JPH10149791A - 電子ビーム装置の冷却装置 - Google Patents
電子ビーム装置の冷却装置Info
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- JPH10149791A JPH10149791A JP8307907A JP30790796A JPH10149791A JP H10149791 A JPH10149791 A JP H10149791A JP 8307907 A JP8307907 A JP 8307907A JP 30790796 A JP30790796 A JP 30790796A JP H10149791 A JPH10149791 A JP H10149791A
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims abstract description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 104
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 53
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- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 5
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- 240000006766 Cornus mas Species 0.000 claims description 2
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液体窒素注入時の振動を短時間に抑えること
ができる電子ビーム装置の冷却装置を実現する。 【解決手段】 電磁弁１４を制御し、タンク８内をロー
タリーポンプ１６によって真空に排気するモードと、タ
ンク８内を大気にリークするモードとを複数回繰り返
す。タンク８内を真空排気すると、タンク８内の圧力が
低下するので、液体窒素１１の凝固点が上がり、液体窒
素はシャーベット状に変化する。この真空排気とリーク
との２種のモードを短時間の間に繰り返し行うと、タン
ク８内の液体窒素１１は、全体としてシャーベット状に
変化する。液体窒素１１をシャーベット状とすると、液
体窒素の沸騰現象は起きず、その結果、タンク８や容器
９が振動することは防止される。したがって、試料３等
も振動せず、安定して高分解能の像を観察することが可
能となる。
ができる電子ビーム装置の冷却装置を実現する。 【解決手段】 電磁弁１４を制御し、タンク８内をロー
タリーポンプ１６によって真空に排気するモードと、タ
ンク８内を大気にリークするモードとを複数回繰り返
す。タンク８内を真空排気すると、タンク８内の圧力が
低下するので、液体窒素１１の凝固点が上がり、液体窒
素はシャーベット状に変化する。この真空排気とリーク
との２種のモードを短時間の間に繰り返し行うと、タン
ク８内の液体窒素１１は、全体としてシャーベット状に
変化する。液体窒素１１をシャーベット状とすると、液
体窒素の沸騰現象は起きず、その結果、タンク８や容器
９が振動することは防止される。したがって、試料３等
も振動せず、安定して高分解能の像を観察することが可
能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料の汚染を防止
するための冷却フィンや、試料自体を液体窒素温度に冷
却するようにした、走査電子顕微鏡や透過電子顕微鏡等
の電子ビーム装置の冷却装置に関する。
するための冷却フィンや、試料自体を液体窒素温度に冷
却するようにした、走査電子顕微鏡や透過電子顕微鏡等
の電子ビーム装置の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、走査電子顕微鏡では、試料に電
子ビームを照射すると共に、試料上の特定領域で電子ビ
ームを走査し、試料から発生した２次電子などを検出し
ている。この検出信号は、電子ビームの走査に同期した
陰極線管に供給され、陰極線管上に２次電子像が表示さ
れる。
子ビームを照射すると共に、試料上の特定領域で電子ビ
ームを走査し、試料から発生した２次電子などを検出し
ている。この検出信号は、電子ビームの走査に同期した
陰極線管に供給され、陰極線管上に２次電子像が表示さ
れる。
【０００３】このような走査電子顕微鏡では、試料の周
囲は真空に排気されているものの、試料の周辺部には、
ハイドロカーボンなどの分子が残存しており、このハイ
ドロカーボンが試料に付着する。この結果、試料の真の
表面状態を観察することが困難となる。
囲は真空に排気されているものの、試料の周辺部には、
ハイドロカーボンなどの分子が残存しており、このハイ
ドロカーボンが試料に付着する。この結果、試料の真の
表面状態を観察することが困難となる。
【０００４】そのため、試料に接近して液体窒素で冷却
される冷却フィンを配置し、この冷却フィンにハイドロ
カーボンなどを吸着して試料表面の汚染を防止してい
る。図１はこのような走査電子顕微鏡の概略を示してい
る。図において、１は鏡筒であり、この鏡筒１内には、
電子ビームを発生し加速する電子銃、電子ビームを試料
室２内の試料３上に細く集束するための走査コイルなど
が含まれている。
される冷却フィンを配置し、この冷却フィンにハイドロ
カーボンなどを吸着して試料表面の汚染を防止してい
る。図１はこのような走査電子顕微鏡の概略を示してい
る。図において、１は鏡筒であり、この鏡筒１内には、
電子ビームを発生し加速する電子銃、電子ビームを試料
室２内の試料３上に細く集束するための走査コイルなど
が含まれている。
【０００５】試料３はステージ４上に載せられている
が、ステージ４は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の移動や回転、傾斜
ができるように構成されている。図示していないが、試
料室２内には、２次電子検出器が設けられており、この
検出器で検出された信号は、陰極線管に供給される。
が、ステージ４は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の移動や回転、傾斜
ができるように構成されている。図示していないが、試
料室２内には、２次電子検出器が設けられており、この
検出器で検出された信号は、陰極線管に供給される。
【０００６】試料３の上部には、試料３に接近して電子
ビーム通過孔５を有した冷却フィン６が設けられてい
る。冷却フィン６は、熱伝導棒７に熱的に接続されてお
り、熱伝導棒７は液体窒素タンク８に熱的に接続されて
いる。液体窒素タンク８は試料室２に固定された容器９
内に配置されている。また、タンク８の上部には液体窒
素の注ぎ口１０が設けられている。
ビーム通過孔５を有した冷却フィン６が設けられてい
る。冷却フィン６は、熱伝導棒７に熱的に接続されてお
り、熱伝導棒７は液体窒素タンク８に熱的に接続されて
いる。液体窒素タンク８は試料室２に固定された容器９
内に配置されている。また、タンク８の上部には液体窒
素の注ぎ口１０が設けられている。
【０００７】このような構成で、液体窒素タンク８に注
ぎ口１０から液体窒素１１を入れると、冷却フィン６
は、熱伝導棒７を介して液体窒素温度に冷却される。こ
の結果、試料３近傍のハイドロカーボンなどの分子は、
冷却フィン６に吸着され、試料３の汚染は防止される。
ぎ口１０から液体窒素１１を入れると、冷却フィン６
は、熱伝導棒７を介して液体窒素温度に冷却される。こ
の結果、試料３近傍のハイドロカーボンなどの分子は、
冷却フィン６に吸着され、試料３の汚染は防止される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記構成で、液体窒素
タンク８内に液体窒素１１を注入すると、液体窒素１１
はタンク８内で沸騰する。この沸騰にともない、タンク
８は振動し、その振動は容器９を介して試料室２に伝わ
り、試料３も振動する。この振動が生じると、観察像に
振動が乗り、像がボケてしまう。この振動が納まるまで
には、３０分から１時間を要し、その間は高分解能の像
の観察ができない。
タンク８内に液体窒素１１を注入すると、液体窒素１１
はタンク８内で沸騰する。この沸騰にともない、タンク
８は振動し、その振動は容器９を介して試料室２に伝わ
り、試料３も振動する。この振動が生じると、観察像に
振動が乗り、像がボケてしまう。この振動が納まるまで
には、３０分から１時間を要し、その間は高分解能の像
の観察ができない。
【０００９】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、液体窒素注入時の振動を短時間に
抑えることができる電子ビーム装置の冷却装置を実現す
るにある。
もので、その目的は、液体窒素注入時の振動を短時間に
抑えることができる電子ビーム装置の冷却装置を実現す
るにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に基づく
電子ビーム装置の冷却装置は、鏡筒内で電子ビームを試
料に照射して試料像を観察する電子ビーム装置における
冷却装置において、鏡筒内の被冷却物体に熱的に接続さ
れた熱伝導部材と、熱伝導部材と熱的に接続された液体
窒素タンクと、液体窒素タンク内を排気する手段とリー
クする手段とを備えており、液体窒素タンク内の排気と
リークを繰り返し行うように構成したことを特徴として
いる。
電子ビーム装置の冷却装置は、鏡筒内で電子ビームを試
料に照射して試料像を観察する電子ビーム装置における
冷却装置において、鏡筒内の被冷却物体に熱的に接続さ
れた熱伝導部材と、熱伝導部材と熱的に接続された液体
窒素タンクと、液体窒素タンク内を排気する手段とリー
クする手段とを備えており、液体窒素タンク内の排気と
リークを繰り返し行うように構成したことを特徴として
いる。
【００１１】請求項１の発明では、鏡筒内の被冷却物体
を冷却するための液体窒素タンク内の排気とリークを繰
り返し行う。請求項２の発明に基づく電子ビーム装置の
冷却装置は、鏡筒内の被冷却物体を冷却するための液体
窒素タンク内の排気とリークを繰り返し行って、液体窒
素タンク内の液体窒素をシャーベツト状とすることを特
徴としている。
を冷却するための液体窒素タンク内の排気とリークを繰
り返し行う。請求項２の発明に基づく電子ビーム装置の
冷却装置は、鏡筒内の被冷却物体を冷却するための液体
窒素タンク内の排気とリークを繰り返し行って、液体窒
素タンク内の液体窒素をシャーベツト状とすることを特
徴としている。
【００１２】請求項３の発明では、請求項１〜２の発明
において、被冷却物体は、試料の近傍に配置された汚染
防止用の冷却フィンであることを特徴としている。請求
項４の発明では、請求項〜２１の発明において、被冷却
物体は、試料であることを特徴としている。
において、被冷却物体は、試料の近傍に配置された汚染
防止用の冷却フィンであることを特徴としている。請求
項４の発明では、請求項〜２１の発明において、被冷却
物体は、試料であることを特徴としている。
【００１３】
【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２は本発明に基づく冷却
装置を実施する走査電子顕微鏡を示しており、図１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。
施の形態を詳細に説明する。図２は本発明に基づく冷却
装置を実施する走査電子顕微鏡を示しており、図１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。
【００１４】図２において、液体窒素の注ぎ口１０には
キャップ１２が設けられているが、このキャップ１２は
Ｏリングシールが可能で、液体窒素１１をタンク８内に
注入した後は、タンク８内を気密に保つことができる。
液体窒素タンク８には排気管１３を介して電磁弁１４が
取り付けられている。この電磁弁１４にはリークチュー
ブ１５とロータリーポンプ１６に接続されている排気管
１７が接続されている。
キャップ１２が設けられているが、このキャップ１２は
Ｏリングシールが可能で、液体窒素１１をタンク８内に
注入した後は、タンク８内を気密に保つことができる。
液体窒素タンク８には排気管１３を介して電磁弁１４が
取り付けられている。この電磁弁１４にはリークチュー
ブ１５とロータリーポンプ１６に接続されている排気管
１７が接続されている。
【００１５】電磁弁１４は、図示していない制御装置に
より、タンク８内をリークチューブ１５を介してリーク
するモードと、タンク８内をロータリーポンプ１６で排
気するモードを切り換えられるように構成されている。
このような構成の動作を次に説明する。
より、タンク８内をリークチューブ１５を介してリーク
するモードと、タンク８内をロータリーポンプ１６で排
気するモードを切り換えられるように構成されている。
このような構成の動作を次に説明する。
【００１６】冷却フィン６を冷却する場合、キャップ１
２を取り外し、注ぎ口１０から液体窒素１１をタンク８
内に注入する。所定の量の液体窒素１１をタンク８内に
注入した後、キャップ１２を注ぎ口１０に取り付け、タ
ンク８内を気密に保つ。
２を取り外し、注ぎ口１０から液体窒素１１をタンク８
内に注入する。所定の量の液体窒素１１をタンク８内に
注入した後、キャップ１２を注ぎ口１０に取り付け、タ
ンク８内を気密に保つ。
【００１７】その後直ちに、電磁弁１４を制御し、タン
ク８内をロータリーポンプ１６によって真空に排気する
モードと、タンク８内を大気にリークするモードとを複
数回繰り返す。例えば、最初の５秒間、電磁弁１４はロ
ータリーポンプ１６側に接続され、タンク８内の真空排
気を行い、次の５秒間、電磁弁１４はリークチューブ１
５側に接続されてタンク８内を大気にリークする。そし
て、この真空排気とリークとを、例えば、３回繰り返
す。
ク８内をロータリーポンプ１６によって真空に排気する
モードと、タンク８内を大気にリークするモードとを複
数回繰り返す。例えば、最初の５秒間、電磁弁１４はロ
ータリーポンプ１６側に接続され、タンク８内の真空排
気を行い、次の５秒間、電磁弁１４はリークチューブ１
５側に接続されてタンク８内を大気にリークする。そし
て、この真空排気とリークとを、例えば、３回繰り返
す。
【００１８】タンク８内を真空排気すると、タンク８内
の圧力が低下するので、液体窒素１１の凝固点が上が
り、液体窒素はシャーベット状に変化する。このまま真
空排気を続けると、液体窒素１１の表面のみが固体化
し、それ以外は液体状態のままに維持され、依然として
沸騰現象が生じる。
の圧力が低下するので、液体窒素１１の凝固点が上が
り、液体窒素はシャーベット状に変化する。このまま真
空排気を続けると、液体窒素１１の表面のみが固体化
し、それ以外は液体状態のままに維持され、依然として
沸騰現象が生じる。
【００１９】そのため、短時間で真空排気をした後に
は、タンク８内をリークする。この真空排気とリークと
の２種のモードを短時間の間に繰り返し行うと、タンク
８内の液体窒素１１は、全体としてシャーベット状に変
化する。この各モードを５秒間づつ行い、その繰り返し
を３回行ったところ、タンク８内の液体窒素１１は全体
としてシャーベット状となることが実験で確認された。
は、タンク８内をリークする。この真空排気とリークと
の２種のモードを短時間の間に繰り返し行うと、タンク
８内の液体窒素１１は、全体としてシャーベット状に変
化する。この各モードを５秒間づつ行い、その繰り返し
を３回行ったところ、タンク８内の液体窒素１１は全体
としてシャーベット状となることが実験で確認された。
【００２０】液体窒素１１をシャーベット状とすると、
液体窒素の沸騰現象は起きず、その結果、タンク８や容
器９が振動することは防止される。したがって、試料３
等も振動せず、安定して高分解能の像を観察することが
可能となる。なお、上記したように、モードの切り換え
を３回行った場合には、３０秒後に振動のない安定した
状態とすることができる。
液体窒素の沸騰現象は起きず、その結果、タンク８や容
器９が振動することは防止される。したがって、試料３
等も振動せず、安定して高分解能の像を観察することが
可能となる。なお、上記したように、モードの切り換え
を３回行った場合には、３０秒後に振動のない安定した
状態とすることができる。
【００２１】以上本発明の一実施の形態を説明したが、
本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、
真空排気の時間とリークの時間は例示したものに限定さ
れず、また、繰り返しの回数も３回には限定されない。
更に、冷却フィンの冷却装置を例に説明したが、試料自
体を冷却する場合等、他の冷却目的にも本発明を適用す
ることができる。なお、走査電子顕微鏡を例に説明した
が、本発明は透過電子顕微鏡にも他の電子ビーム装置に
も適用することができる。
本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、
真空排気の時間とリークの時間は例示したものに限定さ
れず、また、繰り返しの回数も３回には限定されない。
更に、冷却フィンの冷却装置を例に説明したが、試料自
体を冷却する場合等、他の冷却目的にも本発明を適用す
ることができる。なお、走査電子顕微鏡を例に説明した
が、本発明は透過電子顕微鏡にも他の電子ビーム装置に
も適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】請求項１の発明では、鏡筒内の被冷却物
体を冷却するための液体窒素タンク内の排気とリークを
繰り返し行い、また、請求項２の発明では、鏡筒内の被
冷却物体を冷却するための液体窒素タンク内の排気とリ
ークを繰り返し行って、液体窒素タンク内の液体窒素を
シャーベツト状とするように構成した。その結果、短時
間に液体窒素の沸騰現象を抑えることができるので、液
体窒素注入後、直ちに高分解能の像の観察が可能とな
る。
体を冷却するための液体窒素タンク内の排気とリークを
繰り返し行い、また、請求項２の発明では、鏡筒内の被
冷却物体を冷却するための液体窒素タンク内の排気とリ
ークを繰り返し行って、液体窒素タンク内の液体窒素を
シャーベツト状とするように構成した。その結果、短時
間に液体窒素の沸騰現象を抑えることができるので、液
体窒素注入後、直ちに高分解能の像の観察が可能とな
る。
【図１】従来の走査電子顕微鏡を示す図である。
【図２】本発明の冷却装置を実施する走査電子顕微鏡の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
１ 鏡筒 ２ 試料室 ３ 試料 ４ ステージ ５ 電子ビーム通過孔 ６ 冷却フィン ７ 熱伝導棒 ８ 液体窒素タンク ９ 容器 １０ 注ぎ口 １１ 液体窒素 １２ キャップ １４ 電磁弁 １５ リークチューブ １６ ロータリーポンプ
Claims (4)
- 【請求項１】 鏡筒内で電子ビームを試料に照射して試
料像を観察する電子ビーム装置における冷却装置におい
て、鏡筒内の被冷却物体に熱的に接続された熱伝導部材
と、熱伝導部材と熱的に接続された液体窒素タンクと、
液体窒素タンク内を排気する手段とリークする手段とを
備えており、液体窒素タンク内の排気とリークを繰り返
し行うように構成した電子ビーム装置の冷却装置。 - 【請求項２】 液体窒素タンク内の液体窒素をシャーベ
ツト状とする請求項１記載の電子ビーム装置の冷却装
置。 - 【請求項３】 被冷却物体は、試料の近傍に配置された
汚染防止用の冷却フィンである請求項１〜２記載の電子
ビーム装置の冷却装置。 - 【請求項４】 被冷却物体は、試料である請求項１〜２
記載の電子ビーム装置の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8307907A JPH10149791A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 電子ビーム装置の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8307907A JPH10149791A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 電子ビーム装置の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10149791A true JPH10149791A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=17974613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8307907A Withdrawn JPH10149791A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 電子ビーム装置の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10149791A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009164110A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-23 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，走査荷電粒子顕微鏡，光軸調整方法、及び試料観察方法 |
| JP2012531013A (ja) * | 2009-06-18 | 2012-12-06 | カール ツァイス エヌティーエス エルエルシー | 冷却式荷電粒子システム及び方法 |
| WO2017098958A1 (ja) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置およびその制御方法 |
| CN110189972A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-30 | 中国科学院理化技术研究所 | 基于制冷机间歇工作的扫描电子显微镜制冷系统及方法 |
| EP3809445A1 (en) | 2019-10-15 | 2021-04-21 | Jeol Ltd. | Cooling apparatus for charged particle beam device |
-
1996
- 1996-11-19 JP JP8307907A patent/JPH10149791A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009164110A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-23 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，走査荷電粒子顕微鏡，光軸調整方法、及び試料観察方法 |
| JP2012531013A (ja) * | 2009-06-18 | 2012-12-06 | カール ツァイス エヌティーエス エルエルシー | 冷却式荷電粒子システム及び方法 |
| WO2017098958A1 (ja) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置およびその制御方法 |
| CN108885962A (zh) * | 2015-12-08 | 2018-11-23 | 株式会社日立高新技术 | 带电粒子束装置及其控制方法 |
| US20180350554A1 (en) * | 2015-12-08 | 2018-12-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam apparatus and control method thereof |
| US10784074B2 (en) | 2015-12-08 | 2020-09-22 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam apparatus and control method thereof |
| CN110189972A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-30 | 中国科学院理化技术研究所 | 基于制冷机间歇工作的扫描电子显微镜制冷系统及方法 |
| EP3809445A1 (en) | 2019-10-15 | 2021-04-21 | Jeol Ltd. | Cooling apparatus for charged particle beam device |
| US11127561B2 (en) | 2019-10-15 | 2021-09-21 | Jeol Ltd. | Cooling apparatus for charged particle beam device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040203 |