JP3440967B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents

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【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子線装置（電子
顕微鏡、電子線プローブマイクロアナライザ、核磁気共
鳴装置、等）に関する。 【０００２】 【従来の技術】前記電子顕微鏡等のような資料に対する
精密作業を行う荷電粒子線装置は、試料を微動させる装
置により、前記試料の水平面内および鉛直軸方向（光軸
方向）等の移動、回転等を高精度で行い、あらゆる方向
から観察したり、分析したりする必要がある。このよう
な荷電粒子線装置では、外部からの振動（すなわち、外
乱）が試料保持装置に伝達されると、観察結果、分析結
果等に悪影響を与えることになる。また、前記荷電粒子
線装置は、非常に微細な部分の分析を行うため、高精度
に製作されている。このため、外部からの振動の伝達は
精密に調整された装置に誤差を発生させる原因となる。 【０００３】前記外乱要因としては次のようなものがあ
る。 （a）前記荷電粒子線装置が収容された建造物の付近を
通過する自動車による振動、（b）前記荷電粒子線装置
が収容された建造物の風による揺れ、および、付近の高
層建造物の風による揺れに基づく地面の揺れ、（c）近
くに配置された発電機等の振動源、前述の各外乱要因の
悪影響を避けるため、前記荷電粒子線装置では、従来か
ら、外部の振動が伝達されないようにする技術（すなわ
ち、振動の伝達を防止する防振技術）が種々提案されて
いる。 【０００４】前記従来の防振技術としては、受動型のも
のと能動型のものが知られており、受動型のものとして
は下記の技術が有る。 （Ｊ01）実開昭５３−１７９１４０号公報、実公平６−
２４１２４号公報等に記載の技術 これらの公報に記載された技術は、床に設置された架台
上にエネルギー吸収部材（ばね）を介して、ベースプレ
ートを支持し、このベースプレート上に前記試料に対す
る精密作業を行うための試料保持装置および顕微鏡筒等
の部材を搭載するように構成されている。すなわち、床
および架台等から構成される固定部材に、エネルギー吸
収部材（ばね）を介して、ベースプレート、試料保持装
置および顕微鏡筒等から構成される可動部材が支持され
ている。 【０００５】しかしながら、前記（Ｊ01）に示す受動型
の防振技術では次の問題点がある。 （前記（Ｊ01）の技術の問題点） 床上の架台（固定部材）から可動部材のベースプレート
への振動の伝達はエネルギー吸収部材を介して行われる
ので、共振周波数帯域以外の周波数部分では振動減衰効
果があるが、共振周波数帯域では振動が増幅される欠点
が有る。また、外部の振動（外乱）が大きい場合は、そ
れに応じてベースプレートへ伝達される振動も大きくな
る。したがって、外部の振動が大きい場合には荷電粒子
線装置に対しても大きな振動が伝達されることとなり、
常に満足できるような防振効果は得られない。前記可動
部材は、重心位置がベースプレートよりも上方に位置す
るため、水平方向に振動する場合、前記重心位置回りの
揺動が発生するという問題点もある。 【０００６】前記従来の受動型の防振技術としては下記
の技術が有る。 （Ｊ02）特開昭６３−７８４４１号公報に記載の技術 この公報に記載された技術は、床に設置された架台（固
定部材）上に傾斜状態で配置した防振台（エネルギー吸
収部材）を介して、可動部材（ベースプレート、試料保
持装置および顕微鏡筒等）を支持している。そして、可
動部材を支持する力の作用線が可動部材の重心位置を通
るように設定されている。 【０００７】前記（Ｊ02）の技術は、ベースプレートお
よびその上に搭載された部材等から構成される可動部材
の水平方向の振動も効果的に低減させることが可能であ
るが、受動型の防振技術であるので、前記（Ｊ01）と同
様に次の問題点がある。 （前記（Ｊ02）の技術の問題点） 外部の振動（外乱）が大きい場合は、それに応じてベー
スプレートへ伝達される振動も大きい。したがって、外
部の振動が大きい場合には荷電粒子線装置にも大きい振
動が伝達されることとなり、常に満足できるような防振
効果は得られない。また、可動部材を支持する力の作用
線が可動部材の重心位置を通るように防振台を構成する
ため、固定部材および可動部材の防振台との連結部を傾
斜面に構成しなければならず、製作が面倒となり、外観
も悪く、使用勝手も良くない。 【０００８】また、従来の受動型の防振技術として、横
方向の振動を防止するための下記の技術が有る。 （Ｊ03）実公平６３−８２３６３号公報に記載の技術 この公報に記載には、床に設置された架台上に支持され
たベースプレートの横方向の振動を、狭い通路を流れる
流体の抵抗により低減させる防振技術が記載されてい
る。しかしながら、前記（Ｊ03）に示す技術も結局は受
動型の防振技術であり、前述と同様に、外部の振動が大
きい場合には荷電粒子線装置に大きい振動が伝達される
こととなり、常に満足できるような防振効果は得られな
い。また前記（Ｊ03）の技術は、装置が大型になるとい
う問題点もある。 【０００９】前述の従来提案された荷電粒子線装置にお
ける受動型の防振技術は、前述したような問題点がある
ため、実際に実用化されていない。実際に実用化した防
振装置の例としては、下記の技術（Ｊ04），（Ｊ05）が
ある。 【００１０】（Ｊ04）図１３に示す技術 図１３に示す荷電粒子線装置は、下置き大型タイプの受
動型防振装置を備えたものである。図１３に示す装置
は、土台０１上に基板０２を支持し、前記基板０２上に
振動エネルギ吸収部材０３を介して床０４を支持してい
る。そして、前記床０４上に荷電粒子線装置０５が支持
されている。この図１３に示す装置は、床０４およびそ
の上面に支持された荷電粒子線装置０５により可動部材
０６が構成されている。そして、前記エネルギ吸収部材
０３が可動部材０６を支持する点（可動部材支持点）の
位置の高さが、可動部材の重心Ｇ位置の高さと同じにな
るように、床０４には下面側に重心高さ調節用の重り部
分０４aが下方に突出する状態で設けられている。すな
わち、前記可動部材支持点および可動部材０６の重心Ｇ
は、同一水平面上に配置されるように構成されている。
このような構成により外部で横方向（水平方向）の振動
が発生しても、可動部材０６には重心Ｇ回りの回動が発
生しないようになっている。 【００１１】（Ｊ05）図１４に示す技術 図１４に示す荷電粒子線装置は、懸垂タイプの受動型防
振装置を備えたものである。図１４に示す装置は、土台
０１上に支柱０７を支持し、前記支柱０７上に振動エネ
ルギ吸収部材０３を介して床０４を支持している。そし
て、前記床０４上に荷電粒子線装置０５が支持されてい
る。この図１４に示す装置は、床０４およびその上面に
支持された荷電粒子線装置０５により可動部材０６が構
成されている。そして、前記エネルギ吸収部材０３が可
動部材０６を支持する点（可動部材支持点）の位置の高
さが、可動部材０６の重心Ｇの位置の高さと同じになる
ように、床０４は中央部分が下側に凹んだ形状をしてい
る。すなわち、図１４に示す装置も図１３に示す装置と
同様に、前記可動部材支持点および可動部材０６の重心
Ｇは、同一水平面上に配置されるように構成されてい
る。このような構成により外部で横方向（水平方向）の
振動が発生しても、可動部材０６には重心Ｇ回りの回動
が発生しないようになっている。 【００１２】前述の図１３，１４に示す装置は、外部で
水平方向の振動が発生しても、床０４を含む可動部材０
６がその重心回りに回動することなく、水平移動する。
前記水平移動は、床０４に立つ作業者および荷電粒子線
装置０５も一緒に移動することとなるため、床０４が固
定されて荷電粒子線装置０５のみが移動する場合に比べ
て作業への悪影響は少ない。また、前記エネルギ吸収部
材０３により可動部材に伝達される振動は低減されてい
る。すなわち、荷電粒子線装置の作業に悪影響を及ぼす
ような振動を低減することが可能である。しかしながら
図１３，１４に示す（Ｊ04），（Ｊ05）の技術には次の
問題点がある。 （Ｊ04），（Ｊ05）の問題点 装置が大掛かりとなって、大きなスペースが必要とな
り、また、コストが上昇するという問題点がある。 【００１３】前述のように受動型の防振装置では防振効
果に限度がある。ところで一般的に、受動型の防振技術
では前述のような問題点があるため、多くの能動型の防
振装置が提案されている。特に、ビル等の建造物の防振
技術（揺れ防止技術）においては、前記受動型の防振装
置の代わりに、能動型の防振技術が多く提案されてい
る。 【００１４】従来の能動型の防振装置としては下記の技
術が知られている。 （Ｊ06）特開平６−２３５４３９号公報記載の技術 この公報には、防振対象物の振動を低減するように作動
する加振手段（アクチュエータ）をフィードフォワード
制御信号およびフィードバック制御信号により制御する
方法および装置が記載されている。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（Ｊ06）の技術には、本発明が対象とする、荷電粒子線
装置の防振装置に適用した場合の最適な方法および装置
（例えば、振動を低減させる加振装置（アクチュエー
タ）の配置位置等）については示されていない。すなわ
ち、防振技術は適用される技術分野毎に最適の適用形態
は当然異なるものであり、前記（Ｊ06）の技術をそのま
ま、荷電粒子線装置に適用しても、直ちに最適な防振装
置が得られるわけではない。 【００１６】例えば、技術分野毎に、防振装置の構造、
減衰対象とする主な振動数やその振幅等が異なる。ま
た、技術分野毎に問題点とされる事柄も異なる。例え
ば、荷電粒子線装置では、可動部材の水平方向の振動が
可動部材の重心回りの回動を引き起こし、これが大きな
問題点となる可能性がある。したがって、荷電粒子線装
置において、可動部材の振動を抑制するためにアクチュ
エータにより可動部材に力を作用させる場合、アクチュ
エータの力の作用線が可動部材の重心位置からずれる
と、可動部材が重心位置回りに回動するのではないかと
いう心配がある。 【００１７】そこで、前記図１３，１４に示す従来の荷
電粒子線装置において、可動部材に振動抑制用力を作用
させるアクチュエータを設け、その力の作用線を可動部
材の重心を通るように設定する方法が考えられる。この
方法は、確かに可動部材の振動を効果的に抑制すること
が可能であるが、装置が大掛かりとなって、大きなスペ
ースが必要となり、また、コストが上昇するという問題
点は残ったままである。 【００１８】本発明者は前記問題点に鑑み、次のように
考えた。すなわち、荷電粒子線装置において、ベースプ
レート上に試料保持装置、電子顕微鏡筒等を搭載した場
合には、それらの部材から構成される可動部材の重心位
置はベースプレートより上方に配置される。前記可動部
材を固定部材により振動エネルギ吸収手段を介して支持
する場合、可動部材の支持位置を前記重心位置と同じ高
さで支持すると都合が良い。そのような支持を行うため
には、可動部材の被支持位置を可動部材の重心位置（ベ
ースプレートの上面位置よりも高い位置）の高さと同じ
高さに設定する方法が考えられる。その場合、ベースプ
レート上面の上方位置に前記被支持位置を配置する必要
があるので、ベースプレート上方に試料に対する精密作
業の邪魔になる部材が配置されることになる。したがっ
て、この方法は採用しずらい。 【００１９】試料に対する精密作業を行うのに邪魔とな
らないベースプレートの下面側の位置で、且つ可動部材
の重心位置と同じ高さで可動部材を支持するためには、
前記ベースプレート下面側に重心位置調整用の重りを付
加しなければならない。この方法は、無駄な構成を付加
することとなり、採用しずらい。 【００２０】そこで、可動部材の重心位置はベースプレ
ートの上方に配置された状態で、且つベースプレートの
下側部分を支持した状態で（すなわち、普通のベースプ
レートの支持方法で）能動型の防振装置により満足ので
きるような防振装置を得るための研究を行った。最初は
次のように考えた。すなわち、荷電粒子線装置に対して
能動型の防振装置を適用する場合には、振動発生時にア
クチュエータを作動させて可動部材に防振用の力を加え
る際、アクチュエータの力の作用線の方向が重心を通る
ようにする必要がある。その理由はアクチュエータの力
の作用線が可動部材の重心を通らない場合には、可動部
材がその重心回りに回転モーメントを受けて回動するこ
とになってしまうからである。前記最初の考えでは、ベ
ースプレート下面のアクチュエータの力の作用線をベー
スプレート上方の可動部材の重心を通るような構成とし
なければならない。しかしながら、そのような構成は、
複雑となりそうで、成功するかどうかも分からない。 【００２１】次に前記可動部材の重心を通る水平な直交
する２軸Ｘ，Ｙおよび鉛直軸Ｚを定義し、ベースプレー
トの下側において固定部材と可動部材との間に配置され
たアクチュエータにより水平面内の振動のみを低減させ
る場合について考える。この場合、前記Ｘ軸と平行な方
向のアクチュエータ（Ｘ軸アクチュエータ）と前記Ｙ軸
と平行な方向のアクチュエータ（Ｙ軸アクチュエータ）
との少なくとも２つを用いる必要がある。その場合、そ
れら各アクチュエータが可動部材に加える力の作用線
を、可動部材の重心位置を通るように設定することは困
難であるが、アクチュエータを含む水平面内における前
記可動部材の重心のＸＹ座標を通る（重心のＺ軸座標は
通らない）ように設定することは容易である。 【００２２】そのように設定することにより、アクチュ
エータが可動部材に力を加えても、前記可動部材には、
その重心を通る鉛直軸（前記水平なＸＹ平面に垂直な
軸）Ｚ回りの回転モーメントが生じることはない。した
がって、前記Ｘ軸アクチュエータおよびＹ軸アクチュエ
ータを適切に作用させることができれば、可動部材を前
記鉛直軸回りに回動させることなく、振動を抑制するこ
とができる。そして、仮にアクチュエータを最適に作動
させて可動部材を全く振動させずに停止位置に保持する
ことができれば、可動部材が停止するのであるから、可
動部材の重心を通る前記Ｘ軸およびＹ軸回りの回動も発
生しないことになる。 【００２３】本発明は、前述の事情に鑑み、下記の記載
内容を課題とする。 （Ｏ01）荷電粒子線装置の振動を、簡素な構成で効率良
く防止すること。 【００２４】 【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。ま
た、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する
理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明
の範囲を実施例に限定するためではない。 【００２５】（第１発明） 前記課題を解決するために、本出願の第１発明の荷電粒
子線装置は、下記の要件を備えたことを特徴とする、 （Ｙ01）固定された床（２）および床（２）に固定支持
された架台（３）を有する固定部材（１）、 （Ｙ02）前記架台（３）に水平方向および鉛直方向の振
動を吸収する振動吸収手段（８）を介して水平に支持さ
れたベースプレート（１０）と、このベースプレート
（１０）に支持された試料保持装置（１３）およびその
試料保持装置（１３）に保持された試料に対する精密作
業を行う精密作業機器（１２）とを有する精密作業用可
動部材（１４）、 （Ｙ03）前記架台（３）と前記ベースプレート（１０）
との間に配置されて、架台（３）に対するベースプレー
ト（１０）の相対的位置を水平な直交する２軸Ｘ，Ｙと
平行な２方向にそれぞれ強制的に移動させる力を発生す
るとともに、前記２方向の力の作用線が前記精密作業用
可動部材（１４）の重心位置のＸＹ座標を通るように設
定されたアクチュエータ（１５，１６）、 （Ｙ04）前記固定部材（１）の前記直交する２方向の振
動をそれぞれ検出する固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２
１＋２２）、 （Ｙ05）前記精密作業用可動部材（１４）の前記直交す
る２方向の振動をそれぞれ検出する可動部材振動検出手
段（Ｓ2＋２３＋２４）、 （Ｙ06）前記固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２
２）の検出信号（Ｘa，Ｙa）および可動部材振動検出手
段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出信号（Ｘb，Ｙb）に基づ
いて前記ベースプレート（１０）の振動を抑制するよう
に前記アクチュエータ（１５，１６）を作動させる振動
抑制信号（Ｃx，Ｃy）を出力する振動抑制信号出力手段
（２８）、 （Ｙ07）前記振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）に基づいて前記
アクチュエータ（１５，１６）を作動させるアクチュエ
ータ駆動装置（３０）。 【００２６】（第１発明の実施態様１）また、本出願の
第１発明の実施態様１の荷電粒子線装置は、前記第１発
明の荷電粒子線装置において、下記の要件を備えたこと
を特徴とする、（Ｙ001）予め前記床（２）の代わりに
振動を加えることが可能な加振台を有する固定部材
（１）を用いて前記加振台に種々の振動を与え、その時
に生じる前記固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２
２）および可動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）
の検出信号（Ｘa，ＹaおよびＸb，Ｙb）に応じて前記ア
クチュエータ（１５，１６）をトライアンドトライアル
で作動させることにより定まる前記ベースプレート（１
０）の振動を効果的に小さくする振動抑制信号（Ｃx，
Ｃy）を記憶する振動抑制信号記憶手段と、前記加振台
の代わりに床（２）を有する固定部材（１）を用いたと
きに前記固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）お
よび可動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出
信号（Ｘa，ＹaおよびＸb，Ｙb）に応じて前記振動抑制
信号記憶手段に記憶された前記振動抑制信号（Ｃx，Ｃ
y）を読出す振動抑制信号読出手段とを備えた前記振動
抑制信号出力手段。 【００２７】（第２発明）また、本出願の第２発明の荷
電粒子線装置は、前記第１発明の荷電粒子線装置におい
て、下記の要件を備えたことを特徴とする、（Ｙ08）前
記可動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出信
号（Ｘb，Ｙb）に応じて前記ベースプレート（１０）の
振動を小さくするように前記アクチュエータ（１５，１
６）を作動させるフィードバック制御信号を出力するフ
ィードバック制御信号出力手段（２６）、（Ｙ09）前記
固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）の検出信号
（Ｘa，Ｙa）に応じて前記ベースプレート（１０）の振
動を小さくするように前記アクチュエータ（１５，１
６）を作動させるフィードフォワード制御信号を出力す
るフィードフォワード制御信号出力手段（２７）、（Ｙ
010）前記フィードバック制御信号および前記フィード
フォワード制御信号に基づいて前記ベースプレート（１
０）の振動を抑制するように前記アクチュエータ（１
５，１６）を作動させる振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）を出
力する前記振動抑制信号出力手段（２８）。 【００２８】また、本出願の第３発明の荷電粒子線装置
は、前記第２発明の荷電粒子線装置において、下記の要
件を備えたことを特徴とする、（Ｙ011）前記固定部材
振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）の検出信号（Ｘa，Ｙ
a）に応じて定まる前記ベースプレート（１０）の振動
を効果的に小さくする前記フィードフォワード制御信号
（ａ_i、ｉ＝０，１，２，…）を、前記検出信号（Ｘa，
Ｙa）と対応させて記憶するフィードフォワード制御信
号記憶手段（２７a）と、前記固定部材振動検出手段
（Ｓ1＋２１＋２２）の検出信号（Ｘa，Ｙa）に応じて
前記フィードフォワード制御信号記憶手段（２７a）に
記憶された前記フィードフォワード制御信号（ａ_i、ｉ
＝０，１，２，…）を読出すフィードフォワード制御信
号読出手段（２７b）とを備えた前記フィードフォワー
ド制御信号出力手段（２７）。 【００２９】（第３発明の補足説明）前記固定部材振動
検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）の検出信号（Ｘa，Ｙa）
に応じて定まる前記ベースプレート（１０）の振動を効
果的に小さくする前記フィードフォワード制御信号（ａ
_i、ｉ＝０，１，２，…）（すなわち、前記検出信号
（Ｘa，Ｙa）と対応させてフィードフォワード制御信号
記憶手段（２７a）に記憶させるフィードフォワード制
御信号）は、例えば次のようにして得られる。予め前記
床（２）の代わりに振動を加えることが可能な加振台
（４１）を有する固定部材（１）を用いて前記加振台
（４１）に低減したい種類の振動を与える。その時に生
じる前記固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）の
検出信号（Ｘa，Ｙa）に応じて種々のフィードフォワー
ド制御信号により前記アクチュエータ（１５，１６）を
作動させる。その際、前記固定部材振動検出手段（Ｓ1
＋２１＋２２）の検出信号（Ｘa，Ｙa）に応じて、前記
ベースプレート（１０）の振動を効果的に小さくする前
記フィードフォワード制御信号（ａ_i、ｉ＝０，１，
２，…）を見つけることができる。すなわち、前記ベー
スプレート（１０）の振動を効果的に小さくする前記フ
ィードフォワード制御信号（ａ_i、ｉ＝０，１，２，
…）を前記固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）
の検出信号（Ｘa，Ｙa）と対応させて定めることができ
る。前記「低減したい種類の振動」は、荷電粒子線装置
の設置予定場所で発生が予想される振動である。前記設
置予定場所は建造物の内部であり、建造物の振動の周波
数は数ヘルツ程度が多いと考えられる。また、大きな地
震が発生した場合に生じる振幅の大きな振動は前記「低
減したい種類の振動」には入らない。すなわち、「低減
したい種類の振動」は、振幅が比較的小さい振動であ
る。なお、荷電粒子線装置の設置予定場所に、予め固定
部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）を数日間設置
し、そのときの検出信号を記録することにより前記「低
減したい種類の振動」の周波数、振幅等を正確に定める
ことが可能である。 【００３０】（第４発明）また、本出願の第４発明の荷
電粒子線装置は、前記第１又は３発明のいずれかの荷電
粒子線装置において、下記の要件を備えたことを特徴と
する、（Ｙ012）前記架台（３）およびベースプレート
（１０）の一方に設けられた磁石（１６b）と、これに
対向して他方に設けられ、前記振動抑制信号（Ｃx，Ｃ
y）に応じて作動する磁力制御可能な電磁コイル（１６
a）とにより構成された前記アクチュエータ（１５，１
６）。 【００３１】 【作用】次に、前述の特徴を備えた本発明の作用を説明
する。 （第１発明の作用）前述の特徴を備えた本出願の第１発
明の荷電粒子線装置では、固定部材（１）は、固定され
た床（２）および床（２）に固定支持された架台（３）
により構成される。前記架台（３）には、水平方向およ
び鉛直方向の振動を吸収する振動吸収手段（８）を介し
て精密作業用可動部材（１４）のベースプレート（１
０）が水平に支持される。このベースプレート（１０）
には、精密作業用可動部材（１４）の精密作業機器（１
２）が支持される。前記精密作業機器（１２）におい
て、試料保持装置（１３）およびその試料保持装置（１
３）に保持された試料に対する精密作業（例えば、電子
顕微鏡による観察等）が行われる。 【００３２】固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２
２）は、前記固定部材（１）の前記直交する２方向の振
動をそれぞれ検出する。また、可動部材振動検出手段
（Ｓ2＋２３＋２４）は、前記精密作業用可動部材（１
４）の前記直交する２方向の振動をそれぞれ検出する。
振動抑制信号出力手段（２８）は、前記固定部材振動検
出手段（Ｓ1＋２１＋２２）の検出信号（Ｘa，Ｙa）お
よび可動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出
信号（Ｘb，Ｙb）に基づいて前記ベースプレート（１
０）の振動を抑制するように前記アクチュエータ（１
５，１６）を作動させる振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）を出
力する。前記振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）に応じて、アク
チュエータ駆動装置（３０）は、アクチュエータ（１
５，１６）を駆動する。前記架台（３）と前記ベースプ
レート（１０）との間に配置されたアクチュエータ（１
５，１６）は、架台（３）に対するベースプレート（１
０）の相対的位置を水平な直交する２軸と平行な方向に
それぞれ強制的に移動させる力（すなわち、前記ベース
プレート（１０）の振動を抑制するように作用する力）
を発生する。前記アクチュエータ（１５，１６）の前記
２方向の力の作用線が前記精密作業用可動部材（１４）
の重心位置のＸＹ座標を通るように設定されているの
で、前記２方向にそれぞれアクチュエータ（１５，１
６）の力が作用した場合、その力によって前記ベースプ
レート（１０）が水平面内で（前記精密作業用可動部材
（１４）の重心を通る鉛直線回りに）回動することはな
い。 【００３３】したがって、前記精密作業用可動部材（１
４）の重心のＸＹ座標を通るように設定された水平な直
交する２軸ＸＹと平行な２方向で且つ力の作用方向が前
記精密作業用可動部材（１４）の重心のＸＹ座標を通る
ように設定されたアクチュエータ（１５，１６）をそれ
ぞれ配置し、且つ前記固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２
１＋２２）の検出信号（Ｘa，Ｙa）および可動部材振動
検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出信号（Ｘb，Ｙb）
に基づいて得られる前記ベースプレート（１０）の振動
を抑制するように前記アクチュエータ（１５，１６）を
作動させる振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）を用いることによ
り、ベースプレート（１０）の水平面内の振動を効果的
に低減させることができる。また、ベースプレート（１
０）の水平面内の振動が抑制されて移動しない場合に
は、精密作業用可動部材（１４）は、その重心を通る水
平な直交する２直線の回りに回動することもない。 【００３４】（第１発明の実施態様１の作用）前述の特
徴を備えた本出願の第１発明の実施態様１の荷電粒子線
装置では、その装置を製作した段階でユーザに納品する
前に、予め振動を加えることが可能な加振台（４１）を
有する固定部材（１）を用いて前記加振台（４１）に種
々の振動を与え、その時に生じる前記固定部材振動検出
手段（Ｓ1＋２１＋２２）および可動部材振動検出手段
（Ｓ2＋２３＋２４）の検出信号（Ｘb'，Ｙb'；Ｘb，Ｙ
b）に応じて前記アクチュエータ（１５，１６）をトラ
イアンドトライアルで作動させることにより定まる前記
ベースプレート（１０）の振動を効果的に小さくする前
記振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）を求めることが可能であ
る。前記ベースプレート（１０）の振動を効果的に小さ
くする前記振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）は、前記振動抑制
信号記憶手段に記憶される。前記固定部材（１）が加振
台（４１）の代わりに床（２）を有する場合（ユーザに
納品した場合）には、前記振動抑制信号読出手段は、前
記固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）および可
動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出信号
（Ｘb'，Ｙb'；Ｘb，Ｙb）に応じて前記振動抑制信号記
憶手段に記憶された前記振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）を読
出す。 【００３５】前記振動抑制信号出力手段（２８）は、前
記読出された振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）を出力する。前
記アクチュエータ駆動装置（３０）は、前記振動抑制信
号（Ｃx，Ｃy）に基づいて前記アクチュエータ（１５，
１６）を作動させる。この第１発明の実施態様１では前
記振動抑制信号記憶手段（２７a）に記憶された、前記
ベースプレート（１０）の振動を効果的に小さくする前
記振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）を用いてアクチュエータ
（１５，１６）を駆動するので、振動を効果的に抑制す
ることが可能となる。 【００３６】（第２発明の作用）前述の特徴を備えた本
出願の第２発明の荷電粒子線装置では、フィードバック
制御信号出力手段（２６）は、前記可動部材振動検出手
段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出信号（Ｘb，Ｙb）に応じ
て前記ベースプレート（１０）の振動を小さくするよう
に前記アクチュエータ（１５，１６）を作動させるため
のフィードバック制御信号を出力する。また、フィード
フォワード制御信号出力手段（２７）は、前記固定部材
振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）の検出信号（Ｘa，Ｙ
a）に応じて前記ベースプレート（１０）の振動を小さ
くするように前記アクチュエータ（１５，１６）を作動
させるためのフィードバック制御信号を出力する。振動
抑制信号出力手段（２８）は、前記フィードフォワード
制御信号および前記フィードバック制御信号に基づいて
前記ベースプレート（１０）の振動を抑制するように前
記アクチュエータ（１５，１６）を作動させる振動抑制
信号（Ｃx，Ｃy）を出力する。 【００３７】前記振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）に応じて、
アクチュエータ駆動装置（３０）は、アクチュエータ
（１５，１６）を駆動する。前記架台（３）と前記ベー
スプレート（１０）との間に配置されたアクチュエータ
（１５，１６）は、架台（３）に対するベースプレート
（１０）の相対的位置を水平なＸＹ平面内における前記
直交する２方向にそれぞれ強制的に移動させる力（すな
わち、前記ベースプレート（１０）の振動を抑制するよ
うに作用する力）を発生する。前記アクチュエータ（１
５，１６）の前記２方向の力の作用線が前記精密作業用
可動部材（１４）の重心位置のＸＹ座標を通るように設
定されているので、前記直交する２方向にそれぞれアク
チュエータ（１５，１６）の力が作用した場合でも、そ
の力によって前記ベースプレート（１０）がＸＹ平面内
で回動（鉛直軸Ｚ回りに回動）することはない。したが
って、ＸＹ平面内の直交する２方向にアクチュエータ
（１５，１６）をそれぞれ配置し、且つ前記フィードフ
ォワード制御信号およびフィードバック制御信号を用い
ることにより、ベースプレート（１０）のＸＹ平面平面
内の振動を効果的に低減させることができる。 【００３８】（第３発明の作用）前述の特徴を備えた本
出願の第３発明の荷電粒子線装置では、その装置を製作
した段階でユーザに納品する前に、予め振動を加えるこ
とが可能な加振台（４１）を有する固定部材（１）を用
いて前記加振台（４１）に低減したい種類の振動を与
え、その時に生じる前記固定部材振動検出手段（Ｓ1＋
２１＋２２）の検出信号（Ｘa，Ｙa）に応じて前記アク
チュエータ（１５，１６）をトライアンドトライアルで
作動させることにより定まる前記ベースプレート（１
０）の振動を効果的に小さくする前記フィードフォワー
ド制御信号（ａ_i、ｉ＝０，１，２，…）を求めること
が可能である。前記ベースプレート（１０）の振動を効
果的に小さくする前記フィードフォワード制御信号（ａ
_i、ｉ＝０，１，２，…）は、前記フィードフォワード
制御信号記憶手段（２７a）に記憶される。前記固定部
材（１）が加振台（４１）の代わりに床（２）を有する
場合（ユーザに納品した場合）には、前記フィードフォ
ワード制御信号読出手段（２７b）は、前記固定部材振
動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）の検出信号（Ｘa，Ｙ
a）に応じて前記フィードフォワード制御信号記憶手段
（２７a）に記憶された前記フィードフォワード制御信
号（ａ_i、ｉ＝０，１，２，…）を読出す。 【００３９】前記振動抑制信号出力手段（２８）は、フ
ィードフォワード制御信号出力手段（２７）のフィード
フォワード制御信号記憶手段（２７a）から読出された
フィードフォワード制御信号（ａ_i、ｉ＝０，１，２，
…）およびフィードバック制御信号出力手段（２６）か
ら出力されるフィードバック制御信号（ｂ_j、ｊ＝０，
１，２，…）に基づいて振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）を出
力する。前記アクチュエータ駆動装置（３０）は、前記
振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）に基づいて前記アクチュエー
タ（１５，１６）を作動させる。この第３発明では前記
フィードフォワード制御信号記憶手段（２７a）に記憶
された、前記ベースプレート（１０）の振動を効果的に
小さくする前記フィードフォワード制御信号（ａ_i、ｉ
＝０，１，２，…）を用いてアクチュエータ（１５，１
６）を駆動するので、効果的に振動を防止することが可
能となる。 【００４０】（第４発明の作用）前述の特徴を備えた本
出願の第４発明の荷電粒子線装置では、前記アクチュエ
ータ（１５，１６）は、前記架台（３）およびベースプ
レート（１０）の一方に設けられた磁石（１６b）と、
これに対向して他方に設けられ、前記振動抑制信号（Ｃ
x，Ｃy）に応じて作動する磁力制御可能な電磁コイル
（１６a）とにより構成されているので、従来の荷電粒
子線装置の架台（３）とベースプレート（１０）との間
に容易に装着することが可能である。 【００４１】 【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の実施例の
荷電粒子線装置を説明するが、本発明は以下の実施例に
限定されるものではない。なお、以後の説明の理解を容
易にするために、図面において互いに直交する座標軸Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義し、矢印Ｘ方向を前方、矢印Ｙ方
向を左方、 矢印Ｚ方向を上方とする。この場合、Ｘ方
向と逆向き（−Ｘ方向）は後方、Ｙ方向と逆向き（−Ｙ
方向）は右方、Ｚ方向と逆向き（−Ｚ方向）は下方とな
る。また、Ｘ方向及び−Ｘ方向を含めて前後方向又はＸ
軸方向といい、Ｙ方向及び−Ｙ方向を含めて左右方向又
はＹ軸方向といい、Ｚ方向及び−Ｚ方向を含めて上下方
向又はＺ軸方向ということにする。さらに図中、「○」
の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向か
う矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたもの
は紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。 【００４２】（実施例１）図１は本発明の荷電粒子線装
置の実施例１としてのＳＥＭ（Scaning ElectronMicros
cope、走査型電子顕微鏡）の全体説明図である。図２は
前記図１の制御コントローラＭを機能ブロック図で示し
た図である。図３は同実施例における架台とベースプレ
ートとの関連の説明図で、図３Ａはベースプレート上に
圧縮ばね（振動吸収手段）を介して架台を支持する構造
の説明図であり、図３Ｂはベースプレートを水平なＸＹ
平面内で移動させるアクチュエータの説明図である。図
４は同実施例１における床の振動のＳＥＭへの伝達率を
示す図である。図５は同実施例１の床およびＳＥＭの振
動のパワースペクトル図であり、図５Ａは床振動パワー
スペクトル図、図５ＢはＳＥＭの振動パワースペクトル
図である。図６はＳＥＭ上の振動の時間変化を示す図で
ある。図７は同実施例のＳＥＭ像写真の模写図である。 【００４３】図１，２において、固定部材１は、固定さ
れた床２およびこの床２上に固定支持された架台３から
構成されている。図１，２において、前記架台３は、平
面図でみて４辺形の４個の頂点にそれぞれ配置された４
本の鉛直な支柱４、および、４本の支柱４の上端部を互
いに連結する上部水平連結枠５および下部を連結する下
部水平連結枠６を有している。前記上部水平連結枠５
は、平面図で長方形の各辺に配置される４本の水平連結
部材により構成されている。そして、４本の各水平連結
部材は鉄製の中空角柱により構成されており、それらの
端部どうしを溶接して構成されている。なお、前記上部
水平連結枠５を構成する４本の水平連結部材のうち、前
側（矢印Ｘ側）の水平連結部材（すなわち、前側水平連
結部材）を符号５fで表し、右側（矢印（−Ｙ）側）の
水平連結部材（すなわち、右側水平連結部材）を５rで
表すことにする。なお、前記下部水平連結枠６も、前記
上部水平連結枠５と同様に構成されている。 【００４４】図３において、前記４本の支柱４のそれぞ
れの上端にはバネ受座７が設けられ、バネ受座７には圧
縮バネ（すなわち、振動吸収手段）８の下端部が支持さ
れている。圧縮バネ８の上端は、平面図で長方形のベー
スプレート１０の４つの各角部の下面に設けられたバネ
受座１１を支持している。すなわち、ベースプレート１
０は４つの角部の下面が、前記架台３の４本の支柱４上
面に前記圧縮バネ８を介して支持されており、水平面内
および上下に移動可能である。図１に示すように、前記
ベースプレート１０上には走査型電子顕微鏡１２および
試料保持装置１３が支持されている。前記符号１０〜１
３で示された要素から精密作業用の可動部材１４が構成
されている。 【００４５】図１，２および図３Ｂにおいて、上部水平
連結枠５の前側水平連結部材５fの左右方向（Ｙ軸方
向）中間部には、架台３に対してベースプレート１０を
Ｘ軸方向に強制的に移動させるＸ軸アクチュエータ１５
が設けられている。また、右側水平連結部材５rの前後
方向（Ｘ軸方向）中間部には、架台３に対してベースプ
レート１０をＹ軸方向に強制的に移動させるＹ軸アクチ
ュエータ１６が設けられている。前記各アクチュアータ
１５，１６は同じ構成を有しているので、図３Ｂに示し
た右側水平連結部材５rの前後方向（Ｘ軸方向）中間部
に設けたＹ軸アクチュエータ１６について説明する。 【００４６】図３Ｂにおいて、Ｙ軸アクチュエータ１６
は、右側水平連結部材５rの前後方向中間部に固定した
固定側ブラケット１７に固着された電磁コイル１６a
と、前記ベースプレート１０下面の前記電磁コイル（ア
クチュエータ）１６aに対向する位置に可動側ブラケッ
ト１８を介して固定された永久磁石１６bにより構成さ
れている。そして、前記電磁コイル１６aに通電する電
流の大きさおよび向きにより、前記永久磁石１６bを吸
引したり、反発したりすることができるようになってい
る。すなわち、電磁コイル１６aの電流を制御すること
により、架台３に対するベースプレート１０のＹ軸方向
の強制的な移動（すなわち、ベースプレート１０に作用
するＹ軸方向の力、すなわち、Ｙ軸方向の振動を低減さ
せる力）を制御できるようになっている。 【００４７】前記Ｘ軸アクチュエータ１５も前記Ｙ軸ア
クチュエータ１６と同様に構成されており、前記電磁コ
イル１５aに通電する電流の大きさおよび向きにより、
永久磁石１５bを吸引したり、反発したりすることによ
り、架台３に対するベースプレート１０のＸ軸方向の強
制的な移動（すなわち、ベースプレート１０に作用する
Ｘ軸方向の力、すなわち、Ｘ軸方向の振動を低減させる
力）を制御できるようになっている。 【００４８】固定部材１の床２には前記平面図でみて４
辺形の４個の頂点にそれぞれ配置された４本の支柱４の
平面図でみて中央あたりの位置に固定部材振動検出セン
サＳ1が配置されている。固定部材振動検出センサＳ1は
床２のＸ軸方向およびＹ軸方向の加速度を検出してい
る。固定部材振動検出センサＳ1の検出信号Ｘa'，Ｙa'
は、センサアンプ２１で増幅されてからＡ／Ｄコンバー
タ２２でデジタル信号（固定部材振動検出信号）Ｘa，
Ｙaに変換される。このＡ／Ｄコンバータ２２の出力す
る固定部材振動検出信号Ｘa，Ｙaはマイコン（マイクロ
コンピュータ）により構成された制御コントローラＭに
入力される。前記符号Ｓ1，２１，２２で示された要素
から固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）が構成
されている。また、前記精密作業用の可動部材１４の試
料保持装置１３には、可動部材振動検出センサＳ2が配
置されている。可動部材振動検出センサＳ2は可動部材
１４のＸ軸方向およびＹ軸方向の加速度を検出してい
る。可動部材振動検出センサＳ2の検出信号Ｘb'および
Ｙb'は、センサアンプ２３で増幅されてからＡ／Ｄコン
バータ２４でデジタル信号（可動部材振動検出信号）Ｘ
b，Ｙbに変換される。このＡ／Ｄコンバータ２４の出力
する可動部材振動検出信号Ｘb，Ｙbはマイコン（マイク
ロコンピュータ）により構成された制御コントローラＭ
に入力される。前記符号Ｓ2，２３，２４で示された要
素から可動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）が構
成されている。 【００４９】図１において、制御コントローラＭは、入
出力信号のレベルを調節するＩ／Ｏ（入出力インターフ
ェース）、制御プログラムが記憶されＲＯＭ（リードオ
ンリメモリ）、前記ＲＯＭに記憶されたプログラムに従
った処理を実行するＣＰＵ（中央処理装置）、前記処理
の実行時にデータを一時的に記憶したりするのに使用す
るＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、クロッ
ク発振器等から構成されている。図２において、前記Ｒ
ＯＭに記憶されたプログラムにより、図２に示したフィ
ードバック制御信号出力手段２６、フィードフォワード
制御信号出力手段２７、振動抑制信号出力手段２８等の
各機能ブロックの機能を実現している。 【００５０】フィードバック制御信号出力手段２６は、
可動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）から入力さ
れる可動部材振動検出信号Ｘb，Ｙbを用いてフィードバ
ック制御信号を出力する。なお、前記フィードバック制
御信号はＸ軸用およびＹ軸用があり、それらの値は一般
に異なるが、以後Ｘ軸用についてのみ説明する。なおま
た、このフィードバック制御信号を得る制御方法として
は、従来公知の種々のフィードバック制御方法を採用す
ることが可能である。 【００５１】図１，２において、フィードフォワード制
御信号出力手段２７は、前記固定部材振動検出手段（Ｓ
1＋２１＋２２）から入力される信号Ｘa，Ｙaに対応し
て前記ベースプレート１０の振動を効果的に小さくする
フィードフォワード制御信号を出力する。このフィード
フォワード制御信号は従来公知のフィードフォワード制
御により得ることができる。例えば、適応フィルタを用
いて適応アルゴリズムに基づきフィルタ係数を更新して
前記信号Ｘa，Ｙaを加工し、フィードフォワード制御信
号を形成する制御方法を採用することができる。振動抑
制信号出力手段２８は、フィードバック制御信号、およ
びフィードフォワード制御信号に応じて、振動抑制信号
Ｃx，Ｃyを出力する機能を有している。 【００５２】前記制御コントローラＭの振動抑制信号出
力手段２８の出力するＸ軸振動抑制信号Ｃx、Ｙ軸振動
抑制信号Ｃyはそれぞれアクチュエータ駆動装置３０に
入力される。アクチュエータ駆動装置３０は前記Ｘ軸振
動抑制信号Ｃx、Ｙ軸振動抑制信号Ｃyに応じて前記Ｘ軸
アクチュエータ１５およびＹ軸アクチュエータ１６を作
動させる機能を有している。 【００５３】図４は、この実施例１における床の振動の
ＳＥＭへの伝達率を示す図であり、図４の点線は前記制
御コントローラＭが作動しないときの振動の伝達率を示
し、図４の実線は前記制御コントローラＭが作動して振
動抑制制御が行われるときの振動の伝達率を示す図であ
る。図４から分かるように、振動抑制制御が行われない
場合には共振（共振周波数約２Ｈz）が発生するが、振
動抑制制御が行われた場合には共振は発生しない。前記
共振周波数２Ｈzは、図３の符号７，８，１１で示した
要素により構成される支持装置の共振周波数である。図
５は同実施例１の床およびＳＥＭの振動のパワースペク
トル図であり、図５Ａは床振動パワースペクトル図、図
５ＢはＳＥＭの振動パワースペクトル図である。図５Ａ
に示す床振動パワースペクトル図おいて、約９，１３，
１８Ｈzに見られる振動ピークは、近くに設置されてい
る回転機械の振動が床に伝搬してきていると考えられ
る。図５Ｂの点線は、前記制御コントローラＭが作動し
ないときのＳＥＭの振動パワースペクトルを示し、図５
Ｂの実線は、前記制御コントローラＭが作動して振動抑
制制御が行われているときのＳＥＭの振動パワースペク
トルを示す。図５Ｂから分かるように、前記共振周波数
２Ｈz付近の振動および床からＳＥＭへ伝搬する９，１
３，１８Ｈzの振動ピーク値が制御により大きく低減し
ていることが分かる。 【００５４】（実施例１の作用）次に図１に示す本発明
の一実施例の荷電粒子線装置の作用を説明する。図１，
２において、床２が振動すると、固定部材振動検出手段
（Ｓ1＋２１＋２２）で検出されたＸ軸方向およびＹ軸
方向の加速度信号（固定部材振動検出信号）Ｘa，Ｙaお
よび可動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）で検出
された可動部材振動検出信号Ｘb，Ｙbは、制御コントロ
ーラＭに入力される。制御コントローラＭのフィードフ
ォワード制御信号出力手段２７は、入力された信号Ｘ
a，Ｙaに応じたフィードフォワード制御信号を演算する
とともに、そのとき入力される可動部材振動検出信号Ｘ
b，Ｙbに応じたゲインのフィードフォワード制御信号を
出力する。 【００５５】一方、制御コントローラＭのフィードバッ
ク制御信号出力手段２６は、入力された可動部材振動検
出信号Ｘb，Ｙbに所定の演算を行って、前記可動部材振
動検出信号Ｘb，Ｙbを「０」とするようにアクチュエー
タ１５，１６を作動させるフィードバック制御信号を振
動抑制信号出力手段２８に出力する。 【００５６】制御コントローラＭの振動抑制信号出力手
段２８は、前記フィードフォワード制御信号と、フィー
ドバック制御信号とを合成してＸ軸振動抑制信号Ｃxお
よびＹ軸振動抑制信号Ｃyをアクチュエータ駆動装置３
０に出力する。アクチュエータ駆動装置３０は前記振動
抑制信号Ｃx，Ｃyに応じてアクチュエータ１５，１６を
作動させて精密作業用可動部材１４の振動を効果的に抑
制する。 【００５７】ＳＥＭ上の振動の時間変化を示す図６にお
いて、振動抑制制御を行わない場合に比較して、振動抑
制制御を行った場合にはＳＥＭの振動は小さくなる。ま
た、ＳＥＭ像写真の模写図である図７において、振動抑
制制御を行わなかった場合の下半分の図では振動の影響
が現れているのに比べ、振動抑制制御を行った場合の上
半分の図では、振動の影響が見られない。 【００５８】（実施例２）次に、図８〜１２により本発
明の荷電粒子線装置の実施例２を説明する。図８は本発
明の実施例２の荷電粒子線装置の全体説明図で、前記実
施例１の図２に対応する図である。図９は同実施例２に
おけるフィードフォワード制御信号記憶手段の記憶デー
タの説明図である。図１０は同実施例における振動抑制
信号出力手段の出力信号の説明図である。図１１は同実
施例における振動抑制信号出力手段が演算に使用する重
み係数の説明図である。図１２は前記図９に示す記憶デ
ータおよび図１１に示す重み係数を得るための試験装置
の説明図である。なお、この実施例２の説明において、
前記実施例１の構成要素に対応する構成要素には同一の
符号を付して、その詳細な説明を省略する。この実施例
２は、制御コントローラＭの構成が前記実施例１と相違
しているが、他の点では前記実施例１と同様に構成され
ている。 【００５９】制御コントローラＭは、入出力信号のレベ
ルを調節するＩ／Ｏ（入出力インターフェース）、制御
プログラムが記憶されＲＯＭ（リードオンリメモリ）、
前記ＲＯＭに記憶されたプログラムに従った処理を実行
するＣＰＵ（中央処理装置）、前記処理の実行時にデー
タを一時的に記憶したりするのに使用するＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）、その他、クロック発振器等から
構成されている。そして、前記ＲＯＭに記憶されたプロ
グラムにより、図８に示したフィードバック制御信号出
力手段２６、フィードフォワード制御信号出力手段２
７、振動抑制信号出力手段２８、および、前記固定部材
振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）から入力される固定
部材振動検出信号Ｘa、Ｙaの変化から振動周波数を検出
する振動周波数検出手段２９等の各機能ブロックの機能
を実現している。 【００６０】フィードバック制御信号出力手段２６は、
可動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）から入力さ
れる可動部材振動検出信号Ｘb，Ｙbに基づいて図１０に
示すフィードバック制御信号「ｂ₀」，「ｂ₁」，
「ｂ₂」，…，「ｂ_j」を出力する。なお、前記フィード
バック制御信号「ｂ₀」，「ｂ₁」，「ｂ₂」，…，
「ｂ_j」はＸ軸用およびＹ軸用があり、それらの値は一
般に異なるが、以後Ｘ軸用についてのみ説明する。なお
また、このフィードバック制御信号を得る制御方法とし
ては、従来公知の種々のフィードバック制御方法を採用
することが可能である。 【００６１】図８において、フィードフォワード制御信
号出力手段２７は、フィードフォワード制御信号記憶手
段２７aおよびフィードフォワード制御信号読出手段２
７bを有している。フィードフォワード制御信号記憶手
段２７aには図１０に示すように、固定部材振動検出手
段（Ｓ1＋２１＋２２）から入力される信号Ｘa，Ｙaの
デジタル値「０」，「１」，「２」，…（１０進数）に
対応して前記ベースプレート１０の振動を効果的に小さ
くするフィードフォワード制御信号のデジタル値
「ａ₀」，「ａ₁」，「ａ₂」，…が、前記値「０」，
「１」，「２」，…と対応させて記憶されている。すな
わち、フィードフォワード制御信号記憶手段２７aに
は、アドレス「０」（１０進数）にはデータ「ａ₀」が
記憶され、アドレス「１」にはデータ「ａ₁」が記憶さ
れている。なお、前記Ｘa、Ｙaのデジタル値「０」，
「１」，「２」，…および前記フィードフォワード制御
信号「ａ₀」，「ａ₁」，「ａ₂」，…はＸ軸用およびＹ
軸用があり、それらの値は一般に異なるが、以後Ｘ軸用
についてのみ説明する。また、フィードフォワード制御
信号記憶手段２７aに記憶されているデータ「ａ₀」，
「ａ₁」，「ａ₂」，…，「ａ_i」の値については後述す
る。 【００６２】フィードフォワード制御信号読出手段２７
bは、前記固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）か
ら入力される信号Ｘa，Ｙaの値「０」，「１」，
「２」，…（１０進数）に応じて前記フィードフォワー
ド制御信号記憶手段２７aに記憶された前記フィードフ
ォワード制御信号「ａ₀」，「ａ₁」，「ａ₂」，…を読
出す機能を有している。 【００６３】振動抑制信号出力手段２８は、図１に示す
ように重み係数記憶手段２８aを有している。重み係数
記憶手段２８aには、図９に示すように、前記振動周波
数検出手段２９から入力される振動周波数の値の範囲Ｔ
0〜Ｔ1，Ｔ1〜Ｔ2，…等に応じて所定の値Ｋ0，Ｋ1，
…，Ｋnが記憶されている。前記振動抑制信号出力手段
２８は、図８に示すように、前記振動周波数検出手段２
９から入力される振動周波数Ｔ0，…、フィードバック
制御信号「ｂ_j」（j＝０，１，２，…）、およびフィー
ドフォワード制御信号「ａ_i」（ｉ＝０，１，２，…）
に応じて、一般式が次式で表される振動抑制信号ｃ_jiを
出力する機能を有している。 ｃ_ji＝ｂ_j＋ｋ_jiａ_i なお、前記ｃ_ji，ｋ_jiはＸ軸用、Ｙ軸用が有り、以後、
Ｘ軸用のｃ_jiを総称してＣxといい、Ｙ軸用のｃ_jiを総
称してＣyということにする。また、前記式中ｋ
_ji（ｊ，ｉ＝０，１，２，…）は重み係数であり、図１
１に示すように、振動周波数に応じて所定の値Ｋn（ｎ
＝０，１，２，…）が設定されている。この設定された
重み係数Ｋn（ｎ＝０，１，２，…）の定め方について
は後述する。 【００６４】前記制御コントローラＭの振動抑制信号出
力手段２８の出力するＸ軸振動抑制信号Ｃx、Ｙ軸振動
抑制信号Ｃyはそれぞれアクチュエータ駆動装置３０に
入力される。アクチュエータ駆動装置３０は前記Ｘ軸振
動抑制信号Ｃx、Ｙ軸振動抑制信号Ｃyに応じて前記Ｘ軸
アクチュエータ１５およびＹ軸アクチュエータ１６を作
動させる機能を有している。 【００６５】次に図１２により、前記フィードフォワー
ド制御信号記憶手段２７aに記憶させるフィードフォワ
ード制御信号ａ_i（ｉ＝０，１，２，…）の定め方、お
よび前記図１１の重み係数Ｋn（ｎ＝０，１，２，…）
の定め方について説明する。なお、前記ａ_i，ｋ_nはＸ軸
用、Ｙ軸用についてそれぞれ定める必要があるが、それ
らはいずれも同様の方法により定められる。図１２は、
前記図８に示す荷電粒子線装置が製作された段階で、前
記装置をユーザに納入する前に、前記図１０に示すフィ
ードフォワード制御信号ａ_i（ｉ＝０，１，２，…）の
適切な値、および図１１に示す重み係数Ｋn（ｎ＝０，
１，２，…）の適切な値を定めるための装置の説明図で
ある。 【００６６】図１２において、前記図１に示す要素と同
じ要素は同一の符号が付けられている。図１２の装置の
固定部材１は、前記床２の代わりに振動を加えることが
可能な加振台４１を有している。また、制御コントロー
ラＭは、重み係数記憶手段２８aに記憶された重み係数
Ｋn（ｎ＝０，１，２，…）を書き換えるための重み係
数書換手段４２を有している。また、制御コントローラ
Ｍは、前記フィードフォワード制御信号記憶手段２７a
に記憶されたフィードフォワード制御信号ａ_i（ｉ＝
０，１，２，…）を書き換えるためのフィードフォワー
ド制御信号書換手段４３を有している。さらに、制御コ
ントローラＭは、前記加振台４１を振動させるためのＸ
軸加振台駆動信号ＤxおよびＹ軸加振台駆動信号Ｄyをそ
れぞれ出力する加振台駆動信号出力手段４４を有してい
る。 【００６７】また、図１２の装置では、前記加振台駆動
信号出力手段４４の出力信号に応じて前記加振台４１を
Ｘ，Ｙ軸方向に振動させるための加振台駆動装置４５が
設けられている。また、制御コントローラＭには信号入
力用のキーボード４６が接続されている。キーボード４
６は、前記重み係数書換手段４２またはフィードフォワ
ード制御信号書換手段４３に書換指令信号を入力した
り、前記加振台駆動信号出力手段４４からの信号の出力
を指令する信号を入力したりするのに使用するためのも
のである。 【００６８】前記制御コントローラＭのフィードフォワ
ード制御信号記憶手段２７aおよび重み係数記憶手段２
８aには、最初、適当である思われる値ａ_i（ｉ＝０，
１，２，…）およびＫn（ｎ＝０，１，２，…）を記憶
させておく。前記適当であると思われる値としては、例
えば前回同じような装置を製作したときの値、または、
コンピュータでシミュレーション解析できる装置であれ
ば前記シミュレーション解析で得られた値等を採用する
ことが可能である。そして、制御コントローラＭは、最
初は加振台駆動信号出力手段４４からＸ軸加振台駆動信
号Ｄxを出力して前記加振台４１にＸ軸方向の所定の振
動を与える。そのときに装置に与える振動は、前述した
「低減したい種類の振動」で且つＸ軸方向の振動であ
る。 【００６９】制御コントローラＭの振動抑制信号出力手
段２８は、前記振動を与えた時に生じる前記固定部材振
動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）および可動部材信号検
出手段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出信号と、前記最初に
記憶させたａ_i（ｉ＝０，１，２，…）およびＫn（ｎ＝
０，１，２，…）の値等に応じてＸ軸振動抑制信号Ｃx
を出力する。そのＸ軸振動抑制信号Ｃxにより精密作業
用可動部材１４の振動が抑制されない場合には、フィー
ドフォワード制御信号記憶手段２７aに記憶されたフィ
ードフォワード制御信号ａ_i（ｉ＝０，１，２，…）の
値を変化させて最適の値を定める。フィードフォワード
制御信号ａ_i（ｉ＝０，１，２，…）の値が定まった
ら、次に重み係数Ｋn（ｎ＝０，１，２，…）の値を同
様に変化させて最適の値を定める。前述のようにして、
Ｘ軸方向の振動抑制用のフィードフォワード制御信号ａ
_i（ｉ＝０，１，２，…）の値および重み係数Ｋn（ｎ＝
０，１，２，…）の値を定めてから、Ｙ軸方向の値を定
める。 【００７０】このようにして、図８に示す荷電粒子線装
置が製作された段階で、前記装置をユーザに納入する前
に、図１２に示す装置を用いた前記方法で、前記図９に
示すフィードフォワード制御信号ａ_i（ｉ＝０，１，
２，…）の適切な値、および図１１に示す設定された重
み係数Ｋ0，Ｋ1，…の適切な値を定める。そして、前記
適切な値が記憶された荷電粒子線装置は、ユーザに納入
されて図８に示す状態で使用される。 【００７１】（実施例２の作用）次に図１に示す本発明
の一実施例の荷電粒子線装置の作用を説明する。図８に
おいて、床２が振動すると、固定部材振動検出手段（Ｓ
1＋２１＋２２）で検出されたＸ軸方向およびＹ軸方向
の加速度信号（固定部材振動検出信号）Ｘa，Ｙaは、制
御コントローラＭに入力される。制御コントローラＭの
振動周波数検出手段２９は、入力された固定部材振動検
出信号ＸaまたはＹaから固定部材１の振動周波数を検出
する。また、制御コントローラＭのフィードフォワード
制御信号読出手段２７bは、入力された信号Ｘa，Ｙaに
応じたフィードフォワード制御信号「ａ_i」（図９参
照）をフィードフォワード制御信号記憶手段２７aから
読出して振動抑制信号出力手段２８に出力する。 【００７２】一方、可動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３
＋２４）で検出された可動部材振動検出信号Ｘb，Ｙbも
制御コントローラＭに入力される。制御コントローラＭ
のフィードバック制御信号出力手段２６は、所定の演算
を行って、前記可動部材振動検出信号Ｘb，Ｙbを「０」
とするようにアクチュエータ１５，１６を作動させるフ
ィードバック制御信号「ｂ_j」（図１０参照）を振動抑
制信号出力手段２８に出力する。 【００７３】制御コントローラＭの振動抑制信号出力手
段２８は、前記振動周波数検出手段２９が出力する振動
周波数に応じた重み係数「Ｋn」を重み係数記憶手段２
８aから読出し、その重み係数「Ｋn」と、前記フィード
フォワード制御信号「ａ_i」と、フィードバック制御信
号「ｂ_j」とから、図１０に示すような振動抑制信号Ｃj
i（すなわち、Ｃx，Ｃy）を算出する。そして、振動抑
制信号出力手段２８はＸ軸振動抑制信号ＣxおよびＹ軸
振動抑制信号Ｃyをアクチュエータ駆動装置３０に出力
する。アクチュエータ駆動装置３０は前記振動抑制信号
Ｃx，Ｃyに応じてアクチュエータ１５，１６を作動させ
て精密作業用可動部材１４の振動を効果的に抑制する。 【００７４】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記に例示する。 【００７５】（Ｈ01）アクチュエータ１５，１６は永久
磁石と電磁コイルとを用いる代わりに、両方共電磁コイ
ルを用いることが可能である。 （Ｈ02）アクチュエータ１５，１６としては、液圧アク
チュエータ、エアアクチュエータ等を用いることが可能
である。 （Ｈ03）アクチュエータはＸ軸、Ｙ軸にそれぞれに平衡
に複数個づつ配置することが可能である。その場合、各
軸方向に作用する複数個のアクチュエータの配置を、そ
れらの合力の作用線が可動部材の重心のＸＹ座標を通る
ように設定すればよい。 （Ｈ04）振動抑制信号Ｃx，Ｃyは、前記（Ｊ06）の従来
技術に記載された方法により出力することが可能であ
る。また、その他従来公知の種々のフィードバック制御
およびフィードフォワード制御を併用することも可能で
ある。 【００７６】（Ｈ05）前記各実施例において、固定部材
振動検出センサＳ1、可動部材振動検出センサＳ2がそれ
ぞれ検出する直交する２方向の振動の方向とアクチュエ
ータ１５，１６の力の作用方向（直交する２方向）は必
ずしも一致させる必要はない。すなわち、固定部材振動
検出センサＳ1、可動部材振動検出センサＳ2が検出した
振動の方向がアクチュエータ１５，１６の力の作用方向
と角度θ1だけずれている場合は、固定部材振動検出セ
ンサＳ1、可動部材振動検出センサＳ2から検出した信号
からアクチュエータ１５，１６の力の作用方向の成分に
変換すればよい。前記固定部材振動検出センサＳ1、可
動部材振動検出センサＳ2から検出した振動の方向を固
定部材振動検出センサＳ1、可動部材振動検出センサＳ2
から検出した信号をもとに変換する手段は別途設けるこ
とが可能であるが制御コントローラＭにより構成するこ
とが可能である。その場合は、制御コントローラＭにお
いて前記固定部材振動検出センサＳ1、可動部材振動検
出センサＳ2から検出した振動の方向を固定部材振動検
出センサＳ1、可動部材振動検出センサＳ2から検出した
信号をもとに変換する手段を備えた構成とすることで可
能となる。また、固定部材振動検出センサＳ1が検出す
る直交する２方向の振動の方向と、可動部材振動検出セ
ンサＳ2が検出する直交する２方向の振動の方向は必ず
しも一致させる必要はない。すなわち、固定部材振動検
出センサＳ1が検出した振動の方向と可動部材振動検出
センサＳ2が検出した振動の方向がアクチュエータ１
５，１６の力の作用方向とそれぞれ角度θ1，θ2だけず
れている場合は、固定部材振動検出センサＳ1、可動部
材振動検出センサＳ2から検出した信号からアクチュエ
ータ１５，１６の力の作用方向の成分に変換すればよ
い。固定部材振動検出センサＳ1、可動部材振動検出セ
ンサＳ2から検出した振動の方向を固定部材振動検出セ
ンサＳ1、可動部材振動検出センサＳ2から検出した信号
をもとに変換する手段は別途設けることが可能であるが
制御コントローラＭにより構成することが可能である。
その場合は、制御コントローラＭにおいて前記固定部材
振動検出センサＳ1、可動部材振動検出センサＳ2から検
出した振動の方向を固定部材振動検出センサＳ1、可動
部材振動検出センサＳ2から検出した信号をもとに変換
する手段を備えた構成とすることで可能となる。 【００７７】（Ｈ06）固定部材振動検出センサＳ1およ
び可動部材振動検出センサＳ2は加速度を用いたセンサ
以外のセンサを用いることが可能である。 【００７８】（Ｈ07）前記実施例２において、前記振動
抑制信号出力手段（２８）は、実施例に示した構成の代
わりに、固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）お
よび可動部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出
信号（Ｘa，ＹaおよびＸb，Ｙb）に応じて前記アクチュ
エータ（１５，１６）をトライアンドトライアルで作動
させることにより定まる前記ベースプレート（１０）の
振動を効果的に小さくする振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）を
記憶する振動抑制信号記憶手段と、前記加振台の代わり
に床（２）を有する固定部材（１）を用いたときに前記
固定部材振動検出手段（Ｓ1＋２１＋２２）および可動
部材振動検出手段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出信号（Ｘ
a，ＹaおよびＸb，Ｙb）に応じて前記振動抑制信号記憶
手段に記憶された前記振動抑制信号（Ｃx，Ｃy）を読出
す振動抑制信号読出手段とを備えた構成とすることが可
能である。 【００７９】 【発明の効果】前述の本発明の荷電粒子線装置は、下記
の効果を奏することができる。 （Ｅ01）荷電粒子線装置の振動を、簡素な構成で効率良
く防止することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 図１は本発明の荷電粒子線装置の実施例１と
してのＳＥＭ（Scaning Electron Microscope、走査型
電子顕微鏡）の全体説明図である。 【図２】 図２は前記図１の制御コントローラＭを機能
ブロック図で示した図である。 【図３】 図３は同実施例における架台とベースプレー
トとの関連の説明図で、図３Ａはベースプレート上に圧
縮ばね（振動吸収手段）を介して架台を支持する構造の
説明図であり、図３Ｂはベースプレートを水平なＸＹ平
面内で移動させるアクチュエータの説明図である。 【図４】 図４は同実施例１における床の振動のＳＥＭ
への伝達率を示す図である。 【図５】 図５は同実施例１の床およびＳＥＭの振動の
パワースペクトル図であり、図５Ａは床振動パワースペ
クトル図、図５ＢはＳＥＭの振動パワースペクトル図で
ある。 【図６】 図６はＳＥＭ上の振動の時間変化を示す図で
ある。 【図７】 図７は同実施例のＳＥＭ像写真の模写図であ
る。 【図８】 図８は本発明の荷電粒子線装置の実施例２と
してのＳＥＭ（Scaning Electron Microscope、走査型
電子顕微鏡）の全体説明図で、前記実施例１の図２に対
応する図である。 【図９】 図９は同実施例におけるフィードフォワード
制御信号記憶手段の記憶データの説明図である。 【図１０】 図１０は同実施例における振動抑制信号出
力手段の出力信号の説明図である。 【図１１】 図１１は同実施例における振動抑制信号出
力手段が演算に使用する重み係数の説明図である。 【図１２】 図１２は前記図９に示す記憶データおよび
図１１に示す重み係数を得るための試験装置の説明図で
ある。 【図１３】 図１３は荷電粒子線装置の従来の振動抑制
装置の説明図である。 【図１４】 図１４は従来の荷電粒子線装置の従来の他
の振動抑制装置の説明図である。 【符号の説明】 １…固定部材、２…床、３…架台、８…振動吸収手段
（圧縮バネ）、１０…ベースプレート、１２…精密作業
機器（電子顕微鏡）、１３…試料保持装置、１４…精密
作業用可動部材、１５，１６…アクチュエータ、１６a
…電磁コイル、１６b…磁石、２６…フィードバック制
御信号出力手段、２７…フィードフォワード制御信号出
力手段、２７a…フィードフォワード制御信号記憶手
段、２７b…フィードフォワード制御信号読出手段、２
８…振動抑制信号出力手段、３０…アクチュエータ駆動
装置、４１…加振台、（Ｓ1＋２１＋２２）…固定部材
振動検出手段、（Ｓ2＋２３＋２４）…可動部材振動検
出手段、Ｘa，Ｙa…前記固定部材振動検出手段（Ｓ1＋
２１＋２２）の検出信号、Ｘb，Ｙb…可動部材振動検出
手段（Ｓ2＋２３＋２４）の検出信号、Ｃx，Ｃy…振動
抑制信号、（ａ_i、ｉ＝０，１，２，…）…フィードフ
ォワード制御信号、（ｂ_j、ｊ＝０，１，２，…）…フ
ィードバック制御信号、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 英助 東京都昭島市武蔵野３丁目１番２号 日 本電子株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−326834（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−166043（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−94069（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−210432（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−195179（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−278030（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−235439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−78441（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−96558（ＪＰ，Ｕ) 実公 平６−24124（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 37/16 F16F 15/02 F16F 15/03 G01N 1/28

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 下記の要件を備えたことを特徴とする荷
   電粒子線装置、 （Ｙ01）固定された床および床に固定支持された架台を
   有する固定部材、 （Ｙ02）前記架台に水平方向および鉛直方向の振動を吸
   収する振動吸収手段を介して水平に支持されたベースプ
   レートと、このベースプレートに支持された試料保持装
   置およびその試料保持装置に保持された試料に対する精
   密作業を行う精密作業機器とを有する精密作業用可動部
   材、 （Ｙ03）前記架台と前記ベースプレートとの間に配置さ
   れて、架台に対するベースプレートの相対的位置を水平
   な直交する２軸Ｘ，Ｙと平行な２方向にそれぞれ強制的
   に移動させる力を発生するとともに、前記２方向の力の
   作用線が前記精密作業用可動部材の重心位置のＸＹ座標
   を通るように設定されたアクチュエータ、 （Ｙ04）前記固定部材の前記直交する２方向の振動をそ
   れぞれ検出する固定部材振動検出手段、 （Ｙ05）前記精密作業用可動部材の前記直交する２方向
   の振動をそれぞれ検出する可動部材振動検出手段、 （Ｙ06）前記固定部材振動検出手段の検出信号および可
   動部材振動検出手段の検出信号に基づいて前記ベースプ
   レートの振動を抑制するように前記アクチュエータを作
   動させる振動抑制信号を出力する振動抑制信号出力手
   段、 （Ｙ07）前記振動抑制信号に基づいて前記アクチュエー
   タを作動させるアクチュエータ駆動装置。