JPH06176729A - 走査型電子顕微鏡およびその類似装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動の影響を最小限に防止できる走査型電子
顕微鏡およびその類似装置を提供する。 【構成】 対物レンズと試料ステージとを備えた走査型
電子顕微鏡およびその類似装置において、前記対物レン
ズと前記試料ステージとを一体化したことを特徴とする
走査型電子顕微鏡およびその類似装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、対物レンズと試料ス
テージとを備えた走査型電子顕微鏡およびその類似装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図４を参照して説明する。
従来の走査型電子顕微鏡では、一般に対物レンズ１と試
料ステージ２が試料室３に別々に離れた状態で取付けら
れている。すなわち、対物レンズ１が試料室３の上壁に
直接固定され、一方試料ステージ２は試料室３の側壁に
片持ち式に固定されている。

【０００３】電子顕微鏡は一般に振動に弱いため、きわ
めて微小な振動であっても試料像に揺らぎが生じ、解像
度や分解能が低下してしまう。振動は主に床面から電子
顕微鏡に伝わるが、試料室３が前述のような構成になっ
ているので、床面からの振動は試料室の壁面を介して試
料ステージ２と対物レンズ１に異なった形で伝達され
る。このため、試料４と対物レンズ１が異なる位相、変
位で振動することになる。その結果、電子ビーム５に対
して試料４が相対的な振動を行い、画像に揺らぎが生じ
てしまうのである。

【０００４】このため、試料室３と対物レンズ１の接触
面の剛性を高めたり、接触面を面当たりにしたり、また
試料ステージ２の自由端を反対側の側壁６に突っ張るよ
うに当接させて振動の影響を軽減する試みがなされてい
る。

【０００５】他方、除振台を設けて試料室３を床から隔
離し、これを防振することも一般に行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの防振
手段を設けても、特に低い周波数の振動を完全に除くこ
とは難しい。また、高性能の防振台を設けることはコス
ト高にもつながる。

【０００７】従って、従来は走査型電子顕微鏡の設置条
件がかなりきびしく、設置場所を自由に選定することが
できなかった。

【０００８】以上のような従来技術の問題点に鑑み、本
発明は振動の影響を最小限に防止して試料像の揺らぎが
生じないか最小限に抑制される走査型電子顕微鏡および
その類似装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、対物レンズ
と試料ステージとを備えた走査型電子顕微鏡およびその
類似装置において、前記対物レンズと前記試料ステージ
とを一体化したことを特徴とする走査型電子顕微鏡およ
びその類似装置を要旨としている。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１１】図１は本発明による走査型電子顕微鏡の試
料室付近を示す断面図、図２は図１の矢印Ａ方向から見
た断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図であ
る。

【００１２】走査型電子顕微鏡は、長筒状の筒体を有
し、筒体には電子銃、集束レンズ、走査コイル、非点補
正子等（いずれも図示せず）が適宜設けられるが、これ
らは通常の走査型電子顕微鏡と同様に構成できる。筒体
の下部には、試料を設定するための試料室３が気密に接
続されている。筒体と試料室３の中は排気系によって真
空にすることができる。

【００１３】試料室３の上壁３ａには開口が形成されて
いて、そこに対物レンズ１の保持手段例えばポールピー
ス２１が固定されている。ポールピース２１の外周縁部
が試料室３の上壁３ａに固定されている。図には示して
ないが、試料室３の上壁３ａとポールピース２１との間
に防振手段を設けるのが望ましい。

【００１４】ポールピース２１の外周縁部には４本の支
柱８が固定されていて、試料室３の上壁３ａの開口から
支柱８は垂直方向に下向きに伸びている。また、これら
４本の支柱８がポールピースの中心軸を中心として点対
称に配置されている。これにより更にポールピース２１
と一体性が保たれ、ポールピース２１と試料４の振動同
期性の効果が得られる。

【００１５】支柱８の下端には板形状の試料ステージベ
ース７が取付けられている。図示されている支柱８は円
柱形状をしているが、他の任意の形状にしてもよい。こ
れらの支柱８はそれ自体が剛体に構成されているだけで
なく、試料ステージベース７とポールピース２１に対し
て剛性的な固定関係に結合されている。つまり、支柱８
と試料ステージベース７とポールピース２１は全体的に
一つの剛体に構成されている。

【００１６】支柱８および試料ステージベース７は試料
室３の内壁面に非接触となるように配置されている。こ
のように、試料ステージベース７は試料室３の内壁面と
は離されており、剛体の支柱８を介してポールピース２
１に固定されているので、対物レンズ１から試料４への
振動伝達函数は非常に似かよったものになる。従って、
対物レンズ１と試料４はほぼ同期して振動する事にな
り、試料像が動くことなく、画像の揺らぎを生じない。

【００１７】試料ステージベース７にはＸ移動台１０と
Ｙ移動台１２が取付けられている。Ｙ移動台１２の上部
には試料４が設定してあり、これに電子ビーム５を照射
するようになっている。Ｘ移動台１０はガイドレール９
に案内され、送りネジ１３と駆動モータ１４によって、
Ｙ移動台１２と試料４をＸ方向に移動する。一方、Ｙ移
動台１２はガイドレール１１に案内され、送りネジ１５
と駆動モータ１６によって試料４をＹ方向に移動する。

【００１８】試料室３の側方には試料交換室１７が気密
に設けられている。試料交換室１７内には試料交換ベー
ス１９が固定してあり、その上に２本のガイドレール２
０が配置されている。

【００１９】試料４を交換する際には、モータ１４を動
かしてＸ移動台１０を試料交換室１７の方向に移動させ
る。Ｘ移動台は、ガイドレール９及び試料交換ベース１
９上のガイドレール２０に案内されて試料交換室１７に
移動する。

【００２０】試料交換室１７には、外部から試料４を交
換するための開閉自在の蓋１８が取付けてある。蓋１８
を開けて試料４を交換し、蓋１８を閉めた後Ｘ移動台を
反対方向に移動させ、試料４を対物レンズ１の下に移動
させる。

【００２１】なお、本発明は前述の実施例に限定されな
い。例えば、対物レンズは筒体の下部付近に固定しても
よく、その場合にも同様にして試料ステージを対物レン
ズに対して一体的に固定すればよい。また、支柱の本数
は４本に限らず何本でもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明の走査型電子顕微鏡およびその類
似装置においては、試料ステージと対物レンズを一体化
する構成になっているので、対物レンズに対する外部か
ら伝わる振動の影響を最小限に抑え、走査型電子顕微鏡
の解像度および分解能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による走査型電子顕微鏡の試料室付近を
示す断面図。

【図２】図１の矢印Ａ方向から見た断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図４】従来の走査型電子顕微鏡の試料室付近を示す断
面図。

【符号の説明】

１ 対物レンズ ２ 試料ステージ ３ 試料室 ４ 試料 ５ 電子ビーム ６ 試料室壁面 ７ 試料ステージベース ８ 支柱 ９ ガイドレール １０ Ｘ移動台 １１ ガイドレール １２ Ｙ移動台 １３ 送りネジ １４ 駆動モータ １５ 送りネジ １６ 駆動モータ １７ 試料交換室 １８ 蓋 １９ 試料交換ベース ２０ ガイドレール ２１ ポールピース◆

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズと試料ステージとを備えた走
   査型電子顕微鏡およびその類似装置において、前記対物
   レンズと前記試料ステージとを一体化したことを特徴と
   する走査型電子顕微鏡およびその類似装置。
2. 【請求項２】 前記対物レンズのポールピース外周縁部
   に支柱を設けたことを特徴とする請求項１に記載の走査
   型電子顕微鏡およびその類似装置。
3. 【請求項３】 ポールピースの中心軸を中心として点対
   称に少なくとも２対の支柱を配置したことを特徴とする
   請求項１または２に記載の走査型電子顕微鏡およびその
   類似装置。