力Ｆ１ｂに代えて、ビーム照射装置１に作用する重力を、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離す力として用いる場合には、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂは、付与装置６を備えていなくてもよい。
【０１０５】
（３−３）第３変形例
続いて、図１２から図１３を参照しながら、第３変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｃについて説明する。図１２は、第３変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｃの構造を示す断面図である。図１３は、第３変形例において付与装置６ｃが付与する力Ｆ１ｃを示す断面図である。
【０１０６】
図１２に示すように、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｃは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、ビーム照射装置１に力Ｆ１を付与する付与装置６に代えて、ステージ２２に力Ｆ１ｃを付与する付与装置６ｃを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｃのその他の構造は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同一であってもよい。
【０１０７】
付与装置６ｃは、支持脚３１に接続される支持部材３３ｃに固定されている。付与装置６ｃは、支持部材３３ｃに固定された状態で、ステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与可能である。図１２に示す例では、付与装置６ｃは、ステージ２２よりも上方に配置される支持部材３３ｃの下面に固定されている。この場合、付与装置６ｃは、支持部材３３ｃの下方に位置するステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与可能である。但し、図１２に示す付与装置６ｃの配置位置は一例に過ぎない。このため、付与装置６ｃは、ステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与可能な任意の位置に配置されていてもよい。例えば、付与装置６ｃは、定盤２１、支持脚３１、床等の支持面ＳＦ、支持面ＳＦに固定された部材、不図示の天井面等の支持面ＳＣ、支持面ＳＣに固定された部材、又は、その他の任意の部材に配置されていてもよい。付与装置６ｃは、付与装置６と同様に、電源から供給される電力を用いることなく、力Ｆ１ｃを付与する。付与装置６ｃのその他の特徴は、上述した付与装置６のその他の特徴と同一であってもよい。
【０１０８】
付与装置６ｃは、付与装置６と同様に、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離すように作用する力を、力Ｆ１ｃとして付与する。図１２及び図１３に示す例では、試料Ｗがビーム照射装置１の下方に配置される。この場合、付与装置６ｃは、ステージ２２を下方に向けて押し出す又は引っ張るように作用する力を、力Ｆ１ｃとして付与する。特に、図１２及び図１３に示す例では、付与装置６ｃは、付与装置６ｃの下方に配置されるステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与している。この場合には、図１３に示すように、付与装置６ｃは、ステージ２２の上方からステージ２２を下方に向けて押し出すように作用する力を、力Ｆ１ｃとして付与する。つまり、付与装置６ｃは、重力方向に作用する力を、力Ｆ１ｃとして付与する。この場合には、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｃは、第２変形例の走査型顕微鏡ＳＥＭｂと同様に、付与装置６ｃが付与する力Ｆ１ｃに加えて又は代えて、ステージ２２に作用する重力及び試料Ｗに作用する重力を、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離す力として用いてもよい。力Ｆ１ｃのその他の特徴は、上述した力Ｆ１のその他の特徴と同一であってもよい。
【０１０９】
第３変形例では、ステージ駆動系２３は、付与装置６ｃがステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与している状態で、ステージ２２を移動させる。逆に言えば、付与装置６ｃは、ステージ駆動系２３がステージ２２を移動させている期間中も、ステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与し続ける。具体的には、本実施形態では、付与装置６ｃは、ステージ２２が所望位置に移動して間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなる場合であっても、ステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与し続ける。例えば、付与装置６ｃがバネ等の弾性部材を含む場合には、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなる場合であっても当該弾性部材がステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与し続けるように、弾性部材の特性（例えば、バネ定数及び長さの少なくとも一方）が設定される。このため、付与装置６ｃがステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与している状況下でステージ駆動系２３がステージ２２に対してＺ軸方向に作用する力を何ら付与していなければ、ステージ２２が下方に移動して間隔Ｄが所望の間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔからずれてしまう可能性がある。なぜならば、上述したようにステージ２２と定盤２１との間には不図示の防振装置が配置されているため、ステージ２２が下方に移動する可能性がゼロではないからである。そこで、第３変形例では、ステージ駆動系２３は、付与装置６ｃがステージ２２に力Ｆ１ｃを付与している期間中は、力Ｆ１ｃが作用する方向とは逆方向に作用する力Ｆ３ｃをステージ２２に付与しながら、ステージ２２を移動させる。図１２及び図１３に示す例では、ステージ駆動系２３は、重力方向に逆らう方向に作用する力を、力Ｆ３ｃとして付与する。つまり、ステージ駆動系２３は、ステージ２２を上方に向けて押し出す又は引っ張るように作用する力を、力Ｆ３ｃとして付与する。この場合、例えば、力Ｆ１ｃとステージ２２及び試料Ｗに作用する重力とを合成した力の大きさが力Ｆ３ｃの大きさよりも大きくなるような力Ｆ３ｃが付与されると、ビーム照射装置１に対して試料Ｗが下方に移動して間隔Ｄが大きくなる可能性がある。例えば、力Ｆ１ｃとステージ２２及び試料Ｗに作用する重力とを合成した力の大きさが力Ｆ３ｃの大きさよりも小さくなるような力Ｆ３ｃが付与されると、ビーム照射装置１に対して試料Ｗが上方に移動して間隔Ｄが小さくなる。例えば、力Ｆ１ｃとステージ２２及び試料Ｗに作用する重力とを合成した力の大きさが力Ｆ３ｃの大きさと同じになるような力Ｆ３ｃが付与されると、ビーム照射装置１に対して試料Ｗが静止して間隔Ｄが維持される。尚、力Ｆ３ｃのその他の特徴は、上述した力Ｆ２のその他の特徴と同一であってもよい。
【０１１０】
一方で、第３変形例では、間隔調整系１４は、上述した力Ｆ２を用いることなく、間隔Ｄを調整してもよい。この場合、間隔調整系１４は、ビーム照射装置１を上方に向けて引っ張るように作用する力を用いて間隔Ｄを調整してもよい。もちろん、間隔調整系１４は、ビーム照射装置１を下方に向けて押し出すように作用する力（つまり、上述した力Ｆ２）を用いて、間隔Ｄを調整してもよい。
【０１１１】
このように付与装置６ｃがステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与すると、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合において、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突が適切に防止可能となる。具体的には、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた後においても、ステージ２２には、ビーム照射装置１と試料Ｗとを離すように作用する力Ｆ１ｃが付与される。従って、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じたとしても、ステージ２２が上方に移動する（つまり、試料Ｗが上方に移動する）可能性は相対的に小さい。このため、力Ｆ１ｃが付与されていない場合と比較すれば、ビーム照射装置１と試料Ｗとが衝突する可能性が相対的に小さくなる。従って、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突が適切に防止される。つまり、第３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｃは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
【０１１２】
尚、上述した説明では、付与装置６ｃは、試料Ｗを保持するステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与している。しかしながら、ステージ２２に力Ｆ１ｃを付与する目的は、ステージ２２が保持する試料Ｗとビーム照射装置１との衝突を防止することである。そうすると、付与装置６ｃは、ステージ２２に加えて又は代えて、試料Ｗに力Ｆ１ｃを付与してもよい。この場合であっても、試料Ｗとビーム照射装置１との衝突が防止される。尚、試料Ｗを保持するステージ２２に対して力Ｆ１ｃを付与することは、試料Ｗに対して間接的に力Ｆ１ｃを付与することと実質的には等価である。
【０１１３】
また、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｃは、ステージ２２に力Ｆ１ｃを付与する付与装置６ｃに加えて、ビーム照射装置１に力Ｆ１を付与する付与装置６も備えていてもよい。この場合、試料Ｗとビーム照射装置１との衝突がより適切に防止される。
【０１１４】
（３−４）第４変形例
続いて、図１４から図１６を参照しながら、第４変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｄについて説明する。図１４は、第４変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｄの構造を示す断面図である。図１５、第４変形例において付与装置６ｃが付与する力Ｆ１ｄを示す断面図である。図１６は、第４変形例において間隔Ｄを調整することができなくなる異常が間隔調整系１４に生じた状況下でのビーム照射装置１と試料Ｗとの位置関係を示す断面図である。
【０１１５】
図１４に示すように、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｄは、上述した第３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｃと比較して、ステージ装置２がビーム照射装置１の上方に配置されるという点で異なっている。つまり、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｄでは、上述した第２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂと同様に、ステージ装置２がビーム照射装置１の上方に配置される。この場合、第２変形例と同様に、ビーム照射装置１は、ビーム照射装置１から上方に向けて電子ビームＥＢを射出するように配置され、ステージ装置２は、表面ＷＳｕが下方を向いた状態で試料Ｗを保持できるように配置される。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｄのその他の構造は、第２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｂ及び第３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｃと同一であってもよい。
【０１１６】
第４変形例では、付与装置６ｃは、上述した力Ｆ１ｃに代えて力Ｆ１ｄをステージ２２に付与する。具体的には、図１５に示すように、付与装置６ｃは、ステージ２２の下方からステージ２２を上方に向けて押し出す又は引っ張るように作用する力を力Ｆ１ｄとして付与する。付与装置６ｃは、重力方向に逆らう方向に作用する力を力Ｆ１ｄとして付与する。力Ｆ１ｄのその他の特徴は、力Ｆ１ｃのその他の特徴と同一であってもよい。
【０１１７】
第４変形例では、ステージ駆動系２３は、上述した力Ｆ３ｃに代えて力Ｆ３ｄをステージ２２に付与する。具体的には、図１５に示すように、ステージ駆動系２３は、ステージ２２を下方に向けて押し出すように作用する力を、力Ｆ３ｄとして付与する。ステージ駆動系２３は、重力方向に作用する力を、力Ｆ３ｄとして付与する。力Ｆ３ｄのその他の特徴は、力Ｆ３ｃのその他の特徴と同一であってもよい。
【０１１８】
このような第４変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｄにおいても、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合において、図１６に示すように、ステージ２２は、力Ｆ１ｄによって上方に向かって移動する。従って、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突が適切に防止される。つまり、第４変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｄは、上述した第３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｃが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
【０１１９】
（３−５）第５変形例
続いて、図１７を参照しながら、第５変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｅについて説明する。図１７は、第５変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｅの構造を示す断面図である。
【０１２０】
図１７に示すように、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｅは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、付与装置６を備えていなくてもよいという点で異なっている。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｅのその他の構造は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同一であってもよい。
【０１２１】
上述した付与装置６は、ビーム照射装置１に対して力Ｆ１を付与するための装置である。一方で、間隔調整系１４もまた、ビーム照射装置１に対して力（例えば、間隔Ｄを調整するための力）を付与可能である。このため、第５変形例では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｅは、付与装置６に代えて（或いは、加えて）、間隔調整系１４を用いて上述した力Ｆ１をビーム照射装置１に付与する。具体的には、第５変形例では、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じていない場合には、間隔調整系１４は、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなるように、間隔Ｄを調整する。一方で、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合には、間隔調整系１４は、力Ｆ１をビーム照射装置１に付与してビーム照射装置１と試料Ｗとを離す。その結果、付与装置６を備えていない走査型電子顕微鏡ＳＥＭｅにおいても、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同様に、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突が適切に防止される。つまり、第５変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｅは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
【０１２２】
上述した第３及び第４変形例の夫々においては、付与装置６ｃがステージ２２に力Ｆ１ｃ又はＦ１ｄを付与している。一方で、ステージ駆動系２３もまた、ステージ２２に対して力（例えば、ステージ２２を移動させるための力）を付与可能である。このため、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｅは、間隔調整系１４を用いて力Ｆ１をビーム照射装置１に付与することに加えて又は代えて、ステージ駆動系２３を用いて、上述した力Ｆ１ｃ又はＦ１ｄをステージ２２に付与してもよい。具体的には、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じていない場合には、ステージ駆動系２３は、ステージ２２が所望位置に位置するように、ステージ２２を移動させてもよい（つまり、ステージ２２の位置を調整してもよい）。一方で、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合には、ステージ駆動系２３は、力Ｆ１ｃ又はＦ１ｄをステージ２２に付与してビーム照射装置１と試料Ｗとを離してもよい。この場合であっても、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突が適切に防止される。
【０１２３】
尚、力Ｆ１を付与するための装置として付与装置６に代えて用いられる間隔調整系１４及びステージ駆動系２３の夫々は、上述したように電源から供給される電力を用いて力を付与している。この場合、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｅは、実質的には、電源から供給される電力を用いて力Ｆ１を付与可能な（つまり、電気的に力Ｆ１を付与可能な）付与装置を備える走査型電子顕微鏡と等価である。そうすると、付与装置６は、上述した説明では電源から供給される電力を用いることなく力Ｆ１を付与しているが、電源から供給される電力を用いて力Ｆ１を付与してもよい。つまり、付与装置６は、上述した説明では非電気的に力Ｆ１を付与しているが、電気的に力Ｆ１を付与してもよい。例えば、付与装置６は、電源から供給される電力を用いて、少なくとも２つの電極の間に作用するクーロン力（つまり、静電力）を、力Ｆ１として付与してもよい。この場合、付与装置６は、少なくとも２つの電極を含んでいてもよい。或いは、例えば、付与装置６は、電源から供給される電力を用いて、磁石（例えば、永久磁石又は電磁石）とコイルとの間に作用するローレンツ力（つまり、電磁力）を、力Ｆ１として付与してもよい。この場合、付与装置６は、磁石及びコイルを含んでいてもよい。尚、付与装置６が電気的に力Ｆ１を付与する場合、上記電源とは異なる電源から供給される電力を用いてもよい。異なる電源としては、一次電池や二次電池、コンデンサ等であってもよい。
【０１２４】
このように電源から供給される電力を用いて付与装置６が力Ｆ１を付与する場合には、付与装置６の状態は、力Ｆ１を付与する状態と力Ｆ１を付与しない状態との間で容易に切替可能である。この場合、付与装置６は、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合に力Ｆ１を付与してもよい。一方で、付与装置６は、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じていない場合には力Ｆ１を付与しなくてもよい。
【０１２５】
（３−６）第６変形例
続いて、図１８から図１９を参照しながら、第６変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｆについて説明する。図１８は、第６変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｆの構造を示す断面図である。図１９は、第６変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｆが備えるビーム照射装置１ｆの構造を示す断面図である。
【０１２６】
図１８及び図１９に示すように、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｆは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、ビーム光学系１１と差動排気系１２とが一体化されているビーム照射装置１に代えて、ビーム光学系１１ｆと差動排気系１２ｆとが分離されている（つまり、一体化されていない）ビーム照射装置１ｆを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｆのその他の構造は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同一であってもよい。
【０１２７】
ビーム照射装置１ｆは、ビーム光学系１１に代えて、ビーム光学系１１ｆを備えているという点で、上述したビーム光学系１１とは異なる。ビーム光学系１１ｆは、ビーム光学系１１と比較して、筐体１１１の外面から外側に延びるフランジ部材１６１ｆが筐体１１１に形成されているという点で異なる。更に、ビーム光学系１１ｆは、フランジ部材１３を介することなく支持されているという点で、フランジ部材１３を介して支持されているビーム光学系１１とは異なる。図１８に示す例では、ビーム光学系１１ｆは、天井等の支持面ＳＣに、吊り下げ部材を介して吊り下げられた状態で支持されている。但し、ビーム光学系１１ｆは、その他の支持方法で支持されていてもよい。ビーム光学系１１ｆのその他の構造は、ビーム光学系１１と同一であってもよい。
【０１２８】
ビーム照射装置１ｆは、差動排気系１２に代えて、差動排気系１２ｆを備えているという点で、上述したビーム光学系１１とは異なる。差動排気系１２ｆは、上述した差動排気系１２と比較して、側壁部材１２２を備えていなくてもよいという点で異なる。このため、第６変形例では、フランジ部材１３は、真空形成部材１２１の外面に形成される。差動排気系１２ｆのその他の構造は、差動排気系１２と同一であってもよい。
【０１２９】
フランジ部材１６１ｆの下面とフランジ部材１３の上面とは、円筒状のベローズ１６２ｆを介して接続される。ベローズ１６２ｆは、ビーム照射装置１ｆの筐体１１１と差動排気系１２ｆの真空形成部材１２１との間の空間ＳＰｆを取り囲んで、空間ＳＰｆの気密性を確保する部材である。この空間ＳＰｆは、ビーム通過空間ＳＰｂ２に連通している。このため、空間ＳＰｆは、ビーム通過空間ＳＰｂ２と共に真空ポンプ５１によって排気されて減圧される。従って、ベローズ１６２ｆは、ビーム通過空間ＳＰｂ２の気密性を確保する（言い換えれば、ビーム通過空間ＳＰｂ２の真空度を維持する）ための部材であるとも言える。
【０１３０】
更に、ベローズ１６２ｆは、ビーム光学系１１ｆとは別個に差動排気系１２ｆを移動させるための部材でもある。具体的には、第６変形例では、間隔調整系１４は、間隔Ｄを調整するために、差動排気系１２ｆを移動させる。一方で、差動排気系１２ｆとビーム光学系１１ｆとが伸縮性のあるベローズ１６２ｆによって接続されているため、差動排気系１２ｆを移動させる力は、ビーム光学系１１ｆに伝達される前にベローズ１６２ｆによって吸収される。従って、間隔調整系１４は、ビーム光学系１１ｆを移動させることなく、差動排気系１２ｆを移動させて間隔Ｄを調整することができる。但し、間隔調整系１４は、差動排気系１２ｆに加えてビーム光学系１１ｆを移動させて間隔Ｄを調整してもよい。
【０１３１】
更に、付与装置６は、フランジ部材１３が接続されている差動排気系１２ｆに力Ｆ１を付加する。一方で、差動排気系１２ｆに付与された力Ｆ１は、ビーム光学系１１ｆに伝達される前にベローズ１６２ｆによって吸収される。従って、付与装置６は、ビーム光学系１１ｆに力Ｆ１を付与することなく、差動排気系１２ｆに力Ｆ１を付加することができる。この場合であっても、ビーム光学系１１ｆよりも試料Ｗに近接している差動排気系１２ｆと試料Ｗとの衝突が適切に防止される。つまり、第６変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｆは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
【０１３２】
尚、付与装置６は、差動排気系１２ｆに加えて又は代えて、ビーム光学系１１ｆに力Ｆ１を付与してもよい。つまり、付与装置６は、差動排気系１２ｆに力Ｆ１を付与しつつ又は付与することなく、ビーム光学系１１ｆに力Ｆ１を付与してビーム光学系１１ｆ及び差動排気系１２ｆの少なくとも一方と試料Ｗとを離してもよい。
【０１３３】
（３−７）第７変形例
続いて、図２０を参照しながら、第７変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｇについて説明する。図２０は、第７変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｇの構造を示す断面図である。
【０１３４】
図２０に示すように、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｇは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、圧力計１７ｇを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｇのその他の構造は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同一であってもよい。
【０１３５】
圧力計１７ｇは、ビーム照射装置１と試料Ｗとの間の空間（特に、ビーム通過空間ＳＰｂ３を含む真空領域ＶＳＰ）の圧力を計測可能な計測装置である。圧力計１７ｇの計測結果（つまり、真空領域ＶＳＰの圧力）は、制御装置４に出力される。制御装置４は、圧力計１７ｇの計測結果に基づいて、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じているか否かを判定する。具体的には、ビーム照射装置１と試料Ｗとの間の間隔Ｄが変わることに起因して、真空領域ＶＳＰの圧力が変わる可能性がある。例えば、間隔Ｄが小さくなるほど、真空領域ＶＳＰの圧力が小さくなる可能性がある。更に、間隔Ｄが小さくなるほど、ビーム照射装置１と試料Ｗとが衝突する可能性が高くなる。このため、ビーム照射装置１と試料Ｗとの間の空間（特に、ビーム通過空間ＳＰｂ３を含む真空領域ＶＳＰ）の圧力は、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じているか否かを判定するために利用可能な指標値となる。この場合、制御装置４は、真空領域ＶＳの圧力が、真空領域ＶＳの圧力として許容し得る所定の第２下限値を下回ってしまう場合には、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じていると判定してもよい。この場合、真空領域ＶＳの圧力として許容し得る所定の第２下限値を下回ってしまうという異常（つまり、真空領域ＶＳの圧力の異常）は、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常の一例となる。
【０１３６】
このような第７変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｇは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
【０１３７】
尚、ビーム通過空間ＳＰｂ３がビーム通過空間ＳＰｂ１及びＳＰｂ２に連通しているため、ビーム通過空間ＳＰｂ３の圧力（つまり、真空領域ＶＳＰの圧力）は、ビーム通過空間ＳＰｂ１及びＳＰｂ２の圧力に依存して変化する可能性がある。このため、圧力計１７ｇは、真空領域ＶＳＰの圧力を計測することに加えて又は代えて、ビーム通過空間ＳＰｂ１及びＳＰｂ２ｂの少なくとも一方の圧力を計測してもよい。更に、ビーム通過空間ＳＰｂ３が差動排気によって排気されているため、ビーム通過空間ＳＰｂ３の圧力（つまり、真空領域ＶＳＰの圧力）は、差動排気用の配管１２５内の空間の圧力に依存して変化する可能性がある。このため、圧力計１７ｇは、真空領域ＶＳＰの圧力を計測することに加えて又は代えて、差動排気用の配管１２５内の空間の圧力を計測してもよい。
【０１３８】
走査型電子顕微鏡ＳＥＭｇは、圧力計１７ｇに加えて又は代えて、圧力を計測する対象となる空間に対して気体を流して圧力を計測するエアマイクロセンサを備えていてもよい。
【０１３９】
尚、圧力計１７ｇの計測結果を用いてビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じているか否かが判定される場合には、圧力計１７ｇに異常が生ずると、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じているか否かが適切に判定されない可能性がある。例えば、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が実際には生じているにも関わらず、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じていないと誤判定されてしまう可能性がある。その結果、ビーム照射装置１と試料Ｗとが衝突する可能性がある。このため、第７変形例では、圧力計１７ｇに生ずる異常が、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常の一例として用いられてもよい。このような圧力計１７ｇに生ずる異常の一例として、圧力計１７ｇが真空領域ＶＳＰの圧力を計測することができなくなる異常があげられる。例えば、圧力計１７ｇは、通常、電源から供給される電力を用いて作動する。このため、仮に電源からの電力の供給が停止すると、圧力計１７ｇは、真空領域ＶＳＰの圧力を計測することができなくなる。従って、圧力計１７ｇに生ずる異常の一例として、圧力計１７ｇを作動させるための電力の供給が停止する（或いは、圧力計１７ｇを作動させるための電力の供給が停止したことを制御装置４又はその他の異常検出装置が検知する）という異常があげられる。或いは、圧力計１７ｇ自体が故障してしまった（例えば、圧力計１７ｇを構成する部材又は部品が故障してしまった）場合には、圧力計１７ｇを作動させるための電力の供給が停止していなくても、圧力計１７ｇは、真空領域ＶＳＰの圧力を計測することができなくなる。従って、圧力計１７ｇに生ずる異常の一例として、圧力計１７ｇそのものが故障する（或いは、圧力計１７ｇそのものが故障したことを制御装置４又はその他の異常検出装置が検知する）という異常があげられる。また、圧力計１７ｇに生ずる異常の一例として、圧力計１７ｇの計測結果を制御装置４に出力することができなくなる（つまり、圧力計１７ｇの計測結果が途絶える）異常があげられる。圧力計１７ｇに生ずる異常の一例として、圧力計１７ｇの計測結果を制御装置４に出力することができなくなったことを制御装置４又はその他の異常検出装置が検知するという異常があげられる。また、圧力計１７ｇに生ずる異常の一例として、圧力計１７ｇの計測結果に関する信号が制御装置４に到達する途中で変化してしまうという異常があげられる。
【０１４０】
（３−８）第８変形例
続いて、図２１から図２３を参照しながら、第８変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｈについて説明する。図２１は、第８変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｈの構造を示す断面図である。図２２及び図２３の夫々は、第８変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｈが備えるビーム照射装置１ｈの構造を示す断面図である。
【０１４１】
図２１から図２３に示すように、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｈは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、配管１１７に、配管１１７を開閉可能な開閉部材（例えば、バルブ）１８１ｈが配置されており、且つ、配管１２５に、配管１２５を開閉可能な開閉部材（例えば、バルブ）１８２ｈが配置されているという点において異なっている。開閉部材１８１ｈ及び１８２ｈは、制御装置４の制御下で、夫々、配管１１７及び１２５を開閉可能である。具体的には、制御装置４は、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合には、配管１１７及び１２５を閉じるように開閉部材１８１ｈ及び１８２ｈを制御する。配管１１７が閉じられると、真空ポンプ５１によるビーム通過空間ＳＰｂ１からＳＰｂ３の排気が中断される。配管１２５が閉じられると、真空ポンプ５２によるビーム通過空間ＳＰｂ３の周囲の空間の排気（つまり、差動排気によるビーム通過空間ＳＰｂ３の排気）が中断される。このため、第８変形例では、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合には、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの間に形成されていた真空領域ＶＳＰが消滅する。ここで、仮にビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合においても真空領域ＶＳＰが形成され続けると、真空領域ＶＳＰに面する試料Ｗの表面ＷＳｕに作用する負圧に起因して、試料ＷＳｕのうち真空領域ＶＳＰに面する部分が真空領域ＶＳＰに向かって引き寄せられる可能性がある。つまり、試料ＷＳｕのうち真空領域ＶＳＰに面する部分がビーム照射装置１ｈに近づくように上方に向かって引き寄せられる可能性がある。一方で、真空領域ＶＳＰが消滅すれば、試料ＷＳｕのうち真空領域ＶＳＰに面する部分がビーム照射装置１ｈに近づくように上方に向かって引き寄せられる可能性はなくなる。このため、第８変形例では、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合に配管１１７及び１２５が閉じられることで、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突がより一層防止される。
【０１４２】
更に、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｈは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、ビーム照射装置１に代えて、ビーム照射装置１ｈを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｈのその他の構造は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同一であってもよい。ビーム照射装置１ｈは、上述したビーム照射装置１と比較して、ビーム通過空間ＳＰｂ１内において電子ビームＥＢの経路に挿脱可能な遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈを備えているという点において異なる。遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈの夫々は、電気的な力を用いることなく（つまり、非電気的に）、電子ビームＥＢを遮断可能な（つまり、通過させない）部材である。例えば、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈの夫々は、電子ビームＥＢが通過できない高透磁率材料（或いは、絶縁体）から構成されていてもよい。但し、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｈは、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈの少なくとも一方に加えて又は代えて、電気的に電子ビームＥＢを遮断可能な（つまり、通過させない）遮断装置を備えていてもよい。例えば、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｈは、電子ビームＥＢを構成する荷電粒子を電気的に捕捉する捕捉装置（例えば、ファラデーカップと、ファラデーカップに向けて電子ビームＥＢを偏向させる偏向装置とを含む捕捉装置）を、遮断装置として備えていてもよい。
【０１４３】
遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈの夫々の状態は、制御装置４の制御下で、電子ビームＥＢの経路に挿入されている状態と、電子ビームＥＢの経路に挿入されていない状態との間で切替可能である。具体的には、制御装置４は、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じていない場合には、図２２に示すように、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈの夫々の状態が、電子ビームＥＢの経路に挿入されていない状態となるように、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈを移動可能な不図示の駆動系を制御する。その結果、真空空間であるビーム通過空間ＳＰｂ１からＳＰｂ３を介して電子ビームＥＢが試料Ｗに照射される。一方で、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じている場合には、上述したように、真空ポンプ５１及び５２による排気が中断される。このため、ビーム通過空間ＳＰｂ１からＳＰｂ３が真空空間でなくなる可能性がある。このような真空空間でないビーム通過空間ＳＰｂ１からＳＰｂ３を介した電子ビームＥＢの照射を防止するために、制御装置４は、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じている場合には、図２３に示すように、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈの夫々の状態が、電子ビームＥＢの経路に挿入されている状態となるように、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈを移動可能な不図示の駆動系を制御する。その結果、電子ビームＥＢの経路と真空領域ＶＳＰとが遮断される。従って、ビーム通過空間ＳＰｂ１からＳＰｂ３を介して電子ビームＥＢが試料Ｗに照射されなくなる。
【０１４４】
遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈは、電子ビームＥＢの経路に挿入されている状態において、電気的な力を用いることなく（つまり、非電気的に）、ビーム通過空間ＳＰｂ１（つまり、ビーム照射装置１の内部空間）の少なくとも一部を密閉可能な部材であってもよい。但し、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｈは、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈの少なくとも一方に加えて又は代えて、電気的な力を用いてビーム通過空間ＳＰｂ１の少なくとも一部を密閉可能な密閉装置を備えていてもよい。例えば、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈは、電子ビームＥＢの経路に挿入されている状態において、ビーム通過空間ＳＰｂ１のうち遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈによって囲まれた空間部分を密閉可能な部材であってもよい。この場合には、真空ポンプ５１及び５２による排気が中断された後であっても、ビーム通過空間ＳＰｂ１のうちの少なくとも一部の空間部分の真空度が維持される。その結果、真空ポンプ５１及び５２による排気が再開されてからビーム通過空間ＳＰｂ１の減圧が完了するまでに要する時間が短縮可能となる。
【０１４５】
特に、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈは、電子ビームＥＢの経路に挿入されている状態において、ビーム通過空間ＳＰｂ１のうち電磁レンズ１１４、対物レンズ１１５及び電子検出器１１６が存在する少なくとも一部の空間部分を密閉可能な部材であってもよい。このため、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈは、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈによって囲まれた空間内に電磁レンズ１１４、対物レンズ１１５及び電子検出器１１６が存在するように配置されてもよい。
【０１４６】
尚、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈがビーム通過空間ＳＰｂ１のうちの少なくとも一部の空間部分を密閉可能な部材である場合には、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈの電子ビームＥＢの経路への挿入に伴って、真空ポンプ５１によるビーム通過空間ＳＰｂ２及びＳＰｂ３の排気もまた実質的に中断される。つまり、開閉部材１８１ｈが配管１１７を閉じなくても、ビーム通過空間ＳＰｂ３に形成されていた真空領域ＶＳＰが消滅する。このため、ビーム照射装置１ｈは、開閉部材１８１ｈを備えていなくてもよい。
【０１４７】
制御装置４は、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じている場合において、開閉部材１８１ｈ及び１８２ｈを制御することに加えて又は代えて、真空ポンプ５１及び５２を停止してもよい。この場合であっても、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの間に形成されていた真空領域ＶＳＰが消滅する。このため、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突がより一層防止される。
【０１４８】
制御装置４は、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じている場合において、遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈを制御することに加えて又は代えて、電子銃１１３を停止してもよい。この場合であっても、ビーム通過空間ＳＰｂ１からＳＰｂ３を介して電子ビームＥＢが試料Ｗに照射されなくなる。
【０１４９】
尚、第８変形例では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｈは、付与装置６を備えていなくてもよい。この場合であっても、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じている場合に開閉部材１８１ｈ及び１８２ｈによって及び／又は遮断部材１８３ｈ及び１８４ｈによってビーム通過空間ＳＰｂ１からＳＰｂ３の排気が中断されれば、真空領域ＶＳＰが消滅するがゆえに、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突が相応に防止可能である。
【０１５０】
（３−９）第９変形例
続いて、第９変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｉについて説明する。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｉは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、ビーム照射装置１に代えて、ビーム照射装置１ｉを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｅのその他の構造は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同一であってもよい。このため、以下では、図２４を参照しながら、第９変形例のビーム照射装置１ｉについて説明する。図２４は、第９変形例のビーム照射装置１ｉの構造を示す断面図である。
【０１５１】
図２４に示すように、ビーム照射装置１ｉは、上述したビーム照射装置１と比較して、真空形成部材１２１の射出面１２１ＬＳに、気体供給孔１２６ｉが形成されているという点において異なっている。ビーム照射装置１ｉのその他の構造は、ビーム照射装置１と同一であってもよい。
【０１５２】
気体供給孔１２６ｉは、ビーム射出口１２３２及び排気溝１２４を取り囲むように形成される。気体供給孔１２６ｉは、射出面１２１ＬＳにおいて離散的な配列パターンで離散的に配列するように、複数形成されてもよい。例えば、気体供給孔１２６ｉは、射出面１２１ＬＳにおいて環状に配列するように、複数形成されてもよい。或いは、気体供給孔１２６ｉは、射出面１２１ＬＳにおいて連続的な分布パターンで連続的に分布するように形成されていてもよい。例えば、環状の気体供給孔１２６ｉが、射出面１２１ＬＳに形成されてもよい。
【０１５３】
気体供給孔１２６ｉには、気体供給孔１２６ｉに連通するように真空形成部材１２１（更には、必要に応じて側壁部材１２２）に形成される配管１２７ｉを介して、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｉが備える又は走査型電子顕微鏡ＳＥＭｉの外部に用意される気体供給装置７が連結されている。気体供給装置７は、配管１２７ｉを介して気体供給孔１２６ｉに気体を供給する。気体は、例えば、空気、ＣＤＡ（Ｃｌｅａｎ  Ｄｒｙ  Ａｉｒ）及び不活性ガスの少なくとも一つであってもよい。不活性ガスの一例として、窒素ガス及びアルゴンガスの少なくとも一方があげられる。尚、気体は、含有する水蒸気が所定量以下である気体であってもよい。気体供給孔１２６ｉは、気体供給装置７から供給された気体を、真空領域ＶＳＰの周囲の空間（つまり、ビーム通過空間ＳＰｂ３の周囲の空間）に向けて供給（例えば、噴出）する。
【０１５４】
真空領域ＶＳＰの周囲の空間に向けて供給された気体は、真空領域ＶＳＰへの不要物質の進入を防止するエアカーテンとして機能する。つまり、真空領域ＶＳＰの周囲の空間に向けて供給された気体は、真空領域ＶＳＰに含まれるビーム通過空間ＳＰｂ３への不要物質の進入を防止するエアカーテンとして機能する。その結果、ビーム通過空間ＳＰｂ３の外部からビーム通過空間ＳＰｂ３の内部へと進入した不要物質によって電子ビームＥＢの適切な照射が妨げられにくくなる。このため、ビーム照射装置１ｉは、電子ビームＥＢを試料Ｗに適切に照射することができる。尚、不要物質は、電子ビームＥＢの適切な照射を妨げる物質である。不要物質の一例として、例えば、水蒸気（つまり、気体状の水分子）及びレジスト由来のアウトガスがあげられる。
【０１５５】
加えて、真空領域ＶＳＰの周囲の空間に向けて供給された気体は、試料Ｗに対してビーム照射装置１ｉを浮上させるための気流としても機能し得る。言い換えれば、気体供給孔１２６ｉから気体が供給されている場合には、気体供給孔１２６ｉから供給される気体という流体の圧力によって、ビーム照射装置１ｉが試料Ｗに近接することが抑制される。その結果、気体供給孔１２６ｉから気体が供給される場合には、気体供給孔１２６ｉから気体が供給されない場合と比較して、ビーム照射装置１ｉと試料Ｗとの衝突がより一層防止される。
【０１５６】
気体供給装置７は、制御装置４の制御下で、配管１２７ｉを介して気体供給孔１２６ｉに気体を供給する供給状態と、配管１２７ｉを介して気体供給孔１２６ｉに気体を供給しない非供給状態との間で切替可能であってもよい。例えば、制御装置４は、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じた場合には、配管１２７ｉを介して気体供給孔１２６ｉに気体を供給するように気体供給装置７を制御してもよい。一方で、制御装置４は、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じていない場合には、配管１２７ｉを介して気体供給孔１２６ｉに気体を供給しないように気体供給装置７を制御してもよい。この場合においても、気体供給孔１２６ｉから気体が供給されない場合と比較して、ビーム照射装置１ｉと試料Ｗとの衝突がより一層防止される。
【０１５７】
尚、第９変形例では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｉは、付与装置６を備えていなくてもよい。この場合であっても、少なくともビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じている場合に気体供給孔１２６ｉから気体が供給されれば、ビーム照射装置１ｈと試料Ｗとの衝突が相応に防止可能である。
【０１５８】
（３−１０）第１０変形例
続いて、第１０変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｊについて説明する。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｊは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、ステージ２２に代えてステージ２２ｊを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｊのその他の構造は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同一であってもよい。このため、以下では、図２５を参照しながら、第１０変形例のステージ２２ｊについて説明する。図２５は、第１０変形例のステージ２２ｊの構造を示す断面図である。
【０１５９】
図２５に示すように、ステージ２２ｊは、保持部材２２１ｊと、側壁部材２２２ｊとを備えている。保持部材２２１ｊは、ＸＹ平面に沿って延びる円板状の（或いは、その他の任意の形状の）部材である。保持部材２２１ｊは、その保持面（図２５に示す例では、＋Ｚ側の面）ＨＳｊで試料Ｗを保持する部材である。側壁部材２２２ｊは、保持部材２２１ｊの外縁に隣接する部材である。側壁部材２２２ｊは、保持部材２２１ｊと一体化されているが、保持部材２２１ｊとは別個の部材であってもよい。側壁部材２２２ｊは、平面視において保持部材２２１ｊを取り囲む部材である。保持部材２２１ｊを取り囲むために、側壁部材２２２ｊは、例えば、平面視において環状の形状（或いは、その他の任意の形状）を有する部材であってもよい。側壁部材２２２ｊは、保持部材２２１ｊよりも上方（つまり、＋Ｚ側）に突き出るように形成される部材である。側壁部材２２２ｊの上面（具体的には、保持面ＨＳｊと同じ側を向いた面であって、図２５に示す例では、＋Ｚ側の面）ＯＳｊは、保持部材２２１ｊの保持面ＨＳｊよりも上方に位置する。このため、ステージ２２ｊには、保持部材２２１ｊと側壁部材２２２ｊとによって囲まれた凹部空間が形成されている。試料Ｗは、この凹部空間に収容された状態で保持部材２２１ｊによって保持される。
【０１６０】
第１０変形例では特に、側壁部材２２２ｊの上面ＯＳｊは、保持部材２２１ｊの保持面ＨＳｊよりも、規格上許容される試料Ｗの厚み（つまり、Ｚ軸方向の長さ）の下限値Ｗｈ＿ｍｉｎ以下となる所定量Ｗｈ＿ｓｅｔ１だけ上方に位置する。例えば、試料Ｗが、直径が３００ミリメートルとなる半導体基板（例えば、シリコンウェハ）である場合には、試料Ｗの厚さは、７５０マイクロメートルから８００マイクロメートルの範囲に収まるように、ＪＥＩＤＡ（Ｊａｐａｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格又はＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ））規格によって定められている。この場合、下限値Ｗｈ＿ｍｉｎは、７５０マイクロメートルとなる。従って、側壁部材２２２ｊの上面ＯＳｊは、保持部材２２１ｊの保持面ＨＳｊよりも、７５０マイクロメートル以下となる所定量Ｗｈ＿ｓｅｔ１だけ上方に位置する。このように側壁部材２２２ｊの上面ＯＳｊが保持部材２２１ｊの保持面ＨＳｊに対して位置合わせされると、図２６に示すように、ステージ２２ｊの移動に伴ってビーム照射装置１が試料Ｗに対して移動する（特に、ＸＹ平面に沿った方向に沿って移動する）場合において、ビーム照射装置１と側壁部材２２２ｊとの衝突が防止可能となる。特に、どのような試料Ｗがステージ２２ｊに保持されたとしても、その試料Ｗが規格に合致したものである限りは、ビーム照射装置１と側壁部材２２２ｊとの衝突が防止可能となる。従って、第１０変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｊは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭが享受可能な効果と同様の効果を享受しつつも、ビーム照射装置１とステージ２２ｊとの衝突（特に、側壁部材２２２ｊとの衝突）を適切に防止することができる。
【０１６１】
尚、第１０変型例において、真空形成部材１２１の射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとの間の間隔Ｄ（つまり、Ｚ軸方向におけるビーム照射装置１と試料Ｗとの間の間隔Ｄ）を所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとするために、真空形成部材１２１の射出面１２１ＬＳが側壁部材２２２ｊの上面ＯＳｊの上方にある状態で、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔよりも大きな状態から所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔに向かって徐々に狭くなっていくように、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとの少なくとも一方をＺ軸方向に移動させてもよい。このときには、間隔調整系１４の異常（一例として、間隔Ｄを狭めるように力Ｆ２を発生させてしまう異常）が生じたとしても、試料Ｗの損傷が防止される。
【０１６２】
また、第１０変形例では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｊは、付与装置６を備えていなくてもよい。
【０１６３】
（３−１１）第１１変形例
続いて、第１１変形例における走査型電子顕微鏡ＳＥＭｋについて説明する。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｋは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、ステージ２２に代えてステージ２２ｋを備えているという点において異なっている。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｋのその他の構造は、走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同一であってもよい。このため、以下では、図２７を参照しながら、第１１変形例のステージ２２ｋについて説明する。図２７は、第１１変形例のステージ２２ｋの構造を示す断面図である。
【０１６４】
図２７に示すように、ステージ２２ｋは、保持部材２２１ｋと、側壁部材２２２ｋとを備えている。保持部材２２１ｋは、ＸＹ平面に沿って延びる円板状の（或いは、その他の任意の形状の）部材である。保持部材２２１ｋは、その保持面（図２７に示す例では、＋Ｚ側の面）ＨＳｋで試料Ｗを保持する部材である。側壁部材２２２ｋは、保持部材２２１ｋの外縁に隣接する部材である。側壁部材２２２ｋは、保持部材２２１ｋとは別個の部材である。側壁部材２２２ｋは、平面視において保持部材２２１ｋを取り囲む部材である。保持部材２２１ｋを取り囲むために、側壁部材２２２ｋは、例えば、平面視において環状の形状（或いは、その他の任意の形状）を有する部材であってもよい。
【０１６５】
側壁部材２２２ｋは、保持部材２２１ｋの上面ＨＳｋに交差する方向（例えば、Ｚ軸方向）に沿って移動可能である。側壁部材２２２ｋを移動させるために、ステージ２２ｋは、例えば、定盤２１上に配置される支持部材２２３ｋと、支持部材２２３ｋに対して、上面ＨＳｋに交差する方向に沿って昇降可能なリフトピン２２４ｋとを備えている。リフトピン２２４ｋの上部には、側壁部材２２２ｋの下面が接続されている。その結果、リフトピン２２４ｋの昇降に伴って、側壁部材２２２ｋが昇降する（つまり、上面ＨＳｋに交差する方向に沿って移動する）。
【０１６６】
第１１変形例では特に、側壁部材２２２ｋは、側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋが、保持部材２２１ｋの保持面ＨＳｋよりも、保持部材２２１ｋが保持している試料Ｗの厚みＷｈ以下となる所定量Ｗｈ＿ｓｅｔ２だけ上方に位置するように移動する。尚、所定量Ｗｈ＿ｓｅｔ２が試料Ｗの厚みＷｈと一致する場合には、側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋは、試料Ｗの上面（つまり、表面ＷＳｕ）と同じ平面に位置する。一方で、所定量Ｗｈ＿ｓｅｔ２が試料Ｗの厚みＷｈより小さくなる場合には、側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋは、試料Ｗの上面（つまり、表面ＷＳｕ）よりも下方に位置する。このため、側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋの位置（特に、保持面ＨＳｋに交差する方向における位置）は、保持部材２２１ｋが保持している試料Ｗの表面ＷＳｕの位置（特に、保持面ＨＳｋに交差する方向における位置）に応じて変更されるとも言える。つまり、側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋが、保持部材２２１ｋが保持している試料Ｗの表面ＷＳｕと同じ高さに位置する又はより下方に位置するように、側壁部材２２２ｋの位置が変更されるとも言える。例えば、保持部材２２１ｋが保持している試料Ｗの厚みＷｈが７００マイクロメートルである場合には、側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋは、保持部材２２１ｋの保持面ＨＳｋよりも、７００マイクロメートルよりも小さい所定量Ｗｈ＿ｓｅｔ２だけ上方に位置する。例えば、厚みＷｈが７００マイクロメートルとなる試料Ｗを保持していた保持部材２２１ｋが、保持する試料Ｗの交換によって厚みＷｈが８００マイクロメートルとなる試料Ｗを保持することになった場合には、側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋが、保持部材２２１ｋの保持面ＨＳｋよりも、８００マイクロメートルよりも小さい所定量Ｗｈ＿ｓｅｔ２だけ上方に位置するように、側壁部材２２２ｋが移動する。このように側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋが保持部材２２１ｋの保持面ＨＳｋに対して位置合わせされると、第１０変形例においても、第９変形例と同様に、どのような試料Ｗがステージ２２ｋに保持されたとしても、ビーム照射装置１と側壁部材２２２ｋとの衝突が防止可能となる。特に、第１０変形例では、規格に合致している試料Ｗのみならず、規格に合致していない試料Ｗがステージ２２ｋに保持されたとしても、ビーム照射装置１と側壁部材２２２ｋとの衝突が防止可能となる。従って、第１０変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｋは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭが享受可能な効果と同様の効果を享受しつつも、ビーム照射装置１とステージ２２ｋとの衝突（特に、側壁部材２２２ｋとの衝突）を適切に防止することができる。
【０１６７】
尚、第１１変型例において、真空形成部材１２１の射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとの間の間隔Ｄ（つまり、Ｚ軸方向におけるビーム照射装置１と試料Ｗとの間の間隔Ｄ）を所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとするために、真空形成部材１２１の射出面１２１ＬＳが側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋの上方にある状態で、間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔよりも大きな状態から所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔに向かって徐々に狭くなっていくように、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとの少なくとも一方をＺ軸方向に移動させてもよい。このときには、間隔調整系１４の異常（一例として、間隔Ｄを狭めるように力Ｆ２を発生させてしまう異常）が生じたとしても、試料Ｗの損傷が防止される。
【０１６８】
また、第１１変形例では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｊは、付与装置６を備えていなくてもよい。
【０１６９】
（３−１２）第１２変形例
続いて、図２８を参照しながら、第１２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌについて説明する。図２８は、第１２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌの構造を示す断面図である。
【０１７０】
図２８に示すように、第１２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、光学顕微鏡１７ｌを備えているという点で異なる。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌのその他の構造は、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭのその他の構造と同一であってもよい。
【０１７１】
光学顕微鏡１７ｌは、試料Ｗの状態（例えば、試料Ｗの表面ＷＳｕの少なくとも一部の状態）を光学的に計測可能な装置である。つまり、光学顕微鏡１７ｌは、試料Ｗの状態を光学的に計測して、試料Ｗに関する情報を取得可能な装置である。特に、光学顕微鏡１７ｌは、試料Ｗの状態を大気圧環境下で計測可能であるという点で、試料Ｗの状態を真空環境下で計測するビーム照射装置１（特に、電子検出器１１６）とは異なる。
【０１７２】
光学顕微鏡１７ｌは、ビーム照射装置１が電子ビームＥＢを試料Ｗに照射して試料Ｗの状態を計測する前に、試料Ｗの状態を計測する。つまり、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、光学顕微鏡１７ｌを用いて試料Ｗの状態を計測した後に、ビーム照射装置１を用いて試料Ｗの状態を計測する。ここで、光学顕微鏡１７ｌが大気圧環境下で試料Ｗの状態を計測可能であるため、光学顕微鏡１７ｌが試料Ｗの状態を計測している期間中は、ビーム照射装置１は、真空領域ＶＳＰを形成しなくてもよい。一方で、ビーム照射装置１は、光学顕微鏡１７ｌが試料Ｗの状態の計測を完了した後に、真空領域ＶＳＰを形成して試料Ｗに電子ビームＥＢを照射する。
【０１７３】
ステージ２２は、ビーム照射装置１が電子ビームＥＢを試料Ｗに照射する期間中は、ビーム照射装置１が電子ビームＥＢを照射可能な位置に試料Ｗが位置するように移動してもよい。ステージ２２は、電子顕微鏡１７ｌが試料Ｗの状態を計測する期間中は、光学顕微鏡１７ｌが試料Ｗの状態を計測可能な位置試料Ｗが位置するように移動してもよい。ステージ２２は、ビーム照射装置１が電子ビームＥＢを照射可能な位置と、光学顕微鏡１７ｌが計測可能な位置との間で移動してもよい。
【０１７４】
走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、光学顕微鏡１７ｌを用いた試料Ｗの状態の計測結果に基づいて、ビーム照射装置１を用いて試料Ｗの状態を計測してもよい。例えば、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、まず、光学顕微鏡１７ｌを用いて、試料Ｗのうちの所望領域の状態を計測してもよい。その後、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、光学顕微鏡１７ｌを用いた試料Ｗの所望領域の状態の計測結果に基づいて、ビーム照射装置１を用いて試料Ｗの同じ所望領域の状態（或いは、所望領域とは異なる領域の状態）を計測してもよい。この場合、試料Ｗの所望領域には、ビーム照射装置１を用いた試料Ｗの状態の計測のために利用可能な所定の指標物が形成されていてもよい。所定の指標物の一例として、例えば、試料Ｗとビーム照射装置１との位置合わせに用いられるマーク（例えば、フィデュシャルマーク及びアライメントマークの少なくとも一方）があげられる。
【０１７５】
或いは、上述したように、試料Ｗの表面ＷＳｕには、微細な凹凸パターンが形成されている。例えば、試料Ｗが半導体基板である場合には、微細な凹凸パターンの一例として、レジストが塗布された半導体基板が露光装置によって露光され且つ現像装置によって現像された後に半導体基板に残るレジストパターンがあげられる。この場合、例えば、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、まず、光学顕微鏡１７ｌを用いて、試料Ｗのうちの所望領域に形成された凹凸パターンの状態を計測してもよい。その後、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、光学顕微鏡１７ｌを用いた試料Ｗの所望領域の状態の計測結果（つまり、所望領域に形成された凹凸パターンの状態の計測結果）に基づいて、ビーム照射装置１を用いて試料Ｗの同じ所望領域に形成された凹凸パターンの状態を計測してもよい。例えば、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、光学顕微鏡１７ｌの計測結果に基づいて、凹凸パターンの計測に最適な電子ビームＥＢが照射されるように電子ビームＥＢの特性を制御した上で、ビーム照射装置１を用いて試料Ｗの同じ所望領域に形成された凹凸パターンの状態を計測してもよい。
【０１７６】
このような第１２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。加えて、第１２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、光学顕微鏡１７ｌを備えていない比較例の走査型電子顕微鏡と比較して、電子ビームＥＢを用いて試料Ｗの状態をより適切に計測することができる。
【０１７７】
尚、上述した説明では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、光学顕微鏡１７ｌを用いて試料Ｗの状態を計測した後に、ビーム照射装置１を用いて試料Ｗの状態を計測している。しかしながら、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、光学顕微鏡１７ｌを用いた試料Ｗの状態の計測と、ビーム照射装置１を用いた試料Ｗの状態の計測とを並行して行ってもよい。例えば、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、試料Ｗの所望領域の状態を、光学顕微鏡１７ｌ及びビーム照射装置１を用いて同時に計測してもよい。或いは、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、光学顕微鏡１７ｌを用いた試料Ｗの第１領域の状態の計測と、ビーム照射装置１を用いた試料Ｗの第２領域（但し、第２領域は第１領域とは異なる）の状態の計測とを並行して行ってもよい。
【０１７８】
また、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌは、光学顕微鏡１７ｌに加えて又は代えて、大気圧環境下で試料Ｗの状態を計測可能な任意の計測装置を備えていてもよい。任意の計測装置の一例として、回折干渉計があげられる。尚、回折干渉計は、例えば、光源光を分岐して計測光及び参照光を生成し、計測光を試料Ｗに照射して発生する反射光（或いは、透過光又は散乱光）と参照光とが干渉することで発生する干渉パターンを検出して試料Ｗの状態を計測する計測装置である。尚、任意の計測装置の他の一例として、スキャトロメータが挙げられる。スキャトロメータは、試料Ｗに計測光を照射して、試料Ｗからの散乱光（回折光等）を受光して試料Ｗの状態を計測する計測装置である。
【０１７９】
また、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌの説明では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが光学顕微鏡１７ｌを備えていることになっている。しかしながら第１変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭａから第１１変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｋ（更には、後述する第１３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍ）のそれぞれが光学顕微鏡１７ｌを備えていてもよい。
【０１８０】
（３−１３）第１３変形例
続いて、図２９を参照しながら、第１３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍについて説明する。図２９は、第１３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍの構造を示す断面図である。
【０１８１】
図２９に示すように、第１３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍは、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと比較して、チャンバ１８１ｍと、空調機１８２ｍとを備えているという点で異なる。走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍのその他の構造は、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭのその他の構造と同一であってもよい。
【０１８２】
チャンバ１８１ｍは、少なくともビーム照射装置１と、ステージ装置２と、支持フレーム３とを収容する。但し、チャンバ１８１ｍは、ビーム照射装置１、ステージ装置２及び支持フレーム３の少なくとも一部を収容していなくてもよい。チャンバ１８１ｍは、走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍが備えるその他の構成要件（例えば、位置計測装置１５、制御装置４及びポンプ系５の少なくとも一部）を収容していてもよい。
【０１８３】
チャンバ１８１ｍの外部の空間は、例えば、大気圧空間である。チャンバ１８１ｍの内部の空間（つまり、少なくともビーム照射装置１と、ステージ装置２と、支持フレーム３とを収容する空間）もまた、例えば、大気圧空間である。この場合、少なくともビーム照射装置１と、ステージ装置２と、支持フレーム３とは、大気圧空間に配置される。但し、上述したように、チャンバ１８１ｍの内部の大気圧空間内に、ビーム照射装置１が局所的な真空領域ＶＳＰを形成する。
【０１８４】
空調機１８２ｍは、チャンバ１８１ｍの内部の空間に気体（例えば、上述した不活性ガス及びクリーンドライエアーの少なくとも一方）を供給可能である。空調機１８２ｍは、チャンバ１８１ｍの内部の空間から気体を回収可能である。空調機１８２ｍがチャンバ１８１ｍの内部の空間から気体を回収することで、チャンバ１８１ｍの内部の空間の清浄度が良好に保たれる。この際、空調機１８２ｍは、チャンバ１８１ｍの内部の空間に供給する気体の温度及び湿度の少なくとも一方を制御することで、チャンバ１８１ｍの内部の空間の温度及び湿度の少なくとも一方を制御可能である。
【０１８５】
このような第１３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍは、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
【０１８６】
尚、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍの説明では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭがチャンバ１８１ｍ及び空調機１８２ｍを備えていることになっている。しかしながら第１変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭａから第１２変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｌのそれぞれがチャンバ１８１ｍ及び空調機１８２ｍを備えていてもよい。
【０１８７】
（３−１４）第１４変形例
上述した説明では、試料Ｗは、真空領域ＶＳＰが試料Ｗの表面ＷＳｕのうちの一部しか覆うことができない程度に大きいサイズを有している。一方で、第１４変形例では、第１４変形例においてステージ２２が試料Ｗを保持する様子を示す断面図である図３０に示すように、試料Ｗは、真空領域ＶＳＰが試料Ｗの表面ＷＳｕの全体を覆うことができる程度に小さいサイズを有していてもよい。或いは、試料Ｗは、真空領域ＶＳＰに含まれるビーム通過空間ＳＰｂ３が試料Ｗの表面ＷＳｕの全体を覆うことができる程度に小さいサイズを有していてもよい。この場合、図３０に示すように、差動排気系１２が形成する真空領域ＶＳＰは、試料Ｗの表面ＷＳｕを覆う及び／又は試料Ｗの表面ＷＳｕに面する（つまり、接する）ことに加えて、ステージ２２の表面（例えば、ステージ２２の表面のうち試料Ｗを保持する保持面ＨＳとは異なる外周面ＯＳ）の少なくとも一部を覆っていてもよい及び／又はステージ２２の表面（例えば、外周面ＯＳ）の少なくとも一部に面していてもよい。外周面ＯＳは、典型的には、保持面ＨＳの周囲に位置する面を含む。尚、図３０は、説明の便宜上、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが、第１４変形例で説明しているサイズが小さい試料Ｗに電子ビームＥＢを照射する例を示しているが、第１変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭａから第１３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍのそれぞれもまた、第１４変形例で説明しているサイズが小さい試料Ｗに電子ビームＥＢを照射してもよいことはいうまでもない。
【０１８８】
第１４変形例では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、ビーム射出装置１の射出面１２１ＬＳと試料Ｗの表面ＷＳｕとの間の間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなることに代えて、射出面１２１ＬＳとステージ２２の表面（例えば、外周面ＯＳ）との間の間隔Ｄｏ１が所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなるように、間隔調整系１４及びステージ駆動系２３の少なくとも一方を制御してもよい。
【０１８９】
（３−１５）第１５変形例
上述した第１４変形例では、ステージ２２の保持面ＨＳとステージ２２の外周面ＯＳとが同じ高さに位置していた。一方で、第１５変形例では、第１５変形例においてステージ２２が試料Ｗを保持する様子を示す断面図である図３１に示すように、保持面ＨＳと外周面ＯＳとが異なる高さ（つまり、Ｚ軸方向において異なる位置）に位置していてもよい。図３１は、保持面ＨＳが外周面ＯＳよりも低い位置に位置する例を示しているが、保持面ＨＳが外周面ＯＳよりも高い位置に位置していてもよい。保持面ＨＳが外周面ＯＳよりも低い位置に位置する場合には、ステージ２２には、実質的には、試料Ｗが収容される収容空間（つまり、試料Ｗを収容できるように窪んだ空間）が形成されていると言える。また、図３１は、外周面ＯＳが試料Ｗの表面ＷＳｕよりも高い位置に位置する例を示しているが、外周面ＯＳが表面ＷＳｕよりも低い位置に位置していてもよいし、外周面ＯＳが表面ＷＳｕと同じ高さに位置していてもよい。尚、図３１は、説明の便宜上、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが、第１５変形例で説明した外周面ＯＳとは高さが異なる保持面ＨＳに保持された試料Ｗに電子ビームＥＢを照射する例を示しているが、第１変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭａから第１３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍのそれぞれもまた、第１５変形例で説明した外周面ＯＳとは高さが異なる保持面ＨＳに保持された試料Ｗに電子ビームＥＢを照射してもよいことはいうまでもない。
【０１９０】
第１５変形例では、第１４変形例と同様に、試料Ｗは、真空領域ＶＳＰが試料Ｗの表面ＷＳｕの全体を覆うことができる程度に小さいサイズを有していてもよい。この場合、第１４変形例と同様に、差動排気系１２が形成する真空領域ＶＳＰは、試料Ｗの表面ＷＳｕを覆う及び／又は試料Ｗの表面ＷＳｕに面することに加えて、ステージ２２の表面（例えば、外周面ＯＳ）の少なくとも一部を覆っていてもよい及び／又はステージ２２の表面（例えば、外周面ＯＳ）の少なくとも一部に面していてもよい。或いは、試料Ｗは、真空領域ＶＳＰが試料Ｗの表面ＷＳｕのうちの一部しか覆うことができない程度に大きいサイズを有していてもよい。この場合、差動排気系１２が形成する真空領域ＶＳＰは、試料Ｗの表面ＷＳｕの一部を覆う及び／又は試料Ｗの表面ＷＳｕの一部に面する一方で、ステージ２２の表面（例えば、外周面ＯＳ）の少なくとも一部を覆っていなくてもよい及び／又はステージ２２の表面（例えば、外周面ＯＳ）の少なくとも一部に面していなくてもよい。
【０１９１】
第１５変形例においても、第１４変形例と同様に、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとの間の間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなることに代えて、射出面１２１ＬＳとステージ２２の表面（例えば、外周面ＯＳ）との間の間隔Ｄｏ１が所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなるように、間隔調整系１４及びステージ駆動系２３の少なくとも一方を制御してもよい。
【０１９２】
（３−１６）第１６変形例
第１６変形例では、第１６変形例においてステージ２２が試料Ｗを保持する様子を示す断面図である図３２に示すように、試料Ｗは、カバー部材２５によって覆われていてもよい。つまり、試料Ｗとビーム照射装置１（特に、射出面１２１ＬＳ）との間にカバー部材２５が配置されている状態で、電子ビームＥＢが試料Ｗに照射されてもよい。この際、カバー部材２５に貫通孔が形成されていてもよく、電子ビームＥＢは、カバー部材２５の貫通孔を介して試料Ｗに照射されてもよい。カバー部材２５は、試料Ｗの表面ＷＳｕに接するように又は表面ＷＳｕとの間に間隙を確保するように試料Ｗの上方に配置されていてもよい。この場合、差動排気系１２は、試料Ｗの表面ＷＳｕの少なくとも一部を覆う真空領域ＶＳＰに代えて、カバー部材２５の表面２５ｓの少なくとも一部を覆う真空領域ＶＳＰを形成してもよい。差動排気系１２は、試料Ｗの表面ＷＳｕに接する真空領域ＶＳＰに代えて、カバー部材２５の表面２５ｓに接する真空領域ＶＳＰを形成してもよい。尚、図３２は、説明の便宜上、走査型電子顕微鏡ＳＥＭが、第１６変形例で説明したカバー部材２５で覆われた試料Ｗに電子ビームＥＢを照射する例を示しているが、第１変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭａから第１３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍのそれぞれもまた、第１６変形例で説明したカバー部材２５で覆われた試料Ｗに電子ビームＥＢを照射してもよいことはいうまでもない。
【０１９３】
カバー部材２５の表面２５ｓは、ステージ２２の外周面ＯＳと同じ高さに位置していてもよい。カバー部材２５の表面２５ｓは、ステージ２２の外周面ＯＳよりも上方に位置していてもよい。カバー部材２５の表面２５ｓは、ステージ２２の外周面ＯＳよりも下方に位置していてもよい。カバー部材２５は、ステージ２２によって支持されていてもよい。カバー部材２５は、ステージ２２によって保持されていてもよい。つまり、ステージ２２は、カバー部材２５を保持する保持部材として機能してもよい。第１１変形例において、側壁部材２２２ｋは、試料Ｗの表面ＷＳｕと側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋとの相対位置に基づいて移動する場合と同様に、カバー部材２５の表面２５ｓと側壁部材２２２ｋの上面ＯＳｋとの相対位置に基づいて移動してもよい。
【０１９４】
第１６変形例では、試料Ｗは、真空領域ＶＳＰが試料Ｗの表面ＷＳｕの全体を覆うことができる程度に小さいサイズを有していてもよいし、真空領域ＶＳＰが試料Ｗの表面ＷＳｕのうちの一部しか覆うことができない程度に大きいサイズを有していてもよい。
【０１９５】
第１６変形例では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、射出面１２１ＬＳと表面ＷＳｕとの間の間隔Ｄが所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなることに代えて、射出面１２１ＬＳとカバー部材２５の表面２５ｓとの間の間隔Ｄｏ２が所望間隔Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなるように、間隔調整系１４及びステージ駆動系２３の少なくとも一方を制御してもよい。
【０１９６】
（３−１７）その他の変形例
上述した説明では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、付与装置６からの力Ｆ１を用いて、ビーム照射装置１が備える差動排気系１２と試料Ｗとの衝突を防止している。これは、差動排気系１２がビーム光学系１１よりも下方に位置する部材（具体的には、真空形成部材１２１）を備えているからである。しかしながら、ビーム光学系１１が、差動排気系１２よりも下方に位置する部材を備えていてもよい。この場合には、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、付与装置６からの力Ｆ１を用いて、ビーム照射装置１が備えるビーム光学系１１と試料Ｗとの衝突を防止してもよい。
【０１９７】
上述した説明では、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、付与装置６からの力Ｆ１を用いて、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突を防止している。しかしながら、ステージ２２が試料Ｗを保持していない場合においても、ビーム照射装置１がステージ２２に衝突する可能性がある。このため、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、付与装置６からの力Ｆ１を用いて、ビーム照射装置１とステージ２２との衝突を防止してもよい。或いは、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、付与装置６からの力Ｆ１を用いて、ビーム照射装置１とビーム照射装置１に対向可能な任意の物体との衝突を防止してもよい。
【０１９８】
上述した説明の第１変形例から第４変形例のように、付与装置６又は６ｃが伸張する方向に力Ｆ１を付与する装置である場合、付与装置６又は６ｃは、電源から供給される電力を用いて圧電素子を変形させることで生ずる力を、力Ｆ１として付与してもよい。この場合、付与装置６又は６ｃは、圧電素子を含んでいてもよい。
【０１９９】
上述した説明では、制御装置４は、間隔調整系１４の状態、位置計測装置１５の状態、ステージ駆動系２３の状態、位置計測装置２４の状態及び圧力計１７ｇの計測結果の少なくとも一つを監視することで、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じたか否かを監視している。しかしながら、制御装置４は、その他の方法で、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常（以降、この段落では、単に“異常”と称する）が生じたか否かを監視してもよい。例えば、上述したように電子ビームＥＢのフォーカス位置が試料Ｗの表面Ｗｓｕ（或いは、その近傍）に設定されることを考慮すれば、間隔Ｄが変わると、試料Ｗの表面ＷＳｕと電子ビームＥＢのフォーカス位置との位置関係もまた変わる可能性がある。このため、制御装置４は、試料Ｗの表面ＷＳｕと電子ビームＥＢのフォーカス位置との位置関係を監視することで、異常が生じたか否かを監視してもよい。或いは、上述したように間隔Ｄが変わると真空領域ＶＳＰの圧力もまた変わる可能性があるため、真空領域ＶＳＰが面している試料Ｗを保持するステージ２２を移動させるために必要な力が変わる可能性がある。このため、制御装置４は、ステージ２２を移動させるために必要な力の大きさを監視することで、異常が生じたか否かを監視してもよい。或いは、制御装置４は、ビーム照射装置１に配置された電極とステージ２２に配置された電極とを含む静電容量センサの計測結果に基づいて、異常が生じたか否かを監視してもよい。或いは、制御装置４は、ビーム照射装置１の射出面１２１ＬＳに付着したごみの有無を監視することで、異常が生じたか否かを監視してもよい。この場合、射出面１２１ＬＳにごみが付着している場合には、制御装置４は、異常が生じたと判定してもよい。或いは、制御装置４は、図３３に示すように、試料Ｗの表面ＷＳｕに沿って伝搬する検出光（或いは、検出ビーム）ＤＬ１をビーム照射装置１と試料Ｗとの間の空間に対して射出して当該検出光がビーム照射装置１又は試料Ｗに遮られるか否かを監視することで、異常が生じたか否かを監視してもよい。この場合、検出光がビーム照射装置１又は試料Ｗに遮られた場合には、ビーム照射装置１と試料Ｗとが過度に近接していると想定されるため、制御装置４は、異常が生じたと判定してもよい。或いは、制御装置４は、図３４に示すように、試料Ｗの表面ＷＳｕに交差する方向に沿って伝搬する検出光（或いは、検出ビーム）ＤＬ２をビーム照射装置１と試料Ｗとの間の空間に対して射出して当該検出光ＤＬ２の試料Ｗからの反射光ＲＬ２を監視することで、異常が生じたか否かを監視してもよい。また、走査型電子顕微鏡ＳＥＭは、地震等に起因した外部からの力を検知するため加速度計を備えてもよい。この場合、加速度計の計測結果は制御装置４に出力される。制御装置４は加速度計の計測結果に基づいて、ビーム照射装置１と試料Ｗとの衝突につながる可能性がある異常が生じているか否かを判定する。
【０２００】
上述した説明では、差動排気系１２は、単一の排気機構（具体的には、排気溝１２４及び配管１２５）を備える１段式の差動排気系である。しかしながら、差動排気系１２は、複数の排気機構を備える多段式の差動排気系であってもよい。この場合、真空形成部材１２１の射出面１２１ＬＳには、複数の排気溝１２４が形成され、真空形成部材１２１には、複数の排気溝１２４に夫々連通する複数の配管１２５が形成される。複数の配管１２５は、夫々、ポンプ系５が備える複数の真空ポンプ５２に接続される。複数の真空ポンプ５２の排気能力は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【０２０１】
走査型電子顕微鏡ＳＥＭに限らず、電子ビームＥＢを試料Ｗ（或いは、その他の任意の物体）に照射する任意の電子ビーム装置が、上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同様の構造を有していてもよい。つまり、任意の電子ビーム装置が、上述した付与装置６等を備えていてもよい。任意の電子ビーム装置の一例として、電子ビームＥＢを用いて電子線レジストが塗布されたウェハを露光することでウェハにパターンを形成する電子ビーム露光装置、及び、電子ビームＥＢを母材に照射して発生する熱で母材を溶接する電子ビーム溶接装置の少なくとも一方があげられる。
【０２０２】
或いは、電子ビーム装置に限らず、電子ビームＥＢとは異なる任意の荷電粒子ビーム又はエネルギビーム（例えば、イオンビーム）を任意の試料Ｗ（或いは、その他の任意の物体）に照射する任意のビーム装置が上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同様の構造を有していてもよい。つまり、荷電粒子ビーム又はエネルギビームを照射可能なビーム光学系を備える任意のビーム装置が、上述した付与装置６等を備えていてもよい。任意のビーム装置の一例として、集束したイオンビームを試料に照射し加工や観察を行う集束イオンビーム（ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）装置、及び、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を用いてレジストが塗布されたウェハを露光することでウェハにパターンを形成するＥＵＶ露光装置の少なくとも一方があげられる。或いは、ビーム装置に限らず、電子を含む任意の荷電粒子を、ビームとは異なる照射形態で任意の試料Ｗ（或いは、その他の任意の物体）に照射する任意の照射装置が上述した走査型電子顕微鏡ＳＥＭと同様の構造を有していてもよい。つまり、荷電粒子を照射（例えば、放出、生成、噴出又は）可能な照射系を備える任意の照射装置が、上述した付与装置６等を備えていてもよい。任意の照射装置の一例として、プラズマを用いて物体をエッチングするエッチング装置、及び、プラズマを用いて物体に成膜処理を行う成膜装置（例えば、スパッタリング装置等のＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、及び、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置の少なくとも一方）の少なくとも一方があげられる。
【０２０３】
或いは、荷電粒子に限らず、任意の物質を照射と異なる形態で任意の試料Ｗ（或いは、その他の任意の物体）に真空下で作用させる任意の真空装置が上述した第１変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭａから第１３変形例の走査型電子顕微鏡ＳＥＭｍのうちの少なくとも一つと同様の構造を有していてもよい。任意の真空装置の一例として、真空中で蒸発又は昇華させた材料の蒸気を試料に到達させて蓄積させる事で膜を形成する真空蒸着装置があげられる。
【０２０４】
（４）付記
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
［付記１］
保持装置に保持された物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、前記力と逆向きの力を用いて前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を電気的に制御する間隔制御装置と、を備え、前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力は、前記真空領域が前記保持装置と前記真空形成部材とを吸引する吸引力よりも大きく、非電気的である局所真空装置。
［付記２］
前記間隔制御装置は、前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に前記付与装置によって前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する力が付与されている状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する付記１に記載の局所真空装置。
［付記３］
前記保持装置に力を付与することで前記物体に力を付与する付記１又は２に記載の局所真空装置。
［付記４］
物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する付与装置と、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置とを備える局所真空装置。
［付記５］
前記間隔制御装置は、前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に前記力が付与されている状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する付記１から４のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記６］
前記物体は前記真空形成部材に対して第１方向に配置可能であり、前記力は、前記真空形成部材を、前記第１方向とは逆向きの第２方向に向ける力を含む付記１から５のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記７］
前記間隔制御装置は、前記真空形成部材を前記第１方向に向ける力を用いて前記間隔を制御する付記６に記載の局所真空装置。
［付記８］
前記物体は前記真空形成部材に対して第１方向に配置可能であり、前記力は、前記物体を、前記第１方向に向ける力を含む付記１から７のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記９］
前記間隔制御装置は、前記物体を前記第１方向とは逆向きの第２方向に向ける力を用いて前記間隔を制御する付記８に記載の局所真空装置。
［付記１０］
前記力は、重力を使って発生する付記１から９のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記１１］
前記付与装置は、非電気的に前記力を付与可能である付記１から１０のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記１２］
前記付与装置は、弾性、磁力及び流体の圧力の少なくとも一方を用いて前記力を付与可能である付記１から１１のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記１３］
前記真空形成部材は前記物体の上方に位置し、前記力は前記真空形成部材に付与され、重力方向に逆らう方向である付記１から１２のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記１４］
前記物体は前記真空形成部材の上方に位置し、前記力は前記物体に付与され、重力方向に逆らう方向である付記１から１３のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記１５］
前記真空領域は、前記物体上の表面の一部と接する付記１から１４のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記１６］
前記真空領域が形成されているとき、前記物体の表面の少なくとも別の一部は非真空領域又は前記真空領域よりも真空度が低い領域で覆われる付記１から１５のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記１７］
前記真空形成部材は、前記物体の表面と対向するように設けられ、排気装置と連通している開口を備える面を有する付記１から１６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記１８］
前記開口は第１の開口であって、前記面の前記第１の開口の周囲に第２の開口を有する付記１７に記載の局所真空装置。
［付記１９］
前記第１の開口内の空間の真空度は、前記第２の開口内の空間の真空度よりも低い付記１８に記載の局所真空装置。
［付記２０］
前記真空形成部材は、前記物体と前記真空形成部材との間の間隙の排気抵抗によって前記空間と異なる他の空間との気圧の差が維持される前記空間を排気することによって真空を形成する、差動排気方式の真空形成部材である付記１から１９のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記２１］
前記付与装置は、前記物体の表面と対向する前記真空形成部材の面が前記物体から離れるように力を付与する付記１から２０のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記２２］
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置とを備え、前記間隔制御装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与する局所真空装置。
［付記２３］
所定の異常条件が満たされた場合に、前記力を用いて前記物体と前記真空形成部材との衝突を防止する付記１から２２のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記２４］
前記力を用いて前記物体と前記真空形成部材とが近づくことを防止することで、前記物体と前記真空形成部材との衝突を防止する付記２３に記載の局所真空装置。
［付記２５］
前記力を用いて前記物体と前記真空形成部材とを離すことで、前記物体と前記真空形成部材との衝突を防止する付記２３又は２４に記載の局所真空装置。
［付記２６］
前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置を備え、前記位置変更装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更する付記１から２５のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記２７］
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置とを備え、前記位置変更装置は、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体から前記真空形成部材に向かう方向と平行な方向に前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更する局所真空装置。
［付記２８］
前記真空領域を形成する排気を行う排気装置を備え、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断する付記１から２７のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記２９］
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記真空領域を形成する排気を行う排気装置とを備え、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断する局所真空装置。
［付記３０］
前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給する気体供給装置とを備え、前記気体供給装置は、所定の異常条件が満たされた場合に前記気体を供給する付記１から２９のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記３１］
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給する気体供給装置とを備える局所真空装置。
［付記３２］
前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断する遮断部材とを備える付記１から３１のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記３３］
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断する遮断部材とを備える局所真空装置。
［付記３４］
前記遮断部材は、非電気的な力により前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断する付記３２又は３３に記載の局所真空装置。
［付記３５］
前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉する密閉部材とを備える付記１から３４のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記３６］
物体上の空間に真空領域を局所的に形成可能な真空形成部材と、前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置と、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉する密閉部材とを備える局所真空装置。
［付記３７］
前記遮断部材は、非電気的な力により前記荷電粒子照射装置の内部空間を密閉する付記３５又は３６に記載の局所真空装置。
［付記３８］
前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置を備え、前記間隔制御装置は、電源から供給された電力により作動し、前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む付記２２から３７のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記３９］
前記異常条件は、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔が所定の下限値を下回ったことを含む付記２２から３８に記載の局所真空装置。
［付記４０］
前記間隔を検出する検出装置を備え、前記異常条件は、前記検出装置の検出結果が途絶えたこと及び制御装置が前記検出装置の検出結果が途絶えたことを検知したことの少なくとも一方を含む付記２２から３９のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記４１］
前記間隔を検出する検出装置を備え、前記検出装置は、電源から供給された電力により作動し、前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む付記２２から４０のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記４２］
前記異常条件は、前記真空領域の圧力が所定の下限値を下回ったことを含む付記２２から４１に記載の局所真空装置。
［付記４３］
前記真空領域の圧力を計測する圧力計を備え、前記異常条件は、前記圧力計の計測結果が途絶えたこと及び制御装置が前記圧力計の計測結果が途絶えたことを検知したことの少なくとも一方を含む付記２２から４２のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記４４］
前記真空領域の圧力を計測する圧力計を備え、前記圧力計は、電源から供給された電力により作動し、前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む付記２２から４３のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記４５］
前記真空形成部材と前記物体との相対位置を、前記真空領域と接する前記物体の表面に沿った方向に変更可能な位置変更装置を備え、前記位置変更装置は、電源から供給された電力により作動し、前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む付記２２から４４のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記４６］
前記真空形成部材と前記物体との相対位置を、前記真空領域と接する前記物体の表面に沿った方向に変更可能な位置変更装置を備え、前記位置変更装置は、前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を計測する位置計測系を備え、前記異常条件は、前記位置計測系の計測結果が途絶えたこと及び制御装置が前記位置計測系の計測結果が途絶えたことを検知したことの少なくとも一方を含む付記２２から４５のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記４７］
前記真空形成部材と前記物体との相対位置を、前記真空領域と接する前記物体の表面に沿った方向に変更可能な位置変更装置を備え、前記位置変更装置は、前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を計測する位置計測系を備え、前記位置変更装置は、前記位置計測系の計測結果と前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置の駆動目標に基づき、前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更し、前記異常条件は、前記位置計測系の計測結果と前記駆動目標の乖離が所定の上限値を上回ったことを含む付記２２から４６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記４８］
前記真空形成部材と前記物体との相対位置を、前記真空領域と接する前記物体の表面に沿った方向に変更可能な位置変更装置を備え、前記位置変更装置は、前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を計測する位置計測系を備え、前記位置計測系は、電源から供給された電力により作動し、前記異常条件は、前記電源からの前記電力の供給が停止したこと及び制御装置が前記電源からの前記電力の供給が停止されたことを検知したことの少なくとも一方を含む付記２２から４７に記載の局所真空装置。
［付記４９］
前記物体に荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置を更に備え、前記荷電粒子照射装置の少なくとも一部は、前記真空形成部材の少なくとも一部と接続し、前記荷電粒子照射装置は、前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射し、前記力は、前記物体及び前記荷電粒子照射装置の少なくとも一つに付与され、前記力は、前記物体と前記荷電粒子照射装置とを離すことにより、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用し、前記間隔制御装置は、前記物体と前記荷電粒子照射装置の少なくとも一方との間の間隔を制御することにより、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する付記１から２６のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記５０］
前記物体は、前記荷電粒子が照射される試料、及び、前記試料を保持可能な保持装置の少なくとも一方を含み、前記力は、前記試料、前記保持装置、前記荷電粒子照射装置の少なくとも一つに付与され、前記力は、前記試料及び前記保持装置の少なくとも一方と前記荷電粒子照射装置とを離すことにより、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用し、前記間隔制御装置は、前記試料及び前記保持装置の少なくとも一方と前記荷電粒子照射装置との間の間隔を制御することにより、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御する付記４９に記載の局所真空装置。
［付記５１］
前記物体を保持する保持装置を更に含み、前記力は、前記物体及び前記保持装置と前記真空形成部材とを離すように作用する付記２から５０のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記５２］
前記真空形成部材は、比透磁率が１０００以上の高透磁率材料からなる付記１から５１のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記５３］
前記物体に荷電粒子を照射可能な荷電粒子照射装置を備え、前記真空領域は、前記物体の表面の一部を覆い、且つ前記物体の表面と前記荷電粒子照射装置との間における前記荷電粒子の経路を含む付記１から５２のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記５４］
前記物体にエネルギビームを照射可能なエネルギビーム照射装置を備え、前記真空領域は、前記物体の表面の一部を覆い、前記物体の表面と前記エネルギビーム照射装置との間における前記エネルギビームの経路を含む付記１から５３のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記５５］
前記真空領域の気圧は、１×１０−３パスカル以下である付記１から５４のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記５６］
前記真空形成部材と前記物体との間の距離は、１μｍ以上且つ１０μｍ以下である付記１から５５のいずれか一項に記載の局所真空装置。
［付記５７］
保持装置に保持された物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記保持装置と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力が前記保持装置及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与された状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することとを含む真空領域の形成方法。
［付記５８］
物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力が前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与された状態で、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することとを含む真空領域の形成方法。
［付記５９］
物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材とを離すように作用する力を、前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与することと、前記物体と前記真空形成部材との間の間隔を制御することとを含む真空領域の形成方法。
［付記６０］
物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記物体と前記真空領域を形成する真空形成部材との間の間隔を制御する間隔制御装置を用いて、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体と前記真空形成部材とを離すように作用する力を前記物体及び前記真空形成部材の少なくとも一方に付与することとを含む真空領域の形成方法。
［付記６１］
物体上の空間に前記物体の表面の一部を覆う真空領域を局所的に形成することと、前記物体と前記真空形成部材との相対位置を変更可能な位置変更装置を用いて、所定の異常条件が満たされた場合に、前記物体から前記真空形成部材に向かう方向と平行な方向に前記物体と前記真空形成部材とを離すように前記真空形成部材及び前記物体の少なくとも一方の位置を変更することとを含む真空領域の形成方法。
［付記６２］
物体上の空間を排気して真空領域を局所的に形成することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域を形成する排気を中断することとを含む真空領域の形成方法。
［付記６３］
物体上の空間に真空領域を局所的に形成することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記真空領域の周囲の少なくとも一部に位置する周辺領域に気体を供給することとを含む真空領域の形成方法。
［付記６４］
物体上の空間に真空領域を局所的に形成することと、前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子の経路と前記真空領域とを遮断することとを含む真空領域の形成方法。
［付記６５］
物体上の空間に真空領域を局所的に形成することと、荷電粒子照射装置から前記真空領域の少なくとも一部を介して前記物体に荷電粒子を照射することと、所定の異常条件が満たされた場合に、前記荷電粒子照射装置の内部空間の少なくとも一部を密閉することとを含む真空領域の形成方法。
【０２０５】
上述の各実施形態（各変形例を含む、以下この段落において同じ）の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【０２０６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う局所真空装置、及び、真空領域の形成方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０２０７】
ＳＥＭ  走査型電子顕微鏡
１  ビーム照射装置
１１  ビーム光学系
１２  差動排気系
１２１ＬＳ  射出面
１３  フランジ部材
１４  間隔調整系
２  ステージ装置
２２  ステージ
２３  ステージ駆動系
４  制御装置
５  ポンプ系
５１、５２  真空ポンプ
６  付与装置
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３  力
ＳＰｂ１、ＳＰｂ２、ＳＰｂ３  ビーム通過空間
ＶＳＰ  真空領域
Ｗ  試料
ＷＳｕ  表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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