JPH0722037Y2

JPH0722037Y2 - 走査型電子顕微鏡

Info

Publication number: JPH0722037Y2
Application number: JP324583U
Authority: JP
Inventors: 繁鈴木
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1983-01-17
Filing date: 1983-01-17
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 1998-01-17
Also published as: JPS59110952U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、走査型電子顕微鏡、特に試料室の構造を無駄
なく、しかも強固にした走査型電子顕微鏡に関するもの
である。

従来この種の走査型電子顕微鏡としては、例えば第１図
及び第２図に示すようなものである。これは、電子銃、
集束レンズ、対物レンズ等を組込んだ鏡筒１と、鏡筒１
を下側から支持すると共に内部に試料５を載置する試料
台６及びこれを作動させる操作機構７を組込んだ試料室
２そして試料から発生する二次電子線を検出する二次電
子検出器４とから成る。試料室２はパネル材を溶接等の
手段で接合させた矩形の筺体から成り、ベース部17に取
付け固定されている。試料台６及び操作機構７は、板状
の蓋体21に一体的に取付けられ支持枠体８によつて、鏡
筒１の直下部に回転可能に支持されている。そして操作
機構７は、試料台６を水平面内の一方向（Ｘ線方向とす
る）に移動させるため、試料台６に設けた連結部材９に
ねじ係合するＸ動ねじ棒10を有する第１のガイドフレー
ム11と、この第１のガイドフレーム11にＹ動ねじ棒12を
介して連結され、試料台６と第１のガイドフレーム11と
をＸ軸方向とは直角のＹ軸方向へ移動させる第２のガイ
ドフレーム13とから成る。また、この操作機構７を支持
する支持枠体８にはつまみ部14が設けられて当該支持枠
体８を回転させ、試料傾斜を行わせる一方、Ｘ動ねじ棒
10にはＸ動つまみ15、Ｙ動ねじ棒12にはＹ動つまみ16が
それぞれ連結され、試料５をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移
動させる際に回転操作する様になつている。

しかしながら、このような従来の走査型電子顕微鏡にあ
つては、試料室２が矩形状の筺体から構成されているの
に対し、試料５はＸ軸及びＹ軸の平面運動のみならず傾
斜回転運動を行うため、この傾斜回転運動を考慮して試
料室２の室内スペースを採ると、当該試料室２の上部及
び下部の隅に無駄なスペースが出来てしまい、特にICウ
エハー等の大型試料を観察する走査型電子顕微鏡にあつ
ては試料室が不必要な大型化するという問題があつた。

本考案は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、その目的は、試料室の室内空間を有効に活用出
来るようにした走査型電子顕微鏡を提供することによ
り、上記従来の問題点を解決することである。

そして、本考案は、電子線軸に直交する試料傾斜軸とほ
ぼ一致した軸を有し、該軸に対し直角方向に最大に試料
を移動させた場合の、試料台の一端から他端までの距離
を最小の内径とし、上記軸方向に試料を移動させた場合
の試料台の一端から他端までを最小の内長さとする円筒
形の試料室を有する走査型電子顕微鏡にある。

以下、本考案の実施例を添付の図面を参照して詳細に説
明する。

第３図乃至第６図は本考案の一実施例を示す図である。
この実施例に係る走査型電子顕微鏡は、鏡筒１と、鏡筒
１を支持すると共に内部に試料５を載置すに試料台６及
びこれらを作動する試料操作機構25を組込んだ試料室20
とを有する点については上記従来の走査型電子顕微鏡と
基本的に同様な構成を有する。しかし、従来と異なり、
試料室20は円筒形の筺体から構成され、その長手方向
（便宜上、これをＸ軸方向とする）両端部は一体成形又
は板状の蓋体21を当該蓋体21に設けた掛金具23と試料室
20本体に設けた止め部22とをねじ24結合することによつ
て密閉して成る。この試料室20は取付部材によつてベー
ス部17に固定取付けされている一方、その長手方向端
面、例えば蓋体21には試料操作機構25を可動支持するた
めの支持筒18が一体的に取付けられている。

試料操作機構25は、試料室20の蓋体21に設けられた支持
筒18に回転可能に保持され試料５の傾斜調整を行う試料
傾斜部材26と、試料傾斜部材26に全体を支持された試料
ステージ機構27と、この試料ステージ機構27を作動させ
る駆動機構28と、駆動機構28と試料ステージ機構27との
間に介装され双方の機構を作動連結している伝動機構29
とから成る。

試料傾斜部材26は、支持筒18にシール部材36を介して密
封支持され且つ電子線軸O₂に直交する軸線O₁を中心にし
て回転可能に嵌合する軸体30と、軸体30の先端部分に一
体的に設けられた平面略矩形状のフレーム体から成る受
部31と、軸体30の基端部にフランジ状に形成された傾斜
つまみ32とを有する。そして操作者が操作つまみ部32を
つかんで回転させれば、試料傾斜部材26は軸体30の部分
において軸線O₁を中心にして回転することが出来る。ま
た、軸体30には、その先端部分から基端方向中間位置ま
で中空の腔33が穿設され、るた腔33から軸体30基端面ま
では第１の支持孔34及び第２の支持孔35が貫通して形成
されている。

試料ステージ機構27は、試料傾斜部材26の受部31にＸ軸
方向に延びて取付けられ且つ互いに所定の間隔をあけて
平行に設置された一対の支持シヤフト37,38と、当該支
持シヤフト37,38が貫通して摺動可能に支持された平面
略矩形状のＸ動フレーム39と、当該Ｘ動フレーム39内に
おいて上記支持シヤフト37,38に対して略直角の方向
（Ｘ軸方向に対してＹ軸方向とする）に延びて取付けら
れ且つ所定の間隔をあけて平行に設置された一対のシヤ
フト40,41と、当該シヤフト40,41が貫通して摺動可能に
支持されたＹ動体42と、Ｙ動体42上に固定設置された試
料台６とから成り、試料室20内において試料傾斜部材26
の軸線O₁と試料５面とが一致して、上記軸線O₁が試料傾
斜軸線（以下、O₁を試料傾斜軸線とする）になる様な高
さ位置に配置されている。Ｘ動フレーム39には、試料傾
斜部材26側の側部から当該試料傾斜部材26へ向けて延び
る腕部43が突設されており、その先端部分には板状の受
部材44が直立固定されている。この受部材44は、試料傾
斜部材26に穿設された腔33内に緩く嵌り、この腔33内を
自由に摺動することが出来る。したがつて、受部材44を
押したり引いたりすれば、Ｘ動フレーム39が支持シヤフ
ト37,38に沿つて摺動し、試料ステージ機構27はＸ軸方
向へ移動する。また、Ｙ動体42の裏面にはＹ軸方向に延
びるラツク部材45が固定取付けされており、このラツク
部材45にピニオンを噛合させて作動させればこれに従動
してＹ動体42がシヤフト40,41に沿つて摺動し、試料ス
テージ機構27はＹ軸方向へ移動する。

工藤機構28は、試料傾斜部材26の軸体30に開設した第１
の支持孔34内にシール部材47の介在の下に回転可能に配
置されたＸ動シヤフト46と、同じく軸体30に開設した第
２の支持孔35内にシール部材49の介在の下に回転可能に
配置されたＹ動シヤフト48とから成る。Ｙ動シヤフト46
にはシヤフト内部に軸方向に延びる中空孔50が穿設され
ている一方、当該シヤフト先端部には中空孔50よりやや
小径のめねじ部51が設けられ、またシヤフト基端部には
Ｘ動つまみ52が設けられている。そして、Ｘ動シヤフト
46の軸体30に支持された部分外周面には、段状に切落さ
れた小径部を形成することによつて長手方向に所定の間
隔をおいて対向するフランジ部53,54が形成され、これ
らのフランジ部53、54を軸体30に係止させることにより
Ｘ動シヤフト46をＸ動方向に固定している。また、Ｘ動
シヤフト46のねじ部51には、一端が試料ステージ機構27
の受部材44に固定され且つＸ軸方向に延びるＸ動雄ねじ
55が螺合されている。

他方、Ｙ動シヤフト48は、，試料傾斜部材26の軸体30を
貫通すると共に、その先端は受部材44をも貫通して延び
ている。このため、受部材44の所定の位置にはＹ動シヤ
フト48を遊嵌させるための通孔56が貫設してある。そし
て、Ｙ動シヤフト48にはシヤフト先端から基端方向へ所
定の長さだけ軸方向へ延びる中空孔57が穿設されると共
に、その長手方向にスリツト溝58が切欠形成され、また
シヤフト基端部にはＹ動つまみ59が設けられている。そ
して、Ｙ動シヤフト48の基端部近くには小径部48aが段
状に形成され、この小径部48aにて軸体30に係止させる
ことにより、Ｙ動シヤフト48をＸ軸方向に固定してい
る。また、Ｙ動シヤフト48の中空孔57には、ピン61を立
設した連設シヤフト60の一端側がスラスト運動可能に挿
入され、ピン61をスリツト溝58に係合させることにより
Ｙ動シヤフト48と連結シヤフト60とが作動係合してい
る。連結シヤフト60の他端は、Ｘ動フレーム39に固定さ
れると共にその側部を貫通してＹ動体42下側まで延び、
その先端にはラツク45に噛合するピニオン62が固定され
てラツク・アンド・ピニオン機構を成している。そし
て、上記Ｘ動雄ねじ55と連結シヤフト60、及びピニオン
62によつて伝動機構29を構成している。

かかる構成を有するため、いま操作者がＸ動つまみ52を
つまんでＹ動シヤフト46を回転させると、ねじ部51の部
分にてＸ動シヤフト46とＸ動雄ねじ55との間でねじ送り
作用が働き、これによつて受部材44が進退して試料５を
Ｘ軸方向へ、試料室20の軸方向前端から後端まで移動さ
せる。このとき、Ｙ動シヤフト48についてみると、当該
Ｙ動シヤフト48は受部材44の通孔56に遊嵌し、且つ連結
シヤフト60はＹ動シヤフト48の中空孔57内でスラスト運
動するから、Ｙ動シヤフト48が試料５のＸ動を妨げるこ
とはない。

また一方、操作者がＹ動つまみ59をつまんでＹ動シヤフ
ト48を回転させると、この回転はピン61を介して連結シ
ヤフト60に伝達され、ピニオン62を連結シヤフト60と共
に回転させる。よつて、連結シヤフト60とＹ動体42との
間ではラツク45とピニオン62とを介して送り作用が働
き、試料５を、試料室20の軸に対して略直交するＹ軸方
向へ一側端から他側端まで移動させる。

さらにまた、操作者が傾斜つまみ32をつまんで回すと、
試料傾斜部材26は試料傾斜軸線O₁を中心として回転し、
試料５を傾斜させる。この試料５の傾斜動に伴い、試料
５のＹ軸方向両側端は円弧を描いて運動するから、試料
室20を、試料５のＹ軸方向へ最大に移動させた場合の一
端から他端までの長さが内直径となる円筒構造とし、且
つこの円筒の軸線を試料傾斜軸線O₁に一致させれば、試
料傾斜に対して最も無駄のない有効スペースとすること
ができる。また一方、試料５をＸ軸方向へ最大に移動さ
せた場合の一端から他端までの長さを試料室20の内長さ
寸法とすれば、前記同様試料室20のスペースの有効利用
を図ることができる。なお、このような、試料５をＸ軸
方向又はＹ軸方向へ最大に移動させたときの一端から他
端までの長さは、それぞれの方向の試料５の長さ寸法の
約２倍の長さとして捉えることもできる。

以上説明したように、本考案によれば、走査型電子顕微
鏡の試料室を試料傾斜軸線とほぼ一致した軸を有する円
筒形状とし、且つその内直径は、試料を直径方向に最大
に動かした場合の当該試料の端から端までの距離に設定
する一方、試料室の軸方向の内長さ寸法は、試料を軸方
向に最大に動かした場合の当該試料の端から端までの距
離に設定したため、走査型電子顕微鏡における試料室の
スペースが大幅に小型化できた。特に外観を見た場合に
受ける感じは、同じ試料移動寸法を持つ角型の試料室と
比較して、見る角度によつては70パーセント（角型の方
が▲√▼倍に見える）程度に抑えられるため、非常に
小さく見える。また、試料室が小型化したことから、そ
の内容積の角型のものに対して3/4程度となり、試料室
内を真空状態にするための排気時間の短縮を図ることが
出来る。更にまた、試料室を円筒形にすることにより、
外圧に対する強度が増大するから従来における如き角型
のものに比べて小さな肉厚であつても同程度の強度を発
揮することが出来る等種々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の試料室を備えた走査型電子顕微鏡の一例
を示す斜視図、第２図は従来の走査型電子顕微鏡の試料
室の内部構造を概略的に示す断面図、第３図は本考案の
一実施例に係る走査型電子顕微鏡の斜視図、第４図は上
記実施例における試料室の内部構造を示す第３図中IV−
IV線における断面図、第５図は上記実施例における試料
室の内部構造を示す第４図中Ｖ−Ｖ線における断面図、
第６図は上記実施例における試料室の内部構造を示す底
面図である。１…鏡筒、2,20…試料室５…試料、６…試料台 21…蓋体、25…試料操作機構 26…試料傾斜部材、27…試料ステージ機構 28…駆動機構、29…伝動機構 O₁…試料傾斜軸線、O₂…電子軸線

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電子線軸に直交する試料傾斜軸とほぼ一致
した軸を有し、該軸に対し直角方向に最大に試料を移動
させた場合の、試料台の一端から他端までの距離を最小
の内径とし、上記軸方向に最大に試料を移動させた場合
の試料台の一端から他端までを最小の内長さとする円筒
形の試料室を有する走査型電子顕微鏡。