KR101364289B1

KR101364289B1 - 주사 전자 현미경

Info

Publication number: KR101364289B1
Application number: KR1020127002432A
Authority: KR
Inventors: 도모히사 오따끼; 마사히꼬 아지마; 스께히로 이또; 미쯔루 오누마; 아끼라 오마찌
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2014-02-18
Also published as: WO2011013323A1; US20120127299A1; KR20120047923A; CN102473577A; CN102473577B; JP5241922B2; DE112010003102B4; DE112010003102T5; IN2012DN00837A; JPWO2011013323A1; US8809782B2

Abstract

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전자 현미경 본체, 배기계, 전원 및 공냉 팬을 포함하는 제어계가 하나의 바닥판 위에 설치되는 탁상형의 전자 현미경에 있어서, 보다 고분해능의 화상을 취득하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 전자 현미경 본체와, 전자 현미경 본체의 내부를 배기하는 배기계와, 상기 전자 현미경 본체의 제어계가 바닥판 및 커버로 둘러싸여진 공간 내부에 배치되는 전자 현미경이며, 상기 제어계는, 상기 바닥판에 배치되고, 상기 바닥판에는 개구부가 있고, 상기 전자 현미경 본체는, 상기 바닥판이 설치되는 바닥 위에 상기 개구부를 관통하는 댐퍼를 개재하여 설치되는 것을 특징으로 한다. 공냉 팬 등 장치 내부로부터 발생하는 진동이 전자 현미경 본체에 전해지는 것을 방지함으로써, 보다 고분해능의 관찰 화상을 얻는 것이 가능하게 된다.

Description

주사 전자 현미경{SCANNING ELECTRON MICROSCOPE}

본 발명은, 주사 전자 현미경의 방진 기술에 관한 것으로, 특히 탁상형의 주사 전자 현미경에 관한 방진 기술에 관한 것이다.

종래부터 고배율이 얻어지는 주사형 전자 현미경(Scanning Electron Microscope:SEM)은, 시료를 집속된 전자 빔으로 주사하고, 그것에 의해서 시료로부터 나온 전자를 검출하여, 그 검출된 신호를 이용해서 화상 표시 장치에 시료의 주사 전자상을 표시할 수 있다. 이들 전자 현미경은, 전자선을 발생시키는 데 이용되는 전자총의 성질 때문에, 수 십 킬로 볼트의 고전압이 필요하다. 또한, 안정된 전자선을 위해, 전자 현미경 내에는, 진공으로 유지되어 있지 않으면 안된다. 따라서, 고전압의 발생 장치나 진공 펌프, 전자 현미경 자체는 내압 구조가 아니면 안되는 등, 장치가 대형화되는 경향이 있어 전용 방이 필요한 경우도 있다. 이 때문에, 클린 룸이나 측정실 등에 설치되는 대형의 것이 일반적이었다. 또한, 전자 현미경으로 시료를 관찰하는 경우, 시료상의 열화를 방지하는 방진 기술은 필수가 된다.

종래의 전자 현미경의 방진 구조를 도 2에 나타낸다. 전자 현미경은, 통상 상당히 대형의 장치이며, 전자 현미경 본체와, 전자 현미경 본체를 제어하는 제어 장치나 관찰 화상을 표시하는 모니터가 따로 따로 가대에 유지된다. 도 2에 도시하는 구성에서는, 전자총(201), 렌즈계(203), 시료실(202) 및 시료 스테이지(204)를 포함하는 전자 현미경 본체(205)가 하중판(206)에 고정되어 있고, 그들 하중판(206)을 포함하는 전체의 계(系)가, 댐퍼(207)를 통해서 제1 가대(208) 위에 탑재된다. 이러한 구조로 함으로써, 바닥으로부터의 진동이 전자 현미경 본체(205)로 전해지기 어렵게 되어 있다.

또한, 전자 현미경 본체 내를 진공 배기하기 위한 메인 펌프(209)는 시료실(202) 하부에 접속되어, 시료실(202)을 진공 배기한다. 한편, 메인 펌프(209)로부터의 배기 경로는, 배관(210)을 통해서 전자총(201)에도 접속되고, 전자총(201) 및 렌즈계(203)의 내부도 진공 배기한다. 메인 펌프(209)와 시료실(202) 사이에는, 방진용의 댐퍼(211)가 개재되어 있다. 본 구조에 의해, 펌프로부터 발생하는 진동의 전자 현미경 본체(205)로의 전파를 경감시킬 수 있다. 특허 문헌 1에는, 이러한 구조의 일례가 개시되어 있다.

한편, 관찰 화상이 표시되는 모니터(212)는 제2 가대(213) 위에 유지된다. 제2 가대(213)의 내부에는, 전자 현미경 본체(205)의 제어부(214)나 모니터(212)에 표시되는 관찰 화상의 화상 처리를 실행하는 컴퓨터(215)가 유지된다. 제어부(214)나 컴퓨터(215)에는 냉각용의 팬이 설치되는 경우가 많고, 전자 현미경 본체(205)에 있어서는 이들도 진동원이 된다. 진동원이 되는 메인 펌프(209)와, 제어부(214) 및 컴퓨터(215)를 분리해서 다른 가대에서 유지함으로써, 전자 현미경 본체(205)에 전파되는 진동량을 저감하고, 결과로서, 진동에 의한 노이즈가 없는 양호한 관찰 화상을 취득할 수 있다.

최근 소형화 기술에 의해, 테이블이나 작업대에 설치해서 사용 가능한 소형의 전자 현미경 장치가 제안되어 있다. 이러한 탁상형의 전자 현미경은, 책상 위의 설치라고 하는 성격상, 진동원이 되는 전자 현미경 본체의 제어부나 진공 펌프를 따로 따로 가대에 분리해서 설치할 수는 없으며, 동일한 케이스 내에 배치하지 않을 수 없다. 도 3에는, 전자 현미경 본체의 제어부나 진공 펌프를 단순하게 동일 케이스 내에 설치한 탁상형의 전자 현미경의 구조 예를 나타낸다. 전자 현미경 본체(305)는, 전자총(301), 렌즈계(303), 시료실(302) 및 시료 스테이지(304) 등을 포함해서 구성된다. 전자 현미경 본체(305)는, 계 전체를 지지하는 바닥판(312)에 고정되고, 그 사이에는, 방진용 댐퍼(313)가 배치된다. 바닥판(312) 자신은 다리부(317)에 의해 지지된다. 또한, 전자 현미경 본체 내를 진공 배기하는 메인 펌프(309)는 렌즈계(303)의 상부와 접속되고, 그 사이에는, 방진용의 댐퍼(314)가 설치된다. 또한, 전체를 지지하고 있는 바닥판(312) 위에는, 전원 및 기판을 포함하는 제어계(315)가 탑재된다. 제어계(315) 중에는 공냉용의 팬 등이 구비된다. 전자총(301), 렌즈계(303), 시료실(302) 및 시료 스테이지(304)를 포함하는 전자 현미경 본체(305) 및 제어계(315)는 모두 커버(316)에 의해 덮어져 있다.

이상과 같이, 종래 전자 현미경의 구성 요소를 단순히 동일 케이스 내에 집약한 경우, 바닥으로부터의 진동 및 펌프로부터 발생하고 있는 진동을 댐퍼에서 흡수하는 구성이 채용되는 경우가 많다.

일본 실용신안 공개 소61-79450호 공보

도 3에 도시된 구조의 탁상형의 전자 현미경에서는, 제어계(315)가 바닥판(312)에 고정되어 있다. 따라서, 공냉용 팬으로부터 발생하는, 댐퍼(313)에서는 완전히 방진되지 않은 진동이 전자 현미경 본체에 전파되는 경우가 있다. 이 결과, 화상 장해가 되어 관찰 화상으로 나타나 오는 경우도 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전자 현미경 본체, 배기계, 전원 혹은 공냉 팬을 포함하는 제어계가 동일 바닥판 위에 설치되는 탁상형의 전자 현미경에 있어서, 종래보다도 방진 기능을 향상시킨 탁상형의 전자 현미경을 실현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 기술 사상의 일 측면에 따르면, 전자 현미경 본체를 지지하는 댐퍼를, 전자 현미경 본체와 제어계가 지지되는 바닥판의 높이 방향의 위치보다도, 전자 현미경이 설치되는 설치면측으로 늘림으로써, 상기의 과제를 해결한다. 보다 구체적으로는, 바닥판에 개구를 설치하고, 상기 댐퍼를 해당 개구보다도 하측으로 늘림으로써, 종래보다도 방진 기능을 향상시킨다. 댐퍼는, 설치면과 직접 접하고 있어도 되고, 어떠한 부재를 통해서 설치면과 접촉하고 있어도 된다.

댐퍼의 길이를 종래보다도 길게 취할 수 있기 때문에, 전자 현미경 본체의 사이즈(특히 높이)가 동일하면, 고유 진동수를 종래보다도 낮게 할 수 있다. 따라서, 진동 주파수에 있어서의 제진 대역을 종래보다도 넓게 취하는 것이 가능해져, 그 결과, 방진 성능이 종래에 비해서 향상된다.

도 1은 제1 실시예의 전자 현미경의 방진 구조이다.
도 2는 종래의 전자 현미경 구조이다.
도 3은 종래의 탁상형 전자 현미경의 구조이다.
도 4는 제1 실시예의 전자 현미경의 전자 광학 컬럼의 내부 구성도이다.
도 5는 제1 실시예의 전자 현미경의 방진 구조의 변형예이다.
도 6은 제2 실시예의 전자 현미경의 방진 구조이다.
도 7은 제2 실시예의 전자 현미경의 상면도이다.
도 8은 댐퍼와 다리부를 겸용하지 않는 경우의 주사 전자 현미경의 레이아웃의 상면도이다.

이하, 실시 형태에 대해서 설명한다.

(제1 실시예 )

본 실시예에서는, 바닥판에 형성한 개구를 통하여, 댐퍼를 직접 바닥면과 접촉시키는 구성의 탁상형 주사 전자 현미경의 구성예에 대해서 설명한다.

우선, 전자 현미경 본체의 구조에 대해서, 도 4를 이용하여 이하에 설명한다. 본 실시예의 주사 전자 현미경 본체는, 전자총(1), 렌즈계(3) 및 시료실(2) 등의 구성 요소에 의해 구성된다. 도시되어 있지는 않지만, 시료실(2)의 내부에는 시료 스테이지도 저장되어 있다. 장치 사용시에는, 장치 내부는 소정의 진공도 이상이 되도록 진공 배기된다. 전자원(17)에 고압을 인가하면, 전자선(18)이 방출된다. 방출된 전자선(18)은 웨넬트 전극(19)의 전위에 의해 수속 작용을 받고, 궤도가 휘어져 웨넬트 전극(19)과 애노드 전극(20) 사이에 제1 크로스 오버(21)를 만든다. 전자선(18)은 또한, 웨넬트 전극(19)과 애노드 전극(20) 사이의 전위차(가속 전압)에 의해 가속된 상태에서 애노드 전극(20)을 통과하고, 제1 컨덴서 렌즈(22)에 의해 수속 작용을 받는다. 이 결과, 제1 컨덴서 렌즈(22)와 제2 컨덴서 렌즈(23) 사이에 제2 크로스 오버(24)가 형성된다. 참조 번호 24의 크로스 오버 위치를 통과한 전자선(18)은, 제2 컨덴서 렌즈(23)에 의해 수속 작용을 받고, 제2 컨덴서 렌즈(23)와 대물 렌즈(25) 사이에 제3 크로스 오버(26)를 형성한다. 참조 번호 26의 크로스 오버 위치를 통과한 전자선(18)은, 어느 정도 넓이를 가진 상태에서 대물 조리개(27)를 통과하고, 이 결과, 일부의 전자선만이 대물 렌즈(25)에 입사된다. 대물 렌즈(25)에 입사된 전자선은 수속되어, 시료대(28)의 표면에 조사된다. 시료 표면에 조사된 전자선(18)은 시료 표면에서 반동해 오는 반사 전자 및 시료 표면으로부터 튀어나오는 2차 전자 등을 발생시킨다. 도시는 생략되어 있지만, 시료실(2) 내(대물 렌즈의 하면)에는 검출기가 설치되어 있고, 이들 반사 전자 및 2차 전자를 검출해서 검출 신호로서 신호 출력하는 기능을 갖는다. 검출 신호는, 증폭 회로 및 AD 변환기를 거친 후, 화상 신호로서 모니터에 전송되어, 화상으로서 표시된다. 표시되는 화상 화질은, 장치의 진동, 노이즈 혹은 오염 등의 인자에 영향을 받는다.

도 1은, 본 실시예의 주사 전자 현미경의 전체 구조를 나타내는 단면도이다. 본 실시예의 탁상형 전자 현미경에서는, 전자총(1), 렌즈계(3), 시료실(2) 및 시료 스테이지(4)를 포함하는 전자 현미경 본체(5)는, 전체를 지지하는 바닥판(12)에는 고정되지 않고, 방진용의 댐퍼(13)라고 하는 진동 흡수성을 갖는 지지 부재를 개재하여 장치 설치면인 바닥 위에 직접 설치된다. 이 때문에, 바닥판(12)에는 개구부(108)가 형성되어 있고, 댐퍼(13)는 이 개구부를 통과해서 바닥면과 접촉한다. 도시는 되어 있지 않지만, 댐퍼(13)는 바닥판의 코너 4군데 설치되어 있고, 전자 현미경 본체(5)는 설치면에 대하여 4점에서 지지된다. 또한, 바닥판(12) 자신은, 설치면에 대해서는 다리부(106)에 의해 지지된다.

전자 현미경 본체(5) 내를 진공 배기하는 메인 펌프(9)는, 방진용의 댐퍼(14)를 개재하여 렌즈계(3)의 상부와 접속된다. 바닥판(12)의 위에는, 전자 현미경 본체(5)나 메인 펌프(9)의 전원이나 제어 기판, 혹은 공냉용 팬 등을 포함하는 제어계(15)가 설치된다. 공냉용 팬은 전원, 기판을 포함하는 제어계(15)의 냉각 및 메인 펌프(9)의 냉각을 위하여 필수가 되는 것이다. 전자총(1), 렌즈계(3), 시료실(2) 및 시료 스테이지(4)를 포함하는 전자 현미경 본체(5) 및 제어계(15)는 커버(16)로 덮어져 있다. 커버(16)도 바닥판(12)에 의해 지지되지만, 전자 현미경 본체(5)와는 접촉하지 않도록 구성된다.

도 3에 도시된 종래 구조에서는, 본 실시예의 개구부(108)가 없고, 댐퍼(13)는 모두 바닥판(12) 위에 설치되어 있다. 따라서 종래 구조에서는, 댐퍼(13)의 길이는 시료실(2)의 저면으로부터 바닥판(12)의 상면(107)(일점 쇄선으로 표시)까지의 길이밖에 취할 수 없었다. 그것에 대해, 본 실시예의 경우에는, 상면(107)을 초과해서 설치면측으로 댐퍼의 길이를 연장시킬 수 있기 때문에, 댐퍼의 고유 진동수를 작게 할 수 있다. 따라서, 종래 기술에 비교해서 제진 대역을 넓게 할 수 있다.

본 실시예의 전자 현미경의 또 하나의 구조적인 특징은, 전자 현미경 본체(5)를 바닥판(12)로부터 분리하고, 설치면에서 직접 지지함으로써, 장치 내부에서 발생하는 진동을 댐퍼(13)로부터 분리할 수 있다고 하는 점에 있다. 장치 내부의 주요한 진동원은, 메인 펌프(9)와 제어계(15)에 설치된 공냉용 팬이다. 진공 배기하는 필요상, 메인 펌프(9)를 전자 현미경 본체(5)로부터 분리하는 것은 곤란하지만, 제어계(15)이라면, 전기 배선을 제외하면 전자 현미경 본체(5)와 분리해도 지장이 없다.

진동원의 하나가 되는 제어계(15)에 대해서는, 도 2에 도시하는 바와 같이 전자 현미경 본체(5)와는 완전히 별개의 유닛으로 한다고 하는 수단도 있다. 그러나, 탁상형 전자 현미경의 경우에는, 장치 소형화의 필요상, 전자 현미경 본체(5)와 제어계(15)는, 동일 케이스 내에 일체로 배치하는 것이 요구된다. 따라서, 탁상형 전자 현미경의 경우에는 본 실시예의 구조가 유효하다.

(제2 실시예)

도 1의 구조에서는, 진동원이 되는 제어계(15)는 바닥판(12)로부터 분리되어 있기 때문에, 종래보다도 방진 성능은 향상되어 있다. 그러나, 전자 현미경 본체(5)가 바닥판(12)에는 전혀 고정되지 않는 상태이기 때문에, 장치를 이동할 때에, 전자 현미경 본체(5)가 이동에 추종할 수 없고, 이끌려지는 모습이 되어 버린다. 또한, 어떠한 충격을 받음으로써, 전자 현미경 본체(5)가 댐퍼 마다 튀어올라 바닥판(12) 위로 올라타 버릴 가능성도 있다. 그래서 본 실시예에서는, 상기의 문제를 해결하기 위해서, 바닥판의 움직임에 대하여 전자 현미경 본체를 추종시키기 위한 추종 기구를 바닥판 하부에 설치하였다. 이하, 이 추종 기구의 구성예에 대해서 설명한다.

도 5에는 본 실시예의 전자 현미경을 시료실측으로부터 본 정면도를 나타낸다(케이스의 도시는 생략). 설명의 편의상, 주요한 구성 요소는 크기를 강조해서 기재하고 있지만, 각 구성 요소의 사이즈는 실제로는 도 1에 나타낸 전자 현미경과 거의 동일하다.

본 실시예의 추종 기구는, 기본적으로는, 용수철을 이용해서 추종을 위한 장력을 발생시키는 점을 특징으로 하고 있다. 도 5의 구성예에서는, 전자 현미경 본체(5)를 지지하고 있는 댐퍼(13)는 도중에서 분리되고, 사이에 판 부재(31)가 설치된다. 따라서, 판 부재(31)는, 바닥판(12)의 하측에 바닥판과는 이격되어 배치되어 있다. 댐퍼를 분리하는 구성이 아니라, 단지 판 부재(31) 위에 댐퍼를 얹고, 댐퍼의 하부에 제2 다리부(500)를 설치하는 구성으로 해도 된다. 여기서, 제2 다리부(500)는 바닥에 대하여 부드럽게 움직일 수 있는 쪽이 바람직하기 때문에, 마찰 계수가 작은 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불화 탄소 수지나 델린으로 구성된다.

바닥판(12)과 판 부재(31) 사이의 공간에는, 용수철(29)이 설치된다. 또한, 판 부재(31) 위에는, 용수철(29)의 일단을 고정하기 위한 핀(32)이 설치된다. 한편, 용수철(29)의 타단은, 바닥판(12)의 저면에 설치된 핀(30)에 고정된다. 이에 의해, 바닥판(12)과 전자 현미경 본체(5)를 지지하고 있는 댐퍼(13)와의 사이에 장력(33)이 발생하고, 바닥판(12)의 움직임에 전자 현미경 본체(5)가 추종하게 된다. 이 때, 핀(30), 핀(32) 및 용수철(29)의 배치는, 장력의 균형 위치가, 시료실(2)의 저면의 중심 혹은 무게 중심이 되도록 배치한다. 이에 의해, 용수철의 균형 위치에서는, 댐퍼(13)는 각 개구부(108)의 중심에 위치하게 되기 때문에, 바닥판(12)과 접촉하지 않는 상태가 유지된다. 따라서, 바닥판으로부터의 진동의 전파를 방지할 수 있다.

도 5에서는, 지면 좌우 방향의 추종 기구를 나타내고 있지만, 안 길이 방향에 대해서도 핀과 용수철을 설치하고, 추종을 위한 장력을 전후 방향에도 발생시키는 구조로 한다. 이에 의해, 바닥판 저면 내의 XY 방향에 대하여 장력이 작용하기 때문에, 전자 현미경 본체(5)도 이동에 추종할 수 있게 된다.

전자 현미경 본체(5)의 바닥판(12) 위로 올라탄다고 하는 문제에 대해서는, 시료실(2)의 하부 측면에 플랜지(501)를 설치하고, 해당 플랜지 위에 핀(34)을 설치한다. 동시에, 바닥판(12) 위에 섀시(35)를 설치하고, 섀시의 상면이 플랜지(501)에 대향하는 배치로 한다. 섀시(35)에는 핀(34)을 삽입시키기 위한 구멍(36)을 형성하고, 이 때, 구멍(36)의 크기를 핀(34)에 접촉하지 않는 정도의 크기로 한다. 이에 의해, 전자 현미경 본체(5)가 위로 튀어오르려고 했을 때에 섀시(35)에서 저지할 수 있기 때문에, 올라 앉는다고 하는 문제도 해결할 수 있다.

또한, 도 5의 설명에서는, 핀(34)은 시료실(2)의 하부 측면에 설치한 플랜지(501) 위에 수직으로 고정되어 있지만, 플랜지를 형성하지 않고 시료실(2)의 측면에 핀을 가로 방향으로 고정하고, 바닥판(12) 위에 구멍이 뚫린 판 형상 부재를 수직으로 세우고, 이 구멍에 가로 방향으로 핀을 삽입하도록 구성해도 된다.

(실시예 3)

실시예 1에서는, 전자 현미경 본체를 지지하는 댐퍼를 직접 바닥면에 접촉시킨 탁상형 전자 현미경의 구성에 대해서 설명하였다. 그러나, 단순하게 댐퍼를 장치 설치면에 설치하는 방식에서는, 바닥판과 전자 현미경 본체와의 추종의 문제가 발생하여, 실시예 2와 같은 추종 기구가 필요해진다. 그래서 본 실시예에서는, 댐퍼의 길이를 종래보다도 길게 취할 수 있다고 하는 본 발명의 이점을 살리면서, 실시예 1과 같은 추종의 문제가 발생하지 않는 구성에 대해서 설명한다.

첫 번째로, 본 실시예의 방진 구조에 대해서 설명한다. 또한, 전자 광학 컬럼의 내부 구성에 대해서는 실시예 1과 마찬가지이므로 설명은 생략한다.

도 6에, 본 실시예의 탁상형 전자 현미경의 단면 구조를 나타냈다. 전자총(601), 렌즈계(602), 주 배기 펌프(603), 시료실(605) 및 시료 스테이지(605)를 포함하는 전자 현미경 본체(606)가 바닥판(611)에는 고정되지 않고, 제어계(613)와 케이스(610)만이 바닥판(611)에 고정되는 구성은, 실시예 1과 같다. 전자 현미경 본체(606)의 내부를 진공 배기하는 주 배기 펌프(603)는, 방진용의 완충기(612)를 개재하여 렌즈계(602)의 상부에 접속된다. 제어계(613)는, 전자 광학 컬럼(전자총(601)과 렌즈계(602)에 의해 구성된다)) 내지 주 배기 펌프(603)의 전원이나 제어 기판, 혹은 공냉용 팬 등을 포함해서 구성된다. 이상의 전자 현미경 본체(606) 및 제어계(613)는 모두 케이스(614) 내에 격납되어 있다.

전자 현미경 본체(606)는, 4개의 방진용 완충기(608)에 의해 지지된다. 여기서, 바닥판(611)에는, 적어도 4개의 개구 구멍(607)이 형성되고 있고, 상기 4개의 방진용 완충기(608)가 각각 통과돤다. 한편, 4개의 개구 구멍(607)의 하부에는 제2 다리부(609)가 각각 설치되고, 바닥판(611)과 나사 고정되어 있다. 제2 다리부(609)의 바닥에는, 제2 다리부 받침 부재(629)가 부착된다. 제2 다리부 받침 부재는, 진동의 영향을 경감할 수 있는 부재로 함으로써, 외부 진동의 영향을 받기 어렵게 할 수 있다.

본 실시예의 방진 구조의 특징은, 방진용 완충기(608)를 직접 바닥면과는 접촉시키지 않고, 바닥판(611)의 하면에 설치된 제2 다리부(609)에 고정한 점에 있다. 방진용 완충기(608)와 제2 다리부(609)의 고정면은, 당연히 바닥판(611)보다도 하측에 위치하므로, 방진용 완충기(608)를 바닥판(611)의 상면에서 고정하고 있던 종래 기술보다도 방진용 완충기(608)의 길이를 길게 할 수 있다. 본 실시예의 경우, 제2 다리부(609)의 내면에 오목부를 형성하고, 오목부의 내벽 면에 방진용 완충기(608)를 고정하고 있기 때문에, 오목부를 형성하지 않고 제2 다리부(609)의 상면에서 방진용 완충기(608)를 고정하는 것보다도, 제2 다리부(609)의 길이를 길게 취할 수 있다. 동시에, 제2 다리부(609)는 바닥판(611)에 고정되고, 또 방진용 완충기(608)도 바닥판(611)에 고정되어서 있기 때문에, 실시예 1과 같은 추종의 문제가 일어나는 일은 없다.

또한, 상기의 설명에서는, 제2 다리부(609)는 바닥판(611)과는 다른 부품으로서 구성해 나사로 고정하고 있지만, 프레스 등의 방법에 의해 바닥 판으로부터 제2 다리부를 쳐내는 것에 의해, 바닥판과 제2 다리부를 일체로 성형해도 본 실시예의 작용 효과를 발휘할 수 있는 것은 분명하다. 단, 진동원인 케이스(10)로부터 완전하지는 않더라도 분리할 수 있어, 내부 진동의 영향을 경감할 수 있는 효과가 발생하기 때문에, 제2 다리부(609)와 바닥판(611)은 별도의 부재로 구성하는 편이 낫다.

또한, 실시예 1과 마찬가지로, 본 실시예의 구조에서도 내부 진동은 설치면으로 분산되어 전파된다. 즉, 냉각 팬 등으로부터 발생하는 내부 진동은, 우선, 바닥판(611)로부터 제2 다리부(609)로 전파되고, 일부는 제2 다리부 받침 부재를 경유해서 바닥면으로 전파된다. 나머지가 방진용 완충기(608)로 전파되고, 방진용 완충기(608)에서 감쇠되고나서 상기 전자총(601), 렌즈계(602), 주 배기 펌프(603), 시료실(604) 및 시료 스테이지(605)를 포함하는 전자 현미경 본체(606)로 전파된다.

이것에 대하여, 도 3에 나타낸 종래의 탁상 현미경의 구조에서는, 전자 현미경 본체(303)를 탑재하는 댐퍼(313)는, 바닥판(312) 위에 고정되어 있다. 따라서, 냉각 팬 등으로부터 발생하는 내부 진동은, 바닥판(312)으로부터 댐퍼(313)를 통하여 전자 현미경 본체(303)로 전파되기 때문에, 본 실시예에서의 구조와 비교하여, 내부에서 발생하는 진동의 영향을 받기 쉬워진다. 따라서, 본 실시예의 구조에서는, 내부에서 발생하는 진동의 영향을 종래부터도 경감시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 전자 현미경 본체(606)를 바닥판(611)에 얹어놓았다고 상정한 때보다도, 방진용 완충기(608)와 전자 현미경 본체(606)의 고정면을 낮게 할 수 있다. 따라서, 장치 전체의 무게 중심 위치를 종래보다도 낮게 할 수 있다. 전자 현미경 본체(606)의 높이가 종래와 다르지 않는 것이라면, 케이스(614)의 높이 방향의 치수도, 방진용 완충기(608)와 전자 현미경 본체(606)의 고정면의 차분만큼 작게 할 수 있다.

본 실시예에 따른 방진 구조를 구비한 전자 현미경의 또 하나의 특징점으로서, 전자 현미경 본체를 지지하는 방진용 완충기와 바닥판을 지지하는 다리부가 동일한 지지점을 갖는 점을 들 수 있다. 도 7과 도 8에, 제1 다리부와 제2 다리부의 배치를 나타내는 상면도를 나타냈다. 도 7이 방진용 완충기와 바닥판을 지지하는 다리부가 동일한 지지점을 갖을 경우의 배치, 도 8이 갖지 않는 경우의 배치에 대응한다.

도 7에 있어서, 참조 번호 701이 나타내는 사각형은 바닥판을 나타내고, 해당 바닥 판(701) 위에, 전자총을 포함하는 전자 광학 컬럼과 시료실이 위치하고 있다. 도시되어 있지 않지만, 케이스는, 바닥판(701) 위에 고정되어 있다. 점선으로 나타내는 사각형(703)은 전자 현미경 본체의 저면(대부분 시료실)의 바닥판(701)에의 투영면을 나타낸다. 시료를 시료실에 반출 혹은 반입하는 시료 반입출면은, 시료실의 정면측(도 7의 지면 하측)에 설치되어 있다. 전자 광학 컬럼은 참조 번호 702의 위치에 존재한다. 제어계는, 바닥판(701) 위에서 전자 현미경 본체의 반대측에 배치되어 있다. 참조 번호 706은 냉각용 팬을 나타낸다. 사각형(705)은 제어 수단의 저면의 바닥판(701)에의 투영면이다. 주 배기 펌프는, 바닥판(701)의 대략 중심부근에 위치한다.

제어 수단의 투영면(705)의 내부에는, 바닥판(701)의 폭 방향에 걸쳐서 배치되는 한 쌍의 제1 다리부(708)가 한 세트 배치되어 있다. 마찬가지로 전자 현미경 본체의 투영면(703)의 내부에는, 한 쌍의 제2 다리부(707)가 2세트 배치되어 있다.

도 8의 경우, 바닥판(701)의 네 구석에 제1 다리부(708)와 제2 다리부(707)를 배치하고 있지만, 전자 현미경 본체의 하부에는 반드시 진동 흡수성을 갖는 지지 부재를 배치할 필요가 있고, 본 발명과 같이 방진용 완충기가 바닥판을 관통해서 설치면까지 연신하는 구조인 경우, 방진용 완충기와 다리부가 간섭하기 때문에, 도 8에 나타낸 바와 같이 시료실의 폭을 크게 취할 수 없다.

한편, 본 실시예의 경우, 도 6의 일점 쇄선으로 도시한 바와 같이, 방진용 완충기(608)와 제2 다리부(609)는 동축에 고정되어 있다. 즉, 방진용 완충기(608)가 하중을 받는 위치와 제2 다리부(60)가 하중을 받는 위치는 전자 현미경의 설치면 내에서 동일하다. 도 7로 말하면, 방진용 완충기(608)는 한 쌍의 제2 다리부(707)의 위치에 배치되고 있어, 방진용 완충기와 다리부가 간섭하는 일이 없다. 따라서, 도 8의 구조에 비교해서 시료실의 폭을 바닥판의 폭 끝까지 크게 할 수 있다.

또한, 실시예 1 내지 3으로 나타낸 각 실시예의 장치의 구성 요소에서는 전자 현미경 본체의 중량이 가장 무겁기 때문에, 바닥판면 내에서의 장치 전체의 무게 중심 위치는, 바닥판의 중심(도 7의 일점 쇄선의 교점)보다도 전자 현미경 본체측에 위치하고 있다. 그래서 각 실시예에서는, 바닥판을 지지하는 다리부의 수를, 제어계측보다도 전자 현미경 본체측에서 많게 하고 있다. 도 7의 예에서는, 한 쌍의 제1 다리부(708)를 제어계측에 1세트 배치하고, 한 쌍의 제2 다리부(707)를 전자 현미경 본체측에 2세트 배치하고 있다. 이에 의해, 바닥판(701)을 지지하는 각 다리부에의 하중을 평균화시키고 있다.

1, 201, 301, 601 : 전자총
2, 202, 302, 604 : 시료실
3, 203, 303, 602 : 렌즈계
4, 204, 304, 605 : 시료 스테이지
5, 205, 305, 606 : 전자 현미경 본체
9, 209, 309 : 메인 펌프
12, 312, 611, 701 : 바닥판
13, 14, 207, 211, 313, 314, 612 : 댐퍼
17 : 전자원
18 : 전자선
19 : 웨넬트 전극
20 : 애노드 전극
21 : 제1 크로스 오버
22 : 제1 컨덴서 렌즈
23 : 제2 컨덴서 렌즈
24 : 제2 크로스 오버
25 : 대물 렌즈
26 : 제3 크로스 오버
27 : 대물조리개
28 : 시료대
29 : 용수철
30, 32, 34 : 핀
31 : 판
33 : 장력
35 : 섀시
36 : 섀시에 설치된 구멍
106, 317, 616 : 다리부
107 : 바닥판의 상면
108 : 개구부
206 : 하중판
208 : 제1 가대
210 : 배관
212 : 모니터
213 : 제2 가대
214 : 제어부
215 : 컴퓨터
315, 613 : 제어계
316, 614 : 커버
500, 609 : 제2 다리부
501 : 플랜지
603, 704 : 주 배기 펌프
607 : 개구 구멍
608 : 방진용 완충기
610 : 케이스
615 : 제1 다리부
629 : 제2 다리부 받침 부재
702 : 전자총의 위치
703 : 주사 전자 현미경 본체의 바닥판에의 투영면
705 : 제어 수단의 바닥판에의 투영면
706 : 냉각용 팬의 위치
707 : 1쌍의 제2 다리부
708, 709 : 1쌍의 제1 다리부

Claims

전자 광학 컬럼과 시료실을 포함하는 주사 전자 현미경 본체와, 그 주사 전자 현미경 본체의 제어 수단이 동일한 케이스 내에 배치되는 주사 전자 현미경에 있어서,
상기 케이스, 상기 주사 전자 현미경 본체 및 상기 제어 수단의 하부에 배치된 바닥판과,
상기 바닥판의 상기 제어 수단측의 저면에 설치된 제1 다리부와,
상기 바닥판의 상기 주사 전자 현미경측에 형성된 개구와,
상기 주사 전자 현미경 본체의 저면에 고정되고, 또한 상기 개구를 관통하도록 배치되는 댐퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제1항에 있어서,
상기 댐퍼가 설치면에 대하여 직접 접촉하도록 구성된 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제1항에 있어서,
상기 개구의 하부에 설치된 제2 다리부를 구비하고,
상기 댐퍼가 제2 다리부의 내벽 면에 고정된 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제1항에 있어서,
상기 바닥판 내지 상기 케이스의 움직임에 상기 주사 전자 현미경 본체를 추종시키기 위한 추종 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제4항에 있어서,
상기 추종 기구는,
상기 댐퍼와 고정되고, 또한 상기 바닥판의 설치면측에 그 바닥판과는 이격해서 설치되는 판 부재와,
상기 판 부재와 바닥판 사이에 설치된 용수철과,
상기 용수철을 상기 바닥판의 저면 및 상기 판 부재의 표면에 고정하는 고정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제1항에 있어서,
상기 바닥판의 상면측에 설치되고, 또한 개구를 갖는 섀시와,
상기 시료실에 부착되고, 또한 상기 개구에 삽입된 핀을 구비한 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
전자 광학 컬럼과 시료실을 포함하는 주사 전자 현미경 본체와, 그 주사 전자 현미경 본체의 제어 수단이 동일한 케이스 내에 배치되는 주사 전자 현미경에 있어서,
상기 케이스, 상기 주사 전자 현미경 본체 및 상기 제어 수단의 하부에 배치된 바닥판과,
상기 바닥판의 상기 제어 수단측의 저면에 설치된 제1 다리부와,
상기 바닥판의 상기 주사 전자 현미경측의 저면에 설치된 제2 다리부와,
상기 주사 전자 현미경 본체의 저면에 고정되고, 또한 상기 제2 다리부와 동축에 고정된 댐퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제7항에 있어서,
상기 댐퍼가, 상기 바닥판에 형성된 관통 구멍을 통하여 상기 댐퍼의 내벽 면과 고정된 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제7항에 있어서,
상기 제2 다리부는, 상기 바닥판과는 다른 부재에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제7항에 있어서,
상기 제2 다리부는, 상기 바닥판과 일체로 성형된 부재인 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제7항에 있어서,
상기 제2 다리부의 저면에 설치된 받침 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제7항에 있어서,
상기 댐퍼는 상기 주사 전자 현미경 본체의 하면에 적어도 4개 배치되고,
상기 제1 다리부는, 상기 바닥판의 상기 제어 수단측 하면에 적어도 2개 배치되는 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
전자 광학 컬럼과 시료실을 포함하는 주사 전자 현미경 본체와, 그 주사 전자 현미경 본체의 제어 수단이 동일한 케이스 내에 배치되는 주사 전자 현미경에 있어서,
상기 케이스의 바닥판의 상기 제어 수단측의 저면에 복수의 다리부가 설치되고,
상기 바닥판의 상기 주사 전자 현미경측에 복수의 개구가 형성되고,
상기 주사 전자 현미경 본체의 하면에 고정된 복수의 댐퍼가, 상기 복수의 개구를 관통하도록 배치되고, 또한 바닥판의 다리부의 내벽 면에 고정되고,
또한, 상기 바닥판의 다리부의 수는, 상기 바닥판의 상기 주사 전자 현미경 본체 측에서 상기 제어 수단측보다도 많은 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
제13항에 있어서,
상기 복수의 댐퍼가 고정되는 바닥판의 다리부가, 바닥판과는 다른 부재에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.