JP2005190864A - 電子線装置及び電子線装置用試料ホルダー - Google Patents
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Abstract
電子顕微鏡で試料の加熱時のガスとの反応過程をリアルタイムで観察する際に起こる、ガスによる鏡体内の真空の悪化や、加熱によるヒーターの伸びからくる試料ドリフトを解決し、高分解能観察を可能にする。
【解決手段】
試料へのガス供給手段に対向してガス排気手段を設け、真空低下を最短時間にとどめた。また、試料を付着させたヒーターをガス導入管内に設け、ガスの鏡体への流出を抑制した。ヒーターの伸びの低減策として、電子線装置用試料ホルダーもしくは電子線装置に、ヒーターの張力調整手段を設けた。
【選択図】図1
Description
11は電子線装置1外に配線を介し加熱電源12と接続されている。図示しない試料13は加熱用ヒーター11に直接付着させる。また試料13上方には、試料13にガスを吹き付けられるようガス導入管14が装着されている。ガス導入管14は、ガス圧コントロールバルブ15a,15bと流量計16a,16bを介し、ガスボンベ17に連結されている。ガス導入管14に試料を挟んで対向した位置に排気口19を備え、電子線装置1外部の真空ポンプに接続されている。ここで、真空ポンプは鏡体の真空ポンプと共用であってもよい。
27の電子線18通過領域はらせん状となっており、粉体試料13は直接ヒーター27に付着させ、ヒーター27に通電することにより、試料13を加熱する。ヒーター27の電子線18通過付近、すなわち観察領域には、直径数ミクロンの微細孔28が無数にあいており、各微細孔28からガスが噴出し試料13と反応する状況を観察することが可能である。この微細孔28は集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)加工装置を用い作製してもよい。
32が導電体であり、通電できるよう加熱電源と接続されている。電極25は電極移動手段31に固定されており、電極移動手段31にはネジ穴33を数箇所設けている。電極移動手段31の端部は固定板32の下に位置している。固定板32には固定用ネジ34が装着されており、電極移動手段31に設けられたネジ穴33に固定される。ネジ34をはめ込むネジ穴33の位置を矢印方向に移動し、別のネジ穴に固定することにより、ヒーターに一定の張力を与える事ができ、ヒーターの伸びにより生じる試料ドリフトを防止することができる。もしくは、電極移動手段および固定板を設けず、電極25にヒーターを巻く量を増やすことによってヒーターの張力を調整し、ヒーターの伸びをとってもよい。なお、図8は、上述のガス導入管の中にヒーターを設けた構成に適用する場合を示したが、それに限らず、図1に示したような、ヒーターおよびガス導入,排気の構成でも適用できる。
F=1/2・μ0・π・a2・n2・I2=kΔl1 …式1
ここで、μ0は、真空誘磁率で4×10-7、Δl1はバネの伸びである。すなわち、バネの伸びΔl1は式2で求められる。
また、バネ部以外のヒーター部分の伸びは、式3で求められる。
この結果よりヒーターの伸びは
Δl=Δl1+Δl2 …式4
である。(4)このΔlの値からヒーター伸び算出手段35はヒーター張力調整機構駆動手段37に試料ホルダーのヒーターをΔlだけ引っ張るように動作させる。動作させる方法としては、例えば図8にあるような電極移動手段を用いてもよいし、単にヒーターを巻いた電極を回転させることで巻き量を増やすようにしてもよい。動力は例えば、モーターなどで得ればよい。(5)これにより、ヒーター11は、一定のテンションを与えられ、(6)振動の影響なく原子レベルでの観察が可能となる。なお、ヒーター張力調整機構駆動手段、ヒーター伸び算出手段は試料ホルダーに設けてもよいし、電子線装置に設けてもよい。
Claims (6)
- 電子線を通過させるための開口と、前記試料を配置し加熱する部分を備えた試料ホルダーにおいて、前記開口は前記試料配置部分にガスを供給し、該ガスを排気するための開口と共通であることを特徴とする電子線装置用試料ホルダー。
- 電子銃と、コンデンサレンズと、対物レンズと、投射レンズと、蛍光板と、試料にガスを供給する手段と、該ガスを排気する手段と、前記試料を配置し加熱する手段を備えた電子線装置において、前記試料加熱手段は前記ガス供給手段のガス供給口と前記ガス排気手段のガス排気口を結んだ直線上に配置することを特徴とする電子線装置。
- 試料を配置し加熱する部分を備えた試料ホルダーにおいて、前記試料加熱部の張力を調整する手段を備えたことを特徴とする試料ホルダー。
- 請求項3に記載の試料ホルダーにおいて、前記試料加熱部の張力の調整は、前記試料加熱部の加熱時の伸びを算出し、該算出した伸び分をもとに張力を調整することを特徴とする試料ホルダー。
- 請求項4に記載の試料ホルダーを装着可能としたことを特徴とする電子線装置。
- 電子銃と、コンデンサレンズと、対物レンズと、投射レンズと、蛍光板と、前記試料を加熱する手段を備え、前記試料を配置し加熱する部分を備えた試料ホルダーを装着可能な構造を有する電子線装置において、前記試料ホルダーの試料加熱部を過熱した場合に発生する前記試料加熱部の伸びを算出し、該算出した伸び分をもとに張力を調整する手段を設けたことを特徴とする電子線装置。
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