JPH08111200A - 走査形電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】試料室１と、試料交換室２とを隔てる面に予備
排気用孔４を設け、試料交換室２の予備排気に試料室１
の真空を利用できるように構成し、予備排気用孔４の他
に、試料交換用の孔３，エアリーク用孔５とを一個のハ
ンドルの一連の操作で開閉可能なように構成する。 【効果】従来の試料交換に必要であった予備排気用ロー
タリポンプや排管，予備排気シーケンスに必要であった
真空ゲージ，電磁弁等も不要となり、コストを大幅に下
げることができる。また、試料交換が単純な操作，構成
でしかもより短時間での試料交換が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は走査形電子顕微鏡に係
り、特に、試料室と試料交換室とを隔てる面に予備排気
用の孔を設け、予備排気に試料室の真空を用いる走査形
電子顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の走査形電子顕微鏡は、一般に試料
交換室の予備排気に専用ロータリポンプを用いるか、低
真空観察可能な走査形電子顕微鏡では試料室を排気する
ロータリポンプを兼用して用いた。このような走査形電
子顕微鏡は、図３に示すものであり機能的には充分であ
るが、コスト的に高く、構成及び操作も複雑であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図３は、従来の一般的
な低真空観察可能な走査形電子顕微鏡の試料室部分の構
成を簡略に示したものである。試料交換室２は、試料室
１及び電子銃部１８を大気圧にせずに試料の交換を可能
とするもので、試料交換時間の短縮及び電子銃フィラメ
ント１８の長寿命化を図ることを可能とする。

【０００４】試料室が高真空の場合の試料交換の手順
は、まず観察終了した試料１６を取り出すため、試料交
換室の交換バルブ２６を閉じ、予備排気バルブ２５を開
けてロータリポンプ２３により試料交換室内を予備排気
する。このとき、低真空バルブ３０と、ニードルバルブ
２９は、試料室が高真空の場合は閉じたままで使用しな
い。真空ゲージ１９による真空確認後、予備排気バルブ
を閉じ、交換バルブを開けて交換棒１２を試料室内に挿
入して試料台と接続し、試料交換室内に試料を引き戻し
た後、交換バルブを閉じ、エアリークバルブ２４を開け
て交換室内を大気にして交換口１４を外して試料の交換
を行う。試料交換後、再び、試料交換室内を予備排気
し、真空確認後交換バルブを開けて試料を試料室内の観
察位置まで挿入する。このように、試料交換には各バル
ブの開閉，真空度確認等複雑な手順を必要とし、また構
成も複雑になるという問題がある。特に試料室内が低真
空の場合は試料室の真空度より交換室の真空度が下がる
のを防ぐため、予備排気時に真空ゲージ２８による試料
室の真空度と、真空ゲージ１９による試料交換室の真空
度が同じになるように、ニードルバルブ２２によって試
料交換室の真空度を調整する必要がある。これを自動で
行うには、ニードルバルブ２２を動かすモータ２０，真
空度比較のための比較回路２１等も必要となる。したが
って操作，構成共により複雑になりコスト的にも不利に
なる。更に、ロータリポンプから交換室までの排管やバ
ルブのコンダクタンスにより、試料交換室の予備排気に
時間がかかり、交換室の容量を大きくして大型試料の交
換を行うには、更に予備排気時間が長くなってしまう。

【０００５】本発明の目的は、試料室が低真空状態での
試料交換室を用いた試料交換の操作及び構成を単純化し
てコストダウンを図ると共に、更に大型試料でも短時間
で試料交換ができる走査形電子顕微鏡を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では試料室と交換室を隔てる面に予備排気用
の孔を設け、交換室の予備排気に試料室の真空度を利用
するように構成した。同時に予備排気孔と試料交換用の
孔，交換室をエアリークする孔とを一個のハンドルによ
る一連の操作で開閉できるようにした。

【０００７】

【作用】交換室の予備排気に試料室の真空を利用するこ
とにより、予備排気用のロータリポンプまたはロータリ
ポンプからの排管が不要となる。さらに試料室が低真空
状態である場合、交換室の真空度を測定，調整するため
の真空ゲージ，ニードルバルブ，調整回路等も不要とな
る。また、交換室の予備排気，エアリークの状態を一個
のハンドルにより一連の操作で可能なバルブを構成する
ことにより、エアリークバルブ等も不要となり、従来装
置より機能的に低下することなく、コスト的に有利とな
る走査形電子顕微鏡を提供することができる。

【０００８】

【実施例】本発明により構成した走査形電子顕微鏡の一
実施例における試料交換室部の縦方向断面を図１に、図
１のＡ−Ａ断面を図２に示す。試料室と試料交換室２の
間に、試料室と試料交換室をつなぐ交換用孔３，予備排
気用孔４を備え、かつ試料交換室と大気をつなぐエアリ
ーク用孔５を備えた交換ベース６を設け、それぞれの孔
の周囲にＯリング１７を介在して、回転軸７を中心とし
て回転可能な回転バルブ８を設ける。この回転バルブを
回転ハンドル１３で回転させることにより、回転バルブ
上の交換窓９が予備排気位置１０を通り、エアリーク位
置１１まで回転可能となっている。また、予備排気用孔
の径は、試料室，試料交換室の容量比等によって予備排
気時の試料室の真空度変化に影響するため、試料室の圧
力上昇を最少限にし、最適なコンダクタンスとなるよう
な径とする。または、試料室の真空度が高真空，低真空
のときそれぞれに応じた径のものに交換あるいは変えら
れるものにする。

【０００９】試料の交換方法は、観察の終わった試料１
６を交換棒１２で交換室まで引き戻し、回転ハンドルを
時計方向に回し、交換窓がエアリーク位置にすると交換
室がエアリークされ、交換口１４を外して試料交換を行
う。新しい試料を交換室にセットし、回転ハンドルを反
時計方向に回し、予備排気位置にして数秒〜１０秒程度
待って交換位置まで回し、試料を試料室に挿入する。

【００１０】このように試料交換室を用いての試料交換
が簡易な操作で、短時間に行うことが可能となり、予備
排気専用のロータリポンプまたはロータリポンプ切換え
のための排管３１やバルブ２５，真空ゲージ１９，エア
リークバルブ２４，ニードルバルブ２２等が不要となる
ため、コスト的に非常に効果が大きい。また、交換室を
大きくすることによる、大型試料への対応も低コストで
実現できる。

【００１１】本実施例では、回転バルブを用いて説明し
ているが、ゲートバルブ等の他のバルブ方式であって
も、試料室の真空を予備排気に用いることは可能であ
る。また、高真空状態，低真空状態共に観察可能な走査
形電子顕微鏡では、高真空観察時も、試料交換時にマイ
クロスイッチ１５等の信号によって一時的に試料室内を
低真空状態に切換え、試料交換後再び高真空状態に戻す
ように構成することにより、高真空，低真空兼用の試料
交換が可能となる。

【００１２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下のような効果を奏する。

【００１３】試料室と交換室の間に予備排気用の孔を設
け、交換室の予備排気に試料室の真空を用いることによ
り従来の試料交換に必要だった予備排気用のロータリポ
ンプが不要になり、また予備排気のシーケンスに伴う電
磁弁，真空計等も不要となる。従って、コストを大幅に
下げることができる。特に従来方式では大幅にコストが
かかった、試料室が低真空状態時における交換室を用い
た試料の交換が、単純な操作，構成でしかも極短時間で
の交換が実現可能となる。よって、数多くの試料を短時
間の内に迅速に観察することができ、さらに電子銃部は
常に高真空状態に保たれるため、フィラメントの高寿命
化も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置の縦方向の断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】従来例を示すブロック図。

【符号の説明】

１…試料室、２…試料交換室、３…交換用孔、４…予備
排気用孔、５…エアリーク用孔、６…交換ベース、７…
回転軸、８…回転バルブ、９…交換窓、１２…交換棒、
１４…交換口、１６…試料、１７…Ｏリング。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子レンズ下部にオリフィスを備え、試料
   室のみを低真空状態にしての観察を可能とした走査形電
   子顕微鏡において、前記試料室に隣接して設けた試料交
   換室の、前記試料室と前記試料交換室とを隔てる面に予
   備排気用の孔を設けて、前記試料交換室の予備排気に前
   記試料室の真空を利用することを特徴とする走査形電子
   顕微鏡。
2. 【請求項２】請求項１において、前記予備排気用孔と、
   試料交換用の孔，前記交換室をエアリークする孔とを一
   個のハンドルの一連の操作で開閉可能なように構成した
   走査形電子顕微鏡。
3. 【請求項３】請求項１において、前記試料室内が高真空
   状態の時に、前記試料交換室の操作と連動したマイクロ
   スイッチにより、前記試料室を自動的に低真空に切換え
   る走査形電子顕微鏡。