JPH06181043A - 電子顕微鏡等の試料装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 試料を移動させたり傾斜させたりした場合で
も、最小限の調整によって試料ステージが常に電子線軸
上の最適な焦点位置Ｃ／Ｏ点に配置されるようにするこ
とを目的とする。 【構成】 第１ゴニオ筒体と第２ゴニオ筒体とを有する
電子顕微鏡等の試料装置において、第１ゴニオ筒体と第
２ゴニオ筒体とを一体とし、第２ゴニオ筒体を電子顕微
鏡等の筐体に対して、試料支持体の軸に垂直な面で上下
左右方向に移動可能な微動調整手段を設けるように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電子顕微鏡等の試料装
置を、ユーセントリック機構を備えて移動、傾斜させた
とき、装置に製造上の僅かな誤差があるため、フォーカ
ス調整がうまく行かない場合にも、試料の位置が常に電
子線軸上の最適な焦点位置Ｃ／Ｏ点になるよう、簡単に
調整できるようにした電子顕微鏡等の試料装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子顕微鏡等における試料を、任
意の場所に移動したり、傾斜したりしても、試料の傾斜
軸中心が変化しないようにした、いわゆるユーセントリ
ック機構を備えた電子顕微鏡等の試料装置としては、例
えば、図３に示すようなものがある。

【０００３】電子顕微鏡の筐体１の電子線軸１１上に
は、試料２を試料ステージ２０上に載置するようにする
ため、試料ホールダ２１が設置されている。試料ホール
ダ２１は試料ホールダ受筒２２に摺動自在に嵌着してお
り、試料ホールダ受筒２２は、その前端部が球体部２３
を形成し、その後端部は円筒形となって第１ゴニオ筒体
３に係合している。

【０００４】第１ゴニオ筒体３は内側筒体３１と外側筒
体３２に分かれており、ベアリング３３によって内側筒
体３１が外側筒体３２の内部で回転するようになってい
る。前述の試料ホールダ受筒２２と係合するのは、内側
筒体３１の方で、Ｙ方向ねじ３４及びＺ方向ねじ３５に
より、短い筒体３６を介して試料ホールダ受筒２２を支
持し、試料ホールダ２１の軸Ｘの上下左右位置を調整し
て、試料が電子線軸上に配置されるようにする。

【０００５】第１ゴニオ筒体３の外側筒体３２は、試料
ホールダ２１の軸Ｘに垂直な面３０で第２ゴニオ筒体４
に接し、クランプねじ３７により第２ゴニオ筒体４に固
定されている。クランプねじ３７が挿通する外側筒体３
２に明けられた孔３８はバカ孔で、試料ホールダ２１の
軸Ｘに垂直な面での上下左右方向には、第２ゴニオ筒体
４に対して僅かに移動可能となっている。そして上下用
調整ねじ４１及び左右用調整ねじ４２により、第１ゴニ
オ筒体３の、第２ゴニオ筒体４に対する位置が調整でき
る。

【０００６】第２ゴニオ筒体４は、固定ねじ４３により
電子顕微鏡の筐体１に固定されて、筐体１に対して移動
しないようになっている。また第２ゴニオ筒体４の前端
部の内面４４は球状となっており、試料ホールダ２１の
受筒２２の球体部２３を球面上で摺動自在に内包し、試
料ホールダ受筒２２が、球体部２３の中心点Ｏを中心と
して回転し得るようになっている。

【０００７】試料ホールダ２１の、試料２が置かれる位
置は、電子顕微鏡の対物レンズの上下磁極１２の中央部
であるＣ／Ｏ点となるように配置され、また球体部２３
の球の中心点から、試料ホールダ２１の中心部を通るＸ
軸を延長した点に、Ｃ／Ｏ点が来るように設定される。

【０００８】なお試料ホールダ２１の後端部には、試料
ホールダ２１を筐体１の対物レンズの上下磁極１２の間
に装入するためのつまみ２４が設けられ、試料ホールダ
２１の先端部にはＸ方向駆動用のホールダ受２５が設け
られている。

【０００９】そして、第１ゴニオ筒体３の内側筒体３１
の後端部のＹ方向ねじ３４とＺ方向ねじ３５のＸ軸と対
称な部分は、それぞれ突起２６，２７を形成しており、
第１ゴニオ筒体３の内側筒体３１をベアリング３３の所
で軸Ｘの回りに回転させて、試料ホールダ２１をＸ軸に
対して傾斜させることができるようになっている。

【００１０】また、電子顕微鏡の筐体１の内部は真空と
なっているが、この真空が保持されるように、試料ホー
ルダ２１の受筒２２の球体部２３と第２ゴニオ筒体４の
前端部の内面４４に接する部分には真空シール２８が設
けられ、試料ホールダ２１がその受筒２２に接する面及
び第２ゴニオ筒体４が筐体１に接する部分等には、Ｏリ
ングのシール２９が配設されている。

【００１１】試料２の観察等を行う場合は、試料ホール
ダ２１の上に試料２を載置して、図の右方から受筒２２
内に装入し、対物レンズの上下磁極１２のＣ／Ｏ点付近
に試料２を置く。そして、Ｙ方向ねじ３４及びＺ方向ね
じ３５によって受筒２２を支持し、試料ホールダ２１の
Ｘ軸の上下左右位置を調整する。

【００１２】そして試料を傾斜させるには、第１ゴニオ
筒体３の内側筒体３１を軸Ｘの回りに回転させるが、そ
うすると試料ステージ２０は、球体部２３の中心Ｏを中
心として、円錐状の回転を起こしてしまう。そこで第１
ゴニオ筒体３の外側筒体３２を、上下用調整ねじ４１に
より、焦点合わせのためにＺ軸調整するとともに、左右
用調整ねじ４２により、電子線軸の軸合わせのために調
整する。

【００１３】これにより、試料ステージ２０が電子線軸
のＣ／Ｏ点に配置されるように位置決めされ、またフォ
ーカス調整を行うようにして、その位置において第１ゴ
ニオ筒体３の外側筒体３２が、第２ゴニオ筒体４に固定
され、こうして固定された位置において測定が行われ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来の電子顕微鏡等の試料装置にあっては、上記のような
調整を行うようにしていたが、装置に製造上の僅かな誤
差があるため、ユーセントリック調整を正しく調整する
と、他方のフォーカス調整がうまく行かず、最適な焦点
位置Ｃ／Ｏ点から外れてしまい、その誤差を電子顕微鏡
の磁極の側で焦点位置を変更して調整しようとすると、
試料像に収差が生じてしまうという問題があった。

【００１５】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、試料装置のユーセントリック調整を確
実に行うことができると共に、装置に製造上の僅かな誤
差があっても、試料ステージが常にＣ／Ｏ点に配置され
るように、調整可能にした、電子顕微鏡等の試料装置を
得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するための手段として、電子顕微鏡の筐体と、該筐
体内の所定位置に試料を載置して保持する試料支持体
と、該試料支持体を内部に収納し該試料支持体の後端部
を支承して該試料支持体に載置された試料を電子線軸上
に位置するように調整する第１位置調整部を備えた第１
ゴニオ筒体と、該第１ゴニオ筒体を支持しかつ前記筐体
に対する該第１ゴニオ筒体の試料支持体の軸に垂直な面
での上下左右位置を調整する第２位置調整部を備えた第
２ゴニオ筒体とからなる電子顕微鏡等の試料装置におい
て、前記第２ゴニオ筒体を前記筐体に対して前記試料支
持体の軸に垂直な面で上下左右方向に移動可能な微動調
整手段を設け、前記第１ゴニオ筒体と前記第２ゴニオ筒
体とを一体として移動可能に構成し、また前記第２ゴニ
オ筒体と前記微動調整手段との間に真空密閉手段を設け
ることとした。

【００１７】

【作用】次に本発明の作用を説明すると、微動調整手段
により、第１ゴニオ筒体と第２ゴニオ筒体とを一体とし
て、試料支持体の軸に垂直な面で上下左右方向に移動可
能となるので、試料の位置が、装置の製造上の誤差によ
り、正常な位置からずれていても、試料が電子線軸の最
適な焦点位置であるＣ／Ｏ点の位置となるように調整す
ることができる。そしてこの場合は、前記第１ゴニオ筒
体と第２ゴニオ筒体とが一体となって平行に移動するの
で、従来のようにＹ方向ねじとＺ方向ねじや、上下左右
調整ねじを用いて再三の調整を行う必要がなくなる。ま
た前記第１ゴニオ筒体と第２ゴニオ筒体とが、高真空を
保持しながら摺動可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の構成図で、電子顕微鏡の筐体１の電子線
軸１１上には、試料２を載置するホールダ２１が設置さ
れている点、第１ゴニオ筒体３を有し、これが内側筒体
３１と外側筒体３２に分かれており、その外側筒体３２
は第２ゴニオ筒体４に固定されている点は、図３に示す
従来の電子顕微鏡等の試料装置と同様である。

【００１９】また第１ゴニオ筒体３は、試料ホールダ２
１の軸に垂直な面での上下左右方向には、第２ゴニオ筒
体４に対して僅かに移動可能となっており、上下用調整
ねじ４１及び左右用調整ねじ４２により、第２ゴニオ筒
体４に対する位置が調整できる点等も、図３に示す従来
の電子顕微鏡等の試料装置と同様であり、これらの構成
において、同一部材は同一符号を以て示す。

【００２０】そして第２ゴニオ筒体４を、第１ゴニオ筒
体３と一体にして、電子顕微鏡の筐体１に対して、試料
ホールダ２１の軸Ｘに垂直な面で、上下左右方向に移動
可能にするための、微動調整装置５０を設ける。

【００２１】微動調整装置５０は、取付座５１があり、
この取付座５１は第２ゴニオ筒体４と接する試料ホール
ダ２１の軸Ｘに垂直な面５２を有し、筐体１の試料ホー
ルダ２１の軸Ｘに垂直な面５３に固定ねじ５４によって
固着している。

【００２２】取付座５１には、試料ホールダ２１の軸Ｘ
に垂直な面に沿って、上下方向に第２ゴニオ筒体４の位
置を微動調整するための調整ねじ６１と、左右方向に第
２ゴニオ筒体４の位置を微動調整するための調整ねじ６
２を設ける。

【００２３】そして第２ゴニオ筒体４の、取付座５１に
対する位置を調整できるようにするため、第２ゴニオ筒
体４はクランプねじ５５により、取付座５１に固定され
ているが、クランプねじ５５が挿通する第２ゴニオ筒体
４に明けられた孔５６はバカ孔で、試料ホールダ２１の
軸Ｘに垂直な面での上下左右方向には、取付座５１に対
して僅かに移動可能となっている。

【００２４】これによって、従来は製造上の僅かな誤差
により、ユーセントリック調整を正しく調整すると、他
方のフォーカス調整がうまく行かず、最適な焦点位置Ｃ
／Ｏ点から外れてしまい、電子顕微鏡の焦点位置を試料
ステージ２０の位置にずらして調整していたため、試料
像に収差が生じていたものが、微動調整装置５０の上下
方向の調整ねじ６１と、左右方向の調整ねじ６２によ
り、第２ゴニオ筒体４を第１ゴニオ筒体３と一体にした
状態で、上下左右に微調整ができるようになり、試料ス
テージ２０を電子線１１の最適な焦点位置Ｃ／Ｏ点に調
整できる。

【００２５】また、第２ゴニオ筒体４を第１ゴニオ筒体
３と一体にした状態で、真空を保持したまゝ摺動可能に
すると、摺動中に微小な真空リークを発生する。これを
防止するため、図２に示すように、第２ゴニオ筒体４
と、微動調整装置５０の取付座５１との間に、真空密閉
装置としてのベローズ７０を設ける。その場合に、第２
ゴニオ筒体４側にはベローズ端体７１を設け、微動調整
装置５０の取付座５１側にはベローズ端体７２を設け
て、その間にベローズ７０を嵌着させる。

【００２６】ベローズ７０を設けることにより、第２ゴ
ニオ筒体４と第１ゴニオ筒体３とが高真空を保持しなが
ら、試料ホールダ２１の軸Ｘに垂直な方向と平行な方向
に移動させることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
第２ゴニオ筒体を前記筐体に対して前記試料支持体の軸
に垂直な面で上下左右方向に移動可能な微動調整装置を
設け、第１ゴニオ筒体と第２ゴニオ筒体とを一体として
移動可能に構成したので、従来のような、焦点合わせの
ための上下調整ねじをユーセントリック軸合わせに用い
たことにより生じる再調整を解消し、専用のユーセント
リック軸合わせ機構を備え、電子顕微鏡の試料を移動さ
せたり傾斜させたりした場合でも、最小限の調整によっ
て、試料ステージが常に電子線軸上の最適な焦点位置Ｃ
／Ｏ点に配置されるようにすることができるという効果
を有する。

【００２８】また第２ゴニオ筒体と、微動調整装置の取
付座との間に、真空密閉装置を設けたので、第２ゴニオ
筒体と取付座との摺動中に微小な真空リークを発生する
ことがないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す電子顕微鏡等の試料装置の
縦断面図及び側面図である。

【図２】本発明の第２の発明の構成を示す電子顕微鏡等
の試料装置の縦断面図及び側面図である。

【図３】従来の電子顕微鏡等の試料装置の縦断面図及び
側面図である。

【符号の説明】

１ 筐体 １１ 電子線軸 ２１ 試料ホールダ（試料支持体） ３ 第１ゴニオ筒体 ３４ Ｙ方向ねじ（第１位置調整部） ３５ Ｚ方向ねじ（第１位置調整部） ４ 第２ゴニオ筒体 ４１ 上下調整ねじ（第２位置調整部） ４２ 左右調整ねじ（第２位置調整部） ５０ 微動調整装置（微動調整手段） ７０ ベローズ（真空密閉装置） Ｘ 試料ホールダ軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子顕微鏡の筐体と、 該筐体内の所定位置に試料を載置して保持する試料支持
   体と、 該試料支持体を内部に収納し該試料支持体の後端部を支
   承して該試料支持体に載置された試料を電子線軸上に位
   置するように調整する第１位置調整部を備えた第１ゴニ
   オ筒体と、 該第１ゴニオ筒体を支持しかつ前記筐体に対する該第１
   ゴニオ筒体の試料支持体の軸に垂直な面での上下左右位
   置を調整する第２位置調整部を備えた第２ゴニオ筒体と
   からなる電子顕微鏡等の試料装置において、 前記第２ゴニオ筒体を前記筐体に対して前記試料支持体
   の軸に垂直な面で上下左右方向に移動可能な微動調整手
   段を設け、前記第１ゴニオ筒体と前記第２ゴニオ筒体と
   を一体として移動可能に構成したことを特徴とする電子
   顕微鏡等の試料装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記第２ゴニオ筒体と
   前記微動調整手段との間に、真空密閉手段を設けたこと
   を特徴とする電子顕微鏡等の試料装置。