JPH0228604Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電子顕微鏡に組込まれる試料冷却装
置の改良に関する。

電子顕微鏡においては、電子線経路の周囲空間
を充分に排気しておくことが重要で、排気が不充
分で水やハイドロカーボン等の残留ガス分子が存
在すると、電子線照射に基づく化学反応から電子
線経路周辺の部材表面に導電性の悪い汚染物質を
付着させる。この汚染現象は部材の温度が低い程
著しくなる傾向があるので、試料を冷却した状態
で電子顕微鏡像を観察する場合には、試料の近傍
に充分冷却したフインを配置して試料近傍の多く
のガス分子を付着させ、試料に付着する汚染物を
少くする等の対策が不可欠となる。

第１図は、所謂サイドエントリー型と称される
電子顕微鏡用の試料装置に試料冷却装置を組込ん
だ装置とその周辺を示す略図である。図中、１は
対物レンズのヨークを示し、２及び３は夫々レン
ズ磁場を発生するための上下磁極片を示してい
る。上下磁極片の間隔を正確に設定するためのス
ペーサ４の側面には穴が穿たれており、該穴を通
してレンズ光軸Ｚと垂直な方向から棒状部材５
と、その受け部材６が貫通している。棒状部材５
がヨーク１を貫通する部分５ａには磁極間隙内に
設置される部材の先端部Ｔを支点として上下、左
右に移動させたり、受け部材６の方向へ伸縮させ
たりするための移動機構が組込まれている。棒状
部材５が光軸Ｚと交差する部分には観察試料（図
示せず）が設置されており、該試料は棒状部材５
内部に設けられた熱伝導棒（図示せず）や網線７
を介して真空外に設置された冷却槽８に接続され
ている。磁極片近傍には内側冷却トラツプ９と外
側冷却トラツプ１０が絶縁物を介して配置されて
おり、各トラツプは網線１１及び１２によつて前
記冷却槽８に接続されている。このように従来の
試料冷却装置は、狭い空間に種々の部材を取付け
なければならないため、装置を組込んだり取外す
操作が面倒なだけでなく、試料と冷却トラツプの
距離が相当に離れているため冷却トラツプの効果
が充分に発揮されないという欠点があつた。

本考案は、このような問題を解決して簡単な構
造で試料近傍に冷却部材を配置できるようにする
ことを目的とするもので、対物レンズを構成する
磁極片の間隙内における所定位置へレンズ光軸と
垂直な方向から挿入される棒状部材５を備え、該
棒状部材は該棒状部材に沿つて伸びた外筒又は一
対の平行なアームａ１，ａ２を有し、前記棒状部
材の先端において前記両アーム間に両アームと非
接触で配置されるように試料台１３を熱絶縁物１
５を介して両アームに取り付け、前記棒状部材に
沿つて両アームの間隙に両アームと非接触に熱伝
導部材１４を取り付け、該熱伝導部材の一端を前
記試料台に接続すると共に他端を冷却源に接続
し、両アームの略内側に入る大きさを有し試料台
及び熱伝導部材の両者を覆う筒状キヤツプをこれ
ら両者に非接触で且つ前記両アームとも非接触に
なるように熱絶縁物を介して両アームに取り付
け、該筒状キヤツプが前記試料台の温度と両アー
ムの温度との間の温度に冷却されるように筒状キ
ヤツプを熱伝導部材を介して前記冷却源に接続
し、該筒状キヤツプに電子線通過孔を設けたこと
を特徴とする。

本考案装置は、第１図に示される従来装置と比
較して内側トラツプ９や外側トラツプ１０を設け
る代わりに、或いはこれらの冷却手段に付加して
棒状部材５の内部に冷却トラツプとして機能する
部材を組込んだことを特徴とするもので、その棒
状部材の軸心Ａに沿つた断面図を第２図に、第２
図中のBB断面図を第３図に示す。

第２図及び第３図において、５ｂは棒状部材５
の電子線光軸Ｚ側の端部を示している。棒状部材
５は棒状部材５に沿つて伸びた一対の平行なアー
ムａ１，ａ２を有している。棒状部材５の先端に
おいて前記両アームａ１，ａ２間に両アームと非
接触で配置されるように試料台１３が止めネジ１
５によつて両アームａ１，ａ２に取り付けられて
いる。止めネジ１５は両アームａ１，ａ２から試
料への熱流入を防ぐため、熱絶縁性の高い物質か
らなつている。試料台１３には、その電子線通過
孔１３ａの周囲に試料（図示せず）を載置する機
構が形成されている。前記棒状部材５に沿つて両
アームａ１，ａ２の間隙に、しかも両アームと非
接触に、熱伝導部材１４が止めネジ１５により両
アームａ１，ａ２に取り付けられている。試料台
１３と熱伝導棒１４の一端とは銅製の薄板１６を
介して接続されている。この薄板１６は熱伸縮を
吸収するためのものである。熱伝導棒１４の他端
は真空外に設けられた冷却槽と接続されており、
冷却槽によつて試料ホルダー１３に保持された試
料が所定の低温に冷却される。１７は試料台１３
及び熱伝導棒１４の両者を覆うための筒状キヤツ
プであり、筒状キヤツプは両アームの略内側に入
る大きさを有している。即ち、両アームの内側の
幅Ｗより狭い幅を有し、且つ光軸方向の幅は両ア
ームの厚みＴを越えないか越えても僅かに越える
程度になつている。この筒状キヤツプは１７は試
料台１３及び熱伝導棒１４の両者に非接触で且つ
前記両アームａ１，ａ２とも非接触になるように
止めネジ１５により両アームａ１，ａ２に取り付
けられている。第４図は筒状キヤツプの立体図で
あり、側面に穿たれた６つの穴１８は止めネジ１
５を貫通させるためのものであり、上下に穿たれ
た２個の穴１９は電子線を通過させるためのもの
である。筒状キヤツプ１７の開口側端部１７ｂは
可撓性の熱伝導部材によつて熱伝導棒１４と接続
されている。

上述した構造の装置において、試料台１３が両
アームａ１，ａ２と非接触になるように、試料台
１３が熱絶縁物製の止めネジ１５を介して両アー
ムａ１，ａ２に取り付けられており、且つ筒状キ
ヤツプ１７は試料台１３及び熱伝導棒１４の両者
に非接触で且つ前記両アームとも非接触になるよ
うに止めネジ１５を介して両アームａ１，ａ２に
取り付けられているため、両アームａ１，ａ２及
び試料台１３及びキヤツプ１７の三者間は相互に
熱的に充分絶縁されることになる。更に、試料台
１３は熱伝導棒１４を介して冷却槽に接続されて
いるため、試料台１３に載置された試料は、液体
窒素温度に比較的近い温度まで冷却される。一
方、筒状キヤツプ１７の開口側端部１７ｂは可撓
性の熱伝導部材によつて熱伝導棒１４に接続され
ており、又、筒状キヤツプ１７からの放射熱は試
料台及び熱伝導棒１４によつて吸収されるため、
筒状キヤツプ１７は、試料ほど冷却されないが、
室温に近い両アームａ１，ａ２よりはるかに低い
温度に冷却される。そのため、試料を極めて低い
温度に冷却する試料冷却装置の機能を維持しつ
つ、筒状キヤツプ１７は冷却トラツプとして役割
を果たし、試料近傍の空空間に飛来した汚染粒子
は筒状キヤツプにより効果的にトラツプされる。
この場合、冷却トラツプとして機能する筒状トラ
ツプは両アームａ１，ａ２の内側に配置されるた
わ、構造が簡単でコンパクトとなる。又、従来の
内側劣却トラツプ９や外側冷却トラツプ１０に比
較して、筒状トラツプは大幅に試料に接近して配
置されると共に、試料をあらゆる方向から（電子
線の通過方向のみ除いて）覆つているため、その
試料汚染防止の効果は極めて大きなものとなる。
又、試料台１３をあらゆる方向から覆う筒状キヤ
ツプ１７が熱シールド部材としての役割をも果た
すため、試料に対する冷却効率が向上する。

尚、上述した実施例は本考案の一実施例に過ぎ
ず、変形して実施することができる。

例えば上述した実施例においては、筒状キヤツ
プ１７の開口側端部１７ｂを可撓性の熱伝導部材
によつて熱伝導棒１４と接続するようにしたが、
筒状キヤツプが前記試料台の温度と両アームの温
度との間の温度に冷却されるようにするため、可
撓性のある銅線などにより直接劣却槽に接続する
ようにしても良い。

以上述べたように、本考案の装置においては、
前記棒状部材の先端において前記両アーム間に両
アームと非接触で配置できるように試料台１３を
熱絶縁物１５を介して両アームに取り付け、前記
棒状部材に沿つて両アームの間隙に両アームと非
接触に熱伝導部材１４を取り付け、該熱伝導部材
の一端を前記試料台に接続すると共に他端を冷却
源に接続し、両アームの略内側に入る大きさを有
し試料台及び熱伝導部材の両者を覆う筒状キヤツ
プをこれら両者に非接触で且つ前記両アームとも
非接触になるように熱絶縁物を介して両アームに
取り付けたため、構造が簡単でコンパクトな汚染
防止機構を備えた電子顕微鏡用試料冷却装置が提
供される。又、筒状トラツプは大幅に試料に接近
して配置されると共に、試料をあらゆる方向から
（電子線の通過方向のみ除いて）覆つているため、
その試料汚染防止の効果は極めて大きなものとな
る。又、試料台をあらゆる方向から覆う筒状キヤ
ツプが熱シールド部材としての役割をも果たすた
め、試料に対する冷却効率を向上しえる電子顕微
鏡用試料冷却装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の試料冷却装置を示す略図、第２
図乃至第４図は夫々本考案の一実施例装置におけ
る要部を説明するための略図である。 １：対物レンズヨーク、２，３：磁極片、４：
スペーサー、５：棒状部材、ａ１，ａ２：アー
ム、６：受け部材、７，１１，１２：網線、８：
冷却槽、９：内側冷却トラツプ、１０：外側冷却
トラツプ、１３：試料台、１４：熱伝導棒、１
５：止めネジ、１７：筒状キヤツプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 対物レンズを構成する磁極片の間隙内における
   所定位置へレンズ光軸と垂直な方向から挿入され
   る棒状部材５を備え、該棒状部材は該棒状部材に
   沿つて伸びた外筒又は一対の平行なアームａ１，
   ａ２を有し、前記棒状部材の先端において前記両
   アーム間に両アームと非接触で配置されるように
   試料台１３を熱絶縁物１５を介して両アームに取
   り付け、前記棒状部材に沿つて両アームの間隙に
   両アームと非接触に熱伝導部材１４を取り付け、
   該熱伝導部材の一端を前記試料台に接続すると共
   に他端を冷却源に接続し、両アームの略内側に入
   る大きさを有し試料台及び熱伝導部材の両者を覆
   う筒状キヤツプをこれら両者に非接触で且つ前記
   両アームとも非接触になるように熱絶縁物を介し
   て両アームに取り付け、該筒状キヤツプが前記試
   料台の温度と両アームの温度との間の温度に冷却
   されるように筒状キヤツプを熱伝導部材を介して
   前記冷却源に接続し、該筒状キヤツプに電子線通
   過孔を設けたことを特徴とする電子顕微鏡用試料
   冷却装置。