JPS6220663B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は試料の近傍に不活性ガスと酸素ガスと
の混合ガスを導入した状態で、グロー放電を発生
させることにより試料近傍におかれた部材に付着
した有機物あるいは有機ガス分子等の汚染物を取
除くように構成した電子顕微鏡及び類似装置に関
するものである。

［従来の技術］ 一般に電子顕微鏡等における試料汚染は、試料
近辺の残留ガス中の有機ガス分子が電子ビーム照
射を受け固形化されて試料表面に堆積することに
より生じると考えられている。かかる試料汚染を
防止するために、従来においては試料筒の上下に
冷却体を設置し、試料近辺の有機ガス分子を吸着
する装置が広く使用されている。

しかしながら斯様な装置は、有機ガス分子の発
生源をとめるのではなく、あくまでも冷却体近辺
の有機ガス分子だけを吸着するものであるため、
試料に一番近い対物レンズ上磁極や試料筒の表面
から放出された有機ガス分子が試料に付着し、そ
れによつて試料が汚染されるのを防止することは
できない。

そこで、これらの不都合を解決するために、対
物レンズの上磁極と下磁極との間に電極を設置す
ると共に、前記各磁極近傍に不活性ガスを導入
し、電極と各磁極間に交流電圧を印加してグロー
放電を発生させることにより対物レンズの上磁極
や試料筒表面等に付着している有機ガス分子等の
汚染物を取除くことが考えられる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、対物レンズの上磁極と下磁極との間に
は、上記冷却体や対物レンズの絞り板が設置して
あり、その上に新たにグロー放電用の電極を挿入
することは上磁極と下磁極との間隔を広げること
になり、それによつて分解能の低下を招くことか
らあまり好ましくない。

そこで、本発明はこのような点に鑑みてなされ
たものであり、対物レンズの上磁極と下磁極間を
広げることなく、前記汚染物を効果的に除くこと
のできる電子顕微鏡及び類似装置を提供すること
を目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は対物レン
ズの上下磁極の間に挿入される試料汚染防止用冷
却体を接地電位にある前記上下磁極その他の周囲
部材から電気的に絶縁する手段、前記対物レンズ
上下磁極間へ不活性ガス或は不活性ガスと酸素ガ
スとの混合ガスを導入する手段、前記冷却体と接
地電位間にグロー放電用の電位差を与える電源、
及び前記冷却体を電源に接続するか或は接地する
かを選択するための手段を具備することを特徴と
するものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図であ
り、図中１は対物レンズで、上磁極２と下磁極３
とを非磁性体製スペーサー４により一体化した磁
極片とヨーク５と磁励コイル６とから構成されて
いる。

７はこの対物レンズの上方に設けられた試料室
で、内部に試料ステージ８が移動可能におかれて
おり、この試料ステージの光軸部分には試料（図
示せず）を保持した試料筒９が着脱自在に嵌挿さ
れている。

１０及び１１は試料筒９の上下におかれた試料
汚染防止用冷却体で、光軸部分に電子線通過可能
な穴１２ａ，１２ｂが形成してあり、この両冷却
体は夫々試料室及びヨーク側壁を貫通して冷却槽
１３に固定されている。この冷却槽内に例えば液
体窒素の冷媒１４を導入し、それによつて冷却体
１０，１１を冷却することにより試料近傍の有機
ガス分子を吸着する。前記冷却槽１３は断熱体
（電気的絶縁を兼ねる）１５ａ，１５ｂを介して
外槽１６内に保持されており、この外槽はフラン
ジ１７ａ，１７ｂを介して前記試料室１側壁に固
定されている。これにより前記両冷却体（冷却
槽）は試料室に対して電気的に絶縁される。

１８は放電用交流電源（直流電源でもよい）
で、一端はアースされ、他端は切換スイツチＳを
介して冷却槽１３に接続されている。

１９は不活性ガスと少量の酸素ガスとを混合し
た混合ガス（不活性ガスだけでもよい）を内臓し
たガスボンベで、このガスボンベはヨーク５側壁
を貫通したパイプ２０を介して磁極片内に接続さ
れている。前記パイプには混合ガスの流量を調整
するための可変リークバルブ２１が設けてある。

しかして、今、対物レンズ及び試料室内を排気
した状態において可変リークバルブ２１を開放
し、磁極片及び試料室内に混合ガスを導入するこ
とにより試料近傍の圧力を１×10^-1〜10^-3Torr程
度のガス雰囲気にする。この状態において、スイ
ツチＳを点線で示す位置に切換えると、交流電源
１８から約1KV程度の交流電圧が冷却槽１３を経
て冷却体１０，１１に印加されるため、これら両
冷却体とアース電位に保たれた上磁極２、下磁極
３、スペーサー４、ヨーク上蓋５ａ、試料室７、
試料ステージ８及び試料筒９との間で強制的にグ
ロー放電が起こる。この放電により混合ガスは電
離されてイオンとなり、このイオンは前記交流電
源の周期に従つて両冷却体と上磁極、下磁極、ス
ペーサー、ヨーク上蓋、試料室、試料ステージ及
び試料筒との間を交番的に衝撃するため、これら
の部材に付着している有機物や有機ガス分子等の
汚染物をスパツタする。また、前記各部材に付着
している汚染物はイオン衝撃による高温加熱によ
り一部は酸化されてガス化し、スパツタされ易く
なる。かくしてガス化されスパツタされた汚染物
は、排気パイプ（図示せず）を介して排気され
る。しかして斯様な動作を５分間程度行なうこと
により前記各部材に付着された汚染物を完全に取
り除く（クリーニング）ことができる。

尚、この場合、金属等の試料観察のときには試
料筒に予め試料を装着させておけば試料表面もク
リーニングされ、また、生物等の如き放電により
破壊される試料のときには試料筒のみを装着し、
クリーニング終了後に試料を装着させればよい。
また、前記クリーニングの速さは混合ガスの導入
量による試料近傍の圧力、酸素ガスの導入量、交
流電圧及び作動時間によつて任意に制御すること
ができる。

しかして、クリーニングが終了した後は切換ス
イツチＳを実線で示す位置に切換え、冷却体１
０，１１をアース電位に保ち、また、可変リーク
バルブ２１を閉じる。しかる後、試料室等内を所
定の真空度に排気し、冷却槽１３に冷媒１４を導
入して電子銃（図示せず）から電子線を発生する
ことにより顕微鏡像の観察を行なう。

尚、前述の説明では本発明を電子顕微鏡に実施
した場合を示したが、走査電子顕微鏡やＸ線マイ
クロアナライザー等にも同様に実施できることは
言うまでもない。

［発明の効果］ 以上のように本発明においては、試料汚染防止
用冷却体をグロー放電用電極として使用するた
め、対物レンズの上磁極と下磁極間に新たなグロ
ー放電用電極を挿入する必要がなくなる。そのた
め、上磁極と下磁極間の間隔が広がることに基づ
く分解能の低下を招くことなく試料近傍の汚染物
を取り除くことができる。また、グロー放電によ
つて冷却体の表面に付着した有機ガス分子も除去
することができるため、活性化が図られ吸着効率
が高められると同時に、この冷却体を鏡体内の真
空を破壊して外部に取出し冷却体に付着した有機
ガス分子を除去する作業が不要になる等実用性大
なる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図であ
る。 １：対物レンズ、７：試料室、８：試料ステー
ジ、９：試料筒、１０，１１：冷却体、１３：冷
却槽、１８：交流電源、１９：ガスボンベ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対物レンズの上下磁極の間に挿入される試料
   汚染防止用冷却体を接地電位にある前記上下磁極
   その他の周囲部材から電気的に絶縁する手段、前
   記対物レンズ上下磁極間へ不活性ガス或は不活性
   ガスと酸素ガスとの混合ガスを導入する手段、前
   記冷却体と接地電位間にグロー放電用の電位差を
   与える電源、及び前記冷却体を電源に接続するか
   或は接地するかを選択するための手段を具備する
   ことを特徴とする電子顕微鏡及び類似装置。