JPS6346953B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電子顕微鏡、特に走査型電子顕微鏡
の真空室内に試料を装着する方法および装置に関
する。

従来の走査型顕微鏡においては、試料の観察は
すべて、電子光学筒の下端に設けられた真空室
（試料室）内に試料を挿入することにより行なわ
れており、真空室はほぼ水平横向きのカツプ状体
を備え、その内側の空隙部が横向きの開口を通し
て外部と通じ得るようになつている。観察中、こ
の開口は扉により気密に密閉され、扉は通常、カ
ツプ状体に対してほぼ垂直な軸を中心にして密閉
位置と開放位置との間を回動しうるように、カツ
プ状体の側壁に取付けられる。

通常、試料ホルダが上記回転扉に連結されてお
り、この試料ホルダは、扉が密閉されたときにカ
ツプ状体内に突出し、かつ試料を所定の位置に支
持するようになされている。この試料の位置は、
扉から外部に伸びるマイクロメータ調整装置によ
り、少なくとも３つの軸に沿つて調整できるよう
になつている。

一般に、試料ホルダに観察用試料を装着する作
業は、極めて長時間にわたりかつ細心の注意を要
する。その理由は、試料は扉を開いたときに装着
され、かつ扉を密閉したときに正規の観察位置に
できるだけ近い位置に配置されなければならない
からである。

上記の作業は常に容易に行なえるとは限らず、
しかも、扉が密閉された後に行う調整作業中に、
試料が真空室内に設けられた探査装置のいずれか
に衝突する危険が常時存在する。このような事態
は避けねばならないので、従来の電子顕微鏡は通
常、観察すべき試料が障碍物に衝突したときに操
作者に警告を発するための警報装置（通常音響
的）を備えている。

警報装置の使用にかかわらず、観察前の試料位
置の調整は、常に問題が多く困難であり、電子顕
微鏡による正味観察時間を激減させる程の長い時
間を必要とする。

この発明は、真空室内における試料の位置調整
時間を大幅に削減することができ、かつ調整中に
試料が真空室の壁や真空室内の探査装置と接触す
ることを防止しうる方法を提供するものである。

この点について、試料のこのような接触は、試
料ホルダや探査装置の破壊を引き起こし易く、極
めて危険であり、これが前述のように通常機械的
操作によるマイクロメータ装置により試料に運動
が伝達される事実に基くことに注目すべきであ
る。

この発明は電子顕微鏡の真空室内に試料を装着
する方法であつて、この真空室は、試料ホルダを
支持する可動密閉部材により気密に密閉される横
向きの開口を有する固定のカツプ状体と、上記カ
ツプ状体内に配置された探査手段とを備えてい
る。この発明の方法は、以下に述べる手順よりな
ることを特徴としている。

(イ) 上記密閉部材を開放位置に移動すること。

(ロ) 観察用の試料を上記試料ホルダに装着するこ
と。

(ハ) 上記固定のカツプ状体の空隙部と形状および
寸法が同一の空隙部を有するカツプ状体を備え
た透明材料製の硬質マスクを上記密閉部材にセ
ツトすること。

(ニ) 上記試料が観察開始のための正しい位置にく
るように上記試料の位置を調整すること。

(ホ) 上記マスクを除去した後、上記密閉部材を密
閉位置に移動すること。

この方法は、透明なマスクを使用することによ
つて、操作者が真空室内を見ることを可能にし、
これにより、試料ホルダや探査装置を損傷する危
険性なしに、極めて迅速かつ確実に試料の位置を
調整できるようにする。

この発明は、同時に、上述の方法を実施するた
めの装置を提供する。この発明の装置は、真空室
の上記固定のカツプ状体の空隙部と形状および寸
法が同一の空隙部を有するカツプ状体を備えた透
明材料製の硬質マスクを備えている。

以下この発明を図面に示す実施例により詳細に
説明する。

図面は、電子光学筒（図示略）の下部に設けら
れ、かつ下壁３、後壁４、上壁５および両側壁
６，７により構成されるほぼ水平横向きの固定の
カツプ状体２を備えた真空室１を示す。これらの
壁は、前面の横向きの開口９を通じて外部と連絡
する略四角柱状の空隙部８の境界をなしている。
この開口９は、壁３，５，６，７によつて形成さ
れ、平坦状の環状面１０で取囲まれている。

上壁５には、後壁４に接近した位置に貫通孔１
１が設けられ、電子光学筒内で発生して焦点を合
わされた電子線が、この孔１１を通つて空隙部８
内に入り込む。電子線の軸はWDSコリメータ１
２すなわち波長分散探査システム用Ｘ線コリメー
タの軸およびEDSコリメータ１３すなわちエネ
ルギ分散探査システム用ベリリウムコリメータの
軸と交差する。２つのコリメータ１２，１３は、
一水平面上に配置されかつ相互に傾斜するととも
に孔１１に対して傾斜している２本の円筒を備え
ている。

空隙部８内にはまた、後壁４の内面から上方に
伸びる傾斜円筒を有し、かつ端部にフアラデーケ
ージ１５を備えた映像探査のための二次電子用光
電子増倍管１４が設けられている。

真空室１はまたほぼ平坦な扉１６からなる密閉
部材を備えている。壁７の外面には、環状面１０
の前方に突出すようにフオーク１９が堅固に連結
されており、扉１６の一側端に形成された垂直ス
リーブ１７が、ピン１８により回動自在にフオー
ク１９に取付けられている。スリーブ１７の反対
側の扉１６の側端には、ねじ（図示略）を挿通す
る２個の貫通孔２１を備えた突起２０が設けられ
ている。側壁６の外面に、ねじ穴２２を有する直
立体２３が固定されており、扉１６を閉鎖位置に
固定するために、ねじが突起２０の孔２１を挿通
して直立体２３のねじ穴２２にねじ嵌められる。
この閉鎖位置で、扉１６は、環状ガスケツト２４
を環状面１０に密着させることによつて、室１を
密閉する。

水平軸の周囲を回転自在な板材２５が、扉１６
を通して装着されて、試料ホルダ２６の基板を構
成しており、その運動がマイクロメータ調整装置
（図示略）により外部から制御可能となつている。

板材２５のほかに、試料ホルダ２６は、板材２
５の内面に堅固に連結されかつその軸に直角なガ
イド２７と、ガイド２７に沿つて摺動自在に装着
された摺動体２８とを備えている。摺動体２８
は、ガイド２７の軸に直角な軸を有しかつ第２の
摺動体３０を摺動自在に支持するガイド２９を支
持している。第２の摺動体３０は、ガイド２９の
軸に平行な軸の周囲を旋回し得る第３の摺動体３
１を支持しており、第３の摺動体はガイド２７の
軸に平行な軸の周囲を旋回し得る第４の摺動体３
２を支持しており、この摺動体３２に検査すべき
試料（図示略）を取付けることができる。

操作の際、摺動体３２に取付けられた検査すべ
き試料の位置は、扉１６を開いた状態で、下壁３
５、後壁３６、上壁３７および両側壁３８，３９
からなるカツプ状体３４を備えた透明材料製硬質
マスク３３を使用することにより調整される。こ
れらの壁は、開口９と同形でフランジ４２に取囲
まれた開口４１を通じて外部と連絡する空隙部８
と同形の空隙部４０を形成しており、フランジ４
２の前面４３は環状面１０とほぼ同形である。

マスク３３の空隙部４０内には３個の円筒４
４，４５，４６が配置され、各々の位置、寸法は
それぞれコリメータ１２，１３および光電子増倍
管１４と同一である。上壁３７には、孔１１と対
応する位置に、貫通ねじ穴４７が設けられ、ねじ
を有するピン４８がねじ穴４７を貫通して装着さ
れている。ピン４８の先端４９は、電子線の焦点
位置を表わしており、焦点位置の最適変動範囲を
限定する２つの端部位置間で上下に調整自在とな
つている。

検査すべき試料の位置調整のため、操作者は、
扉１６を開き、フランジ４２をガスケツト２４に
接触させて、マスク３３を試料ホルダ２６に面す
る位置にセツトする。それから、マイクロメータ
調整装置を操作することにより、操作者は、マス
ク３３の透明壁を通して試料を観察しながら、円
筒４４，４５，４６およびピン４８の先端４９に
対応する所望の位置に試料を位置させるように、
ホルダ２６を調整する。

試料が所望の位置にセツトされたならば、マス
ク３３が除去され、単に扉１６を密閉するだけ
で、試料は、真空室１の空隙部８内に運ばれて、
所望の位置に位置決めされる。

検査すべき試料が複雑な形状を有し、試料を所
望の位置にセツトしてから扉１６を閉めることが
できない場合には、操作者は、上記のようにマス
ク３３の助けを借りて、試料を最初の安全な位置
から最終的な所望の位置まで移動し、これに必要
なマイクロメータ調整装置の操作手順を記録して
おくことができる。そして、マスク３３を除去し
たときに試料を最初の安全な位置に戻し、扉１６
を密閉した後、既に記録されている操作手順を繰
返すことによつて、試料を最終的な所望の位置に
位置決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示す斜視図である。 １…真空室、２…カツプ状体、８…空隙部、９
…開口、１２，１３…コリメータ、１４…光電子
増倍管、１６…扉、２６…試料ホルダ、３３…硬
質マスク、３４…カツプ状体、３７…上壁、４０
…空隙部、４８…ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試料ホルダを支持する可動密閉部材により気
   密に密閉される横向きの開口を有する固定のカツ
   プ状体と、上記カツプ状体内に配置された探査手
   段とを備えた電子顕微鏡の真空室内に試料を装着
   する方法であつて、上記密閉部材を開放位置に移
   動し、観察用の試料を上記試料ホルダに装着し、
   上記固定のカツプ状体の空隙部と形状および寸法
   が同一の空隙部を有するカツプ状体を備えた透明
   材料製の硬質マスクを上記密閉部材にセツトし、
   上記試料が観察開始のための正しい位置にくるよ
   うに上記試料の位置を調整し、上記マスクを除去
   した後、上記密閉部材を密閉位置に移動すること
   を特徴とする、電子顕微鏡の真空室内に試料を装
   着する方法。 ２ 試料ホルダを支持する可動密閉部材により気
   密に密閉される横向きの開口を有する固定のカツ
   プ状体と、上記カツプ状体内に配置された探査手
   段とを備えた電子顕微鏡の真空室内に試料を装着
   する装置であつて、上記固定のカツプ状体の空隙
   部と形状および寸法が同一の空隙部を有するカツ
   プ状体を備えた透明材料製の硬質マスクを備てい
   ることを特徴とする、電子顕微鏡の真空室内に試
   料を装着する装置。 ３ 上記固定のカツプ状体に供給される電子線の
   焦点位置のシミユレーシヨンを行なうための調整
   手段が、上記マスクの上壁を貫いて装着されてい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記
   載の電子顕微鏡の真空室内に試料を装着する装
   置。