特許 6796611 液体試料を観察または分析する方法および電子顕微鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6796611

(24)【登録日】2020年11月18日

(45)【発行日】2020年12月9日

(54)【発明の名称】液体試料を観察または分析する方法および電子顕微鏡

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20201130BHJP

   H01J 37/244 20060101ALI20201130BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/20 Z

   H01J37/244

【請求項の数】13

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-58369(P2018-58369)

(22)【出願日】2018年3月26日

(65)【公開番号】特開2019-169442(P2019-169442A)

(43)【公開日】2019年10月3日

【審査請求日】2019年11月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004271

【氏名又は名称】日本電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(72)【発明者】

【氏名】井上 雅行

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 俊明

(72)【発明者】

【氏名】高島 良子

【審査官】 鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０２７５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４５９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１６５４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１７９６１３２（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−０５０８７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３７／２０

Ｈ０１Ｊ ３７／２８

Ｇ０１Ｎ ２３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子顕微鏡において、液体試料を観察または分析する方法であって、
前記液体試料を、試料台および蓋部材で形成される空間に収容して、前記液体試料を観察または分析し、
前記蓋部材は、水分保持材と、前記水分保持材を支持する支持部材と、を含み、
前記蓋部材には、前記液体試料に照射される電子線を通過させる貫通孔が設けられている、方法。

【請求項2】

請求項１において、
さらに、前記空間内の水蒸気の量を調整する、方法。

【請求項3】

請求項２において、
前記空間に水蒸気を供給、または前記空間から水蒸気を取り除いて、前記空間内の水蒸気の量を調整する、方法。

【請求項4】

請求項２において、
前記水分保持材の温度を調整して、前記空間内の水蒸気の量を調整する、方法。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記支持部材に設けられた貫通孔を通して、前記液体試料の観察、または前記液体試料からの信号を検出する、方法。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記支持部材に設けられた検出器を用いて、前記液体試料からの信号を検出する、方法。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記水分保持材には、前記液体試料に照射される電子線を通過させる貫通孔が設けられている、方法。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記水分保持材は、紙、布、不織布、スポンジ、または吸水性ポリマーに、水を含ませたものである、方法。

【請求項9】

液体試料を観察または分析するための電子顕微鏡であって、
試料台と、
水分保持材を支持する支持部材と、
を含み、
前記支持部材が前記水分保持材を支持することで蓋部材が形成され、
前記液体試料は、前記蓋部材および前記試料台で形成された空間に収容され、
前記蓋部材には、前記液体試料に照射される電子線を通過させる貫通孔が設けられている、電子顕微鏡。

【請求項10】

請求項９において、
前記空間に水蒸気を供給、または前記空間から水蒸気を取り除く水蒸気量制御装置を含む、電子顕微鏡。

【請求項11】

請求項９または１０において、
前記水分保持材を加熱または冷却する温度制御装置を含む、電子顕微鏡。

【請求項12】

請求項９ないし１１のいずれか１項において、
前記支持部材に設けられ、前記液体試料からの信号を検出する検出器を含む、電子顕微鏡。

【請求項13】

請求項９ないし１２のいずれか１項において、
前記水分保持材には、前記液体試料に照射される電子線を通過させる貫通孔が設けられている、電子顕微鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体試料を観察または分析する方法および電子顕微鏡に関する。

【背景技術】

【0002】

走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope、ＳＥＭ）では、含水試料を観察または分析する際に、含水試料をそのまま試料室に導入すると、観察条件に至るまでの真空排気の過程で水分が蒸発して乾燥してしまう場合がある。また、試料の水分が蒸発することによる気化熱で試料温度が下がってしまい、試料が凍結する場合がある。

【0003】

そのため、例えば特許文献１では、試料を水分保持材で覆った状態で、走査電子顕微鏡の試料室に導入し、試料室を真空排気した後に、水分保持材と試料とを相対的に移動させることで試料を露出させて観察または分析を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−０２７５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された手法では、試料室を真空排気した後に、水分保持材と試料とを相対的に移動させることで試料を露出させなければならないため、手間がかかってしまう。

【0006】

本発明の目的は、容易に液体試料を観察または分析する方法および電子顕微鏡を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る液体試料を観察または分析する方法の一態様は、
電子顕微鏡において、液体試料を観察または分析する方法であって、
前記液体試料を、試料台および蓋部材で形成される空間に収容して、前記液体試料を観察または分析し、
前記蓋部材は、水分保持材と、前記水分保持材を支持する支持部材と、を含み、
前記蓋部材には、前記液体試料に照射される電子線を通過させる貫通孔が設けられている。

【0008】

このような方法では、電子顕微鏡において、液体試料の水分の蒸発を抑制して液体試料の乾燥および凍結を防ぎつつ、液体試料の観察または分析を行うことができる。さらに、このような方法では、液体試料を試料台および蓋部材で形成される空間に収容した状態で、観察または分析を行うことができる。したがって、このような方法では、例えば、蓋部材を取り外すなどの手間がなく、容易に、液体試料の観察または分析を行うことができる。

【0009】

本発明に係る電子顕微鏡の一態様は、
液体試料を観察または分析するための電子顕微鏡であって、
試料台と、
水分保持材を支持する支持部材と、
を含み、
前記支持部材が前記水分保持材を支持することで蓋部材が形成され、
前記液体試料は、前記蓋部材および前記試料台で形成された空間に収容され、
前記蓋部材には、前記液体試料に照射される電子線を通過させる貫通孔が設けられている。

【0010】

このような電子顕微鏡では、液体試料の水分の蒸発を抑制して液体試料の乾燥および凍結を防ぎつつ、液体試料の観察または分析を行うことができる。さらに、このような電子顕微鏡では、液体試料を試料台および蓋部材で形成される空間に収容した状態で、観察または分析を行うことができる。したがって、このような電子顕微鏡では、容易に、液体試料の観察または分析を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。

【図2】実施形態に係る電子顕微鏡の蓋部材を模式的に示す断面図。

【図3】実施形態に係る電子顕微鏡の蓋部材を模式的に示す断面図。

【図4】実施形態に係る電子顕微鏡の蓋部材を模式的に示す平面図。

【図5】実施形態に係る方法によって水滴を観察した結果を示すＳＥＭ像。

【図6】実施形態に係る方法によって水滴を観察した結果を示すＳＥＭ像。

【図7】第１変形例に係る電子顕微鏡の蓋部材を模式的に示す断面図。

【図8】第２変形例に係る電子顕微鏡の蓋部材を模式的に示す断面図。

【図9】第３変形例に係る電子顕微鏡の蓋部材を模式的に示す断面図。

【図10】第４変形例に係る電子顕微鏡の蓋部材を模式的に示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0013】

１． 電子顕微鏡
まず、本実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成を示す図である。

【0014】

電子顕微鏡１００は、液体試料Ｓを観察するための走査電子顕微鏡である。液体試料Ｓは、液体を含む試料である。このような液体としては、水が挙げられるが、水以外の液体であってもよい。具体的には、液体試料Ｓとしては、例えば、水滴、物質の表面の水分、水や水以外の液体そのもの、水または水以外の液体を含む試料などが挙げられる。また、液体試料Ｓとしては、生物、植物、食品、化粧品等が挙げられる。このような液体試料Ｓとしては、例えば、こんぶ等の海草、こんにゃく、寒天、吸水性ポリマー、コンタクトレンズ、脂質等が挙げられる。

【0015】

電子顕微鏡１００は、図１に示すように、電子源１０と、集束レンズ１２と、対物レンズ１４と、偏向器１６と、試料ステージ２０と、蓋部材２を構成する支持部材３０と、電子検出器４０と、ＥＤＳ検出器５０と、を含む。

【0016】

電子源１０は、電子を発生させる。電子源１０は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線ＥＢを放出する電子銃である。

【0017】

集束レンズ１２は、電子源１０から放出された電子線ＥＢを集束させて電子プローブを形成する。集束レンズ１２によって、電子プローブの径やプローブ電流（照射電流量）を制御することができる。

【0018】

対物レンズ１４は、液体試料Ｓの直前に配置された電子プローブを形成するためのレンズである。対物レンズ１４は、例えば、コイルと、ヨークと、を含んで構成されている。対物レンズ１４では、コイルで作られた磁力線を、鉄などの透磁率の高い材料で作られたヨークに閉じ込め、ヨークの一部に切欠き（レンズギャップ）を作ることで、高密度に分布した磁力線を光軸上に漏洩させる。

【0019】

偏向器１６は、集束レンズ１２と対物レンズ１４とによって形成された電子プローブ（集束された電子線ＥＢ）を偏向させる。偏向器１６は、電子プローブで、液体試料Ｓ上を走査するために用いられる。偏向器１６は、走査信号発生器（図示せず）が発生させた走査信号に基づき駆動し、電子線ＥＢを偏向させる。これにより、電子プローブで液体試料Ｓ上を走査することができる。

【0020】

試料ステージ２０には、液体試料Ｓが載置される。試料ステージ２０は、液体試料Ｓを支持する。試料ステージ２０は、移動機構を備えており、液体試料Ｓを移動させることができる。また、試料ステージ２０は、冷却機構を備えており、液体試料Ｓを冷却することができる。試料ステージ２０では、例えば、冷却された流体を循環させることで冷却が行われてもよいし、ペルチェ素子等を用いて冷却が行われてもよい。

【0021】

試料ステージ２０が配置されている試料室は、真空排気装置（図示せず）により真空排気されることで、所定の圧力に維持される。電子顕微鏡１００は、例えば、試料室の真空度が数十Ｐａ〜数百Ｐａ程度で観察や分析を行うことができる。すなわち、電子顕微鏡１００は、いわゆる低真空ＳＥＭである。

【0022】

支持部材３０は、後述する図２〜図４に示すように、水分保持材４を支持する。支持部材３０と水分保持材４とは、蓋部材２を構成している。電子顕微鏡１００では、液体試料Ｓは、試料ステージ２０と蓋部材２とで形成された空間に収容される。蓋部材２の詳細については後述する。

【0023】

電子検出器４０は、電子線ＥＢ（電子プローブ）が液体試料Ｓに照射されることにより液体試料Ｓから放出される電子を検出する。電子検出器４０は、液体試料Ｓから放出される二次電子を検出する二次電子検出器であってもよいし、液体試料Ｓから放出される反射電子を検出する反射電子検出器であってもよい。電子検出器４０で液体試料Ｓから放出される電子を検出することによって、ＳＥＭ像（二次電子像や反射電子像）を得ることができる。

【0024】

なお、電子顕微鏡１００において、ガス増幅を利用して、液体試料Ｓから放出された電子の検出を行ってもよい。ガス増幅とは、ある圧力に保たれたガス雰囲気に電界が印加されると、電子が電界で加速されるときにガス分子と衝突してガス分子を電離させる現象が繰り返されることによる増幅作用である。

【0025】

ＥＤＳ検出器５０は、電子線ＥＢが液体試料Ｓに照射することにより液体試料Ｓから発生する特性Ｘ線を検出する。ＥＤＳ検出器５０は、例えば、シリコンドリフト検出器（silicon-drift detector、ＳＤＤ）である。ＥＤＳ検出器５０で特性Ｘ線を検出することによって、ＥＤＳスペクトルを得ることができる。

【0026】

図２および図３は、蓋部材２を模式的に示す断面図である。図４は、蓋部材２を模式的に示す平面図である。なお、図２は、図４のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【0027】

電子顕微鏡１００では、液体試料Ｓは、試料ステージ２０および蓋部材２で形成される空間３に収容されている。図２および図３に示す例では、液体試料Ｓは、基板６上に配置されており、基板６とともに空間３内に配置されている。

【0028】

蓋部材２は、図２〜図４に示すように、水分保持材４と、水分保持材４を支持する支持部材３０と、を含む。

【0029】

水分保持材４は、水分を保持している。水分保持材４は、例えば、紙（例えばキムワイプ（登録商標）等）、布、不織布、スポンジ、吸水性ポリマー等に、水を含ませたものである。例えば、水分保持材４として、紙を水に浸したものを用いることができる。

【0030】

水分保持材４は、支持部材３０によって保持されている。水分保持材４が支持部材３０によって保持されることで、蓋部材２が構成されている。水分保持材４は、空間３の一部を規定している。水分保持材４から気化した水蒸気は、空間３内に供給される。試料ステージ２０および蓋部材２で形成される空間３には、水分保持材４から水蒸気が供給されるため、空間３に収容された液体試料Ｓの水分の蒸発を抑制できる。

【0031】

水分保持材４は、電子線ＥＢを通過させるための貫通孔４ａを有している。貫通孔４ａは、空間３の内部と外部とを連通している。電子線ＥＢは、貫通孔４ａを通過し液体試料Ｓに照射される。また、電子線ＥＢが照射されることで液体試料Ｓから放出された電子（二次電子および反射電子）やＸ線（特性Ｘ線等）等は、貫通孔４ａを通過し、電子検出器４０およびＥＤＳ検出器５０で検出される。

【0032】

支持部材３０は、水分保持材４を支持可能に構成されている。図２および図３に示す例では、支持部材３０は、第１部分３２と、第２部分３４と、を有している。第１部分３２と第２部分３４との間に水分保持材４を挟むことで、水分保持材４を支持することができる。

【0033】

第１部分３２は、空間３となる凹部を有している。第１部分３２には、貫通孔３２ａが形成されている。水分保持材４は、貫通孔３２ａを塞ぐように配置されている。第１部分３２は、貫通孔３２ａの中心に向かって延びる複数の梁部３２ｂを有している。複数の梁部３２ｂは、貫通孔３２ａを塞ぐように配置されている水分保持材４が落ちないように水分保持材４を支持している。

【0034】

第２部分３４は、第１部分３２上に配置されている。第２部分３４は、第１部分３２上に配置された水分保持材４上に配置されている。第２部分３４は、貫通孔３４ａを有している。貫通孔３４ａは、貫通孔３２ａと重なっている。

【0035】

空間３の上方は、水分保持材４によって規定されており、空間３に収容された液体試料Ｓの上方には、水分保持材４が位置している。液体試料Ｓは、電子線ＥＢの入射方向から見て、水分保持材４の貫通孔４ａに重なるように配置されている。

【0036】

なお、ここでは、試料ステージ２０が蓋部材２とともに空間３を形成する試料台として機能する場合について説明したが、試料ステージ２０とは別に、液体試料Ｓが配置される試料台（試料ホルダー等）を準備して、当該試料台と蓋部材２とを用いて空間３を形成してもよい。

【0037】

２． 液体試料を観察または分析する方法
次に、本実施形態に係る液体試料Ｓを観察または分析する方法（以下、単に「本実施形態に係る方法」ともいう）について説明する。ここでは、電子顕微鏡１００を用いて、液
体試料Ｓとしての水滴を観察または分析する例について説明する。

【0038】

電子顕微鏡１００では、図２および図３に示すように、液体試料Ｓを、試料ステージ２０と蓋部材２とで形成される空間３に収容する。

【0039】

具体的には、まず、水分保持材４を準備する。例えば、水分保持材４が紙（例えばキムワイプ）である場合、紙を水に浸して水分保持材４が水分を保持した状態にする。次に、水分保持材４に貫通孔４ａを形成する。なお、貫通孔４ａの形成は、水分保持材４が支持部材３０で支持されている状態で行われてもよい。

【0040】

次に、水分保持材４を支持部材３０に取り付けて蓋部材２を形成する。具体的には、水分保持材４を支持部材３０の第１部分３２と第２部分３４との間に挟んで固定する。

【0041】

次に、試料ステージ２０上に配置された基板６に液体試料Ｓとしての水滴を形成する。そして、試料ステージ２０上に蓋部材２を配置して、試料ステージ２０および蓋部材２で形成される空間３に液体試料Ｓを収容する。

【0042】

次に、試料室を真空排気して、試料室を真空状態にする。試料室を真空排気しても、液体試料Ｓは、試料ステージ２０および蓋部材２で形成された空間３に収容されているため、液体試料Ｓの水分の蒸発を抑制できる。また、このとき、液体試料Ｓが液体の状態で存在できるように、液体試料Ｓは試料ステージ２０によって冷却されている。

【0043】

次に、液体試料Ｓに電子線ＥＢを照射して、液体試料Ｓの観察または分析を行う。液体試料Ｓの観察または分析は、液体試料Ｓが空間３に収容された状態で行われる。具体的には、液体試料Ｓの観察（ＳＥＭ観察）を行う場合、電子線ＥＢは水分保持材４の貫通孔４ａを通過して液体試料Ｓに照射され、液体試料Ｓから放出された電子は貫通孔４ａを通過して電子検出器４０で検出される。また、液体試料Ｓの分析（ＥＤＳ分析）を行う場合、電子線ＥＢは水分保持材４の貫通孔４ａを通過して液体試料Ｓに照射され、液体試料Ｓで発生した特性Ｘ線は貫通孔４ａを通過してＥＤＳ検出器５０で検出される。

【0044】

本実施形態に係る方法では、液体試料Ｓの観察または分析が行われている間も、液体試料Ｓは空間３に収容されているため、観察または分析が行われている間も、液体試料Ｓの水分の蒸発を抑制できる。

【0045】

以上の工程により、液体試料Ｓの観察または分析を行うことができる。

【0046】

図５および図６は、本実施形態に係る方法によって、水滴を観察した結果を示すＳＥＭ像である。なお、図５は、水滴を水平な試料台に滴下した場合であり、図６は、水滴を９０度傾斜した試料台に滴下した場合である。

【0047】

図５に示すＳＥＭ像の明るい部分は、水分保持材４の貫通孔４ａに対応し、中央の暗い円形の部分が水滴に対応する。図６に示すＳＥＭ像では、半球状の水滴が観察されている。図５および図６に示すように、本実施形態に係る方法では、水滴を明瞭に観察することができる。

【0048】

３． 特徴
本実施形態に係る方法は、例えば、以下の特徴を有する。

【0049】

本実施形態に係る方法では、液体試料Ｓを、試料ステージ２０および蓋部材２で形成される空間３に収容して、液体試料Ｓを観察または分析する。また、蓋部材２は、水分保持
材４と、水分保持材４を支持する支持部材３０と、を含み、水分保持材４には、液体試料Ｓに照射される電子線ＥＢを通過させる貫通孔４ａが設けられている。

【0050】

そのため、本実施形態に係る方法では、電子顕微鏡において、液体試料Ｓの水分の蒸発を抑制して液体試料Ｓの乾燥および凍結を防ぎつつ、液体試料Ｓの観察または分析を行うことができる。

【0051】

また、本実施形態に係る方法では、液体試料Ｓを試料ステージ２０および蓋部材２で形成される空間３に収容した状態で、観察または分析を行うことができる。したがって、例えば、蓋部材２を取り外す手間がなく、観察または分析を行うまでの時間を短縮できる。このように、本実施形態に係る方法では、容易に、液体試料Ｓの観察または分析を行うことができる。また、観察または分析が行われている間も、液体試料Ｓの水分の蒸発を抑制できるため、長時間の観察または分析が可能である。

【0052】

電子顕微鏡１００は、例えば、以下の特徴を有する。

【0053】

電子顕微鏡１００は、試料ステージ２０と、水分保持材４を支持する支持部材３０と、を含み、支持部材３０が水分保持材４を支持することで蓋部材２が形成され、液体試料Ｓは、蓋部材２および試料ステージ２０で形成された空間３に収容され、水分保持材４には、液体試料Ｓに照射される電子線ＥＢを通過させる貫通孔４ａが設けられている。そのため、電子顕微鏡１００では、液体試料Ｓの水分の蒸発を抑制して液体試料Ｓの乾燥および凍結を防ぎつつ、液体試料Ｓの観察または分析を行うことができる。

【0054】

さらに、電子顕微鏡１００では、液体試料Ｓを試料ステージ２０および蓋部材２で形成される空間３に収容した状態で、観察または分析を行うことができる。したがって、電子顕微鏡１００では、容易に、液体試料Ｓの観察または分析を行うことができる。

【0055】

４． 変形例
次に、上述した電子顕微鏡１００の変形例、および上述した本実施形態に係る方法の変形例について説明する。以下では、上述した電子顕微鏡１００および本実施形態に係る方法の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。また、以下では、各変形例に係る電子顕微鏡において、上述した電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0056】

４．１． 第１変形例
図７は、第１変形例に係る電子顕微鏡の蓋部材２を模式的に示す断面図である。なお、図７は、図２に対応している。

【0057】

第１変形例に係る電子顕微鏡は、図７に示すように、水分保持材４を加熱または冷却する温度制御装置６０を含む。

【0058】

温度制御装置６０は、蓋部材２に熱的に接続されており、蓋部材２を加熱または冷却する。図７に示す例では、温度制御装置６０は、支持部材３０に熱的に接続されており、支持部材３０が加熱または冷却されることで、水分保持材４が加熱または冷却される。温度制御装置６０は、例えば、ペルチェ素子を用いて蓋部材２の加熱または冷却を行う。

【0059】

第１変形例に係る方法では、水分保持材４の温度を調整して、空間３内の水蒸気の量を調整する。具体的には、温度制御装置６０を用いて、水分保持材４の温度を制御することによって、水分保持材４に含まれる水分の蒸発量を調整して、空間３への水蒸気の供給量を調整している。そのため、第１変形例に係る方法では、空間３内を所望の水蒸気量とす
ることができ、安定して液体試料Ｓの観察または分析を行うことができる。

【0060】

また、第１変形例に係る方法では、例えば、水分保持材４を冷却することによって、水分保持材４に含まれる水分の蒸発を抑えることができるため、試料室や、電子検出器４０、ＥＤＳ検出器５０の汚染を低減できる。

【0061】

４．２． 第２変形例
図８は、第２変形例に係る電子顕微鏡の蓋部材２を模式的に示す断面図である。なお、図８は、図２に対応している。

【0062】

第２変形例に係る電子顕微鏡は、図８に示すように、試料ステージ２０および蓋部材２で形成される空間３に水蒸気を供給、または空間３から水蒸気を取り除く水蒸気量制御装置７０を含む。水蒸気量制御装置７０を用いて空間３に水蒸気を供給、または空間３から水蒸気を取り除くことによって、空間３内の水蒸気の量を調整できる。

【0063】

水蒸気量制御装置７０は、例えば、空間３の外に配置されている。水蒸気量制御装置７０は、空間３と水蒸気量制御装置７０とを接続するパイプなどを介して、空間３に水蒸気を供給したり、空間３から水蒸気を取り除いたりする。水蒸気量制御装置７０は、例えば、除湿素子を含んで構成されている。除湿素子は、例えば、固体高分子電解質膜を利用して、除湿を行う素子である。このような除湿素子は、加湿にも用いることができる。

【0064】

第２変形例に係る方法では、空間３に水蒸気を供給、または空間３から水蒸気を取り除くことによって、空間３内の水蒸気の量を調整する。そのため、第２変形例に係る方法では、第１変形例に係る方法と同様に、安定して液体試料Ｓの観察または分析を行うことができる。

【0065】

４．３． 第３変形例
図９は、第３変形例に係る電子顕微鏡の蓋部材２を模式的に示す断面図である。なお、図９は、図２に対応している。

【0066】

第３変形例に係る電子顕微鏡では、図９に示すように、電子検出器４０が支持部材３０に設けられている。

【0067】

電子検出器４０は、空間３に面するように設けられている。そのため、例えば、図１に示すように、電子検出器４０が蓋部材２の外に設けられている場合と比べて、液体試料Ｓと電子検出器４０との間の距離を小さくできる。したがって、電子検出器４０において液体試料Ｓから放出された電子を効率よく検出することができる。さらに、例えば、図１に示すように、電子検出器４０が蓋部材２の外に設けられている場合と比べて、作動距離（working distance）を小さくできる。

【0068】

４．４． 第４変形例
図１０は、第４変形例に係る電子顕微鏡の蓋部材２を模式的に示す断面図である。なお、図１０は、図２に対応している。

【0069】

第４変形例に係る電子顕微鏡では、図１０に示すように、支持部材３０には、貫通孔３６が設けられている。第３変形例に係る電子顕微鏡では、貫通孔３６を通して、光学カメラなどで液体試料Ｓを観察することができる。また、液体試料Ｓからの信号（例えば特性Ｘ線）を、貫通孔３６を通して検出器（例えばＥＤＳ検出器５０）で検出することもできる。

【0070】

図１０に示す例では、貫通孔３６は、支持部材３０の側面に設けられていたが、図示はしないが、貫通孔３６が、支持部材３０の上面に設けられていてもよい。

【0071】

また、図１０に示す例では、貫通孔３６は支持部材３０に１つ設けられているが、図示はしないが、複数の貫通孔３６が支持部材３０に設けられていてもよい。

【0072】

４．５． 第５変形例
上述した電子顕微鏡１００では、図２〜図４に示すように、水分保持材４に電子線ＥＢを通過させる貫通孔４ａが設けられている場合について説明したが、図示はしないが、電子線ＥＢを通過させる貫通孔は、蓋部材２に設けられていればよい。すなわち、電子線ＥＢを通過させる貫通孔が水分保持材４に設けられずに、支持部材３０に設けられていてもよい。このような場合でも、電子顕微鏡１００の例と同様に、液体試料Ｓの乾燥および凍結を防ぎつつ、容易に、液体試料Ｓの観察または分析を行うことができる。

【0073】

なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。

【0074】

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0075】

２…蓋部材、３…空間、４…水分保持材、４ａ…貫通孔、６…基板、１０…電子源、１２…集束レンズ、１４…対物レンズ、１６…偏向器、２０…試料ステージ、３０…支持部材、３２…第１部分、３２ａ…貫通孔、３２ｂ…梁部、３４…第２部分、３４ａ…貫通孔、３６…貫通孔、４０…電子検出器、５０…ＥＤＳ検出器、６０…温度制御装置、７０…水蒸気量制御装置、１００…電子顕微鏡

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】