JPS62140348A - 電子顕微鏡における試料移動装置 - Google Patents

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］ 本発明は電子顕微鏡において、試料を光軸と直交する方
向から挿入する、いわゆるサイドエントリータイプの試
料移動装置の改良に関する。

［従来の技術］ サイドエントリータイプにおける試料移動装置としては
第４図及び第５図に示すような構造のものが広く使用さ
れている。

図中、１は励磁コイル２．ヨーク３及び非磁性体製スペ
ーサ４により一体化された上磁極片５゜下磁極片６から
構成される対物レンズである。７はこの対物レンズ内の
上部空間１ａ、つまり上磁極片５及び下磁極片６の外周
部分に固定された環状のステージで、このステージの側
壁にはベアリング８ａ、８ｂを介して筒状の傾斜体９が
回転可能に取（ｔ　４）られている。この傾斜体の回転
軸は電子線光軸Ｚと直交するＸ軸と一致するように配置
されており、また、この傾斜体内には球体軸受１０を介
して保持筒１１が同芯状に、かつ回動可能に保持されて
いる。１２は試料ホルダで、この試料ホルダは前記保持
筒１１に嵌合される基部１２ａと試Ｆ１１３を保持する
薄板状に形成された試料保持部１２ｂとから構成されて
おり、試料保持部１２ｂが前記上磁極片５と下磁極片６
との間に挿入されることにより試料１３を電子線通路上
に配置する。１／Ｉ及び１５は前記保持筒１１を回動さ
せるために前記傾斜体９に螺合された押しネジで、１４
は光軸７と平行に置かれ、また、１５は光軸Ｚを中心に
してＸ軸と直交するＹ軸と平行に置かれている。１６は
前記ステージ７の側壁に取付けられた保持体、１７はこ
の保持体１６に移動可能に嵌合された駆動棒で、この駆
動棒は光軸Ｚを中心にして前記試料ホルダ１２の挿入位
置と反対側に置かれ、かつその軸心がＸ軸（保持筒１１
の軸心の延長線）と一致するにうに冒かれている。また
、この駆動棒１７の一端には押しネジ１８が当接し、他
端には浮遊体１つが係合している。この浮遊体１９の他
端には前記試料ホルダ１２の試料保持部１２ｂの先端が
係合されている。また、浮遊体と試料保持部及び浮遊体
と駆動棒との夫々の係合部はビボッ１〜どピボット軸受
で構成され、浮遊体が駆動棒及び試Ｆｌ保持部に対して
夫々三次元的に回動できるようになしである。さらに、
浮遊体は図示外のコイルスプリングにＪ：って駆動棒１
７側に押圧された状態でその軸心が同図に示すように常
にＸ軸と一致するようにこの駆動体１７に支持されてい
る。

このような装置において、押しネジ１８を回すと駆動棒
１７が移動し、その移動が浮遊体１９を介して試料ホル
ダ１２に伝達されるため、試料１３がＸ軸に沿って移動
する。このとき、対物レンズ１内は真空であるため試料
ホルダ１２に大気圧が作用し、試料ホルダの先端部は常
に浮遊体１９に押付【プられながら移動１ノ°る。また
、押しネジ１５を回すと保持体１１が球体す１１１受１
０を中心にしてＸ及びＹ軸を含む４１面内で回動する。

このとぎ、試料ホルダの先端は大気圧により常に浮遊体
１つに押付けられて７１つ、かつ浮遊体は駆動棒１７に
３一 対して三次元的に回動可能に支持されているので、試料
ホルダ１２は保持筒１１内を滑りながら回動し、試料ホ
ルダ先端の描く軌跡は駆動棒１７と浮遊体１９との係合
点を中心にした円弧状となって、試料１３がＹ軸方向へ
移動する。従って、２つの押しネジ１５と１８とを任意
に回すことにより試ｒ１１３を任意方向に移動させるこ
とができる。

さらに、押しネジ１４を回せば、保持筒１１が球体軸受
１０を中心にしてＸ及びＺ軸を含む平面内で回動するた
め、押しネジ１５側と同様にして試料１３がＺ軸方向に
移動し、試料表面を傾斜体９の回転軸に一致させること
ができる。

さらに、傾斜体９を回転させると球体軸受１０及び保持
筒１１を介して試料ホルダ１２が回動するため、試料１
３を傾斜させることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで１．サイドエントリータイプの試料移動装置を
組込んだ電子顕微鏡においては、分解能を向上させるこ
とが大きな課題とされている。この分解能を向上させる
ためには対物レンズを構成する上磁極片５と下磁極片６
との間のギャップをできるだけ狭くする必要がある。し
かし、この上及び下磁極片の間には試料１３を保持する
試お１保持部１２ｂが挿入されており、ギャップを狭く
覆る大きな障害となっている。すなわち、ギャップを狭
くするためには試料ホルダの試料保持部の厚みを薄くす
る必要があるが、試料保持部の先端は浮遊体１９に当接
されて大気圧の力が作用し、またＸ軸方向に移動すると
きに駆動棒１７にＪ：り押圧力を受け、さらに、浮遊体
の自重によるモーメントが作用している。従って、試料
保持部の厚みを薄くすると、試料保持部の剛性及び弾痕
が弱くなり、試料保持部及び浮遊体１つが不安定となっ
てしまい、像がボケで分解酷を保障することができなく
なるという問題が生じ、試料保持部の厚さを薄くするに
も限度がある。

そこで、本発明はこのような不都合を解決するために、
試料保持部に大気圧や試料移動時の押圧力が作用しなく
なるようにすることにより、試料保持部の厚さをできる
だけ薄クシて分解能を向上させることを目的とづるもの
である。

Ｆ問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明はその軸心が電子線光
軸と直交するように置かれ、かつ光軸と直交づる平面内
で鏡体に対して回動可能に取付けられた保持筒と、該保
持筒に嵌合される基部、試料を保持Ｊる薄い板状の試料
保持部及び前記基部と試料保持部との間に形成された段
部を有する試ｔセ１ホルダと、前記保持筒を回動さゼて
前記試料を試料ホルダの軸心と直交する方向に移動させ
るための手段ど、光軸を中心にして前記試料ホルダの挿
入位置と反対側に置かれ、かつその軸心が前記保持筒の
軸心の延長線上に沿って移動するにうに鏡体に取付けら
れた駆動体と、前記試１１ホルダの段部と駆動体とを連
結し、かつ夫々の連結点において互いに回動できるよう
に連結された浮遊体と、前記駆動体、浮遊体及び試料ホ
ルダを介して前記試料を試料ホルダの軸心方向に移動さ
せるための手段とを設りたことを特徴とする。

以下、図面に基づき実施例を詳説する。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図であり、第４
図及び第５図と同一番号のものは同一構成要素を示すも
のである。

即ち、本実施例では試料ホルダ１２の基部１２ａと試料
保持部１２ｂとの間に球面状の段部１２Ｃを形成し、こ
の段部と駆動棒１７との間に浮遊体２０を配設したこと
を特徴とする。前記浮遊体２０はスペーサ４により一体
化された上磁極片５及び下磁極片６間に１６かれる第１
の浮遊体２０ａとこの両磁極片間外に置かれる第２の浮
遊体２０ｂとの２つに分割されており、この両浮遊体は
着脱可能に嵌合されている。第１の浮遊体２０ａは有底
筒状に形成され、その内部に試料ホルダ１２の試料保持
部１２ｂが挿入される。また、この浮遊体の光軸Ｚと交
叉刃る部分には第２図に側面断面図を示すにうに切欠部
２１，２２が夫々形成され、この切欠部内に夫々上ｖＡ
極片５と下磁極片６とが入り込んでいる。ざらに、この
浮遊体の前記試料ホルダの段部１２Ｇと係合づる面はテ
ーパ２３となしてあり、さらに、また、底部にはスペー
サ４に形成した穴２４に嵌合される突起部２５が設りで
ある。前記第２の浮遊体２０ｂと駆動棒１７との係合部
はピボットとピボット軸受で構成され、浮遊体２０ｂが
駆動棒に対して三次元的に回動できるようになしてあり
、また、この浮遊体は図示外のコイルスプリングによっ
て駆動棒側に押圧された状態でその軸心がＸ軸と常に一
致するようにこの駆動棒１７に支持されている。

今、押しネジ１８を回すと駆動棒１７が移動し、その移
動が互いに一体化した第１及び第２の浮遊体２０ａ、２
０ｂを介して試料ホルダ１２の段部１２ｃに伝達される
ため、試料ホルダ、つまり試料１３がＸ軸方向に移動す
る。このとき、試料ホルダ１２には大気圧が作用してい
るが、この力は段部ゴ２Ｃを介して浮遊体２０で受けて
いる。

次に、押しネジ１４または１５（第５図参照）を回すと
球体軸受１０を中心にして試料ホルダ１２が回動するが
、このとき試料ホルダは大気圧ににり常に段部１２Ｇの
球面を介して第１の浮遊体−８＝ ２０ａのテーパ２３に押（ｄりられ、かつ浮遊体２０が
駆動棒１７に対して三次元的に回動できるように支持さ
れている。そのため、試料ホルダ１２は保持筒１１内を
８１りながら回動し、また、段部１２Ｇが第２の浮遊体
のテーパ２３上を滑りながら回動すると共に、試お１ホ
ルダの段部１２ｃの描く軌跡は駆動棒１７ど浮遊体２０
との係合点を中心にした円弧状となって、試お１１３が
Ｙ軸またはＺ軸方向に移動する。

次に、傾斜体９を回転させると、球体軸受１０及び保持
筒１１を介して試ｒ１ホルダ１２が回動するが、このと
ぎ大気圧にＪ、り試料ホルダの段部１２Ｃが浮遊体２０
ａのテーパ２３に押付けられているので、段部１２Ｃが
′テーパ２３上を滑りながら試料ホルダ１２が回動する
ため、試料１３を傾斜させることができる。

一方、試料交換する場合には押しネジ１５を操作して浮
遊体２０の軸心をＸ軸に一致させた状態において、試料
ボルダ１２を保持筒１１から抜出し、新しい試料と交換
した後、再び試料ホルダを保持筒内に挿入させることに
より行うことができる。このとき、試料ホルダ１２を保
持筒１１から抜出しても浮遊体２０は駆動棒１７に支持
されている。

また、対物レンズの上及び下磁極片を交換する場合には
、先ず浮遊体２０をＸ軸上に配置した状態で押しネジ１
８を回して駆動棒１７を同図中左方向に移動させること
により第２の浮遊体２０ａの突起部２５をスペーサ４の
穴２／Ｉに嵌合させる。

その後、さらに、駆動棒１７を同方向に移動させれば、
第３図にその状態を示すように第２の浮遊体２０ｂが第
１の浮遊体２０ａから抜出される。

この状態において試料ホルダ１２を保持体１１から抜出
せば、上及び下磁極片５，６をその内部に第１の浮遊体
２０ａを収納した状態で外部に取出すことができる。し
かる後、第１の浮遊体２０ａを収納した新しい上及び下
磁極片を対物レンズ１内に装着し、前述と逆の動作を行
うことにより第１、第２の浮遊体２０ａと２０ｂとを連
結させることができる。

尚、前述の説明では浮遊体は２つに分割した場合につい
て述べたが、磁極片を交換する必要がない場合には分割
する必要はｔｒい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明ににれば、従来のように試料
ホルダの試料保持部に大気圧やＸ軸方向の駆動による力
または浮遊体の自重によるモーメントが作用しないので
、試料保持部の形状や厚さを自由、つまり可能な限り薄
くすることが可能となる、そのため、上及び下Ｉｉ極片
間のギャップを狭くすることができ、分解能を向上さけ
ることができる。また、本実施例で示すように浮遊体を
２つに分割することにより」ニ及び下磁極片の交換を容
易に行うことができる。′

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明で使用される浮遊体の側面断面図、第３図は本発明の
詳細な説明するための図、第４図は従来例を示す断面図
、第５図は第４図の△Ａ断面図である。 １：対物レンズ　　　２：励磁コイル ３：ヨーク　　　　　４ニスペーサ ５：上磁極片　　　　６：下磁極片 ７：ステージ ８ａ、８ｂ：ベアリング ９：傾斜体　　　　　１０：球体軸受 １１：保持筒　　　　１２：試料ホルダ１２ａ：基部　
　　　１２ｂ：試料保持部１２Ｃ：段部　　　　１３：
試料 １４．１５．１８：押しネジ １６：保持体　　　　１７：駆動棒 １９．２０：浮遊体 ２１．２２：切欠部 ２３：テーパ　　　　２４：穴 ２５：突起部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. その軸心が電子線光軸と直交するように置かれ、かつ光
   軸と直交する平面内で鏡体に対して回動可能に取付けら
   れた保持筒と、該保持筒に嵌合される基部、試料を保持
   する薄い板状の試料保持部及び前記基部と試料保持部と
   の間に形成された段部を有する試料ホルダと、前記保持
   筒を回動させて前記試料を試料ホルダの軸心と直交する
   方向に移動させるための手段と、光軸を中心にして前記
   試料ホルダの挿入位置と反対側に置かれ、かつその軸心
   が前記保持筒の軸心の延長線上に沿って移動するように
   鏡体に取付けられた駆動体と、前記試料ホルダの段部と
   駆動体とを連結し、かつ夫々の連結点において互いに回
   動できるように連結された浮遊体と、前記駆動体、浮遊
   体及び試料ホルダを介して前記試料を試料ホルダの軸心
   方向に移動させるための手段とからなる電子顕微鏡にお
   ける試料移動装置。