(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の像を取得するために、電子レンズを用いて電子線を収束させ、前記試料に前記電子線を照射する電子顕微鏡であって、
前記試料及び前記電子レンズを収容し、内部の真空度を維持すると共に浮遊磁場を遮蔽する筐体と、
前記筐体内に配置された駆動機構と、を備え、
前記駆動機構は、
ベースと、
前記ベースに固定されたトップパーツと、
前記トップパーツの収容凹部内に配置され、前記ベース及び前記トップパーツに対してＹ軸方向に所定の範囲で往復動するＹパーツと、
前記収容凹部内に配置され、パルス信号が送信されることにより、前記ベース及び前記トップパーツに対してＹ軸方向に所定の範囲で前記Ｙパーツを往復動させる第１の圧電アクチュエータと、
前記収容凹部内に配置され、前記ベース及び前記トップパーツに対してＸ軸方向に所定の範囲で往復動するＸパーツと、
前記収容凹部内に配置され、パルス信号が送信されることにより、前記ベース及び前記トップパーツに対してＸ軸方向に所定の範囲で前記Ｘパーツを往復動させる第２の圧電アクチュエータと、
前記Ｘパーツに支持された駆動対象物と、を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項２】
前記駆動対象物は、前記電子線を絞る絞り部材であることを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡。
【請求項３】
前記駆動対象物は、前記試料を支持する支持部材であることを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡。
【請求項４】
前記パルス信号は、配線を介して前記筐体外から前記第１及び前記第２の圧電アクチュエータに送信されることを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡。
【請求項５】
前記駆動対象物は、前記電子線を絞る絞り部材、及び前記試料を支持する支持部材の少なくとも一方であり、
第１の像倍率で前記絞り部材又は前記支持部材を駆動させる場合には、前記第１及び前記第２の圧電アクチュエータは、第１のパルス信号である前記パルス信号によって制御され、
前記第１の像倍率よりも高い第２の像倍率で前記絞り部材又は前記支持部材を駆動させる場合には、前記第１及び前記第２の圧電アクチュエータは、前記第１のパルス信号よりも周波数及び振幅の少なくとも一方が小さい第２のパルス信号である前記パルス信号によって制御されることを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡。
【請求項６】
前記駆動対象物は、前記電子線を絞る絞り部材、及び前記試料を支持する支持部材の少なくとも一方であり、
第１の像倍率で前記絞り部材又は前記支持部材を駆動させる場合には、前記第１及び前記第２の圧電アクチュエータは、第１の移動速度で前記絞り部材又は前記支持部材を移動させ、
前記第１の像倍率よりも高い第２の像倍率で前記絞り部材又は前記支持部材を駆動させる場合には、前記第１及び前記第２の圧電アクチュエータは、前記第１の移動速度よりも低い第２の移動速度で前記絞り部材又は前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡。
【請求項９】
試料の像を取得するために、電子レンズを用いて電子線を収束させ、前記試料に前記電子線を照射する電子顕微鏡の筐体内に配置される駆動機構であって、
ベースと、
前記ベースに固定されたトップパーツと、
前記トップパーツの収容凹部内に配置され、前記ベース及び前記トップパーツに対してＹ軸方向に所定の範囲で往復動するＹパーツと、
前記収容凹部内に配置され、パルス信号が送信されることにより、前記ベース及び前記トップパーツに対してＹ軸方向に所定の範囲で前記Ｙパーツを往復動させる第１の圧電アクチュエータと、
前記収容凹部内に配置され、前記ベース及び前記トップパーツに対してＸ軸方向に所定の範囲で往復動するＸパーツと、
前記収容凹部内に配置され、パルス信号が送信されることにより、前記ベース及び前記トップパーツに対してＸ軸方向に所定の範囲で前記Ｘパーツを往復動させる第２の圧電アクチュエータと、
前記Ｘパーツに支持された駆動対象物と、を備えることを特徴とする駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の電子顕微鏡として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning  Electron  Microscope）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission  Electron  Microscope）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。これらの電子顕微鏡では、内部の真空度を維持すると共に浮遊磁場を遮蔽する筐体内に電子レンズ等が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５４０９４号公報
【特許文献２】特開２００６−１２７８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ところで、従来の電子顕微鏡においては、試料や絞り等の位置調整が金属ロッドを介して筐体外から行われる。このように金属ロッドを使用するのは、試料や絞り等の位置調整にアクチュエータとしてマグネットモータを使用すると、筐体内の磁場に変動を生じさせ、深刻な像障害に繋がるからである。参考として、電子顕微鏡の許容浮遊磁場は１００〜２００ｎＴ（ナノテスラ）にまで制限される場合があり、このような場合には、マグネットモータを筐体外に配置したとしても、筐体内の磁場に変動を生じさせるおそれがある。【０００５】  しかしながら、金属ロッドを介して筐体外から試料や絞り等の遠隔操作を行うためには、筐体内の真空度を維持するために、複雑な気密構造が必要となる。また、操作距離が長くなることによる機械的誤差や温度変化による金属ロッドの熱膨張等に起因して、試料や絞り等の位置調整を高精度に行うことが困難である。【０００６】  そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、像障害の発生を抑制することができ、しかも、筐体内に配置された駆動対象物の位置調整を、簡易な構造でかつ目的に応じた速度及び精度で行うことができる電子顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記目的を達成するために、本発明に係る電子顕微鏡は、試料の像を取得するために、電子レンズを用いて電子線を収束させ、試料に電子線を照射する電子顕微鏡であって、試料及び電子レンズを収容し、内部の真空度を維持すると共に浮遊磁場を遮蔽する筐体と、筐体内に配置された駆動対象物を駆動させる圧電アクチュエータと、を備え、圧電アクチュエータは、駆動対象物に一体的に組み込まれ、パルス信号によって制御されることを特徴とする。【０００８】  本発明者は、像障害の発生を抑制する観点から、電気信号によって制御されるアクチュエータを駆動対象物の位置調整に使用すること（ましてや、そのようなアクチュエータを筐体内に配置すること）が全く想定されていない電子顕微鏡分野の技術常識下において、圧電アクチュエータを駆動源として駆動対象物の位置調整に使用することを案出した。同時に、本発明者は、圧電アクチュエータの制御信号としてパルス信号を使用すれば、圧電アクチュエータを筐体内に配置しても像障害の発生が抑制されて実用上問題のない画像が得られること、及び金属ロッドを使用した場合のような複雑な気密構造が不要となり、駆動対象物の高精度な位置調整が可能であることを見出した。よって、本発明に係る電子顕微鏡によれば、像障害の発生を抑制することができ、しかも、筐体内に配置された駆動対象物の位置調整を、簡易な構造でかつ目的に応じた速度及び精度で行うことができる。【０００９】  本発明に係る電子顕微鏡においては、駆動対象物は、電子線を絞る絞り部材であることや、試料を支持する支持部材であることが好ましい。絞り部材や支持部材の駆動には、サイズの異なる絞りの切替えや種類の異なる試料の切替えのため粗動と、高精度な位置調整のための微動とが要求される。また、そのような粗微動を実現するための圧電アクチュエータの制御信号には、磁界を発生させない、或いは磁界を発生させたとしてもごく短時間となる信号が要求される。このような条件を満たす絞り部材や支持部材の駆動源として、パルス信号によって制御される圧電アクチュエータを使用することは極めて有効である。【００１０】  本発明に係る電子顕微鏡においては、パルス信号は、配線を介して筐体外から圧電アクチュエータに送信されることが好ましい。この構成によれば、筐体内の真空度を保持しつつ、筐体外から容易且つ確実に圧電アクチュエータを制御することができる。【００１１】  本発明に係る電子顕微鏡においては、駆動対象物は、電子線を絞る絞り部材、及び試料を支持する支持部材の少なくとも一方であり、第１の像倍率で絞り部材又は支持部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、第１のパルス信号であるパルス信号によって制御され、第１の像倍率よりも高い第２の像倍率で絞り部材又は支持部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、第１のパルス信号よりも周波数及び振幅の少なくとも一方が小さい第２のパルス信号であるパルス信号によって制御されることが好ましい。これによれば、像倍率が高くなるほど、パルス信号の周波数及び振幅の少なくとも一方が小さくなるので、絞り部材又は支持部材を低速で移動させてそれらの位置調製を高精度に行うことができると共に、像障害の程度を��減することができる。【００１２】  本発明に係る電子顕微鏡においては、駆動対象物は、電子線を絞る絞り部材、及び試料を支持する支持部材の少なくとも一方であり、第１の像倍率で絞り部材又は支持部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、第１の移動速度で絞り部材又は支持部材を移動させ、第１の像倍率よりも高い第２の像倍率で絞り部材又は支持部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、第１の移動速度よりも低い第２の移動速度で絞り部材又は支持部材を移動させることが好ましい。これによれば、像倍率が高くなるほど、絞り部材又は支持部材が低速で移動させられるので、絞り部材又は支持部材の位置調整を高精度に行うことができると共に、像障害の程度を低減することができる。【００１３】  本発明に係る電子顕微鏡においては、駆動対象物は、電子線を絞る絞り部材であり、４０〜６０倍の像倍率で絞り部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、１〜２ｍ／ｓの移動速度で絞り部材を移動させ、１００〜２００倍の像倍率で絞り部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、１００〜２００μｍ／ｓの移動速度で絞り部材を移動させ、３０００〜５０００倍の像倍率で前記絞り部材を駆動させる場合には、前記圧電アクチュエータは、５〜１０μｍ／ｓの移動速度で前記絞り部材を移動させることが好ましい。これによれば、各像倍率の範囲において、絞り部材の位置調整、及び像の取得を実用上問題のないレベルで実現することができる。【００１４】  また、本発明に係る電子顕微鏡においては、駆動対象物は、試料を支持する支持部材であり、４０〜６０倍の像倍率で支持部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、０．５〜１ｍｍ／ｓの移動速度で支持部材を移動させ、１００〜２００倍の像倍率で支持部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、１００〜２００μｍ／ｓの移動速度で支持部材を移動させ、３０００〜５０００倍の像倍率で支持部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、５〜１０μｍ／ｓの移動速度で支持部材を移動させ、３００００〜５００００倍の像倍率で支持部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、０．５〜３μｍ／ｓの移動速度で支持部材を移動させ、５００００倍を超える像倍率で支持部材を駆動させる場合には、圧電アクチュエータは、０．５μｍ／ｓ未満の移動速度で支持部材を移動させることが好ましい。これによれば、各像倍率の範囲において、支持部材の位置調整、及び像の取得を実用上問題のないレベルで実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】  本発明によれば、像障害の発生を抑制することができ、しかも、筐体内に配置された駆動対象物の位置調整を、簡易な構造でかつ目的に応じた速度及び精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る電子顕微鏡の第１の実施形態である薄膜透過像観察試料ホルダを装備した走査型電子顕微鏡の縦断面図である。
【図２】図１の走査型電子顕微鏡の薄膜透過像観察試料ホルダの分解斜視図である。
【図３】図２の試料ホルダのＹＺ平面に沿っての断面図である。
【図４】図２の試料ホルダのＺＸ平面に沿っての断面図である。
【図５】図２の試料ホルダのトップパーツ、Ｙパーツ及びＸパーツの組立状態の下面図である。
【図６】図２の試料ホルダのトップパーツの下面図である。
【図７】図２の試料ホルダのＹパーツの下面図である。
【図８】図２の試料ホルダのＸパーツの下面図である。
【図９】図２の試料ホルダの動作状態のＹＺ平面に沿って断面図である。
【図１０】図２の試料ホルダの動作状態のＺＸ平面に沿っての断面図である。
【図１１】図２の試料ホルダのトップパーツ、Ｙパーツ及びＸパーツの動作状態の下面図である。
【図１２】図２の試料ホルダに組み込まれる圧電アクチュエータの斜視図である。
【図１３】図１２の圧電アクチュエータの動作原理を示す図である。
【図１４】図１の走査型電子顕微鏡の絞り部材駆動機構の分解斜視図である。
【図１５】図１４の絞り部材駆動機構のＹＺ平面に沿っての断面図である。
【図１６】本発明に係る電子顕微鏡の第２の実施形態である透過型電子顕微鏡の縦断面図である。
【図１７】図１６の透過型電子顕微鏡の支持部材駆動機構の分解斜視図である。
【図１８】透過型電子顕微鏡用の絞り及び薄膜試料の双方の駆動機構のＹＺ平面に沿っての断面図である。
【図１９】図１６の透過型電子顕微鏡における試料及びグリッドと観察位置との位置調整について説明するための視野の図である。
【図２０】図１６の透過型電子顕微鏡における試料及びグリッドと観察位置との位置調整について説明するための視野の図である。
【図２１】図１６の透過型電子顕微鏡における試料及びグリッドと観察位置との位置調整ついて説明するための視野の図である。
【図２２】図１６の透過型電子顕微鏡における絞り部材の位置調整について説明するための視野の図である。
【図２３】本発明に係る電子顕微鏡の第３の実施形態であるバルク試料観察ホルダを装備した走査型電子顕微鏡の縦断面図である。
【図２４】図２３の支持部材駆動機構のＹＺ平面に沿っての断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】  以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。［第１の実施形態：薄膜試料の透過２次電子像観察］
【００１８】  図１に示されるように、走査型電子顕微鏡１Ａは、試料ホルダ２０がボルト３によって固定された試料台４を備えている。試料ホルダ２０は、観察対象となる試料Ｓを保持している。走査型電子顕微鏡１Ａは、試料Ｓの像を取得するために、電子レンズを用いて電子線を収束させ、試料Ｓに電子線を照射する装置である。なお、試料台４は、手動によって位置調整が可能となっている。
【００１９】  軸線Ｌ上において試料台４と対向する位置には、試料台４に向かって電子線を出射する電子銃５、及び電子銃５から出射された電子線を試料台４に向かって加速させるアノード６が設置されている。軸線Ｌ上においてアノード６と試料台４との間には、電子線の中心線を軸線Ｌに位置合わせする軸合せコイル２、電子線を収束させる電子レンズとしての収束レンズ７及び対物レンズ８、並びに電子線を偏向させる偏向コイル９が設置されている。
【００２０】  軸線Ｌ上において収束レンズ７と偏向コイル９との間には、収束レンズ７によって収束させられた電子線を絞る絞り部材（駆動対象物）１１が設置されている。また、軸線Ｌ上において対物レンズ８と試料台４との間には、対物レンズ８によって収束させられた電子線を絞る絞り部材（駆動対象物）１２が設置されている。各絞り部材１１，１２は、絞り部材駆動機構３０によって駆動させられる。
【００２１】  更に、走査型電子顕微鏡１Ａは、試料Ｓを透過した電子線の照射によって試料ホルダ２０から発生させられた２次電子を検出する２次電子検出器１３と、走査型電子顕微鏡１Ａの全体を制御する制御装置１４と、を備えている。制御装置１４は、例えばパーソナルコンピュータであり、そのディスプレイには、試料Ｓの透過２次電子像等が表示される。
【００２２】  試料ホルダ２０、試料台４、電子銃５、アノード６、軸合せコイル２、収束レンズ７、対物レンズ８、偏向コイル９、各絞り部材１１，１２を駆動させる絞り部材駆動機構３０、及び２次電子検出器１３の２次電子検出部は、真空引きされる筐体１５内に収容されている。筐体１５の上部及び下部には、筐体１５の内部を真空引きするための排気管１６が設けられており、筐体１５の中間部には、筐体１５の内部を上部と下部とに仕切るための仕切弁１７が設けられている。筐体１５は、例えば鉄やアルミニウム合金からなり、内部の真空度を維持すると共に浮遊磁場を遮蔽する。
【００２３】  ここで、上述した試料ホルダ２０について、図２〜図１１を参照して説明する。なお、各図に示されるように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を設定する。以下、Ｘ軸方向において一方の側を左側とし、その反対側を右側とする。また、Ｙ軸方向において２次電子検出器１３側を前側とし、その反対側を後側とする。更に、Ｚ軸方向において電子銃５側を上側とし、その反対側を下側とする。
【００２４】  図２〜５に示されるように、試料ホルダ２０は、例えばアルミニウム合金からなる直方体状のベース２１を備えている。ベース２１の前面には、断面Ｖ字状の切欠き部２２が形成されており、ベース２１において切欠き部２２上に突き出した部分には、断面円形状の電子線通過孔２３が形成されている。なお、ベース２１の上面の四隅には、ネジ穴２４が形成されており、ベース２１の下面には、試料台４の挿通孔を介してボルト３が螺合されるネジ穴２５が形成されている。
【００２５】  ベース２１において切欠き部２２を画定し且つ電子線通過孔２３と対向する傾斜面は、電子線通過孔２３を通過した電子線が照射されることで２次電子を発生する２次電子発生面（２次電子発生部）２９となっている。２次電子発生面２９は、例えばアルミニウム合金の研磨面である。
【００２６】  図２〜６に示されるように、ベース２１の上面には、例えばアルミニウム合金からなる直方体キャップ状のトップパーツ２６が固定されている。トップパーツ２６は、その四隅に形成された挿通孔２７を介してベース２１のネジ穴２４にボルトが螺合されることにより、ベース２１に取り付けられる。トップパーツ２６には、Ｚ軸方向においてベース２１の電子線通過孔２３と対向するように電子線通過孔２８が形成されており、電子線通過孔２８の上側部分は、径方向に拡幅されている。電子線通過孔２８の拡幅部２８ａの底面には、薄膜状の試料Ｓを支持するグリッド３１が配置されており、グリッド３１は、拡幅部２８ａに嵌合する円環状の押え部材３２によって固定されている。
【００２７】  トップパーツ２６の下面には、下側だけでなく前側にも開口した断面長方形状の収容凹部３３が形成されている。収容凹部３３は、左側及び右側に拡幅されている。なお、収容凹部３３の左側には切欠き部３４が形成されており、収容凹部３３の後側には切欠き部３５が形成されている。
【００２８】  図２〜５，７に示されるように、トップパーツ２６の収容凹部３３内には、例えばアルミニウム合金からなる直方体環状のＹパーツ３６が配置されている。Ｙパーツ３６には、左側に突出する突出部３６ａ、及び右側に突出する突出部３６ｂが一体的に設けられている。突出部３６ａは、トップパーツ２６の収容凹部３３の左側の拡幅部３３ａ内に配置されており、一方、突出部３６ｂは、トップパーツ２６の収容凹部３３の右側の拡幅部３３ｂ内に配置されている。これにより、Ｙパーツ３６は、ベース２１及びトップパーツ２６に対してＹ軸方向に所定の範囲で往復動可能となる。
【００２９】  Ｙパーツ３６の突出部３６ａの上面に形成された凹部内には、パルス信号によって駆動を制御される圧電アクチュエータ５１の圧電体５２がシリコーン等の弾性接着剤によって固定されている。圧電アクチュエータ５１の支軸５３の両端部は、突出部３６ａから前側及び後側に向かって突出し、トップパーツ２６の拡幅部３３ａの前側及び後側に形成された凹部３３ｃ内に固定されている。なお、圧電アクチュエータ５１の配線５４は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible  Printed  Circuits）等であり、トップパーツ２６の切欠き部３４を介して試料ホルダ２０外に延在させられている。
【００３０】  Ｙパーツ３６には、Ｚ軸方向から見た場合に電子線通過孔２３，２８を含むように断面長方形状の開口部３７が形成されている。開口部３７の下側部分は、前側及び後側に拡幅されている。なお、開口部３７の後側には切欠き部３８が形成されている。
【００３１】  図２〜５，８に示されるように、Ｙパーツ３６の開口部３７内には、例えばアルミニウム合金からなる直方体板状のＸパーツ４１が配置されている。Ｘパーツ４１には、前側に突出する突出部４１ａ、及び後側に突出する突出部４１ｂが一体的に設けられている。突出部４１ａは、Ｙパーツ３６の開口部３７の前側の拡幅部３７ａ内に配置されており、一方、突出部４１ｂは、Ｙパーツ３６の開口部３７の後側の拡幅部３７ｂ内に配置されている。これにより、Ｘパーツ４１は、ベース２１及びトップパーツ２６に対してＸ軸方向に所定の範囲で往復動可能となる。
【００３２】  Ｘパーツ４１の上面に形成された凹部内には、パルス信号によって駆動を制御される圧電アクチュエータ６１の圧電体６２がシリコーン等の弾性接着剤によって固定されている。圧電アクチュエータ６１の支軸６３の両端部は、Ｘパーツ４１から左側及び右側に向かって突出し、Ｙパーツ３６の開口部３７の左側及び右側に形成された凹部３７ｃ内に固定されている。なお、圧電アクチュエータ６１の配線６４は、例えばフレキシブルプリント基板等であり、Ｙパーツ３６の切欠き部３８及びトップパーツ２６の切欠き部３５を介して試料ホルダ２０外に延在させられている。
【００３３】  Ｘパーツ４１には、Ｚ軸方向においてベース２１の電子線通過孔２３及びトップパーツ２６の電子線通過孔２８と対向し、且つＺ軸方向から見た場合にＹパーツ３６の開口部３７に含まれるように、断面長円形状の電子線通過孔４２が形成されており、電子線通過孔４２の上側部分は、径方向に拡幅されている。電子線通過孔４２の拡幅部４２ａの底面には、試料Ｓを透過した電子線を絞る絞り部材４３が配置されており、絞り部材４３は、拡幅部４２ａに嵌合する長円環状の押え部材４４によって固定されている。絞り部材４３は、例えばモリブテンからなる箔状の部材であり、Ｘ軸方向に沿って並設された２種類の径のアパーチャ４３ａ，４３ｂを有している。
【００３４】  以上のように構成された試料ホルダ２０においては、図９〜１１に示されるように、圧電アクチュエータ５１にパルス信号が送信されて圧電アクチュエータ５１が動作することにより、ベース２１及びトップパーツ２６に対してＹパーツ３６がＹ軸方向に所定の範囲で往復動を行う。また、圧電アクチュエータ６１にパルス信号が送信されて圧電アクチュエータ６１が動作することにより、ベース２１及びトップパーツ２６に対してＸパーツ４１がＸ軸方向に所定の範囲で往復動を行う。これにより、試料Ｓに対する視野絞りとして、絞り部材４３のアパーチャ４３ａ又はアパーチャ４３ｂを選択することが可能となる。また、選択されたアパーチャ４３ａ又はアパーチャ４３ｂを試料Ｓの全領域に合わせることが可能となる。
【００３５】  なお、圧電アクチュエータ５１，６１は、パルス信号によって駆動を制御されるものであり、ニュースケールテクノロジーズ（New  Scale  Technologies）社のスクイグル（SQUIGGLE：登録商標）モータ、特に、マイクロスクイグルモータシリーズが好適である。図１２に示されるように、スクイグルモータ１００は、ボルト（以下、「スクリュー」と称する）１０１（支軸５３，６３に相当する）に螺合している四角柱伏のナット（以下、「コア」と称する）１０２の外側の４面のそれぞれにピエゾ素子１０３（圧電体５２，６２に相当する）が貼り付けられて構成されている。
【００３６】  スクイグルモータ１００においては、各ピエゾ素子１０３に位相の異なるパルス信号が入力されることにより、図１３に示されるように、２つの節Ｊを有して一方向に回転するフラフープのような廻旋運動（図１３の二点鎖線を参照）がコア１０２に起こる。これにより、コア１０２が螺合しているスクリュー１０１が従動的に一方向に回転させられ、その回転軸方向の一方にスクリュー１０１が移動制御される。各ピエゾ素子１０３に入力するパルス信号の位相を変更して、コア１０２の廻旋運動を逆転させれば、スクリュー１０１の回転方向が逆転するので、スクリュー１０１の逆方向への移動が可能となる。より詳細な動作原理については、米国特許第６，９４０，２０９号、米国特許第７，１７０，２１４号、米国特許第７，３０９，９４３号、米国特許第７，３３９，３０６号が参照可能である。また、http://www.newscaletech.com/も参照可能である。
【００３７】  スクイグルモータ１００の外形寸法は、例えばＳＱＬ−１．８で、１．８２ｍｍ×１．８２ｍｍ×１２ｍｍの角柱状である。このような形状は、電子顕微鏡の筐体内に設置される駆動対象物に一体的に組み込むのに極めて好都合な形状である。また、スクイグルモータ１００の駆動対象物への組付けは、前述のように、２つの節Ｊを有してフラフープのような廻旋運動をコア１０２に起こす必要があることから、駆動対象物に強固に固定せずに、例えば弾性接着剤により動きが許容される状態で行われる。
【００３８】  続いて、上述した絞り部材駆動機構３０について説明する。図１４，１５に示されるように、絞り部材駆動機構３０は、ベース２１が長方形板状である点、トップパーツ２６が試料Ｓを支持していない点、及びＸパーツ４１が絞り部材１１（１２）を支持している点で、試料ホルダ２０と主に相違している。以下、試料ホルダ２０との主な相違点について説明する。
【００３９】  絞り部材駆動機構３０において、ベース２１は、例えばアルミニウム合金からなる直方体板状の部材である。ベース２１には、断面円形状の電子線通過孔２３が形成されており、その四隅には、ネジ穴２４が形成されている。
【００４０】  トップパーツ２６には、Ｚ軸方向においてベース２１の電子線通過孔２３と対向するように断面円形状の電子線通過孔２８が形成されている。トップパーツ２６は、その四隅に形成された挿通孔２７を介してベース２１のネジ穴２４にボルトが螺合されることにより、ベース２１に取り付けられる。
【００４１】  Ｘパーツ４１には、Ｚ軸方向においてベース２１の電子線通過孔２３及びトップパーツ２６の電子線通過孔２８と対向し、且つＺ軸方向から見た場合にＹパーツ３６の開口部３７に含まれるように、断面長円形状の電子線通過孔４２が形成されており、電子線通過孔４２の上側部分は、径方向に拡幅されている。電子線通過孔４２の拡幅部４２ａの底面には、電子線を絞る絞り部材１１（１２）が配置されており、絞り部材１１（１２）は、拡幅部４２ａに嵌合する長円環状の押え部材４４によって固定されている。絞り部材１１（１２）は、例えばモリブテンからなる箔状の部材であり、Ｘ軸方向に沿って並設された２種類の径のアパーチャ１１ａ，１１ｂ（１２ａ，１２ｂ）を有している。
【００４２】  以上のように構成された絞り部材駆動機構３０においては、圧電アクチュエータ５１にパルス信号が送信されて圧電アクチュエータ５１が動作することにより、ベース２１及びトップパーツ２６に対してＹパーツ３６がＹ軸方向に所定の範囲で往復動を行う。また、圧電アクチュエータ６１にパルス信号が送信されて圧電アクチュエータ６１が動作することにより、ベース２１及びトップパーツ２６に対してＸパーツ４１がＸ軸方向に所定の範囲で往復動を行う。これにより、軸線Ｌに位置合わせすべき絞り部材１１（１２）のアパーチャ１１ａ（１２ａ）又はアパーチャ１１ｂ（１２ｂ）の選択や、選択されたアパーチャ１１ａ（１２ａ）又はアパーチャ１１ｂ（１２ｂ）の軸線Ｌに対する位置調整が可能となる。
【００４３】  圧電アクチュエータ５１，６１に対するパルス信号の送信は、図１に示されるように、圧電アクチュエータ５１，６１の配線５４，６４に接続されたＵＳＢケーブル等の配線１９を介して、筐体１５外の制御装置１４から行われる。これにより、筐体１５内の真空度を保持しつつ、筐体１５外から容易且つ確実に圧電アクチュエータを制御することができる。
【００４４】  なお、走査型電子顕微鏡１Ａにおいては、電子銃５から電子線が出射されると、グリッド３１によって支持された試料Ｓを透過し且つ選択されたアパーチャ４３ａ又はアパーチャ４３ｂを通過した電子線が２次電子発生面２９に照射され、それにより、２次電子発生面２９から２次電子が発生させられる。２次電子発生面２９から発生させられた２次電子は、２次電子検出器１３によって検出され、それにより、試料Ｓの透過像が制御装置１４のディスプレイに表示される。このとき、試料Ｓによる散乱電子が絞り部材４３によって遮断されるため、高分解能で試料Ｓを観察することができる。従って、走査型電子顕微鏡１Ａ及び試料ホルダ２０によれば、試料Ｓの略全域についてその透過像を取得することが可能となる。
【００４５】  以上説明したように、走査型電子顕微鏡１Ａでは、筐体１５内において絞り部材１１，１２，４３がＹパーツ３６及びＸパーツ４１を介して圧電アクチュエータ５１，６１によって駆動させられる。このように、パルス信号によって制御される圧電アクチュエータを駆動対象物の位置調整に使用すれば、その圧電アクチュエータを筐体１５内に配置しても像障害の発生が抑制されて実用上問題のない画像が得られ、また、金属ロッドを使用した場合のような複雑な気密構造が不要となり、駆動対象物の高精度な位置調整が可能となる。つまり、走査型電子顕微鏡１Ａによれば、像障害の発生を抑制することが可能となり、しかも、筐体１５内に配置された駆動対象物の位置調整を簡易な構造で高精度に行うことが可能となる。［第２の実施形態：透過電子顕微鏡による試料と絞りの移動］
【００４６】  図１６に示されるように、透過型電子顕微鏡１Ｂは、観察対象となる試料Ｓを支持する支持部材駆動機構４０を備えている。透過型電子顕微鏡１Ｂは、試料Ｓの像を取得するために、電子レンズを用いて電子線を収束させ、試料Ｓに電子線を照射する装置である。
【００４７】  軸線Ｌ上において支持部材駆動機構４０と対向する位置には、支持部材駆動機構４０に向かって電子線を出射する電子銃５、及び電子銃５から出射された電子線を支持部材駆動機構４０に向かって加速させるアノード６が設置されている。軸線Ｌ上においてアノード６と支持部材駆動機構４０との間には、電子線を収束させる電子レンズとしての収束レンズ７が設置されている。一方、軸線Ｌ上において支持部材駆動機構４０に対し電子銃５と反対側には、蛍光板７１が設置されている。軸線Ｌ上において支持部材駆動機構４０と蛍光板７１との間には、電子線を偏向させる偏向コイル９、電子線像を拡大する中間レンズ７２、及び電子線像を蛍光板７１に投射する投射レンズ７３が設置されている。蛍光板７１で生じた蛍光像は、カメラ等によって撮像され、制御装置１４のディスプレイに表示される。
【００４８】  軸線Ｌ上において収束レンズ７と支持部材駆動機構４０との間には、コンデンサ絞りとしての絞り部材（駆動対象物）７４が設置されている。また、軸線Ｌ上において支持部材駆動機構４０と偏向コイル９との間には、対物絞りとしての絞り部材（駆動対象物）７５が設置されている。更に、軸線Ｌ上において偏向コイル９と中間レンズ７２との間には、視野絞りとしての絞り部材（駆動対象物）７６が設置されている。各絞り部材７４〜７６は、絞り部材駆動機構３０によって駆動させられる。なお、絞り部材７５を駆動させる絞り部材駆動機構３０は、支持部材駆動機構４０と一体的に構成されている。
【００４９】  更に、透過型電子顕微鏡１Ｂは、透過型電子顕微鏡１Ｂの全体を制御する制御装置１４を備えている。制御装置１４は、例えばパーソナルコンピュータであり、そのディスプレイには、試料Ｓの透過像等が表示される。
【００５０】  支持部材駆動機構４０、電子銃５、アノード６、収束レンズ７、偏向コイル９、蛍光板７１、中間レンズ７２、投射レンズ７３、及び各絞り部材７４〜７６を駆動させる絞り部材駆動機構３０は、真空引きされる筐体１５内に収容されている。筐体１５の所定の部位には、筐体１５の内部を真空引きするための排気管１６が設けられている。筐体１５は、例えば鉄やアルミニウム合金からなり、内部の真空度を維持すると共に浮遊磁場を遮蔽する。
【００５１】  ここで、上述した支持部材駆動機構４０について説明する。図１７，１８に示されるように、支持部材駆動機構４０は、Ｘパーツ４１が試料Ｓを支持している点で、第１の実施形態の絞り部材駆動機構３０と主に相違している。以下、第１の実施形態の絞り部材駆動機構３０との主な相違点について説明する。
【００５２】  Ｘパーツ４１には、Ｚ軸方向においてベース２１の電子線通過孔２３及びトップパーツ２６の電子線通過孔２８と対向し、且つＺ軸方向から見た場合にＹパーツ３６の開口部３７に含まれるように、断面円形状の電子線通過孔７７が形成されており、電子線通過孔７７の上側部分は、径方向に拡幅されている。電子線通過孔７７の拡幅部７７ａの底面には、薄膜状の試料Ｓを支持するグリッド３１が配置されており、グリッド３１は、拡幅部７７ａに嵌合する円環状の押え部材７８によって固定されている。
【００５３】  以上のように構成された支持部材駆動機構４０においては、圧電アクチュエータ５１にパルス信号が送信されて圧電アクチュエータ５１が動作することにより、ベース２１及びトップパーツ２６に対してＹパーツ３６がＹ軸方向に所定の範囲で往復動を行う。また、圧電アクチュエータ６１にパルス信号が送信されて圧電アクチュエータ６１が動作することにより、ベース２１及びトップパーツ２６に対してＸパーツ４１がＸ軸方向に所定の範囲で往復動を行う。これにより、軸線Ｌに対する試料Ｓの位置調整が可能となる。同様に、絞り部材駆動機構３０によって、軸線Ｌに対する各絞り部材７４〜７６のアパーチャの位置調整が可能となる。
【００５４】  そして、圧電アクチュエータ５１，６１に、ニュースケールテクノロジーズ（New  Scale  Technologies）社のスクイグル（SQUIGGLE：登録商標）モータ、特に、マイクロスクイグルモータシリーズを使用することで、絞り部材駆動機構３０及び支持部材駆動機構４０の小型化（特に薄型化）を実現することができ、絞り部材駆動機構３０と支持部材駆動機構４０とを一体的に構成しても、電子レンズ中のポールピース間という非常に狭い空間に配置することが可能となる。［第２の実施形態における試料移動手順］
【００５５】  次に、透過型電子顕微鏡１Ｂにおける試料Ｓ及びグリッド３１と観察位置との調整について説明する。まず、図１９（ａ）に示されるように、４０〜６０倍の像倍率で、直径３ｍｍのシートメッシュであるグリッド３１の全体を観察する。グリッド３１には、薄膜状の試料Ｓが張られている。続いて、図１９（ｂ）に示されるように、４０〜６０倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１と観察位置とを観察しながら、観察希望部位Ａが視野の中心Ｃに位置するように、支持部材駆動機構４０によって試料Ｓ及びグリッド３１が駆動させられる。
【００５６】  ４０〜６０倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を駆動させる場合には、移動距離が最大で３ｍｍ（グリッド３１の直径相当）となるので、圧電アクチュエータ５１，６１は、０．５〜１ｍｍ／ｓの移動速度で試料Ｓ及びグリッド３１を移動させることが好ましい。このとき、圧電アクチュエータ５１，６１は、周波数Ｆ１のパルス信号ＰＳ１によって制御される。
【００５７】  続いて、図２０（ａ）に示されるように、１００〜２００倍の像倍率となるように視野を拡大する。これにより、視野の中心Ｃを中心として像が拡大される。この像の拡大により、観察希望部位Ａが視野の中心Ｃからずれていることを確認した場合、図２０（ｂ）に示されるように、１００〜２００倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１と視野中心とを観察しながら、観察希望部位Ａが視野の中心Ｃに位置するように、支持部材駆動機構４０によって試料Ｓ及びグリッド３１が精密に駆動させられる。
【００５８】  １００〜２００倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、１００〜２００μｍ／ｓの移動速度で試料Ｓ及びグリッド３１を移動させることが好ましい。このとき、圧電アクチュエータ５１，６１は、周波数Ｆ１よりも低い（小さい）周波数Ｆ２のパルス信号ＰＳ２によって制御される。
【００５９】  続いて、図２１（ａ）に示されるように、３０００〜５０００倍の像倍率となるように視野を拡大する。これにより、視野の中心Ｃを中心として像が拡大される。この像の拡大により、観察希望部位Ａが視野の中心Ｃからずれていることを確認した場合、３０００〜５０００倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１と観察位置とを観察しながら、観察希望部位Ａが視野の中心Ｃに位置するように、支持部材駆動機構４０によって試料Ｓ及びグリッド３１が更に精密に駆動させられる。
【００６０】  ３０００〜５０００倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、５〜１０μｍ／ｓの移動速度で試料Ｓ及びグリッド３１を移動させることが好ましい。このとき、圧電アクチュエータ５１，６１は、周波数Ｆ２よりも低い（小さい）周波数Ｆ３のパルス信号ＰＳ３によって制御される。なお、観察目的によっては、グリッド３１のメッシュを構成するバーを越えて隣の窓に移動するときもあるので、そのようなときには、５０μｍ／ｓ程度の移動速度が必要になる場合もある。
【００６１】  続いて、必要に応じて、図２１（ｂ）に示されるように、３００００〜５００００倍の像倍率となるように視野を拡大する。これにより、視野の中心Ｃを中心として像が拡大される。この像の拡大により、観察希望部位Ａが視野の中心Ｃからずれていることを確認した場合、３００００〜５００００倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を観察しながら、観察希望部位Ａが視野の中心Ｃに位置するように、支持部材駆動機構４０によって試料Ｓ及びグリッド３１が駆動させられる。
【００６２】  ３００００〜５００００倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、０．５〜３μｍ／ｓの移動速度で試料Ｓ及びグリッド３１を移動させることが好ましい。このとき、圧電アクチュエータ５１，６１は、周波数Ｆ３よりも低い（小さい）周波数Ｆ４のパルス信号ＰＳ４によって制御される。
【００６３】  所望の像倍率で観察希望部位Ａを視野に捉えられれば、観察希望部位Ａの観察や写真撮影を行い、以降、視野の拡大や試料Ｓ及びグリッド３１の移動を繰り返す。なお、５００００倍を超える像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、０．５μｍ／ｓ未満の移動速度で試料Ｓ及びグリッド３１を移動させることが好ましい。このとき、圧電アクチュエータ５１，６１は、周波数Ｆ４よりも低い（小さい）周波数Ｆ５のパルス信号ＰＳ５によって制御される。［第２の実施形態における絞り位置調整手順］
【００６４】  次に、透過型電子顕微鏡１Ｂにおける絞り部材７５の位置調整について説明する。なお、対物絞りとしての絞り部材７５は、図２２（ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に沿って並設された直径３００μｍのアパーチャ７５ａ及び直径６０μｍのアパーチャ７５ｂを有している。アパーチャ７５ａは広視野用であり、アパーチャ７５ｂは高分解能用であって、これらは必要に応じて切り替えられ、更に芯出しされて使用される。
【００６５】  まず、図２２（ａ）に示されるように、４０〜６０倍の像倍率で、絞り部材７５並びに試料Ｓ及びグリッド３１の全体を観察する。このとき、絞り部材７５とグリッド３１とは殆ど重ねられていない。続いて、上述したように観察希望部位Ａを視野の中心Ｃに位置させる。その後、図２２（ｂ）に示されるように、４０〜６０倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を観察しながら、アパーチャ７５ａの中心が視野の中心Ｃに位置するように、絞り部材駆動機構３０によって絞り部材７５が駆動させられる。
【００６６】  ４０〜６０倍の像倍率で絞り部材７５を駆動させる場合には、Ｘ軸方向への移動距離が最大で５ｍｍ程度となるので、Ｘ軸方向への駆動用の圧電アクチュエータ６１は、１〜２ｍｍ／ｓの移動速度で絞り部材７５を移動させることが好ましい。一方、Ｙ軸方向へは芯出しのみの駆動となり、その移動距離は最大で１ｍｍ以下であるので、Ｙ軸方向への駆動用の圧電アクチュエータ５１は、１００μｍ／ｓ程度の移動速度で絞り部材７５を移動させることが好ましい。このとき、圧電アクチュエータ５１，６１は、周波数Ｆ１のパルス信号ＰＳ１によって制御される。
【００６７】  続いて、１００〜２００倍の像倍率となるように視野を拡大する。これにより、視野の中心Ｃを中心として像が拡大される。この像の拡大により、アパーチャ７５ａの中心が視野の中心Ｃからずれていることを確認した場合、１００〜２００倍の像倍率で絞り部材７５を観察しながら、アパーチャ７５ａの中心が視野の中心Ｃに位置するように、絞り部材駆動機構３０によって絞り部材７５が駆動させられる。
【００６８】  １００〜２００倍の像倍率で絞り部材７５を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、１００〜２００μｍ／ｓ程度の移動速度で絞り部材７５を移動させることが好ましい。このとき、圧電アクチュエータ５１，６１は、周波数Ｆ１よりも低い（小さい）周波数Ｆ２のパルス信号ＰＳ２によって制御される。なお、３０００〜５０００倍の像倍率で絞り部材７５を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、５〜１０μｍ／ｓ程度の移動速度で絞り部材７５を移動させることが好ましい。このとき、圧電アクチュエータ５１，６１は、周波数Ｆ２よりも低い（小さい）周波数Ｆ３のパルス信号ＰＳ３によって制御される。
【００６９】  更に高い像倍率で試料Ｓを観察しようとする場合には、絞り部材駆動機構３０によって広視野用のアパーチャ７５ａから高分解能用のアパーチャ７５ｂに切り替えられ、アパーチャ７５ｂの中心が視野の中心Ｃに位置するように、絞り部材駆動機構３０によって絞り部材７５が駆動させられる。
【００７０】  以上説明したように、透過型電子顕微鏡１Ｂにおいては、絞り部材７５等（試料Ｓ及びグリッド３１、絞り部材７４，７６等を含む）を駆動させるときの像倍率が高くなるほど、圧電アクチュエータ５１，６１を制御するためのパルス信号の周波数が低く（小さく）なる。つまり、像倍率が高くなるほど、絞り部材７５等が低速で移動させられる。そのため、高像倍率下において絞り部材７５等の位置調製を高精度に行うことができる。更に、パルス信号については、像倍率が高くなるほど、単位時間当たりの電圧印加時間の割合が減少するので、高像倍率下において像障害の程度（例えば画像全体に占めるノイズの割合）を低減することができる。
【００７１】  なお、像倍率に対する移動速度の好適な値は次のとおりである。すなわち、４０〜６０倍の像倍率で絞り部材７５を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、１〜２ｍ／ｓの移動速度で絞り部材７５を移動させ、１００〜２００倍の像倍率で絞り部材７５を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、１００〜２００μｍ／ｓの移動速度で絞り部材７５を移動させ、３０００〜５０００倍の像倍率で絞り部材７５を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、５〜１０μｍ／ｓの移動速度で絞り部材７５を移動させることが好ましい。これによれば、各像倍率の範囲において、絞り部材７１の位置調整、及び像の取得を実用上問題のないレベルで実現することができる。
【００７２】  また、４０〜６０倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、０．５〜１ｍｍ／ｓの移動速度で試料Ｓ及びグリッド３１を移動させ、１００〜２００倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、１００〜２００μｍ／ｓの移動速度で試料Ｓ及びグリッド３１を移動させ、３０００〜５０００倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、５〜１０μｍ／ｓの移動速度で試料Ｓ及びグリッド３１を移動させることが好ましい、更に、３００００〜５００００倍の像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、０．５〜３μｍ／ｓの移動速度で試料Ｓ及びグリッド３１を移動させ、５００００倍を超える像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を駆動させる場合には、圧電アクチュエータ５１，６１は、０．５μｍ／ｓ未満の移動速度で試料Ｓ及びグリッド３１を移動させることが好ましい。これによれば、各像倍率の範囲において、試料Ｓ及びグリッド３１の位置調整、及び像の取得を実用上問題のないレベルで実現することができる。
【００７３】  また、圧電アクチュエータ５１，６１には、最大で３ｍｍ以上の移動距離、０．５μｍ／ｓ〜２ｍｍ／ｓの範囲で像倍率に応じて制御可能な移動速度、及び位置ホールド機能を有することが要求される。更に、圧電アクチュエータ５１，６１には、高さ１０ｍｍ程度でかつ奥行き及び幅共に２０ｍｍ程度である対物レンズポールピースのギャップに挿入することができるサイズが要求される。このような要求を満足するアクチュエータとしては、例えば、ニュースケールテクノロジーズ（New  Scale  Technologies）社のスクイグル（SQUIGGLE：登録商標）モータ、ＳＱＬ−ＲＶ−１．８がある。［第３の実施形態：走査電子顕微鏡によるバルク試料の２次電子と反射電子像の観察］
【００７４】  図２３に示されるように、走査型電子顕微鏡１Ｃは、試料ホルダ２０に代えて支持部材駆動機構５０が試料台４に取り付けられている点で、第１の実施形態の走査型電子顕微鏡１Ａと主に相違している。そして、支持部材駆動機構５０は、図２４に示されるように、絞り部材１１（１２）に代えて試料載置台５０ａをＸパーツ４１が支持している点で、図１４，１５に示される絞り部材駆動機構３０と主に相違している。以下、絞り部材駆動機構３０との主な相違点について説明する。
【００７５】  トップパーツ２６には、試料載置台５０ａからＺ軸方向に延在する脚部５０ｂが貫通する開口２６ａが形成されている。脚部５０ｂは、試料載置台５０ａと一体的に形成されており、Ｘパーツ４１の拡幅部４２ａ内に嵌合されて固定されている。
【００７６】  このように構成された支持部材駆動機構５０においては、圧電アクチュエータ５１にパルス信号が送信されて圧電アクチュエータ５１が動作することにより、ベース２１及びトップパーツ２６に対してＹパーツ３６がＹ軸方向に所定の範囲で往復動を行う。また、圧電アクチュエータ６１にパルス信号が送信されて圧電アクチュエータ６１が動作することにより、ベース２１及びトップパーツ２６に対してＸパーツ４１がＸ軸方向に所定の範囲で往復動を行う。これにより、試料載置台５０ａに載置された試料Ｓの軸線Ｌに対する位置調整が可能となる。なお、開口２６ａは、Ｙパーツ３６及びＸパーツ４１の動作範囲において脚部５０ｂがトップパーツ２６に接触しないように形成されている。
【００７７】  以上のように構成された走査型電子顕微鏡１Ｃにおいては、試料Ｓに対して電子線が走査され、それによって励起された２次電子や反射電子が有する形態情報がモニタに描画される。そして、走査型電子顕微鏡１Ｃにおいても、第２の実施形態の透過型電子顕微鏡１Ｂと同様に、段階的に像倍率を高くしつつ、各像倍率において試料Ｓ及びグリッド３１等（絞り部材１１，１２等を含む）の位置調整が行われる。そして、試料Ｓ及びグリッド３１等を駆動させるときの像倍率が高くなるほど、圧電アクチュエータ５１，６１を制御するためのパルス信号の周波数が低く（小さく）なる。つまり、像倍率が高くなるほど、試料Ｓ及びグリッド３１等が低速で移動させられる。そのため、高像倍率下において試料Ｓ及びグリッド３１等の位置調製を高精度に行うことができる。更に、パルス信号については、像倍率が高くなるほど、単位時間当たりの電圧印加時間の割合が減少するので、高像倍率下において像障害の程度（例えば画像全体に占めるノイズの割合）を低減することができる。
【００７８】  なお、走査型電子顕微鏡１Ｃにおいては、比較的低い像倍率で試料Ｓ及びグリッド３１を観察しながら試料Ｓ及びグリッド３１を移動させる場合には、比較的速い走査モード（例えばＴＶモード：３０フレーム／ｓ）での走査が行われる。そして、観察や写真撮影をする場合には、高精細走査モードでの走査が行われる。これにより、観察時や写真撮影時には、Ｓ／Ｎの良い画像を得られる。［第３の実施形態における試料移動手順］
【００７９】  次に、走査型電子顕微鏡１Ｃにおける試料Ｓの観察位置調整について説明する。まず、図２３に示されるように、試料Ｓは観察位置を低倍率から徐々に必要な倍率まで倍率を上げながら観察される。まず、４０〜６０倍の像倍率で、最大数ミリの試料Ｓ全体から観察位置を定めて視野も中心に移動される。このときの試料移動距離は数ｍｍ、移動速度は０．５〜１ｍｍ/ｓで移動させられる。次に像倍率を上げ、目的の像倍率まで徐々に拡大され、１００〜２００倍の像倍率では１００〜２００μｍ／ｓの移動速度、３０００〜５０００倍の像倍率では５〜１０μｍ／ｓの移動速度、３００００〜５００００倍の像倍率では０．５〜３μｍ／ｓの移動速度、５００００倍を超える像倍率では０．５μｍ／ｓ未満の移動速度で移動させられる。
【００８０】  最後に、像倍率に対する移動速度の好適な値を以下の表１にまとめる。【表１】
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【００８１】  本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、圧電アクチュエータによって駆動させられる駆動対象物としては、試料を支持する支持部材、及び電子線を絞る絞り部材の他に、筐体内において試料を解剖するためのプローブ等がある。特に、駆動対象物が支持部材や絞り部材である場合は、高精度な位置調整が必要とされることから、それを駆動させるために、パルス信号によって制御される圧電アクチュエータを使用することは極めて有効である。
【００８２】  また、駆動対象物を駆動させるときの像倍率が高くなるほど、圧電アクチュエータ５１，６１を制御するためのパルス信号の周波数を小さくすることに限定されず、当該像倍率が高くなるほど、当該パルス信号の振幅を小さくしてもよいし、或いは、当該パルス信号の周波数及び振幅の両方を小さくしてもよい。つまり、当該像倍率が高くなるほど、当該パルス信号において単位時間当たりの電圧印加時間の割合が減少するように、当該パルス信号の周波数及び振幅の少なくとも一方を小さくすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】  本発明によれば、像障害の発生を抑制することができ、しかも、筐体内に配置された駆動対象物の位置調整を、簡易な構造でかつ目的に応じた速度及び精度で行うことができる。
【符号の説明】
【００８４】  １Ａ，１Ｃ…走査型電子顕微鏡、１Ｂ…透過型電子顕微鏡、７…収束レンズ（電子レンズ）、８…対物レンズ（電子レンズ）、１１，１２，４３，７４〜７６…絞り部材（駆動対象物）、１５…筐体、１９…配線、３１…グリッド（駆動対象物）、５１，６１…圧電アクチュエータ、５４，６４…配線、Ｓ…試料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２１】
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