JPS583586B2 - 走査形電子顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 走査形電子顕微鏡は試料表面の観察および分析を１０万
倍以上の高倍率でかつ３０〜７０人の高分解能で行なう
ため、電子顕微鏡本体の安定性と試料自身の安定性が装
置の性能を決定する最犬の要因である。

近年エレクトロニクスの発達と材料および加工技術の進
歩により、装置本体の安定性の問題は解決されてきてい
る。

一方試料の安定性の問題は、試料自身の観察中に生ずる
微小な変形と、試料を観察位置に移動する為の微動機構
の安定性の問題の２つに分離することが出来る。

特に後者は、出来るだけ大きな試料を破壊せずそのまま
観察したいという要求から、微動機構が大形化し、外部
からの振動に対して弱い構造になってきている。

試料を外部振動から守る手段として試料移動用移動台を
ロックすることが考えられる。

しかし、移動台が試料のＸ，Ｙ，Ｚ方向移動並びに傾斜
、回転を可能にするものである場合は、そのいずれも犠
性にしないようなロック機構を実現することクはむずか
しい。

本発明の目的はそのような問題がなく、安定した試料の
移動と自動ロックを可能にするのに適した走査形電子顕
微鏡を提供することにある。

第１図は従来の走査形電子顕微鏡の一部を示したもので
ある。

対物レンズ２で収束された電子線１は試料６を照射し、
試料６表面から発生する二次電子等を検出して観察する
。

試料６は移動台Ｔ上に搭載され、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の移動
および傾斜回転等が可能である。

この移動台７は支え８に全体が支えられ、試料微動ケー
ス１０に固定されている。

試料微動ケース１０には、前記移動台７に駆動を伝える
軸９と、操作ツマミ１１，１２等がついている。

試料交換時には、前記微動ケース１０全体を試料室４か
ら外部に取出すため、微動ケース１０は、試料室壁５の
一部に開けた開口部１３に取付けており、この開口部は
大きな試料（４インチ径）や移動台７が取出せるよう大
きな口径としてある。

以上の構造において、試料６は片持ちの支え８上に支え
られているため、外部からの振動に対して弱く図示矢印
の如く、Ｙ方向やＺ方向に動かされ高倍率での高分解能
観察を不可能にしている。

試料微動支えを片持ち構造とせざるを得ないのは、大き
な試料の交換を容易にするために微動ケース１０にすべ
ての部品を取付けざるを得なかったことにある。

第２図は本発明の１実施例である。

試料室の側壁の一部にロック機構１４を設けたもので、
この機構は試料室４を真空に排気した時には図示矢印Ｐ
方向に動作して微動支え８の先端を押圧し、支え８の振
動を防止する構造となっている。

試料交換の為に試料室４を大気圧にすると、ロック機構
が矢印Ｐと反対方向に移動して押圧力はなくなり試料微
動ケース１０は自由に外部に取出せる。

第３図、第４図はロック機構の詳細を示すものである。

第３図において、微動支え８の先端を押す為のロック軸
１６の先端には半球状の押部材１５を取付け、ロック軸
はベローズ１７およびフランジ１８で真空シールされ、
試料室壁５に０リング２３を介して取付けられる。

ロック軸１６の大気圧側の一端にはネジ部２１を設けて
ストッパー２０をネジ込み、これをガイド１９内に納め
たバネ２２により外側に引出す力を与える構造としてい
る。

この結果ロック軸１６は真空による圧力 ２２の力を差引いた押圧力で微動支え８を押付けること
になる。

この為ストッパー２０を回転してネジ込み位置を調整す
ることによりロック軸１６によるロック圧力を調整する
ことが出来る。

なお、前記ベローズ１７の代りにダイヤフラムを用いて
も同等の効果が得られることは容易に理解されるであろ
う。

第４図はベローズの代りに０リング２９を用いてロック
軸２４を真空シールする方法であり、ストッパー２７，
バネ２８の動作は第３図の場合と同一である。

この方法は第３図に比較して安価であること、ロック軸
２４の嵌合部が長く軸の傾きが少ない等の利点を有する
。

第５図は試料室の上面図である。

微動支え８をロック機構１４ａｔ１４ｂｔ１４ｃにより
３方向よりロックする構造としたものである。

これにより支え８はより強固にロックされる。

なお、ロック機構は１４ａおよび１４ｂまたは１４ｃの
２方向でも良く、また前記３方向の代りに図示Ａおよび
Ａ′方向の２方向よりロックしても同様の効果を得るこ
とが出来る。

また１４ａ，１４ｂを水平方向に対して傾けて取付ける
ことにより、支え８を上下方向に押付ける分力も同時に
働かすことが出来、このようにすれば全方向に対するロ
ック力はより一層強くなる。

以上の如くロック機構は、微動支え８に対して上下、左
右、前后のあらゆる方向に取付けることが出来、またそ
の中間方向ではその分力によりロツクカを両方向に分け
て用いることが出来る。

以上説明したロック機構を実際の装置に適用した結果で
は、微動支え８への押圧力Ｐはロック機構を１個設けた
第２図の状態で、７ｋｇ以上で効果が発生した。

又ロツク軸のストロークｌ（第３図、４図）は１ｍｍ以
下で実用上は問題がないことが確められた。

尚圧力Ｐは、試料移動台７、支え８や微動ケース１０の
構造により左右されるので、ある定められた試料微動装
置について決めるべき数字といえる。

本発明によれば、移動台を支える支えを試料室内外の圧
力差を利用してロックするようにしているため、移動台
が試料のｘ，ｙ，ｚ方向移動並びに傾斜、回転を可能に
するものである場合でもそのいずれも犠性にされること
はなく、かつ安走した試料移動と自動ロックを可能にす
るのに適した走査形電子顕微鏡が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の走査形電子顕微鏡の対物レンズ、試料室
および試料微動装置の断面図、第２図は発明の１実施例
の断面図、第３図、第４図はロック機構の詳細断面図、
第５図は試料室の上面を示す一部断面図である。 １・・・・・・電子線、５・・・・・・試料室壁、６・
・・・・・試料、７・・・・・・移動台、８・・・・・
・支え、１４・・・・・・ロック機構、１６，２４・・
・・・・ロック軸、１７・・・・・・ベローズ、２２，
２８・・・・・・バネ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空にされた試料室内に配置された試料移動甲移動
   台と、該移動台を支える支えと、該支えを前記試料室の
   一部に取付ける手段と、前記支えを前記試料室内外の圧
   力差を利用して、ロックする手段とを備えていることを
   特徴とする走査形電子顕微鏡。