(57)【要約】【課題】本発明は、電子顕微鏡の画像分解能向上のため、環境音起因の試料振動を低減することを目的とする。【解決手段】試料台に固定された試料に荷電粒子線を照射し、前記試料から放出される荷電粒子線を検出して試料像を取得する電子顕微鏡であって、前記試料台を取り囲む第一のカバーと、前記第一のカバー及び前記試料台を覆う第二のカバーから構成され、前記第二のカバーは、前記第一のカバーを間隙を介して覆うことを特徴とする電子顕微鏡。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料台に固定された試料に荷電粒子線を照射し、前記試料から放出される荷電粒子線を検出して試料像を取得する電子顕微鏡であって、
前記試料台を取り囲む第一のカバーと、前記第一のカバー及び前記試料台を覆う第二のカバーから構成され、前記第二のカバーは、前記第一のカバーを間隙を介して覆うことを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項２】
請求項１の電子顕微鏡において、
前記電子顕微鏡は防音カバーを備え、前記第二のカバーは前記防音カバーに備えられたことを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項３】
請求項２の電子顕微鏡において、
前記電子顕微鏡は防音カバーを備え、前記第二のカバーは前記防音カバーにレールを介して備えられ、前記第二のカバーは前記レール上で位置の移動が可能であることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項４】
請求項１の電子顕微鏡において、前記電子顕微鏡は荷重板を備え、前記第二のカバーは前記荷重板に備えられたことを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項５】
請求項１の電子顕微鏡において、
前記第一のカバーの外側及び／又は前記第二のカバーの内側に吸音材を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項６】
請求項１の電子顕微鏡において、
前記第一のカバーの外側及び／又は前記第二のカバーの内側にラビリンス構造を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項７】
試料台に固定された試料に荷電粒子線を照射し、前記試料から放出される荷電粒子線を検出して試料像を取得する電子顕微鏡であって、
試料台を覆うカバーは、第一のカバーと第二のカバーが入れ子になっており、当該カバーが前記試料台を覆うことを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項８】
荷電粒子線装置の試料台を覆う試料台のカバーであって、
前記カバーは、第一のカバーと第二のカバーから構成され、
前記第一のカバーと前記第二のカバーが入れ子になっており、
前記カバーが前記試料台を覆うことを特徴とするカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡に関し、特に、試料移動装置である試料ホルダ部分に照射される音響低減を可能とする構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡は試料の分析・観察・描画像等の精密作業を行う装置であり、装置としての主性能は画像分解能である。しかし、電子顕微鏡は拡大倍率が非常に高いため、些細な外乱でも画像障害が発生し、画像分解能を低下させる。例えば、設置された環境や電子顕微鏡自身が発生させる振動などによって、電子顕微鏡の構造各部が加振されて、最終的に電子銃と試料が相対変位を持つような振動が発生すると、画像障害が発生して、画像分解能を低下させる。画像障害の原因のうち、床振動に関しては、現在ではほとんどの電子顕微鏡で床下に防振材が設置されている。
一方で、画像分解能の向上に伴い、設置した環境音によって発生する画像の揺れが顕著になってきている。その対策の一つとして、装置全体を覆うような防音カバーが設置された製品もある。
しかし、この防音カバーは、装置内の内部温度上昇を防ぐため、下部に排熱のための隙間を設けている。そのため、防音カバー外で発生した環境音がこの隙間を侵入してしまう。
また、防音カバー自体も環境音を透過してしまい、環境音が防音カバー内に伝わってしまう。これらの音が、試料室内での試料移動のために取り付けられている試料ホルダに照射して振動し、さらに試料ホルダに固定されたステージに振動が伝播し、ステージ上の試料が振動してしまい、画像分解能低下の原因となる。
そこで、音の伝播経路を遮断する方法として、試料ホルダ全体を覆うような構造(以降、ステージカバーと称する)が考えられ、実際に試料室壁に取り付けられている製品もある。例として、特許文献１を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
引用文献１で開示された発明の場合、ステージカバーが試料室壁と接触しているため、防音カバー内に侵入した音が試料ホルダ自体に直接的には伝わらないが、ステージカバーに伝播して振動し、その振動が試料室壁を介してステージに伝播して、試料が振動してしまう問題が生じる。
【０００５】
本発明は、電子顕微鏡の画像分解能向上のため、環境音起因の試料振動を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電子顕微鏡の試料ホルダを覆うステージカバーに関し、ステージカバーを大きさの異なる物を互い違いに組み入れた入れ子構造にし、さらにステーカバー外側は試料室壁と隙間を設けるように配置した構造を有した電子顕微鏡。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のステージカバーにより、試料ホルダに直接照射される音を低減することができる。また、ステージカバーのうち、外側は試料室壁とは非接触のため、ステージカバー自体が音により振動されても、電子顕微鏡装置本体には伝播しない。このため、試料ホルダの振動を低減することが可能となる。また、試料ホルダに固定されたステージの振動も低減するため、ステージ上の試料振動は低減し、画像分解能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明によって試料ホルダ部分にステージカバーの一部が防音カバーに取り付けられた部分の断面図である。
【図２】電子顕微鏡の一例を模式的に示す概略図である。
【図３】図２に示される防音カバー内部の電子顕微鏡装置の概略を示す図である。
【図４】図２に示されるＢ−Ｂ’ 部の試料ホルダ部断面図である。
【図５】本発明によって試料ホルダ部分にステージカバーの一部が防音カバーに取り付けられ、図１に示されるＡから見た概略図である。
【図６】本発明によって試料ホルダ部分にステージカバーの一部が荷重板に取り付けられた部分の断面図である。
【図７】本発明によって試料ホルダ部分にステージカバーの一部が荷重板に取り付けられ、図６に示されるＣから見た概略図である。
【図８】本発明によって試料ホルダ部分にステージカバーの一部が防音カバーに取り付けられ、内部に吸音材を取り付けた断面図である。
【図９】本発明によって試料ホルダ部分にステージカバーの一部が防音カバーに取り付けられ、ステージカバーの隙間部をラビリンス構造とした断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１０】
図２は、本発明の対象である、電子顕微鏡装置本体１００の概略構成を示す図である。
電子顕微鏡装置の外側には環境音を遮蔽する目的で、防音カバー１０が備え付けられている。この防音カバー１０は試料を装置内に取り付ける際、外から試料を入れられるように、防音カバーの前扉部分１０１が開閉可能になっている。なお、この防音カバー１０の下部には隙間が設けられている。これは電子顕微鏡装置から発生する熱の排出と設置床の凹凸や床面に設置された配管を避けることを目的にしており、隙間の調節は防音カバー１０をｚ方向に移動することで可能である。
【００１１】
図３は、図２に示される防音カバー１０内部の電子顕微鏡装置の概略を示す図である。
電子顕微鏡装置は電子銃を搭載したカラム２０、電子ビームを調節する収束器２１、試料を格納する試料室２２、外から試料室内の試料を移動するための試料ホルダ２３、試料室を支持する荷重板２４と架台２５、床下から伝わる振動を低減する防振材２６、試料室内を超高真空に保つイオンポンプ２７やターボ分子ポンプ２８などから構成されている。カラム２０内にある電子銃から放出された電子が、試料ホルダ２３に固定されたステージ２３１の先端に設置された試料に照射される。そして照射された電子が散乱または透過して電子検出器２９で検出される。収束器２１での電磁場の与え方を変化させると電子銃から射出される電子の軌道が僅かに歪むため、電子の照射される位置が変化し、それに伴って電子検出器２９で検出される電子の強度が変化する。このようにして電子の強度を対応する座標に対する濃淡として画像化することで試料の微細構造の拡大像を得ることができる。
【００１２】
図４は、図２に示されるＢ−Ｂ’ 部の、試料ホルダ２３の拡大断面図である。試料ホルダ２３は内部にステージ２３１が組み込まれており、試料ホルダ２３のステージ２３１側は試料室壁２２１を貫通して気密をとって電子顕微鏡装置に取り付けられている。試料ホルダ２３にはマイクロメータヘッド２３２が付いており、試料の位置や電子線の照射角度を調節することができる。 
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明によって試料ホルダ２３部分にステージカバー３０を取り付けた断面図である。ステージカバー３０を、大きさの異なる物を互い違いに組み入れた入れ子構造にし、ステージカバー外側３００は防音カバー前扉１０１と一体となり、試料室壁２２１と隙間を設けて配置し、もう一方のステージカバー内側３０１は試料室壁２２１と一体となり、防音カバー前扉１０１およびステージカバー外側３００と隙間を設けて配置した構造を有する。
本構造にすると、防音カバー１０１と一体となるステージカバー外側３００が音響振動しても、試料室壁２２１およびステージカバー内側３０１とは非接触のため、振動は試料ホルダ２３やステージ２３１そして試料には伝播しない。
また、ステージカバー３０を入れ子構造にすることにより、環境音源から試料ホルダ２３までの伝播距離を長くすることができる。これにより、防音カバー１０の下部にある隙間から侵入した音は減衰し、試料ホルダ２３に照射する音響振動を低減することが可能になる。
さらに、試料室壁２２１と一体となり、防音カバー前扉１０１およびステージカバー外側３００と隙間を設けて配置しているステージカバー内側３０１により、試料ホルダ２３自体の曝露面積が減少する。このことにより、試料取り換え時といった、防音カバー前扉１０１開口時にも試料ホルダ部２３の温度変化を抑えることができ、温度変化による試料ホルダ２３の熱膨張によって発生する画像の移動、いわゆるドリフトを抑えることができる。
【００１４】
図５は、図１をＡの方向から見た、防音カバー前扉１０１と一体となるステージカバー外側３００の図である。このステージカバー外側３００は、防音カバー前扉１０１に取り付けられるステージカバー取り付けレール（ｙ方向）３１１およびステージカバー取り付けレール（ｚ方向）３１２に取り付けられている。これにより、防音カバー前扉１０１と一体となるステージカバー外側３００は位置の微調整が可能になり、試料室壁２２１およびステージカバー内側３０１と非接触に設置することがより容易にできる。なお、ステージカバー外側３００の防音カバー前扉１０１への取り付けは、レール以外でも可能であり、防音カバー前扉１０１の開閉の妨げにならず、かつステージカバー外側３００とステージカバー内側３０１が非接触であればどの手段で固定されていてもよい。
【実施例２】
【００１５】
図６は、本発明によって試料ホルダ２３にステージカバー３０を取り付け、ステージカバー外側３００が防音カバー前扉１０１には取り付けず、ステージカバー外側３００の一部が接続台３２を介して荷重板２４と一体となるような構造を有した断面図である。ステージカバー外側３００は、試料室壁２２１と隙間を設けて配置し、もう一方のステージカバー内側３０１は試料室壁２２１と一体となり、防音カバー前扉１０１およびステージカバー外側３００と隙間を設けて配置した構造を有する。
図７は、図６に示されるＣから見た概略図である。ステージカバー３０のうち、ステージカバー外側３００の下部および側面の一部が接続台３２を介して荷重板２４に取り付けられる。ステージカバー外側３００の上部およびｘ方向の側面は蓋になっており、試料を取り出す際に取り外しが可能である。
本構造にすると、ステージカバー３０のうち、荷重板２４と一体となるステージカバー外側３００に環境音および床からの振動が伝播しても、試料室壁２２１およびステージカバー内側３０１とは非接触のため、振動は試料ホルダ２３や試料には伝播しない。
また、ステージカバー３０を入れ子構造にすることにより、環境音源から試料ホルダ２３までの伝播距離を長くすることができる。このため防音カバー１０の下部にある隙間から侵入した音は減衰し、試料ホルダ２３に照射する音響振動を低減することが可能になる。
さらに、試料室壁２２１と一体となり、防音カバー前扉１０１およびステージカバー外側３００と隙間を設けて配置しているステージカバー内側３０１により、試料ホルダ２３自体の曝露面積が減少する。このことにより、試料取り換え時などの防音カバー前扉１０１開口時にも試料ホルダ２３部の温度変化を抑えることができ、温度変化による試料ホルダ２３の熱膨張によって発生する像の移動、いわゆるドリフトを抑えることができる。
なお、ステージカバー外側３００と荷重板２４との接続台３２はz方向に微調整が可能なように、駆動機構を組み込んでもよい。微調整が可能になると、試料室壁２２１およびステージカバー内側３０１と非接触に設置することがより容易にできる。
【実施例３】
【００１６】
図８は、実施例１の構造に、さらにステージカバー３０内部に吸音材３３を取り付けた構造を有した断面図である。
防音カバー１０やステージカバー３０を透過する音を低減するために、防音カバー前扉１０１と一体となるステージカバー外側３００の面あるいは試料室壁２２１と一体となり、防音カバー前扉１０１と隙間を設けて配置したステージカバー内側３０１の面あるいは両面に吸音材３３を貼り付けてもよい。吸音材３３により、音を熱エネルギーに変換し、試料ホルダ２３に照射される音を低減することができる。また、吸音材３３は断熱効果も期待できる断熱吸音材を用いてもよい。断熱吸音材により試料ホルダ２３の温度変化を抑えることができ、温度変化による試料ホルダ２３の熱膨張によって発生する像の移動、いわゆるドリフトを抑えることができる。
【実施例４】
【００１７】
図９は、実施例１の構造に、さらにステージカバー３０同士の隙間部に凹凸を何段にも組み合わせたラビリンス構造３４を有した断面図である。
入れ子構造のステージカバー３０同士の隙間を侵入する音のエネルギー損失を増加させるために、隙間をラビリンス構造３４にしてもよい。防音カバー１０の下部にある隙間から侵入した音は減衰し、試料ホルダ２３に照射する音響振動を低減することができる。なお、実施例３〜４で示したステージカバー３０内構造は図６のようにステージカバー外側３００が接続台３２を介して荷重板２４に取り付けられる場合でも良い。また、実施例３〜４の形態では、それぞれ別に説明したが、これに限定したものではない。例えば、ステージカバーに対して吸音材３３およびラビリンス構造３４を有しても良い。
【００１８】
本発明のステージカバーにより、試料ホルダに直接照射される音を低減することができる。また、ステージカバーのうち、外側は試料室壁とは非接触のため、ステージカバー自体が音により振動されても、電子顕微鏡装置本体には伝播しない。このため、試料ホルダの振動を低減することが可能となる。また、試料ホルダに固定されたステージの振動も低減するため、ステージ上の試料振動は低減し、画像分解能が向上する。
また、別の効果として、ステージカバーのうち、試料室壁と一体としている内側は、試料ホルダ自体の曝露面積が、ステージカバーの無い状態よりも減少するため、防音カバー開口時には試料ホルダ部分の温度変化を抑えられる。このため、試料ホルダの熱膨張によって発生する画像の移動、いわゆるドリフトも抑えることができる。
【符号の説明】
【００１９】
１００  電子顕微鏡装置本体
１０    防音カバー
１０１  防音カバー前扉
２０    カラム
２１    収束器
２２    試料室
２２１  試料室壁
２３    試料ホルダ
２３１  ステージ
２３２  マイクロメータヘッド
２４    荷重板
２５    架台
２６    防振材
２７    イオンポンプ
２８    ターボ分子ポンプ
２９    電子検出器
３０    ステージカバー
３００  ステージカバー外側
３０１  ステージカバー内側
３１１  ステージカバー取り付けレール（ｙ方向）
３１２  ステージカバー取り付けレール（ｚ方向）
３２    ステージカバー外側と荷重板との接続台
３３    吸音材
３４    ラビリンス構造
【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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