JPH10134756A - 荷電粒子ビーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で安価にＸ線の遮蔽が可能な荷電
粒子ビーム装置を実現する。 【解決手段】 電子銃室１と集束レンズ室３とを真空的
に遮断する場合、電子ビームの通路上に仕切弁６が配置
される。この時、電子ビームは仕切弁に向かって照射さ
れるが、電子ビームは開口１１内の円盤１２に衝突す
る。この円盤１２への電子ビームの衝突によってＸ線ｘ
が発生するが、円盤１２は、例えば、炭素によって形成
されているので、そのＸ線の発生量は極めて微量である
と共にそのＸ線のエネルギーは小さいので、仕切弁等の
構成部品や隔壁４，５、あるいは、電子銃室１や集束レ
ンズ室３を形成する鏡筒の壁部分によって吸収され、鏡
筒外部に漏洩するＸ線の量は無視し得る程度となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームやイオ
ンビームを発生させ、それらのビームを試料などに照射
して試料像を観察するようにした電子顕微鏡等の荷電粒
子ビーム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子顕微鏡では、電子銃からの
電子ビームを試料に集束し、試料を透過した電子ビーム
を結像レンズ系により拡大し、螢光板上に投影して試料
の拡大像を得ている。

【０００３】この電子顕微鏡では内部は真空に排気され
るが、メンテナンスの必要性から、内部を電子銃が収納
された電子銃室、試料室、観察室などに分離できる構造
としている。すなわち、分離した部屋の間に仕切弁を挿
入して、真空的に分離できる構造としている。

【０００４】このような構造とすることにより、メンテ
ナンスを必要とする部屋のみを大気状態とし、他の部屋
は真空に保てるので、メンテナンス終了後の装置の立ち
上げ時間を短くすることができる。

【０００５】また、電子銃が収納された電子銃室の真空
度を高くする必要があり、例えば、電子銃として電界放
射型電子銃を用いた場合には、電子銃とその下部の部屋
との間の真空度の差は大きい。そのため、下部の部屋か
ら電子銃室内にガス分子が入り込み、電子銃室内の真空
度を劣化させる。このため、像の観察をしていない場合
には、電子銃室と下部の部屋との間に仕切弁を挿入し
て、電子銃室内の高真空度を維持する必要がある。

【０００６】図１はこのような電子顕微鏡の要部を示し
た図であり、１は電子銃室である。電子銃室１内は、図
示してないが真空ポンプにより高真空に排気されてお
り、その内部には電子銃２が収納されている。

【０００７】電子銃室１の下部には、電子銃２から発生
した電子ビームＥＢを集束する集束レンズ室３が配置さ
れている。電子銃室１と集束レンズ室３との間には中央
部分には開口を有した隔壁４，５が設けられ、この隔壁
４，５の間には仕切弁６が配置されている。この仕切弁
６の下部にはＯリングパッキング７が設けられている。

【０００８】仕切弁４は弁棒８に繋がっており、弁棒８
は弁駆動部９により図中左右方向に移動され、仕切弁６
を電子ビームＥＢの光軸部分に挿入して電子銃室１と集
束レンズ室３との間を真空的に封じ切り、あるいは、仕
切弁６を電子ビーム光軸から取り除いて、電子銃室１と
集束レンズ室３との間を開放し、通常の使用状態とす
る。

【０００９】なお、図１は仕切弁６が電子ビームの光軸
上に配置されて電子銃室１と集束レンズ室３が真空的に
遮断された状態、図２は仕切弁６が電子ビームの光軸上
から取り除かれて、電子銃２から発生した電子ビームＥ
Ｂが集束レンズ室に導入されて集束され、図示していな
い試料に照射される状態である。

【００１０】図１の状態では、電子銃２から発生した電
子ビームＥＢは、仕切弁６に照射される。この結果、仕
切弁６の電子ビームの照射された部分からは、Ｘ線ｘが
発生する。この発生したＸ線ｘの人体に対する影響を無
くすために、仕切弁部分を覆ってＸ線遮蔽板１０が配置
されている。このＸ線遮蔽板１０は鉛などの重金属で形
成されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子顕微鏡
では、鏡筒の周りには様々な突起物があるため、Ｘ線遮
蔽板１０の形状は複雑となり、多数の部品に分割して設
計しなければならない。このため、設計に長時間を要
し、製作費も高いものとなる。また、Ｘ線遮蔽部品の着
脱手順が繁雑となり、メナテナンス等にも長時間を要す
ることになる。

【００１２】更に、Ｘ線遮蔽板１０は鉛等の重金属が使
われているので、重いものとなり、鏡筒のバランスが悪
くなり、振動が大きくなって好ましくない。Ｘ線遮蔽板
１０を用いない場合には、必然的に鏡筒の外壁を厚くせ
ざるを得ず、この場合にも鏡筒が重くなると共に、装置
全体が大形になる。

【００１３】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、簡単な構成で安価にＸ線の遮蔽が
可能な荷電粒子ビーム装置を実現するにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に基づく
荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビーム源を収容した第
１の真空室と、荷電粒子ビーム源からの荷電粒子ビーム
が照射される第２の真空室と、第１と第２の真空室の真
空を遮断するために第１と第２の真空室との間に挿脱可
能に配置された仕切弁とを備えており、仕切弁が第１と
第２の真空室の間に挿入された際、荷電粒子ビーム源か
らの荷電粒子ビームが衝突する仕切弁の表面は荷電粒子
ビームの衝突によるＸ線の発生が少ない材料で形成され
ていることを特徴としている。

【００１５】請求項１の発明では、仕切弁の表面を荷電
粒子ビームの衝突によるＸ線の発生が少ない材料で形成
する。請求項２の発明に基づく荷電粒子ビーム装置は、
請求項１の発明において、Ｘ線の発生が少ない材料を、
原子番号が２０以下の材料としたことを特徴としてい
る。

【００１６】請求項２の発明では、仕切弁の表面を荷電
粒子ビームの衝突によるＸ線の発生が少ない原子番号が
２０以下の材料で形成する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図３は本発明に基づく電子
顕微鏡の要部を示しており、図１，図２の従来装置と同
一ないしは類似の構成要素には同一番号を付し、その詳
細な説明は省略する。

【００１８】図３において仕切弁６の上部、すなわち、
仕切弁６が電子ビームの光軸に配置されたときに電子ビ
ームが照射される部分には、内周面に雌ねじが切られた
円柱状の開口１１が穿たれ、この開口１１の奥の部分に
は、炭素等の軽元素で形成された円盤１２が入れられて
いる。開口１１の端部には、外周面に雄ねじが切られた
円筒状の押しネジ１３が螺合しており、この押しネジ１
３によって円盤１２は開口１１の底部（仕切弁６）に押
し付けられ、その結果、円盤１２と仕切弁６とは一体化
される。このような構成の動作を次に説明する。

【００１９】仕切弁６の動作は、図１，図２で説明した
通りである。ここで、電子銃室１と集束レンズ室３とを
真空的に遮断する場合、図３に示すように、電子ビーム
の通路上に仕切弁６が配置される。この時、電子ビーム
は仕切弁６に向かって照射されるが、電子ビームは開口
１１内の円盤１２に衝突する。

【００２０】この円盤１２への電子ビームの衝突によっ
てＸ線ｘが発生するが、円盤１２は、例えば、炭素によ
って形成されているので、そのＸ線の発生量は極めて微
量であると共にそのＸ線のエネルギーは小さいので、発
生したＸ線は仕切弁等の構成部品や隔壁４，５、あるい
は、電子銃室１や集束レンズ室３を形成する鏡筒の壁部
分によって吸収され、鏡筒外部に漏洩するＸ線の量は無
視し得る程度となる。

【００２１】このように、仕切弁６を電子ビーム光軸上
に配置しても、その発生するＸ線の量を極めて少なくで
きるので、図１，図２に示した仕切弁部分を覆うＸ線遮
蔽板１０を薄くできて全体の重さを軽くできるか、ある
いは、Ｘ線遮蔽板１０そのものを設ける必要がなくな
り、また、鏡筒の壁の厚さを厚くする必要もなくなる。

【００２２】以上本発明の実施の形態を詳述したが、本
発明はこの形態に限定されない。例えば、電子ビームが
衝突する部分に炭素を配置するようにしたが、炭素以外
でも、Ｘ線の発生が少なく小さいエネルギーのＸ線を発
生させる材料、例えば、原子番号が２０以下の材料、あ
るいは、合金等でＸ線の発生が少なく小さいエネルギー
のＸ線を発生させる材料なども使用することができる。

【００２３】また、円盤を電子ビームの光軸上に配置し
たが、これは円盤である必要はなく、矩形板等であって
も良く、その固定の方法も、上記以外のネジ止め例えば
ビスを用いたネジ止めであっても良いし、ネジ止め以外
の方法例えば接着等各種の方法を用いることができる。

【００２４】更に、Ｘ線の仕切弁の上部に開口を設け、
その中に炭素の円盤を配置する構造としたが、仕切弁の
上面を全て炭素等の材料にしても良く、また、仕切弁全
体を炭素等で形成しても良い。

【００２５】更にまた、電子顕微鏡の例で本発明を説明
したが、電子顕微鏡等の電子ビーム装置以外でも、イオ
ンビーム装置等の荷電粒子ビームを用いた全ての装置に
も本発明を適用することができる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１および２の発明では、仕切弁の
表面を荷電粒子ビームの衝突によるＸ線の発生が少ない
材料で形成するように構成したので、仕切弁を電子ビー
ム光軸上に配置しても、その発生するＸ線の量は極めて
微量であると共にそのＸ線のエネルギーは小さいので、
仕切弁部分を覆うＸ線遮蔽板を薄くできて全体の重さを
軽くできるか、あるいは、Ｘ線遮蔽板そのものを設ける
必要がなくなり、また、鏡筒の壁の厚さを厚くする必要
もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電子顕微鏡の仕切弁部分を示す図であ
る。

【図２】従来の電子顕微鏡の仕切弁部分を示す図であ
る。

【図３】本発明に基づく電子顕微鏡の要部を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 電子銃室 ２ 電子銃 ３ 集束レンズ室 ４，５ 隔壁 ６ 仕切弁 ７ Ｏリングパツキング ８ 弁棒 ９ 弁駆動部 １０ Ｘ線遮蔽板 １１ 開口 １２ 円盤 １３ 押しネジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子ビーム源を収容した第１の真空
   室と、荷電粒子ビーム源からの荷電粒子ビームが照射さ
   れる第２の真空室と、第１と第２の真空室の真空を遮断
   するために第１と第２の真空室との間に挿脱可能に配置
   された仕切弁とを備えており、仕切弁が第１と第２の真
   空室の間に挿入された際、荷電粒子ビーム源からの荷電
   粒子ビームが衝突する仕切弁の表面は荷電粒子ビームの
   衝突によるＸ線の発生が少ない材料で形成されているこ
   とを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
2. 【請求項２】 Ｘ線の発生が少ない材料は、原子番号が
   ２０以下の材料であることを特徴とする請求項１記載の
   荷電粒子ビーム装置。