(57)【要約】  小型ながら高性能で搬送も容易な荷電粒子線装置を提供する。  荷電粒子線装置（１００）は、着脱可能な本体ユニット（１５）と補助ユニット（１４）を備え、前記本体ユニット（１５）は荷電粒子線に関する機能部を収容し、前記補助ユニット（１４）は電源部（９）を収容する。
2016174921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ユニットと補助ユニットを有する荷電粒子線装置であって、  前記本体ユニットは、    荷電粒子を生成する荷電粒子源、    前記荷電粒子を試料に対して照射する光学系、    前記試料を載置する試料ステージ、    前記試料ステージを収容する試料室、  を収容し、  前記補助ユニットは、    前記本体ユニットに対して電力を供給する電源部を収容し、  前記補助ユニットの上に前記本体ユニットを着脱できるように構成されている  ことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
前記本体ユニットの底面面積は、前記補助ユニットの上面面積以下に構成されている  ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項３】
前記補助ユニットの上に前記本体ユニットを載置したときに、前記試料ステージの試料設置位置が地面から５０５〜８００ｍｍの位置にある  ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項４】
前記補助ユニットは、前記補助ユニットを床面に載置した状態で運搬するための運搬部品を備える  ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項５】
前記補助ユニットと設置面との間に前記補助ユニットに対して加えられる振動を抑制する制振機構を備える  ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項６】
前記荷電粒子線装置は、前記本体ユニットを前記補助ユニットの上に載置したとき前記本体ユニットと前記補助ユニットを締結する締結部材を備える  ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項７】
前記荷電粒子線装置は、前記光学系と前記試料室を排気する排気装置を備え、  前記補助ユニットは、前記排気装置を収容する空間を有する  ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項８】
前記本体ユニットは、前記本体ユニットの振動が前記試料室に対して伝搬することを抑制する防振部材を備える  ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項９】
前記防振部材は、前記試料室の側面に配置されている  ことを特徴とする請求項８記載の荷電粒子線装置。
【請求項１０】
前記本体ユニットは、搬送機器が前記本体ユニットを搬送するとき使用するリフトアームをガイドするガイド機構を備える  ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項１１】
前記補助ユニットは、前記本体ユニットを前記補助ユニットの上に載置するとき前記本体ユニットを位置決めする位置決め部材を備える  ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項１２】
前記荷電粒子線装置は、前記光学系と前記試料室を排気する排気装置を備えるとともに、前記排気装置と前記光学系および前記排気装置と前記試料室を接続する排気管を備え、  前記本体ユニットは、前記排気装置と前記排気管を収容し、  前記荷電粒子線装置はさらに、一端が前記試料室に接続され、他端が前記排気管に接続された排気管支持部材を備える  ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項１３】
前記荷電粒子線装置はさらに、    前記本体ユニットと前記補助ユニットとの間に配置されるオプションユニット、    前記本体ユニットと前記オプションユニットを締結する部材、    前記補助ユニットと前記オプションユニットを締結する部材、  を備えることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項１４】
前記オプションユニットは、前記荷電粒子線装置が提供する機能を実装した装置のうち前記本体ユニットと前記補助ユニットのいずれも収容していないものを収容する  ことを特徴とする請求項１３記載の荷電粒子線装置。
【請求項１５】
補助ユニットの上に本体ユニットを着脱できるように構成されている荷電粒子線装置の設置方法であって、  荷電粒子を生成する荷電粒子源、前記荷電粒子を試料に対して照射する光学系、前記試料を載置する試料ステージ、および前記試料ステージを収容する試料室、を収容する前記本体ユニットと、前記本体ユニットに対して電力を供給する電源部を収容する前記補助ユニットを分離して個別に、または前記補助ユニットの上に前記本体ユニットを載置して、設置場所に対して搬送する搬送ステップ、  前記本体ユニットと前記補助ユニットを前記設置場所においてそれぞれ設置する設置ステップ、  を有することを特徴とする設置方法。
【請求項１６】
前記搬送ステップにおいては、前記本体ユニットと前記補助ユニットを分離して個別に搬送し、  前記設置ステップにおいては、前記本体ユニットと前記補助ユニットを分離したままそれぞれ設置する  ことを特徴とする請求項１５記載の設置方法。
【請求項１７】
前記搬送ステップにおいては、前記本体ユニットと前記補助ユニットを分離して個別に搬送し、  前記設置ステップにおいては、前記補助ユニットを前記設置場所において設置した後、前記本体ユニットを前記補助ユニットの上に載置する  ことを特徴とする請求項１５記載の設置方法。
【請求項１８】
前記搬送ステップにおいては、前記本体ユニットを前記補助ユニットの上に載置した状態で前記荷電粒子線装置を搬送し、  前記設置ステップにおいては、前記本体ユニットと前記補助ユニットを分離して個別に設置する  ことを特徴とする請求項１５記載の設置方法。
【請求項１９】
前記搬送ステップにおいては、前記本体ユニットを前記補助ユニットの上に載置した状態で前記荷電粒子線装置を搬送し、  前記設置ステップにおいては、前記本体ユニットを前記補助ユニットの上に載置した状態で前記設置場所において前記荷電粒子線装置をそのまま設置する  ことを特徴とする請求項１５記載の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、荷電粒子線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）は、試料を収束された電子ビームで走査し、それによって試料から発生する電子を検出し、その検出された信号を用いて画像表示装置に試料の走査電子像を表示する。走査電子顕微鏡は、電子線を発生させるのに用いられる電子銃の性質から数十キロボルトの高電圧が必要である。また、安定した電子線のため、電子顕微鏡内は真空に保たれていなければならない。したがって従来の走査電子顕微鏡は大型となる傾向がある。【０００３】  下記特許文献１は、電子顕微鏡の構成を開示している（図２）。同文献記載の電子顕微鏡においては、電子源、電子光学系、試料室、ステージ、排気系等を備える電子顕微鏡本体と、電子顕微鏡本体を制御する制御装置や観察画像を表示するモニタとが別々の架台に保持される。【０００４】  下記特許文献１はさらに、テーブルや作業台に設置することができる卓上型の電子顕微鏡の構造を開示している（図１）。卓上型の電子顕微鏡においては、電子源、電子光学系、試料室、ステージ、排気系等を備える電子顕微鏡本体と制御装置等が同一筺体内に設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０１３３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  特許文献１の図２記載の構成によれば、高性能な装置を提供できるが、大型で設置面積が大きいため、広い設置スペースを確保する必要がある。また、移動の際はリフター等の搬送機が必須であり、搬送時は大型のトラックで運ぶ必要があるので、手間がかかる。そのため、電子顕微鏡の無いところで作製された試料を観察する必要が生じた場合、これを電子顕微鏡がある研究所などに搬送して観察しなければならず、時間的観点からも不便である。【０００７】  特許文献１の図１記載の卓上型電子顕微鏡は、設置面積が小さく搬送も容易である反面、卓上設置できるようにしている性質上、装置の小型軽量化のために装置の性能を制限する必要がある。【０００８】  本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、小型ながら高性能で搬送も容易な荷電粒子線装置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】
【０００９】  本発明は、荷電粒子線に関する機能部を有する本体ユニットを、本体ユニットに電力を供給する電源部を有する補助ユニットの上に着脱できるように構成されている荷電粒子線装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】  本発明によれば、本体ユニットを軽量化することにより、小型かつ高性能な荷電粒子線装置を提供することができる。また本体ユニットと補助ユニットを分離することにより、容易に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る荷電粒子線装置１００の全体構成を示す側面図である。
【図２】補助ユニット１４内にロータリーポンプ８を収納したときの様子を示す図である。
【図３】ユーザ４０が椅子４１に座って荷電粒子線装置１００を操作する様子を示す側面図である。
【図４】無理のない試料交換ができる高さを示す図である。
【図５】ユーザ４０が試料ステージ４を本体ユニット１５から引き出した際のサイズ例を示す図である。
【図６】本体ユニット１５と補助ユニット１４を分離して設置する例を示す図である。
【図７】実施形態２に係る荷電粒子線装置１００の全体構成を示す側面図である。
【図８】本体ユニット１５の正面図である。
【図９】実施形態３に係る荷電粒子線装置１００の全体構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】＜実施の形態１＞  図１は、本実施形態１に係る荷電粒子線装置１００の全体構成を示す側面図である。荷電粒子線装置１００は、本体ユニット１５と補助ユニット１４を備える。本体ユニット１５は、荷電粒子線源１、電子光学系鏡体２（集束レンズ、対物レンズ、検出器を含む）、試料室３、試料ステージ４、ターボ分子ポンプ５（主排気ポンプ）、ターボ分子ポンプ５と電子光学系鏡体２や試料室３との間をつなぐ排気管６、各部を制御する制御基板７を収容する。補助ユニット１４は、電源ユニット９、コンピュータ１６と通信する制御基板１０を収容する。
【００１３】  補助ユニット１４の下部には、補助ユニット１４を設置するための脚部１２と補助ユニット１４を搬送するためのキャスタ１３が備えられている。キャスタ１３以外の搬送部材を用いてもよい。ロータリーポンプ８は補助排気ポンプであり、本体ユニット１５および補助ユニット１４の外部に設置され、排気管等を通じてターボ分子ポンプ５に接続されている。
【００１４】  本体ユニット１５は、補助ユニット１４の上部に載置することができる。このとき本体ユニット１５と補助ユニット１４との間は締結部材１７によって締結することができる。本体ユニット１５と補助ユニット１４を重ねて設置することにより、本体ユニット１５の設置面積を確保することなく補助ユニット１４の設置面積のみで荷電粒子線装置１００全体を設置することができる。
【００１５】  本体ユニット１５のフットプリントと補助ユニット１４のフットプリントはほぼ同じに構成することが望ましい。具体的には、本体ユニット１５の底面積は補助ユニット１４の上面面積と略同一（または以下）にすることが考えられる。これによりユーザは、２つのユニットを積層した状態でも荷電粒子線装置１００全体としての一体感を得ることができる。
【００１６】  締結部材１７を用いて本体ユニット１５と補助ユニット１４を締結することにより、本体ユニット１５と補助ユニット１４全体を１つの剛体とみなすことができる。荷電粒子線装置１００が外力Ｆを受けたとき、荷電粒子線装置１００が受ける加速度ａは、荷電粒子線装置１００の重量をｍとして「ａ＝Ｆ／ｍ」により表すことができる。つまり、２つのユニットを締結することによりｍが大きくなり、締結せずに重ねた場合に比べ外力を受けたときの振動などの影響を小さくできる。
【００１７】  ターボ分子ポンプ５など一部の構成要素は、動作温度に制限（例えば６０℃以下）がある。荷電粒子線装置１００を小型化すると各構成要素が密集するため、制御基板１０や電子光学系鏡体２などから発生する熱が装置内部にこもり、装置内部温度が上がり易い。装置内部温度が動作温度を超えるとその構成要素は停止もしくは異常動作してしまう。大きな熱を発生する制御基板１０や電源ユニット９を補助ユニット１４内に配置することにより、本体ユニット１５内の温度上昇を防ぐことができる。また、本体ユニット１５内に設置する排熱ファンの数を減らすことができ、振動源となる排熱ファンを電子光学系鏡体２から遠ざけることができる。さらに、本体ユニット１５の底板や補助ユニット１４の上板のように各ユニットを仕切る板があるため、補助ユニット１４から発生する熱や電磁ノイズ等を本体ユニット１５に対して伝えにくくすることができる。
【００１８】  試料室３や電子光学系鏡体２において振動が生じると、荷電粒子線装置１００の性能に対して悪影響を及ぼす。例えば荷電粒子線装置１００が走査電子顕微鏡として構成されている場合、観察像の精度が低下するので、特に高倍率の観察時は外部振動の影響を受けにくくする必要がある。そこで本体ユニット１５の底面と試料室３との間には、防振マウント１１が配置されている。防振マウント１１は、例えばダンパなどの振動吸収部材を用いて構成することができる。防振マウント１１により、試料室３や電子光学系鏡体２に対して伝搬する外部振動を抑制することができる。
【００１９】  脚部１２は、制振機構１８を備える。制振機構１８は、例えばゴムなどの振動吸収部材を用いて構成することができる。制振機構１８により、地面で発生した振動が補助ユニット１４や本体ユニット１５に伝搬するのを抑制することができる。その結果、試料室３や電子光学系鏡体２に対して伝搬する振動を小さくできる。
【００２０】  補助ユニット１４の下部には、キャスタ１３が設けられている。キャスタ１３により、補助ユニット１４と本体ユニット１５を重ねた状態（あるいはさらに締結部材１７により締結した状態）で２つのユニットを同時に搬送することができる。
【００２１】  図２は、補助ユニット１４内にロータリーポンプ８を収納したときの様子を示す図である。補助ユニット１４内には、電源ユニット９と制御基板１０を収容する空間に加えて、ロータリーポンプ８その他部材を収容する空間を設けることができる。これにより、使用時はロータリーポンプ８を荷電粒子線装置１００の外に設置する場合であっても、搬送時はこれら機材を同時に搬送することができる。補助ユニット１４内の上記空間は、例えば後述する図６のように本体ユニット１５と補助ユニット１４を分離した際に、両ユニット間を接続する配線等をこの空間に収容するために用いることができる。
【００２２】  従来の卓上型電子顕微鏡においては、試料ステージの位置が地上から８００〜１０００ｍｍであり、ユーザ４０が椅子４１に座ったまま試料ステージを引き出すためには少し腕を上げる必要がある。また従来の大型電子顕微鏡においても、卓上顕微鏡と同様に試料ステージの位置が地上から１０００ｍｍ程度であり、腕を上げた状態で試料ステージを引き出す必要がある。また従来の卓上電子顕微鏡においては試料ステージが取り付けられる試料室の下に荷重板が設けられており、荷重板は試料ステージや試料室に比べ周囲方向に大きい（特許文献１の図２参照）。そのため、ユーザ４０は椅子４１に座ったまま装置に近づくことが困難であり、腕を伸ばすかまたは椅子４１から立ち上がってから試料ステージ４を引き出さなければならない。そこで、本実施例の荷電粒子線装置１００は、ユーザが無理なく作業できるサイズとしてある。
【００２３】  図３は、ユーザ４０が椅子４１に座って荷電粒子線装置１００を操作する様子を示す側面図である。図３において、各部のサイズ例を示す。補助ユニット１４の高さは、椅子４１の高さと同程度（図３において、椅子４１は３８０〜４１０ｍｍ、補助ユニット１４は４００ｍｍ）である。本体ユニット１５の高さは８００ｍｍである。ユーザ４０が試料交換の際に本体ユニット１５から引き出す試料ステージ４は、地面から５００〜７５０ｍｍの位置にある。これはユーザ４０が膝の上に手を置いたときの手の高さと同程度である。そのためユーザ４０は、椅子に座った状態でも試料ステージ４を楽に引き出すことができる。
【００２４】  本実施形態１において、使い勝手の点で最も重要となる高さは、実際にユーザが手を触れる部分となる試料ステージ４の高さ（試料の交換位置）であり、６４０ｍｍとなっている。この高さは、図４に示すような考え方に基づいて定めた。
【００２５】  大柄な人の身体寸法として、９５％目の男性（米国人男性  身長１８９．５ｃｍ）を想定し、小柄な人の身体寸法として、５％目の女性（アジア人女性  身長１４７．１ｃｍ）を想定した。また、無理のない試料交換ができる姿勢における手の最大高さとして、肩の角度が体の中心から前方４５度で、ひじの角度が９０度を想定し、手の最低高さとして、肩の角度が体の中心から０度で、ひじの角度が１２０度を想定した。この結果、大柄な人が無理なく試料交換ができる試料ステージ４の高さの範囲が５０５．５ｍｍ〜１１６９ｍｍであり、小柄な人が無理なく試料交換ができる試料ステージ４の高さの範囲が４３６ｍｍ〜８００ｍｍであると判明した。この２つの範囲が重なる範囲である５０５ｍｍ〜８００ｍｍが、大柄な人から小柄な人までが無理なく試料交換できる最適な試料ステージ４の高さである。本実施例の試料ステージ４の高さ６４０ｍｍは、この理想範囲のほぼ中間位置であり、多くのユーザ４０にとって作業が楽になる利点がある。
【００２６】  図５は、ユーザ４０が試料ステージ４を本体ユニット１５から引き出した際のサイズ例を示す図である。試料４３が地面から６４０ｍｍの高さにあるため、試料ステージ４を引き出す際と同様にユーザ４０は腕を上げずに試料４３を交換することができる。また、試料ステージ４を引き出したとき試料４３を上から見下ろすことができるので、試料ステージ４から試料４３を外したり、ユーザ４０自身が立ち上がったりすることなく、試料４３の様子を観察することができる。一方で従来の卓上顕微鏡や大型電子顕微鏡においては、試料４３の高さが地面から１０００ｍｍ程度であり、ユーザ４０が座った状態では試料４３を横からもしくは斜めからしか観察できない。図５に示すサイズ例によれば、試料交換時の操作性を向上することができる。
【００２７】  本体ユニット１５のフットプリントと補助ユニット１４のフットプリントは略同じであるため、試料ステージ４を本体ユニット１５から引き出した状態で、その下に空間ができる。この空間にユーザ４０の足先などを入れることができるので、ユーザ４０はより柔軟な姿勢で試料ステージ４に対して作業することができる。
【００２８】  図６は、本体ユニット１５と補助ユニット１４を分離して設置する例を示す図である。締結部材１７を取り外すことにより、本体ユニット１５と補助ユニット１４をそれぞれ別の位置に設置することができる。本体ユニット１５と補助ユニット１４との間は、制御や電源供給のための配線、バックポンプを接続するための配管により接続される。補助ユニット１４とコンピュータ１６との間は配線により接続される。
【００２９】  クリーンルーム内など立って作業する環境の場合、図１に示すように２つのユニットを重ねた状態よりも図６に示すように本体ユニット１５を机２３に置いた状態で使用したほうが、試料交換の際にユーザが屈むことなく試料ステージ４を引き出せる。このようにユーザによって荷電粒子線装置１００の使用形態が異なるため、各ユニットを着脱自在に構成することにより、幅広いユーザ環境に対応できる。さらに、外部振動が多い環境で高倍率観察を実施する場合、装置下部に除振台を設置する場合がある。従来の大型電子顕微鏡においては装置全体を除振台に載置しなければならず大型の除振台が必要であった。本体ユニット１５を分離して除振台の上に載置することにより、除振台の大きさや耐荷重を小さくできる。
【００３０】  各ユニットを分離することにより、運搬の際に車高の低い車でも各ユニットを積載することができる。したがって、トラックなどの大型車両を用いずに運搬できる。これにより小型の車でも運搬が可能となり、手軽に荷電粒子線装置１００を運搬できるほか、狭い場所へも運搬することができる。
【００３１】  図３〜図５で説明したように、補助ユニット１４の上に本体ユニット１５を載置した状態でユーザ４０が椅子４１に座って作業するのに適した高さとなるように構成されているが、本体ユニット１５を分離して机２３の上に載置することにより、机２３によって高さを別途調整することもできる。
【００３２】  荷電粒子線装置１００の一部が故障した際、本体ユニット１５もしくは補助ユニット１４の片方を交換することにより、早急に復旧することができる。従来の荷電粒子線装置は大型で搬送が手間だったが、本実施形態１に係る荷電粒子線装置１００は小型車でも運搬できるので機動性が高く、ユニット毎に迅速に対応することができる。また故障したユニットを修理した後、再びユニットを入れ替えることもできる。これら特性により、荷電粒子線装置１００の稼働率を上げることができる。
【００３３】  本体ユニット１５と補助ユニット１４を分離した際に、両ユニット間を接続する配線が必要である。この配線はノイズ等の原因となるので、なるべく短くすることが望ましい。配線の両端に接続される部材をできる限りユニット内の端に配置することにより、配線を短くすることができる。例えば電源ユニット９を補助ユニット１４内の上面近くに配置するとともに、制御基板７を本体ユニット１５内の底面近くに配置することが考えられる。
【００３４】  以上のように、本実施形態１に係る荷電粒子線装置１００においては、卓上設置可能であるという特徴を残しつつ、本体ユニット１５とは別の補助ユニット１４内に荷電粒子線装置１００の性能や機能に影響されない電源ユニット９や制御基板１０を配置している。これにより、本体ユニット１５の軽量化を図ることができる。本体ユニット１５を軽量化した分、荷電粒子線装置１００の高機能化や、高真空と低真空に対応可能などの多機能化を図ることができる。
【００３５】  本実施形態１に係る荷電粒子線装置１００は、本体ユニット１５と補助ユニット１４を重ねた状態でも使用できるし、これらユニットを分離し例えば本体ユニット１５を卓上に設置した状態でも使用できる。各ユニットを重ねた場合は、補助ユニット１４による設置面積の拡大を防ぐことができる。各ユニットを分離した場合は、本体ユニット１５を机や作業台の上などユーザの所望する場所に設置することができる。すなわち、多様な設置環境に幅広く対応することができる。
【００３６】  本実施形態に係る荷電粒子線装置１００は、搬送の際に各ユニットを分離することにより、大型搬送車を用いずに搬送することができる。したがって、高性能ながら卓上型電子顕微鏡と同等の搬送性を備えることができる。
【００３７】＜実施形態２＞  図７は、本実施形態に係る荷電粒子線装置１００の全体構成を示す側面図である。本実施形態においては、実施形態１で説明した防振マウント１１に代えて防振マウント３５を設けている。以下、実施形態１との相違点を中心に説明する。
【００３８】  防振マウント３５は、試料室３の側面に固定された防振マウント取付部材３６と本体ユニット１５の架台に固定された防振マウント土台３４との間に取り付けられている。また、排気管６を支持する排気管支持部材３１を設け、その一端を排気管６に接続し、他端を試料室３の外壁に接続した。さらに、本体ユニット１５の底面にフォーク挿入用ガイド３２を設け、補助ユニット１４の上面に位置決め部材３３を設けた。
【００３９】  特許文献１の図２が示す従来の電子顕微鏡においては、試料室の下に配置された荷重板と架台との間に防振マウントが配置される。防振マウントの固有振動数ｆは、防振マウント上に載置される重量をｍ、防振マウントのばね定数をｋとすると、「ｆ＝（ｋ／ｍ）１／２」で表される。つまり、重量を重くすることで固有振動数ｆを小さくできる。振動振幅が一定であれば、周波数が小さいほど加速度が小さくなるので、固有振動数ｆを小さくするほど防振効果が向上する。特許文献１における荷重板としては鉄などの材料が用いられ、その重量は数１０ｋｇと重いので防振効果は高い。しかし実施形態１で説明した構成は、本体ユニット１５を卓上載置できるよう、荷重板を除去するとともに試料室３や電子光学系鏡体２などを軽量化しているので、防振マウント１１による防振効果が弱まる。また、防振マウント１１を試料室３の下部に設けると防振マウント１１の大きさが制限され、防振効果が抑制される。
【００４０】  そこで本実施形態２においては、防振マウント３５を試料室３の側部に設置する。これにともない、本体ユニット１５の架台に固定された防振マウント土台３４と、試料室３の側面に固定された防振マウント取付部材３６を設けた。試料室３の側面には検出器等が取り付けられる空間があるため、防振マウント３５を試料室３の側部に設置した場合でも本体ユニット１５の幅は大きくならない。つまり。荷電粒子線装置１００のサイズを大きくすること無く防振マウント３５を実施形態１よりも大きくできる。したがって防振マウントの防振効果を向上できる。
【００４１】  図８は、本体ユニット１５の正面図である。防振マウント３５の上面は荷電粒子線装置１００本体の重心４５の高さとほぼ一致するように配置されている。これによりピッチングやローリングといった振動モードが生じにくくなる。また、試料４３は防振マウント３５の上面および重心４５とほぼ同じ高さとしている。そのため前記振動モードが発生した場合においても回転中心が試料４３付近となり、試料４３付近における振動振幅が小さくなるため振動の影響を小さくできる。
【００４２】  本実施形態２においては、特許文献１の図２とは異なり、ターボ分子ポンプ５を試料室３の下部に取り付けるのではなく、電子光学系鏡体２や試料室３と接続され装置後方に延びた排気管６に取り付けることにより、本体ユニット１５の高さを低くして小型化している。
【００４３】  また、ターボ分子ポンプ５の重量は約３ｋｇであるため、これを排気管６に取り付けた場合、片持ち梁に似た構造となる。そのため防振マウント３５と排気管６による２自由度振動系が形成され、余分な振動モードが発現し防振性能が低下してしまう可能性がある。そこで本実施形態２においては、試料室３に固定した排気管支持部材３１と排気管６を締結し、排気管６を支持する。これにより、排気管６とターボ分子ポンプ５に起因する振動系の固有振動数を高くすることができる。上記構成により、この固有振動数と防振マウント３５の固有振動数との間の差が大きくなり、排気管６による振動モードが防振マウント３５の振動モードに与える影響を小さくできる。またターボ分子ポンプ５は定常運転時に１５００Ｈｚ程度で回転しており振動源となる。排気管支持部材３１により排気管６の高次モードの固有振動数をターボ分子ポンプ５の回転数と異なる振動数とし、これによりターボ分子ポンプ５の回転による振動の影響を小さくできる。
【００４４】  本体ユニット１５は、従来の電子顕微鏡に比べて軽いものの、例えば約８０ｋｇ程度の重量を有する。そのため、各ユニットの着脱時、本体ユニット１５を卓上に設置するとき、および各ユニットの搬送時に、リフター等を用いることが想定される。そこで、本体ユニット１５の下部に２つの矩形上のフォーク挿入用ガイド３２を固定する。本体ユニット１５の重心を考慮して、２つのフォーク挿入用ガイド３２の中央に本体ユニット１５の重心がくるように配置することが望ましい。フォーク挿入用ガイド３２にリフター等のフォークを挿入すると、安定した状態で本体ユニット１５を持ち上げることができ、フォークを挿入する位置はフォーク挿入用ガイド３２によって毎回同一となるため、作業者に依存せずに持ち上げたときの安定性を確保できる。
【００４５】  位置決め部材３３は、本体ユニット１５を補助ユニット１４の上に載置する際の位置決めを補助する部材である。例えば、フォーク挿入用ガイド３２にスリットを設け、そのスリットに位置決め部材３３が嵌合するように構成する。これにより、本体ユニット１５を毎回同じ位置に載置できる。なお図７において位置決め部材３３は荷電粒子線装置１００の前後方向（図面に向かって左右方向）のみ位置決めするように配置されているが、荷電粒子線装置１００の左右方向（図面に向かって奥行方向）の位置決めをする部材を設けてもよい。
【００４６】  以上のように、本実施形態２に係る荷電粒子線装置１００は、防振マウント３５を試料室３の側部に配置することにより、本体ユニット１５のサイズを抑えつつ防振性能を高めることができる。また排気管６を支持する部材を設けることにより、ターボ分子ポンプ５に起因する振動の影響を抑えることができる。
【００４７】  本実施形態２に係る荷電粒子線装置１００は、本体ユニット１５を補助ユニット１４の上に載置する作業を補助するため、位置決め部材３３とフォーク挿入用ガイド３２を備える。これら部材により、各ユニットの設置や分離合体などの作業を効率的に実施することができる。
【００４８】  荷電粒子線装置１００を搬送および設置する際には、設置環境、搬送設備、設置環境までの距離などの条件に鑑みて、以下のいずれかの態様をとることができる：（ａ）補助ユニット１４の上に本体ユニット１５を載置して搬送車やキャスタ１３により搬送し、（ａ１）設置場所において両ユニットを分離してそれぞれ設置するか、または（ａ２）設置場所において補助ユニット１４の上に本体ユニット１５を載置した状態でそのまま設置する、（ｂ）補助ユニット１４と本体ユニット１５を分離して個別に搬送車やキャスタ１３により搬送し、（ｂ１）設置場所において両ユニットを分離した状態でそのまま設置するか、または（ｂ２）設置場所において補助ユニット１４の上に本体ユニット１５を載置して設置する。
【００４９】＜実施形態３＞  実施形態１〜２では、本体ユニット１５と補助ユニット１４を備える構成例について説明した。ユーザの要望によっては、検出器などの構成要素を追加的に装着する必要が生じる場合があり、その検出器を動作させるための制御基板も追加する必要がある。本実施形態３では、そのような状況においても可搬性を維持しつつ設置面積も変えない構成例である。以下、実施形態１〜２との相違点を中心に説明する。
【００５０】  図９は、本実施形態３に係る荷電粒子線装置１００の全体構成を示す側面図である。試料室３内には、オプション検出器５０が設置されている。本体ユニット１５と補助ユニット１４の間に、オプション検出器５０を制御するための制御基板５１を収容するオプションユニット５２を設置する。各ユニットはそれぞれ重ねることができる。本体ユニット１５とオプションユニット５２との間、および補助ユニット１４とオプションユニット５２との間は、それぞれ締結部材１７により締結される。オプション検出器５０、制御基板５１、電源ユニット９などはそれぞれ配線により接続される。オプションユニット５２のフットプリントは本体ユニット１５や補助ユニット１４とほぼ同じにする。
【００５１】  オプションユニット５２を追加することにより、荷電粒子線装置１００全体の設置面積を大きくすることなく、本体ユニット１５内や補助ユニット１４内に設置できない構成要素を追加することができる。オプションユニット５２が収容する構成要素は、追加する構成要素に応じて適宜変更することができる。具体的には、荷電粒子線装置１００が提供する機能を実装する装置や部材のうち本体ユニット１５と補助ユニット１４いずれも収容していないものを収容すればよい。
【００５２】  オプションユニット５２内に収容する構成要素は１つに限らず、例えばその他制御基板や電源を収容することもできる。また、オプションユニット５２を複数増設することもできる。各ユニットは重ねることができるように構成しているので、オプションユニット５２により荷電粒子線装置１００の機能を追加しても設置面積は変わらず、装置の使用感やデザイン性が維持される。また、キャスタ１３により一度に全てのユニットを搬送することができる。
【００５３】  オプションユニット５２は、本体ユニット１５の高さを調整するために用いることもできる。ユーザによって体格や使用感が異なるので、オプションユニット５２を高さ調整用のスペーサとして用いることにより、本体ユニット１５の地面からの高さを可変できる。これにより、幅広いユーザに高い操作性を提供できる。また、オプションユニット５２を防振台とすることで防振効果を向上できる。
【００５４】＜本発明の変形例について＞  本発明は上記した実施形態の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることもできる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。
【符号の説明】
【００５５】  １：荷電粒子線源、２：電子光学系鏡体、３：試料室、４：試料ステージ、５：ターボ分子ポンプ、６：排気管、７：制御基板、８：ロータリーポンプ、９：電源ユニット、１０：制御基板、１１：防振マウント、１２：脚部、１３：キャスタ、１４：補助ユニット、１５：本体ユニット、 １６：コンピュータ、１７：締結部材、１８：制振機構、 ２３：机、３１：排気管支持部材、３２：フォーク挿入用ガイド、３３：位置決め部材、３４：防振マウント土台、３５：防振マウント、３６：防振マウント取付部材、４０：ユーザ、４１：椅子、４３：試料、４５：重心、５０：オプション検出器、５１：制御基板、５２：オプションユニット。
【図１】
2016174921.tif 000003
【図２】
2016174921.tif 000004
【図３】
2016174921.tif 000005
【図４】
2016174921.tif 000006
【図５】
2016174921.tif 000007
【図６】
2016174921.tif 000008
【図７】
2016174921.tif 000009
【図８】
2016174921.tif 000010
【図９】
2016174921.tif 000011
【国際調査報告】
2016174921.tif 000012
2016174921.tif 000013
2016174921.tif 000014
2016174921.tif 000015