JPH02138900A

JPH02138900A - 電子線透過窓

Info

Publication number: JPH02138900A
Application number: JP63291885A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sugimura; 博之杉村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1990-05-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子線を利用する機器の電子線透過窓に関す
る。

〔従来の技術〕

電子線は大気中での減衰が大きいため、従来より電子線
の利用は真空中に限られてきた。そのため、電子線を利
用する機器（例えば、電子顕微鏡や電子線露光装置、及
び電子線測長器など）は、１０−５Ｔｏｒｒ以上の高真
空中で試料を扱う必要かあるため、試料の交換や準備に
要する時間が長く、作業性が極めて悪かった。また、生
体の微細構造を生きた状態で観察することが要求される
医学、バイオテクノロジー等の今後の発展に寄与するた
めにも、試料を大気圧で取扱える手段が必要となってい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

そのために、電子線を利用する機器において、試料の直
前に電子線を透過させる窓を置き、試料と窓との間の極
く短い空間だけでも大気圧にすることが出来るならば、
前記の機器は試料を大気圧で扱うことが可能になり、操
作が非常に簡素化され作業性が向上する。

しかしながら、上述のようなことを可能ならしめるため
には、電子線を十分に透過させ、しかも、窓の両側にか
かる圧力差に耐えられるだけの機械的強度を持った、電
子線透過窓が必要とされる。

当然ながら、電子線透過窓に使用する電子線透過膜も同
様である。

例えば電子線を利用する機器が電子顕微鏡であれば、分
解能の低下防止のため、透過する電子線に無用な散乱を
起こさせないように、電子線透過膜は均質であること、
すなわち、非晶質か単結晶であることが望まれる。また
、電子線透過膜を透過しなかった電子線のほとんどは膜
に吸収されて熱となるので、電子線透過膜は放熱の良い
こと、すなわち、熱伝導率が高いことも必要となる。

このような要求を満たす材料としては、ＳｉＣ薄膜・Ｂ
Ｎ薄膜等が考えられる。しかしながらこれらの物質では
、電子線透過率、機械的強度、化学的安定性、放熱性が
充分ではなかった。

本発明の目的は、電子線透過率が高く、機械的強度及び
化学的安定性があり、放熱性に優れている電子線透過窓
を提供することにある。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的の為に本発明では、電子線透過窓の窓材料に炭
素を主成分とする自己支持の電子線透過膜、特にダイヤ
モンド状炭素膜、ダイヤモンド膜を用いたことを課題解
決の手段とするものである。

〔作　　用〕

ここでいう炭素を主成分とする電子線透過膜は、ダイヤ
モンド膜、ダイヤモンド状炭素膜などを称している。

ダイヤモンド膜は、熱フイラメントＣＶＤ法、プラズマ
ＣＶＤ法、熱焼炎ＣＶＤ法、電子線ＣＶＤ法等によって
生成する。

ダイヤモンド状炭素膜とは、ダンヤモンドライクカーボ
ン、硬質炭素、アモルファスカーボン、ｉ−カーボンと
も呼ばれる、一連の炭素膜の総称である。ダイヤモンド
状炭素は、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム
法、イオンブレーティング法、スパッタ法等によって生
成する。

このようにして生成した膜はヤング率が高く、機械的強
度があるので、炭化珪素薄膜、窒化はう素薄膜等よりも
変形しにくく、より薄い窓、より広い窓が得られる。

もとより、ダイヤモンド膜、ダイヤモンド状炭素膜は電
子線の透過率が高いので、電子線透過窓の窓材に適する
。

〔実　施　例〕

第１図は、本発明の第１の実施例の縦断面図であって、
ダイヤモンド状炭素膜（２）を支持枠（１）で支持した
電子線透過窓である。ダイヤモンド状炭素膜（２）は高
周はプラズマＣＶＤ法により生成した。

第２図は、本発明の第１の実施例との比較例の縦断面図
であって、窒化はう素膜（３）支持枠（１）で支持した
電子線透過窓である。窒化はう素膜は減圧ＣＶＤ法で生
成した。

前記第１の実施例と比較例の比較を以下に示す。

表１表２但し　膜厚３μｍの場合表１、表２かられかるように本発明による電子線透過膜
は、電子線の透過率が大きく、かつ、低温で生成するこ
とが出来る。成膜が低温であるため、基板材料（すなわ
ち支持枠材料）の選択の自由度が高くなるうえ、製造の
サイクルタイムを減らすことが出来る。

第３図は本発明の第２の実施例の縦断面図であって、メ
ツシュ状の支持母体（４）の上にダイヤモンド状炭素膜
（２）でできた電子線透過膜を形成した。第４図は、本
発明の第３の実施例の縦断面図で、第１図の実施例で示
した電子線透過膜の上に、補強用のメツシュ（５）を形
成している。

第５図は、本発明の第４の実施例の縦断面で、メツシュ
状の支持母体（４）上に形成したダイヤモンド状炭素膜
（２）からなる電子線透過膜上に補強用のメツシュ（５
）を形成しである。メツシュ状の支持母体（４）および
補強用のメツシュ（５）を使用することにより、電子線
透過膜をさらに薄くすることが可能になり、より多くの
電子線を窓から取り出すことが出来るようになる。

第６図は、本発明の電子線透過膜を作製する行程の一例
である。

■ダイヤモンド状炭素膜の支持材料として、シリコンウ
ェハー（６）を使用する。

■シリコンウェハー上にダイヤモンド状炭素膜（２）を
形成する。

■シリコンウェハー（６）の裏面に、フォトリソグラフ
ィーの手法を用いて、エツチングマスク（７）を設ける
。

■シリコンウェハー（６）を裏面から、３０％水酸化カ
リウム水溶液でエツチングする。

■ダイヤモンド状炭素膜（２）に到達するまで、シリコ
ンウェハー（６）をエツチングする第７図は、本発明に
よる電子線透過窓を利用した透過型電子顕微鏡の縦断面
概略図である。電子銃（８）をでた電子線は、集束レン
ズ（１１）によって集束され、電子線透過窓（１５）を
通過して、真空容器（９）から大気中にでる。電子線は
観察試料（１６）を通過し、再び電子線透過窓（１５）
を通過して真空容器（１０）の内部にはいる。電子線は
、対物レンズ（１２）と投射レンズ（１３）で投射スク
リーン（１４）上に拡大投影される。

第８図は、本発明による電子線透過窓を利用した、反射
型電子顕微鏡の縦断面図概略図である。

電子銃（８）をでた電子線は、集束レンズ（１８）、走
査コイル（２０）、投射レンズ（１９）によって、観察
試料（１６）上に、電子線透過膜（１５）４通して照射
される。試料から反射した電子線は、再び電子線透過窓
（１５）を通過して真空容器（１７）の内部に入り、検
出器２１によって検出される。

なお、電子線透過窓の利用は電子線を利用する機器にて
、前記電子顕微鏡の使用方法のみならず、材料を密閉型
容器に入れ、電子線透過窓を設けて真空中で使用しても
よい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、電子線の透過率が高く、
機械的強度の大きい電子線透過窓が得られるので、従来
、高真空中に限られていた電子線の利用が電子線透過窓
を通して大気中でも可能になる。その結果、真空中に直
接さらすことが不可能な試料にも十分に対応出来るので
、生体の微細構造を生きた状態で観察することが要求さ
れる医学、バイオテクノロジー等の分野の発展に寄与出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の縦断面図である。第２図は本発明の比較例の縦断面図である。第３図は本発明の第２の実施例の縦断面図である。第４図は本発明の第３の実施例の縦断面図である。第５図は本発明の第４の実施例の縦断面図である。第６図は本発明の電子線透過窓を作る行程の例を示す縦
断面図である。第７図は本発明による電子線透過膜を利用した、透過型
電子顕微鏡の例を示す縦断面概略図である。第８図は本発明による電子線透過膜を利用した、反射型
電子顕微鏡の例を示す縦断面概略図である。〔主要部分の符号の説明〕１−支持枠２−ダイヤモンド状炭素膜３−窒化はう素膜４−メツシュ状支持枠５−メツシュ状補強材６−シリコンウェハー７−エツチングマスク８−電子銃９−真空容器１１〇−真空容器２１１−集束レンズ１２一対物レンズ１３−投射レンズ１４−投射スクリーン１５−電子線透過窓１６−観察試料真空容器集束レンズ投射レンズ走査コイル検出器

Claims

【特許請求の範囲】１、炭素を主成分とする自己支持の電子線透過膜を有す
ることを特徴とする電子線透過窓。２、前記電子線透過膜は、ダイヤモンド状炭素膜又はダ
イヤモンド膜であることを特徴とする請求項１記載の電
子線透過窓。