(57)【要約】【課題】グロー放電掘削部による前処理後の試料を汚染することなく観察することが可能な電子顕微鏡、圧力制御方法及びプログラムを提供する。【解決手段】観察室７０に隣接して設けられ、内部にグロー放電掘削部２を有する試料交換室５０に試料Ｓが搬入される。試料Ｓが試料交換室５０に搬入された場合に、試料交換室５０内部の空気を排気する交換室ポンプ６３、並びに、グロー放電掘削部内部の空気を排気する第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２により、試料交換室５０及びグロー放電掘削部２の圧力を第１圧力に制御する。第１圧力に制御し、またグロー放電掘削部２により試料を掘削した後に、試料交換室５０の圧力を第１圧力よりも低い第２圧力に制御する。その後搬送機構６５０は、観察室７０へ試料Ｓを搬送する。【選択図】図１
2010073582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察室内の試料を観察する電子顕微鏡において、
前記観察室に隣接して設けられ、内部にグロー放電掘削部を有する試料交換室と、
該試料交換室内部の空気を排気する交換室排気部と、
前記グロー放電掘削部内部の空気を排気する掘削部排気部と、
前記交換室排気部及び前記掘削部排気部により、試料が前記試料交換室に搬入された場合に、前記試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を第１圧力に制御する第１制御手段と、
該第１制御手段により第１圧力に制御し前記グロー放電掘削部により試料を掘削した後に、前記交換室排気部により前記試料交換室の圧力を前記第１圧力よりも低い第２圧力に制御する第２制御手段と、
該第２制御手段により第２圧力に制御した後に、前記試料を前記観察室へ搬送する搬送手段と
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項２】
前記グロー放電掘削部は、前記試料交換室の下部に設けられており、
前記搬送手段による前記試料の搬送の際に該試料を反転する反転手段
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡。
【請求項３】
前記観察室内での前記試料の観察後に、再度前記グロー放電掘削部による掘削を実行する旨の再掘削情報を受け付ける受け付け手段と、
該受け付け手段により再掘削情報を受け付けた場合に、前記交換室排気部により前記試料交換室の圧力を前記第２圧力に制御する第３制御手段と、
該第３制御手段により前記第２圧力に制御し、前記搬送手段により前記試料を前記観察室から前記試料交換室へ搬送した後に、前記交換室排気部及び前記掘削部排気部により、前記試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を前記第１圧力に制御する第４制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電子顕微鏡。
【請求項４】
観察室内の試料を観察する電子顕微鏡の圧力制御方法において、
前記観察室に隣接して設けられ、内部にグロー放電掘削部を有する試料交換室に試料を搬入するステップと、
試料が試料交換室に搬入された場合に、前記試料交換室内部の空気を排気する交換室排気部及び前記グロー放電掘削部内部の空気を排気する掘削部排気部により、前記試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を第１圧力に制御する第１制御ステップと、
該第１制御ステップにより第１圧力に制御し前記グロー放電掘削部により試料を掘削した後に、前記交換室排気部により前記試料交換室の圧力を前記第１圧力よりも低い第２圧力に制御する第２制御ステップと、
該第２制御ステップにより第２圧力に制御した後に、前記試料を前記観察室へ搬送手段により搬送する搬送ステップと
を含む圧力制御方法。
【請求項５】
内部にグロー放電掘削部を有する試料交換室が隣接して設けられる観察室内の試料を観察する電子顕微鏡に接続されるコンピュータに用いられるプログラムであって、
コンピュータに、
試料が前記試料交換室に搬入された場合に、前記試料交換室内部の空気を排気する交換室排気部及び前記グロー放電掘削部内部の空気を排気する掘削部排気部により、前記試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を第１圧力に制御する第１制御ステップと、
該第１制御ステップにより第１圧力に制御し前記グロー放電掘削部により試料を掘削した後に、前記交換室排気部により前記試料交換室の圧力を前記第１圧力よりも低い第２圧
力に制御する第２制御ステップと、
該第２制御ステップにより第２圧力に制御した後に、前記試料を前記観察室へ搬送手段により搬送させる指示を出力する出力ステップと
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察室内の試料を観察する電子顕微鏡、該電子顕微鏡の圧力制御方法，及び電子顕微鏡に接続されるコンピュータを機能させるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子線を試料に照射することにより，観察室内の試料をナノ領域で観察する電子顕微鏡が広く用いられている。電子顕微鏡にて鉄鋼、セラミックスまたは半導体等の試料を観察する場合、前処理として試料表面の組織出しが必要となる。この前処理のためにグロー放電掘削装置が用いられ、試料表面の掘削が行われている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−５１７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来はグロー放電掘削装置により試料を掘削した後に、電子顕微鏡の試料交換室に試料を入れ、観察室内で試料を観察していたため、試料が大気に触れるという問題があった。これにより、電子顕微鏡による試料観察前に試料表面が大気により汚染されるという問題があった。なお、特許文献１は当該問題を解消するための手段を何ら開示していない。
【０００４】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子顕微鏡の試料交換室にグロー放電掘削部を設け、適切な圧力制御を実行することにより、グロー放電掘削部による前処理後の試料を汚染することなく観察することが可能な電子顕微鏡、該電子顕微鏡の圧力制御方法，及び電子顕微鏡に接続されるコンピュータを機能させるプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願に開示する電子顕微鏡は、観察室内の試料を観察する電子顕微鏡において、前記観察室に隣接して設けられ、内部にグロー放電掘削部を有する試料交換室と、該試料交換室内部の空気を排気する交換室排気部と、前記グロー放電掘削部内部の空気を排気する掘削部排気部と、前記交換室排気部及び前記掘削部排気部により、試料が前記試料交換室に搬入された場合に、前記試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を第１圧力に制御する第１制御手段と、該第１制御手段により第１圧力に制御し前記グロー放電掘削部により試料を掘削した後に、前記交換室排気部により前記試料交換室の圧力を前記第１圧力よりも低い第２圧力に制御する第２制御手段と、該第２制御手段により第２圧力に制御した後に、前記試料を前記観察室へ搬送する搬送手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本願に開示する電子顕微鏡は、前記グロー放電掘削部は、前記試料交換室の下部に設けられており、前記搬送手段による前記試料の搬送の際に該試料を反転する反転手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
本願に開示する電子顕微鏡は、前記観察室内での前記試料の観察後に、再度前記グロー放電掘削部による掘削を実行する旨の再掘削情報を受け付ける受け付け手段と、該受け付け手段により再掘削情報を受け付けた場合に、前記交換室排気部により前記試料交換室の圧力を前記第２圧力に制御する第３制御手段と、該第３制御手段により前記第２圧力に制御し、前記搬送手段により前記試料を前記観察室から前記試料交換室へ搬送した後に、前記交換室排気部及び前記掘削部排気部により、前記試料交換室及びグロー放電掘削部の圧
力を前記第１圧力に制御する第４制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本願に開示する圧力制御方法は、観察室内の試料を観察する電子顕微鏡の圧力制御方法において、前記観察室に隣接して設けられ、内部にグロー放電掘削部を有する試料交換室に試料を搬入するステップと、試料が試料交換室に搬入された場合に、前記試料交換室内部の空気を排気する交換室排気部及び前記グロー放電掘削部内部の空気を排気する掘削部排気部により、前記試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を第１圧力に制御する第１制御ステップと、該第１制御ステップにより第１圧力に制御し前記グロー放電掘削部により試料を掘削した後に、前記交換室排気部により前記試料交換室の圧力を前記第１圧力よりも低い第２圧力に制御する第２制御ステップと、該第２制御ステップにより第２圧力に制御した後に、前記試料を前記観察室へ搬送手段により搬送する搬送ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
本願に開示するプログラムは、内部にグロー放電掘削部を有する試料交換室が隣接して設けられる観察室内の試料を観察する電子顕微鏡に接続されるコンピュータに用いられるプログラムであって、コンピュータに、試料が前記試料交換室に搬入された場合に、前記試料交換室内部の空気を排気する交換室排気部及び前記グロー放電掘削部内部の空気を排気する掘削部排気部により、前記試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を第１圧力に制御する第１制御ステップと、該第１制御ステップにより第１圧力に制御し前記グロー放電掘削部により試料を掘削した後に、前記交換室排気部により前記試料交換室の圧力を前記第１圧力よりも低い第２圧力に制御する第２制御ステップと、該第２制御ステップにより第２圧力に制御した後に、前記試料を前記観察室へ搬送手段により搬送させる指示を出力する出力ステップとを実行させることを特徴とする。
【００１０】
本願に開示する電子顕微鏡によれば、観察室に隣接して設けられ、内部にグロー放電掘削部を有する試料交換室に試料が搬入される。そして第１制御手段は、試料が試料交換室に搬入された場合に、試料交換室内部の空気を排気する交換室排気部及びグロー放電掘削部内部の空気を排気する掘削部排気部により、試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を第１圧力に制御する。第２制御手段は、第１圧力に制御し、またグロー放電掘削部により試料を掘削した後に、試料交換室の圧力を第１圧力よりも低い第２圧力に制御する。その後搬送手段は、観察室へ試料を搬送する。
【００１１】
本願に開示する電子顕微鏡によれば、グロー放電掘削部は、試料交換室の下部に設けられる。また反転手段は、搬送手段による試料の搬送の際に試料を反転する。
【００１２】
本願に開示する電子顕微鏡によれば、観察室内での試料の観察後に、再度グロー放電掘削部による掘削を実行する旨の再掘削情報を受け付ける。第３制御手段は、再掘削情報を受け付けた場合、試料交換室の圧力を第２圧力に制御する。さらに、第４制御手段は、第２圧力に制御し、試料が観察室から試料交換室へ搬送された場合、交換室排気部及び掘削部排気部により、試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を第１圧力に制御する。
【発明の効果】
【００１３】
当該電子顕微鏡の一観点によれば、第１制御手段により大気圧よりも低い第１圧力に低下させた上で、掘削が行われるため、グロー放電掘削部内のグロー放電状態を安定化させることが可能となる。また、第１圧力よりも低い第２圧力に低下させた上で観察室に前処理後の試料を搬送するので、グロー放電処理に伴う異物を除去することができると共に、高い真空度が要求される電子顕微鏡における観察を迅速に行うことが可能となる等、優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１
以下実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は電子顕微鏡の構成を示す模式図である。電子顕微鏡１は試料Ｓを観察する観察室７０、試料交換室５０、グロー放電掘削部２、真空ゲートＧ１、Ｇ２、搬送機構（搬送手段、反転手段）６５０、第１ポンプ６１、第２ポンプ６２、交換室ポンプ６３、室内ポンプ７５及び制御装置５等を含む。電子顕微鏡１は鉄鋼、セラミックスまたは半導体等の試料Ｓを観察室７０内にて観察するものであり、例えば、透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope; TEM）、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope; SEM）またはこれらの特徴を併せ持つ走査型透過電子顕微鏡（Scanning Transmission Electron Microscope; STEM）等が用いられる。本実施の形態においては走査型電子顕微鏡を用いる例を説明するがこれに限るものではない。
【００１５】
観察室７０の側面には、閉状態にて真空状態を維持する真空ゲートＧ２を介して試料交換室５０が隣接して設けられている。試料交換室５０の真空ゲートＧ２に対向する位置には真空ゲートＧ１が設けられており、真空ゲートＧ１から試料Ｓが搬入される。試料交換室５０の下側にはグロー放電掘削部２が設けられており、制御装置５の制御下で試料Ｓの表面を掘削する。なお、本実施の形態においてはグロー放電掘削部２を試料交換室５０の下側に設ける例を説明するがこれに限るものではない。グロー放電掘削部２は、試料交換室５０の上側に設ける他、側面に設けても良い。
【００１６】
掘削部排気部たる第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２は、例えばロータリーポンプ、またはターボ分子ポンプ等が用いられ、制御装置５の指示に従いグロー放電掘削部２内部の空気を排気し真空状態とする。交換室排気部たる交換室ポンプ６３は，例えばターボ分子ポンプ等が用いられ、制御装置５の指示に従い、試料交換室５０内部の空気を排気し真空状態とする。さらに、室内ポンプ７５も、例えばターボ分子ポンプ等が用いられ、制御装置５の指示に従い、観察室７０内部の空気を排気し真空状態とする。
【００１７】
以下に、本実施の形態の概要を説明する。制御装置５は真空ゲートＧ２が閉じた状態で、真空ゲートＧ１を開き、試料Ｓを掘削すべく、試料Ｓをグロー放電掘削部２上に載置する。制御装置５は真空ゲートＧ１を閉じた後、第１ポンプ６１、第２ポンプ６２及び交換室ポンプ６３を作動させ、大気圧にある試料交換室５０及びグロー放電掘削部２内部の圧力が、例えば数百Ｐａ等の第１圧力となるまで真空引きする。その後制御装置５は試料Ｓを掘削する。
【００１８】
掘削終了後、制御装置５は交換室ポンプ６３を作動させ、試料交換室５０の圧力が、例えば数Ｐａ以下の第１圧力よりも低い第２圧力となるまで真空引きする。この第２圧力は例えば、観察室７０にて観察が行われる際の圧力と同等の圧力とすればよい。同様に、制御装置５は室内ポンプ７５を作動させ、観察室７０を第２圧力となるまで真空引きする。制御装置５は真空ゲートＧ１を閉じた状態で真空ゲートＧ２を開く。搬送機構６５０は試料Ｓを把持し、上下反転させた上で、試料Ｓを観察室７０へ搬送する。制御装置５は真空ゲートＧ２を閉じる。最後に制御装置５は試料Ｓの掘削された表面を観察する。以下に詳細を説明する。
【００１９】
試料交換室５０は、真空ゲートＧ１、Ｇ２、グロー放電掘削部２、ホルダ３１、発振子３０、交換室ポンプ６３、交換室バルブ６３１、搬送機構６５０、第１ポンプ６１、第１バルブ６１１、第２ポンプ６２、第２バルブ６２１、ガス供給部６４、及び、ガスバルブ６４１等を含む。試料交換室５０の上面略中央部には上下方向に伸縮することが可能なホルダ３１が貫通しており、発振子３０及び試料ステージＴを介して試料Ｓをグロー放電掘削部２へ押し当てる。なお、ホルダ３１は制御装置５の制御に従い伸縮する。
【００２０】
試料Ｓの観測面裏側にはアルミニウム等の導電性金属等の試料ステージＴが、例えばカーボンテープ等により貼り付けられている。ユーザは試料ステージＴが上側、つまり観測面が下側を向くよう試料Ｓをグロー放電掘削部２の電極１２の略中央部に載置する。ホルダ３１の先端には発振子３０が取り付けられており、試料ステージＴを介して試料Ｓ及び電極１２に、電源線Ｄを介して供給される電圧を供給する。試料交換室５０の上面にはさらに交換室ポンプ６３が設けられている。
【００２１】
交換室バルブ６３１を有する交換室ポンプ６３は、試料交換室５０の空気を排気する場合、交換室バルブ６３１を開状態とし、内部の圧力センサ（図示せず）が予め定めた気圧となるまで空気を給排気する。なお、本実施の形態においては紙面の都合上、上面に交換室ポンプ６３を設ける例を説明するが、これに限るものではない。試料交換室５０の下側にグロー放電掘削部２が設けられている場合は、同じく下側のグロー放電掘削部２近傍に交換室ポンプ６３を設けることが好ましい。グロー放電掘削部２によるスパッタリングにより、試料交換室５０内部に処理物が散乱する虞があるところ、下側にあるグロー放電掘削部２と同じく下側近傍に配置することで、重力の影響を受ける処理物を拡散させることなく効果的に吸引することが可能となる。
【００２２】
続いてグロー放電掘削部２の詳細について説明する。グロー放電掘削部２は一部が試料交換室５０の底面から突出しており、短円柱状のランプボディ１１、電極１２、セラミックス部材１３、及び押圧ブロック１５が組み合わされて構成されている。ランプボディ１１は、押圧ブロック１５が組み合わされる端面１１ａの中心箇所に電極１２を取り付けるための窪部１１ｂを凹設すると共に、窪部１１ｂの中心部に中心孔１１ｃを穿設している。また、ランプボディ１１は、周壁部１１ｄから中心へ向けて真空引き用の吸引孔１１ｅ、１１ｆを複数設け、一部の吸引孔１１ｅは中心孔１１ｃと連通させると共に、他の吸引孔１１ｆは窪部１１ｂ側に連通させている。さらに、ランプボディ１１は、周壁部１１ｄから中心へ向けてアルゴンガスまたはネオンガス等の不活性ガス供給用のガス供給孔１１ｇを中心孔１１ｃと連通するように形成している。なお、以下ではアルゴンガスを供給する形態について説明する。
【００２３】
ランプボディ１１の窪部１１ｂに収められる電極１２は、円板部１２ａの中心から円筒部（端部）１２ｂを突出した形状にしており、円筒部１２ｂの内部から円板部１２ａを貫通する貫通孔１２ｃを穿設している。また、円板部１２ａにも穴１２ｄが形成されている。電極１２は、ランプボディ１１の窪部１１ｂに取り付けられると、ランプボディ１１を介してアース電位になる。なお、電極１２が収められた状態でランプボディ１１の中心孔１１ｃ及び電極１２の貫通孔１２ｃの密閉性を維持するために第１オーリング１６がランプボディ１１及び電極１２の間に取り付けられている。
【００２４】
電極１２を被うように配置されるセラミックス部材１３は、厚みのある円板状の部材であり、電極１２の円板部１２ａを被う突出したフランジ部１３ｄを有すると共に、中心となる箇所には、電極１２の円筒部１２ｂを挿通させる挿通孔１３ｃを形成している。セラミックス部材１３は、耐熱性の第１絶縁体１７を介して電極１２の円板部１２ａに対して配置され、配置された状態では、セラミックス部材１３の挿通孔１３ｃと電極１２の円筒部１２ｂとの間に所定の隙間が形成され、円筒部１２ｂの先端１２ｅはセラミックス部材１３の端面１３ａより突出しないようになっている。なお、第１絶縁体１７と電極１２の円板部１２ａとの間にも密閉性維持のために第２オーリング１８が取り付けられている。
【００２５】
電極１２及びセラミックス部材１３をランプボディ１１に固定するための押圧ブロック１５は、環状の部材であり、内周縁側の突出部１５ａでセラミックス部材１３のフランジ部１３ｄをランプボディ１１側へ押圧するようにしている。なお、押圧ブロック１５自体は、ボルトによりランプボディ１１の端面１１ａに取り付けられる。また、押圧ブロック
１５の突出部１５ａと、セラミックス部材１３のフランジ部１３ｄとの間にも耐熱性の第２絶縁体１９を介在させている。
【００２６】
グロー放電掘削部２に取り付けられる掘削対象である平板状の試料Ｓは、セラミックス部材１３の端面１３ａに試料Ｓの表面が当接するように配置される。さらに、この状態で試料Ｓの裏面は発振子３０が押し当てられて試料Ｓがグロー放電掘削部２側へ押圧される（後述する図４参照）。これにより試料Ｓの表面と電極１２の円筒部１２ｂの先端１２ｅとが対向する箇所には、閉鎖された空間Ｋが形成される。これにより試料Ｓの裏面に発振子３０が押し当てられることにより、電極１２の先端１２ｅと試料Ｓとの距離、または、閉鎖された空間Ｋの容量が規定されるため、常に平滑度の高い掘削面を形成することができる。
【００２７】
ランプボディ１１の吸引口１１ｅは第１ポンプ６１に接続され、吸引孔１１ｆは第２ポンプ６２に接続されている。またガス供給孔１１ｇはガス供給部６４に接続されている。試料Ｓがグロー放電掘削部２に取り付けられた状態で、第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２により吸引を開始した場合、各吸引孔１１ｅ、１１ｆ、中心孔１１ｃ、電極１２の貫通孔１２ｃ、及び空間Ｋが真空状態となる。その後制御装置５はガス供給調整部６４を作動させ、アルゴンガスの供給を開始すると、ガス供給孔１１ｇ、中心孔１１ｃ、電極１２の貫通孔１２ｃ及び空間Ｋがアルゴンガスで満たされる。なお、本実施の形態においては、ガス供給部６４はグロー放電掘削部２内部にアルゴンガスを供給する例を説明するが、別途試料交換室５０にも供給しても良い。
【００２８】
搬送機構６５０は支持軸６５１、アーム６５２及び把持部６５３等を含む。把持部６５３は試料ステージＴを把持し、試料Ｓをグロー放電掘削部２に載置する。掘削後、把持部６５３は試料Ｓを反転させる。そして支持軸６５１及びアーム６５２を動作させることにより、試料Ｓの掘削面を上側にした状態で試料Ｓを観察室７０内の観察台７４上に載置する。なお、搬送機構６５０の詳細な説明は後述する。観察室７０は電子線照射部７２、電子検出部７３、観察台７４、及び、室内バルブ７５１を有する室内ポンプ７５を含む。なお、観察室７０内部の詳細についても後述する。
【００２９】
図２は制御装置５を含む各ハードウェアの構成を示すブロック図である。制御装置５は例えばパーソナルコンピュータ等により構成され、制御部たるＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＡＭ（Random Access Memory）５２、入力部５３、表示部５４、記憶部５５及び通信部５６等を含む。ＣＰＵ５１は、バス５７を介して制御装置５のハードウェア各部と接続されていて、それらを制御すると共に、記憶部５５に格納された制御プログラム５５Ｐに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。
【００３０】
ＲＡＭ５２は半導体素子等であり、ＣＰＵ５１の指示に従い必要な情報の書き込み及び読み出しを行う。表示部５４は例えば液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ等である。入力部５３はキーボード及びマウス等である。入力部５３は表示部５４上に積層されたタッチパネルであっても良い。記憶部５５は例えばハードディスクまたは大容量メモリで構成され、制御プログラム５５Ｐの他、圧力ファイル５５１を記憶している。圧力ファイル５５１は観察室７０内、試料交換室５０内及びグロー放電掘削部２内の空気を排気する際に参照される第１圧力及び第２圧力が記憶されている。なお、ユーザは入力部５３から第１圧力及び第２圧力の値を入力することが可能である。
【００３１】
この場合ＣＰＵ５１は入力された第１圧力及び第２圧力を受け付け、圧力ファイル５５１に記憶する。また低真空である第１圧力は例えば２００Ｐａ±５％、第１圧力よりも高真空である第２圧力は数Ｐａ±５％の如く一定の幅を持たせても良い。さらに、本実施の形態においては試料交換室５０内の第１圧力及びグロー放電掘削部２内の第１圧力を必ず
しも厳密に一致させる必要はなく多少の誤差があっても良い。また、圧力の数値例はあくまで一例でありこれに限るものではない。
【００３２】
通信部５６は第１ポンプ６１等の各機器との間で情報を送受信するためのインターフェースである。通信部５６には、第１ポンプ６１、第２ポンプ６２、グロー放電掘削部２の電源部４であるマッチングボックス４１及びジェネレータ４２、交換室ポンプ６３、ガス供給部６４、ホルダ３１、並びに、駆動制御部６５等が接続されている。これら各機器はＣＰＵ５１の指示に従い、動作する。通信部５６はさらに電子顕微鏡制御部７１にも接続されており、電子顕微鏡制御部７１との間で必要な情報を送受信する。
【００３３】
電子顕微鏡制御部７１は、電子線照射部７２、室内ポンプ７５及び電子検出部７３に接続されており、これら各機器を制御する。なお、本実施の形態においては、観察室７０内の機器を、電子顕微鏡制御部７１が制御する形態を説明するが、これに限るものではない。例えばＣＰＵ５１が電子顕微鏡制御部７１に代わり、電子線照射部７２等を制御しても良い。
【００３４】
電源部４は例えば２２０Ｖの交流電源ＡＣに接続されており、高周波電力を生成するジェネレータ４２及びマッチングボックス４１を備える。ジェネレータ４２及びマッチングボックス４１は通信部５６を介してＣＰＵ５１に接続されている。ジェネレータ４２は高周波電力を生成し、マッチングボックス４１はジェネレータで生成された高周波電力をＣＰＵ５１の指示のもと調整する。マッチングボックス４１は例えばＰＷＭ（pulse-width modulation）制御により、所定の高周波電力を、電源線Ｄを介して接続される発振子３０に出力し、試料ステージＴ、試料Ｓ及び電極１２の間に断続的な高周波電圧の印加を行う。
【００３５】
図３乃至図７は電子顕微鏡の構成及び状態遷移を示す説明図である。図１、並びに、図３乃至図７を用いて、試料Ｓ搬入から観察室７０における観察までの処理を説明する。ユーザは試料Ｓの掘削面反対側を試料ステージＴに貼り付け、真空ゲートＧ１が開いた試料交換室５０内に試料Ｓを搬入する。なお、この搬入処理は手作業、搬送機構６５０による搬入、または図示しない他の搬入ロボットにより実行しても良い。この際、試料交換室５０内は大気圧である。図３に示すように試料Ｓは掘削面を下側にした状態で、電極１２の略中央部である貫通孔１２ｃに対向させて載置する。
【００３６】
ＣＰＵ５１は入力部５３から観察開始を示す信号を受け付けた場合、制御プログラム５５Ｐを起動し以下の処理を行う。ＣＰＵ５１は、図４に示す如く、発振子３０が試料ステージＴの上面に接するまで、ホルダ３１を下向きに移動させる。ＣＰＵ５１は真空ゲートＧ１及びＧ２を閉じ、試料交換室５０内及びグロー放電掘削部２内を大気圧から第１気圧まで減圧する。ＣＰＵ５１は交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１及び第２バルブ６２１を開状態とし、またガスバルブ６４１を閉状態とする。ＣＰＵ５１は交換室ポンプ６３により、試料交換室５０内の空気を外部へ排気する。ＣＰＵ５１は、第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２により、グロー放電掘削部２内部の各吸引孔１１ｅ、１１ｆ、中心孔１１ｃ、電極１２の貫通孔１２ｃ、及び空間Ｋ内の空気を外部へ排気する。
【００３７】
ＣＰＵ５１は交換室ポンプ６３、第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２内部のセンサから出力される圧力が第１圧力に達した場合、交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１及び第２バルブ６２１を閉状態とし、また交換室ポンプ６３、第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２を停止する。これにより、ガス供給孔１１ｇ、中心孔１１ｃ、電極１２の貫通孔１２ｃ及び空間Ｋが第１圧力となる。続いて、ＣＰＵ５１はガスバルブ６４１を開状態とし、アルゴンガスの供給を開始する。なお、圧力を検出するセンサは試料交換室５０内、グロー放電掘削部２内、及び、観察室７０内にそれぞれ設ける構成としても良い。また、上述した第１圧力は、グロー放電掘削部２内部のアルゴンガスが試料交換室５０内へ流れる程度
とすれば良い。
【００３８】
ＣＰＵ５１は電源部４を動作させ、電源部４は発振子３０へ高周波電圧を供給する。アルゴンガスの雰囲気中で発振子３０に、高周波電圧が電源部４から供給されることで、電極１２及び試料Ｓの間に電圧が印加され、電極１２と試料Ｓとの間でグロー放電が発生する。グロー放電が発生することにより、アルゴンイオンによる試料Ｓ表面へのスパッタリングが発生し、試料Ｓが掘削される。
【００３９】
続いて、試料交換室５０及びグロー放電掘削部２内部を第１圧力よりも低い第２圧力へ減圧する。ＣＰＵ５１はガスバルブ６４１を閉状態とし、交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１及び第２バルブ６２１を開状態とする。ＣＰＵ５１は交換室ポンプ６３により、試料交換室５０内の空気を外部へ排気する。ＣＰＵ５１は、第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２により、グロー放電掘削部２内部の各吸引孔１１ｅ、１１ｆ、中心孔１１ｃ、電極１２の貫通孔１２ｃ、及び空間Ｋ内の空気を外部へ排気する。
【００４０】
ＣＰＵ５１は交換室ポンプ６３、第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２内部のセンサから出力される圧力が第２圧力に達した場合、交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１及び第２バルブ６２１を閉状態とし、また交換室ポンプ６３、第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２を停止する。これにより、掘削により生じた処理物及びアルゴンガスを試料交換室５０から排出でき、観察室７０内部に異物が流入する事態を回避することが可能となる。これと並行してＣＰＵ５１は電子顕微鏡制御部７１へ真空制御を開始する旨の開始信号を出力する。電子顕微鏡制御部７１は観察室７０に設けられる室内バルブ７５１を開状態とし、室内ポンプ７５を作動させ、観察室７０内の空気を外部へ排気する。電子顕微鏡制御部７１は観察室７０内のセンサ（図示せず）により、第２圧力に達したと判断した場合、真空制御が終了したことを示す終了信号をＣＰＵ５１へ出力する。
【００４１】
これにより、観察室７０及び試料交換室５０内の双方が観察の際に必要な真空度である第２圧力にまで減圧される。その後、ＣＰＵ５１は真空ゲートＧ２を開き、搬送機構６５０により試料Ｓを観察室７０の観察台７４まで搬送する。図５を用いて搬送機構６５０の動作について説明する。駆動制御部６５は、支持軸６５１、アーム６５２及び把持部６５３の制御を行う。試料交換室５０の底面に設置される支持軸６５１は上面に向かって伸縮可能に突設されており、頂部にて接続されるアーム６５２を回動、並びに、上昇または下降させる。アーム６５２は伸縮可能に構成されており、一端が支持軸６５１の頂部、他端が把持部６５３に連結されている。
【００４２】
把持部６５３は試料ステージＴの側部を把持すると共に、試料ステージＴを把持した状態で上下に反転させる機能を有する。グロー放電掘削部２による掘削終了後、ＣＰＵ５１は駆動制御部６５に対し試料Ｓの試料交換室５０から観察室７０への搬送開始を示す搬送信号を出力する。駆動制御部６５はホルダ３１を上昇させる。駆動制御部６５は支持軸６５１の高さを調整し、その後、把持部６５３が試料ステージＴ方向を指す方向まで支持軸６５１を回転させる。駆動制御部６５は、把持部６５３が試料ステージＴを把持することができる位置までアーム６５２を伸ばす。
【００４３】
駆動制御部６５は把持部６５３により試料ステージＴの側部を把持する。試料ステージＴ及び試料Ｓを上下反転させる必要があるが、これは試料交換室５０または観察室７０のどちらで実行しても良い。本実施の形態においては観察室７０において反転させる例を挙げて説明する。駆動制御部６５はアーム６５２を適宜の位置まで縮める。駆動制御部６５はＣＰＵ５１へ把持が完了したことを示す信号を出力する。ＣＰＵ５１は当該信号を受けて真空ゲートＧ２を開く。駆動制御部６５は支持軸６５１を１８０度回転させ、試料ステージＴ及び試料Ｓを観察室７０内部へ搬送する。駆動制御部６５は支持軸６５１を上昇
させた後、把持部６５３を上下１８０度反転させる。これにより、試料ステージＴが下側、試料Ｓが上側となり、試料Ｓの掘削面が上方向を臨むことになる。
【００４４】
駆動制御部６５は図６に示す如く、把持部６５３が観察台７４の略中央部に達するまでアーム６５２を伸ばす。駆動制御部６５は支持軸６５１を予め定めた高さまで下降させ、把持部６５３の把持を解除する。これにより、試料Ｓの掘削面が上側の状態で観察台７４上に載置される。駆動制御部６５はアーム６５２を縮ませ、支持軸６５１を１８０度反転させる。駆動制御部６５はアーム６５２の試料交換室５０内への移動が完了した後、搬送完了を示す信号をＣＰＵ５１へ出力する。なお本実施の形態における搬送機構６５０は一例であり、他の形式の搬送ロボットを採用するほか、把持部６５３、アーム６５２及び支持軸６５１を試料交換室５０外部から手動で操作するようにしても良い。ＣＰＵ５１は真空ゲートＧ２を閉じる。ＣＰＵ５１は電子顕微鏡制御部７１へ観察開始信号を出力する。
【００４５】
図７に示すように、電子顕微鏡制御部７１は、観察台７４を適宜移動させた上で、電子線照射部７２から電子線を照射する。電子線照射部７２からの電子線が試料Ｓに形成された掘削面に照射され、掘削面からの反射電子又は二次電子を電子検出部７３で検出する。検出結果を示す画像データはＣＰＵ５１へ出力され表示部５４に表示される。なお、観察台７４を固定し、電子線照射部７２を走査させても良い。
【００４６】
図８乃至図１０は圧力制御の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ５１は入力部５３から真空ゲートＧ１の開操作を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ８１）。ＣＰＵ５１は真空ゲートＧ１の開操作を受け付けていない場合は（ステップＳ８１でＮＯ）、操作を受け付けるまで待機する。ＣＰＵ５１は真空ゲートＧ１の開操作を受け付けたと判断した場合（ステップＳ８１でＹＥＳ）、真空ゲートＧ１を開状態とする（ステップＳ８２）。試料Ｓの搬入後、ＣＰＵ５１は入力部５３から観察を開始する旨の信号を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ８３）。ＣＰＵ５１は観察開始信号を受け付けていない場合（ステップＳ８３でＮＯ）、当該信号を受け付けるまで待機する。
【００４７】
一方ＣＰＵ５１は観察開始信号を受け付けた場合（ステップＳ８３でＹＥＳ）、真空ゲートＧ１及びＧ２を閉状態とする（ステップＳ８４）。ＣＰＵ５１はホルダ３１を下降させる（ステップＳ８５）。ＣＰＵ５１は交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１及び第２バルブ６２１を開状態、ガスバルブ６４１を閉状態とする（ステップＳ８６）。ＣＰＵ５１は圧力ファイル５５１から第１圧力を読み出す（ステップＳ８７）。ＣＰＵ５１は交換室ポンプ６３、第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２を作動させる（ステップＳ８８）。ＣＰＵ５１は圧力を検出するセンサからの出力を参照し、試料交換室５０及びグロー放電掘削部２内部の圧力が第１圧力まで低下したか否かを判断する（ステップＳ８９）。
【００４８】
ＣＰＵ５１は第１圧力まで低下していないと判断した場合（ステップＳ８９でＮＯ）、ステップＳ８８へ移行し、引き続き排気処理を行う。ＣＰＵ５１は第１圧力まで低下したと判断した場合（ステップＳ８９でＹＥＳ）、交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１及び第２バルブ６２１を閉状態、ガスバルブ６４１を開状態とする（ステップＳ９１）。ＣＰＵ５１はガス供給部６４に対しアルゴンガスを供給すべき旨の信号を出力する（ステップＳ９２）。ＣＰＵ５１は電源部４に対し掘削処理を開始する旨の信号を出力する。これにより、掘削処理が開始される（ステップＳ９３）。なお、印加電圧の周波数、掘削時間及び掘削量等の掘削条件は入力部５３から予め入力されており、当該掘削条件は記憶部５５に記憶されている。
【００４９】
ＣＰＵ５１はホルダ３１を上昇させる（ステップＳ９４）。ＣＰＵ５１は交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１、第２バルブ６２１及び室内バルブ７５１を開状態、ガスバル
ブ６４１を閉状態とする（ステップＳ９５）。ＣＰＵ５１は圧力ファイル５５１から第２圧力を読み出す（ステップＳ９６）。ＣＰＵ５１は交換室ポンプ６３、第１ポンプ６１、第２ポンプ６２及び室内ポンプ７５を作動させる（ステップＳ９７）。ＣＰＵ５１は圧力を検出するセンサからの出力を参照し、試料交換室５０、グロー放電掘削部２及び観察室７０内部の圧力が第２圧力まで低下したか否かを判断する（ステップＳ９８）。
【００５０】
ＣＰＵ５１は第２圧力まで低下していないと判断した場合（ステップＳ９８でＮＯ）、ステップＳ９７へ移行し、引き続き排気処理を行う。ＣＰＵ５１は第２圧力まで低下したと判断した場合（ステップＳ９８でＹＥＳ）、交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１、第２バルブ６２１及び室内バルブ７５１を閉状態、ガスバルブ６４１を閉状態とする（ステップＳ９９）。ＣＰＵ５１は真空ゲートＧ１を閉状態、真空ゲートＧ２を開状態とする（ステップＳ１０１）。
【００５１】
ＣＰＵ５１は駆動制御部６５に対し試料ステージＴ及び試料Ｓの搬送を開始する旨の搬送信号（搬送指示）を出力する（ステップＳ１０２）。上述したように駆動制御部６５は試料ステージＴ及び試料Ｓを搬送及び反転処理し、試料Ｓを観察台７４に載置する。駆動制御部６５はアーム６５２及び把持部６５３を試料交換室５０内へ戻した後、搬送が完了した旨を示す信号をＣＰＵ５１へ出力する（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ５１は駆動制御部６５から搬送完了信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ＣＰＵ５１は搬送完了信号を受信していない場合（ステップＳ１０３でＮＯ）、搬送完了信号を受信するまで待機する。
【００５２】
一方、ＣＰＵ５１は搬送完了信号を受信した場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、真空ゲートＧ１及びＧ２を閉状態とする（ステップＳ１０４）。ＣＰＵ５１は電子顕微鏡制御部７１に対し、観察開始を示す信号を出力する。電子顕微鏡制御部７１は電子線照射部７２を駆動し掘削面が上側である試料Ｓを観察処理する（ステップＳ１０５）。これにより、試料Ｓの掘削面を大気に触れさせることなく迅速に掘削面を観察することが可能となる。また、第１圧力及び第２圧力の２段階制御とすることにより、試料交換室５０内の掘削に伴う処理物及びアルゴンガスを排出することができ、観察室７０内をクリーンな状態に保つことが可能となる。さらに、試料交換室５０内を電子顕微鏡での観察に必要な超高真空に達しない、低真空である第１圧力に調整し、この状態で掘削処理を行うことから、グロー放電の安定化、及び、試料Ｓ及び試料ステージＴを保持するホルダ３１の安定化をも図ることが可能となる。
【００５３】
実施の形態２
実施の形態２は再度グロー放電掘削部２による掘削を行う形態に関する。図１１は実施の形態２に係る制御装置５を含む各ハードウェアの構成を示すブロック図である。実施の形態１の構成に加えて記憶部５５にはメニュー画面ファイル５５２が新たに用意されている。ＣＰＵ５１は電子顕微鏡制御部７１による観察終了後、メニュー画面ファイル５５２から再度試料交換室５０内にてグロー放電掘削部２による掘削を行うか否かを選択する選択画面を表示部５４へ出力する。
【００５４】
図１２は選択画面のイメージを示す説明図である。選択画面は表示部５４にポップアップ表示され、「再度掘削を行う」か、または、「終了する」かを問う情報、これらそれぞれに対応するチェックボックス５４１、５４２、及び決定ボタン５４３等が表示される。再度掘削を希望するユーザは、入力部５３からチェックボックス５４１をクリックし、決定ボタン５４３をクリックする。ＣＰＵ５１はチェックボックス５４１及び決定ボタン５４３のクリックにより、グロー放電掘削部２により再度掘削を実行する旨の再掘削情報を受け付ける。
【００５５】
この場合、再度試料交換室５０内にてグロー放電掘削部２による試料Ｓの掘削が行われ
る。一方、掘削を行うことなく排出する場合は、ユーザは、入力部５３から終了を示すチェックボックス５４２をクリックし、決定ボタン５４３をクリックする。この場合、試料Ｓは外部へ排出される。ここで、ＣＰＵ５１は再掘削情報を受け付けた場合であり、かつ、試料交換室５０及びグロー放電掘削部２内部を第２圧力に調整中、または、第１圧力に調整中に、再掘削に必要な条件を入力するための条件入力画面をメニュー画面ファイル５５２から読み出して、表示部５４へ表示する。
【００５６】
図１３は条件入力画面のイメージを示す説明図である。ＣＰＵ５１は、例えば再掘削条件として再度掘削する量を示す掘削量、及び、周波数の入力を受け付ける。なお、掘削条件は一例でありこれに限るものではない。ユーザは掘削量ボックス５４４に掘削量を、入力部５３を介して入力し、周波数ボックス５４５に印加電圧の周波数を入力する。ユーザは決定ボタン５４３を入力する。ＣＰＵ５１は、ユーザの便宜のため前回の掘削時の掘削条件、すなわちステップＳ９３における掘削条件を記憶部５５から読み出し、表示するようにしても良い。図１３の例では、前回の掘削量及び周波数が表示されている。
【００５７】
ＣＰＵ５１は決定ボタン５４３が入力部５３を介して入力された場合、入力された掘削量または周波数を受け付け、受け付けた再掘削条件を電源部４へ出力する。グロー放電掘削部２の電源部４は再掘削条件に従い、電圧を印加し掘削を行う。ＣＰＵ５１は前回の掘削条件と同じく、再掘削条件を記憶部５５に記憶する。このように、再掘削を行う場合は、第２気圧または第１気圧へ気圧調整、及び、アルゴンガスの導入に時間を要するために、事前に再掘削条件を入力させることとしたものである。これにより、再掘削を行う場合でも迅速に処理を進行することが可能となる。また、記憶部５５に記憶した前回の掘削条件を表示部５４へ参照のため表示することで、ユーザは容易に再掘削条件を決定することが可能となる。なお、本実施の形態においては再掘削情報を受け付け、試料交換室５０内を第２気圧に減圧している際に条件入力画面を表示し、また、再掘削条件の入力を受け付ける例を挙げて説明するがこれに限るものではない。例えば、再掘削情報を受け付け、試料交換室５０内を第１気圧に減圧している際に条件入力画面を表示し、また、再掘削条件の入力を受け付けるようにしても良い。
【００５８】
以上のハードウェア構成において、再掘削処理の手順を、フローチャートを用いて説明する。図１４乃至図１７は再掘削処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ５１はステップＳ１０５の処理後、メニュー画面ファイル５５２から選択画面を読み出す（ステップＳ１４１）。ＣＰＵ５１は選択画面を表示部５４に図１２の如く表示する（ステップＳ１４２）。ＣＰＵ５１は再掘削情報を入力部５３から受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１４３）。具体的には、再度の掘削を示すチェックボックス５４１及び決定ボタン５４３がアンド条件で入力されたか否かを判断する。
【００５９】
ＣＰＵ５１は再掘削条件を受け付けていないと判断した場合（ステップＳ１４３でＮＯ）、試料ステージＴ及び試料Ｓを排出すべく、真空ゲートＧ２を開状態とし、真空ゲートＧ１を閉状態とする（ステップＳ１４４）。ＣＰＵ５１は搬送機構６５０により試料Ｓ及び試料ステージＴを試料交換室５０へ移動させる（ステップＳ１４５）。なお、搬送機構６５０の詳細な動作については、実施の形態１で述べた動作と逆の動作であるので詳細な説明は省略する。ＣＰＵ５１は真空ゲートＧ１を開状態とし、真空ゲートＧ２を閉状態とする（ステップＳ１４６）。これにより試料Ｓは排出される（ステップＳ１４７）。
【００６０】
ＣＰＵ５１は再掘削情報を受け付けたと判断した場合（ステップＳ１４３でＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１、第２バルブ６２１及び室内バルブ７５１を開状態、ガスバルブ６４１を閉状態とする（ステップＳ１４８）。ＣＰＵ５１は圧力ファイル５５１から第２圧力を読み出す（ステップＳ１４９）。ＣＰＵ５１は第３制御として、交換室ポンプ６３、第１ポンプ６１、第２ポンプ６２及び室内ポンプ７５を作
動させる（ステップＳ１５１）。
【００６１】
ＣＰＵ５１は図１３に示す条件入力画面を表示部５４に既に表示済みであるか否かを判断する（ステップＳ１５２）。ＣＰＵ５１は表示済みでないと判断した場合（ステップＳ１５２でＮＯ）、条件入力画面をメニュー画面ファイル５５２から読み出し（ステップＳ１５３）、表示部５４へ表示する（ステップＳ１５４）。ＣＰＵ５１はあわせて記憶部５５から前回の掘削条件を読み出す（ステップＳ１５５）。ＣＰＵ５１は読み出した掘削条件を表示部５４に表示する（ステップＳ１５６）。
【００６２】
ＣＰＵ５１は入力部５３から再掘削条件の入力を受け付ける（ステップＳ１５７）。ＣＰＵ５１は受け付けた再掘削条件を記憶部５５に記憶する（ステップＳ１５８）。なお、再掘削条件は図示しないクロックからの日時を参照し、履歴情報として記憶部５５に記憶しておけばよい。ＣＰＵ５１は圧力を検出するセンサからの出力を参照し、試料交換室５０、グロー放電掘削部２及び観察室７０内部の圧力が第２圧力まで低下したか否かを判断する（ステップＳ１５９）。
【００６３】
ＣＰＵ５１は第２圧力まで低下していないと判断した場合（ステップＳ１５９でＮＯ）、ステップＳ１５１へ移行し、引き続き排気処理を行う。ＣＰＵ５１は、ステップＳ１５２において、既に条件入力画面を表示済みと判断した場合（ステップＳ１５２でＹＥＳ）、ステップＳ１５３乃至Ｓ１５８までの処理をスキップする。ＣＰＵ５１は第２圧力まで低下したと判断した場合（ステップＳ１５９でＹＥＳ）、交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１、第２バルブ６２１及び室内バルブ７５１を閉状態、ガスバルブ６４１を閉状態とする（ステップＳ１６１）。ＣＰＵ５１は真空ゲートＧ１を閉状態、真空ゲートＧ２を開状態とする（ステップＳ１６２）。
【００６４】
ＣＰＵ５１は搬送機構６５０により試料Ｓ及び試料ステージＴを試料交換室５０へ移動させる（ステップＳ１６３）。この場合、上述したように把持部６５３は試料交換室５０内または観察室７０内にて、試料ステージＴを把持し、試料Ｓの掘削面が下側となるよう、上下反対方向に反転させる。ＣＰＵ５１は真空ゲートＧ１及びＧ２を閉状態とする（ステップＳ１６４）。ＣＰＵ５１は入力部５３から観察を開始する旨の信号を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１６５）。ＣＰＵ５１は観察開始信号を受け付けていない場合（ステップＳ１６５でＮＯ）、当該信号を受け付けるまで待機する。
【００６５】
一方ＣＰＵ５１は観察開始信号を受け付けた場合（ステップＳ１６５でＹＥＳ）、ホルダ３１を下降させる（ステップＳ１６６）。ＣＰＵ５１は交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１及び第２バルブ６２１を開状態、ガスバルブ６４１を閉状態とする（ステップＳ１６７）。ＣＰＵ５１は圧力ファイル５５１から第１圧力を読み出す（ステップＳ１６８）。ＣＰＵ５１は第４制御として、交換室ポンプ６３、第１ポンプ６１及び第２ポンプ６２を作動させる（ステップＳ１６９）。ＣＰＵ５１は圧力を検出するセンサからの出力を参照し、試料交換室５０及びグロー放電掘削部２内部の圧力が第１圧力まで低下したか否かを判断する（ステップＳ１７１）。なお、ステップＳ１６９とＳ１７１との間に上述したステップＳ１５２乃至Ｓ１５８の処理を実行させるようにしても良い。
【００６６】
ＣＰＵ５１は第１圧力まで低下していないと判断した場合（ステップＳ１７１でＮＯ）、ステップＳ１６９へ移行し、引き続き排気処理を行う。ＣＰＵ５１は第１圧力まで低下したと判断した場合（ステップＳ１７１でＹＥＳ）、交換室バルブ６３１、第１バルブ６１１及び第２バルブ６２１を閉状態、ガスバルブ６４１を開状態とする（ステップＳ１７２）。ＣＰＵ５１はガス供給部６４に対しアルゴンガスを供給すべき旨の信号を出力する（ステップＳ１７３）。ＣＰＵ５１は記憶部５５に記憶した再掘削条件を読み出す（ステップＳ１７４）。ＣＰＵ５１は電源部４に対し再掘削条件及び掘削処理を開始する旨の信
号を出力する。その後、グロー放電掘削部２の電源部４は再掘削条件に従い、試料Ｓの掘削処理を行う（ステップＳ１７５）。これにより、試料Ｓについて再度掘削が必要な場合でも、大気に触れさせることなく、掘削及び掘削表面の観察の一連の処理を迅速化させることが可能となる。
【００６７】
本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６８】
実施の形態３
図１８は実施の形態３に係る制御装置５を含む各ハードウェアの構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る制御装置５を動作させるためのコンピュータプログラムは、本実施の形態３のように、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリーカード等の可搬型記録媒体１Ａで提供することも可能である。さらに、コンピュータプログラムを、ＬＡＮ、またはインターネット等の図示しない通信網を介して図示しないサーバコンピュータからダウンロードすることも可能である。以下に、その内容を説明する。
【００６９】
図１８に示す制御装置５の図示しない記録媒体読み取り装置に、上述した処理を実行するコンピュータプログラムが記録された可搬型記録媒体１Ａを、挿入して記憶部５５のプログラム内にこのプログラムをインストールする。または、かかるプログラムを、図示しない通信部を介して外部の図示しないサーバコンピュータからダウンロードし、記憶部５５にインストールするようにしても良い。かかるプログラムはＲＡＭ５２にロードして実行される。これにより、上述のような制御装置５として機能する。
【００７０】
本実施の形態３は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１及び２と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７１】
以上の実施の形態１乃至３を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００７２】
（付記１）
観察室内の試料を観察する電子顕微鏡において、
前記観察室に隣接して設けられ、内部にグロー放電掘削部を有する試料交換室と、
該試料交換室内部の空気を排気する交換室排気部と、
前記グロー放電掘削部内部の空気を排気する掘削部排気部と、
前記交換室排気部及び前記掘削部排気部により、試料が前記試料交換室に搬入された場合に、前記試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を第１圧力に制御する第１制御手段と、
該第１制御手段により第１圧力に制御し前記グロー放電掘削部により試料を掘削した後に、前記交換室排気部により前記試料交換室の圧力を前記第１圧力よりも低い第２圧力に制御する第２制御手段と、
該第２制御手段により第２圧力に制御した後に、前記試料を前記観察室へ搬送する搬送手段と
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【００７３】
（付記２）
前記グロー放電掘削部は、前記試料交換室の下部に設けられており、
前記搬送手段による前記試料の搬送の際に該試料を反転する反転手段
を備えることを特徴とする付記１に記載の電子顕微鏡。
【００７４】
（付記３）
前記観察室内での前記試料の観察後に、再度前記グロー放電掘削部による掘削を実行する旨の再掘削情報を受け付ける受け付け手段と、
該受け付け手段により再掘削情報を受け付けた場合に、前記交換室排気部により前記試料交換室の圧力を前記第２圧力に制御する第３制御手段と、
該第３制御手段により前記第２圧力に制御し、前記搬送手段により前記試料を前記観察室から前記試料交換室へ搬送した後に、前記交換室排気部及び前記掘削部排気部により、前記試料交換室及びグロー放電掘削部の圧力を前記第１圧力に制御する第４制御手段と
を備えることを特徴とする付記１または２に記載の電子顕微鏡。
【００７５】
（付記４）
前記受け付け手段により再掘削情報を受け付け、かつ、前記第３制御手段による制御を開始した場合に、前記グロー放電掘削部による再掘削に必要な条件の入力を受け付ける画面を表示する手段
を備えることを特徴とする付記３に記載の電子顕微鏡。
【００７６】
（付記５）
前記受け付け手段により再掘削情報を受け付け、かつ、前記第４制御手段による制御を開始した場合に、前記グロー放電掘削部による再掘削に必要な条件の入力を受け付ける画面を表示する手段
を備えることを特徴とする付記３に記載の電子顕微鏡。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】電子顕微鏡の構成を示す模式図である。
【図２】制御装置を含む各ハードウェアの構成を示すブロック図である。
【図３】電子顕微鏡の構成及び状態遷移を示す説明図である。
【図４】電子顕微鏡の構成及び状態遷移を示す説明図である。
【図５】電子顕微鏡の構成及び状態遷移を示す説明図である。
【図６】電子顕微鏡の構成及び状態遷移を示す説明図である。
【図７】電子顕微鏡の構成及び状態遷移を示す説明図である。
【図８】圧力制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】圧力制御の手順を示すフローチャートである。
【図１０】圧力制御の手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係る制御装置を含む各ハードウェアの構成を示すブロック図である。
【図１２】選択画面のイメージを示す説明図である。
【図１３】条件入力画面のイメージを示す説明図である。
【図１４】再掘削処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】再掘削処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】再掘削処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】再掘削処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態３に係る制御装置を含む各ハードウェアの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１      電子顕微鏡
１Ａ    可搬型記録媒体
２      グロー放電掘削部
５０    試料交換室
５１    ＣＰＵ
５３    入力部
５４    表示部
５５    記憶部
５６    通信部
６１    第１ポンプ
６２    第２ポンプ
６３    交換室ポンプ
６４    ガス供給部
７０    観察室
７２    電子線照射部
７３    電子検出部
７４    観察台
７５    室内ポンプ
６５０  搬送機構
６５１  支持軸
６５２  アーム
６５３  把持部
Ｇ１    真空ゲート
Ｇ２    真空ゲート
Ｓ      試料
Ｔ      試料ステージ
【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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