(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高真空部側の鏡体および低真空部側の試料室を有する電子顕微鏡と、
互いに真空排気圧力の異なる高真空用吸込口および低真空用吸込口と、内部を予備排気するための排気口とを備えるターボ分子ポンプと、
前記排気口に接続される予備排気ポンプとを有し、
高真空用吸込口が高真空排気路を介して鏡体に連通され、
前記低真空用吸込口が低真空排気路を介して試料室に連通されることを特徴とする電子顕微鏡の真空排気装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電子顕微鏡の真空排気装置において、
前記ターボ分子ポンプが、前記鏡体および前記試料室の内部を排気することを特徴とする電子顕微鏡の真空排気装置。
【請求項３】
請求項１に記載された電子顕微鏡の真空排気装置において、
前記低真空部側に真空制御用のリークコンダクタンス手段を備えたことを特徴とする電子顕微鏡の真空排気装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子顕微鏡の真空排気装置において、
前記リークコンダクタンス手段はニードルバルブまたは固定絞りのいずれかであることを特徴とする電子顕微鏡の真空排気装置。
【請求項５】
電子銃を備えた鏡体と、
試料室と、
互いに真空排気圧力の異なる高真空用吸込口および低真空用吸込口と、内部を予備排気するための排気口とを備えるメインポンプと、
前記排気口に接続される予備排気ポンプとを有し、
前記高真空用吸込口が高真空排気路を介して鏡体に連通され、
前記低真空用吸込口が低真空排気路を介して試料室に連通されることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項６】
請求項５に記載の電子顕微鏡において、
前記メインポンプが、前記鏡体および前記試料室の内部を排気することを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項７】
請求項５に記載の電子顕微鏡において、
前記試料室から前記鏡体に向かう気体の流れを抑えて当該鏡体と当該試料室の差動排気圧力を保つオリフィスを備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査形の電子顕微鏡の真空排気装置に係わる改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡の真空排気装置は、例えば、特表２００４−５０３０６３号公報に記載されている。
【０００３】
この電子顕微鏡の真空排気装置を概略的に示した図５に沿い、従来の電子顕微鏡の真空排気装置について説明する。
【０００４】
電子顕微鏡４は、電子顕微鏡の本体部である鏡体と、試料室８を有する。鏡体は、電子銃が備わる電子銃室８を有する。メインポンプ（真空ポンプ）３の高真空用吸込口は、メインバルブ５を介して試料室８に連通される。また、高真空用吸込口は、連通管を介して
鏡体に連通される。
【０００５】
メインポンプ（真空ポンプ）３の排気側には、バルブ２０を介してメンブレンポンプ１が設けられる。試料室８には、メンブレンポンプ２がバルブを介して連通される。また、ニードルバルブも試料室８に連通するように設けられる。
【０００６】
【特許文献１】特表２００４−５０３０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記電子顕微鏡の真空排気装置は、高真空の電子顕微鏡と低真空の電子顕微鏡の切り換えをするメンブレンポンプを二台必要とした。高真空の電子顕微鏡のときは排気開始後、メンブレンポンプ１でメインポンプ３および電子顕微鏡４の鏡体と試料室８の予備排気を行い、その後、メインポンプ３が起動される。このとき、メインバルブ５は開いた状態であり、バルブ６は閉じた状態である。
【０００８】
低真空の電子顕微鏡のときは、メインバルブ５を閉じ、バルブ６を開くことでメインポンプ３で高真空となる電子銃室７の排気を行い、メンブレンポンプ２で低真空となる試料室８を排気する。
【０００９】
低真空となる試料室の真空制御はニードルバルブ９で行っている。
【００１０】
上記従来の電子顕微鏡の真空排気装置はメインバルブを必要とする。また、二つのメンブレンポンプを必要とするので、部品数が多く、構造が複雑でコストがかかる問題があった。
【００１１】
本発明は、上記の問題に鑑み、部品数が少なく、構造が簡単で低コスト化できる電子顕微鏡の真空排気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】
【００１２】
本発明は、高真空部側と低真空部側を有する電子顕微鏡と、高真空用吸込口と低真空用吸込口と排気口を有する真空排気手段と、高真空部側と高真空用吸込口とを連通し、前記低真空部側と前記低真空用吸込口とを連通したことを特徴とする電子顕微鏡の真空排気装置にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、部品数が少なく、構造が簡単で低コスト化できる電子顕微鏡の真空排気装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施例について図を引用して説明する。
【００１５】
まず、図１、図４を引用して説明する。
【００１６】
電子顕微鏡４は、走査形の電子顕微鏡の本体部である鏡体と試料室８を有する。鏡体は、電子線を放射する電子銃が備わる電子銃室７を有する。鏡体は高真空部側に、試料室８は低真空部側になる。鏡体には、電子の通過を制御する偏向制御手段、偏向レンズ、アパチャー、ブランキングを含む各種の制御装置が備わる。
【００１７】
真空排気ポンプである真空排気手段のターボ分子ポンプ１１は、１０−７Ｐａ程度の真空度まで真空排気できる。このターボ分子ポンプ１１は、図４に示すような構成を有する。
【００１８】
ターボ分子ポンプ１１は、外側ケーシング１１０と、内側ケーシング１１１と、ロータ１１２と、電動機１１３とを有する。ロータ１１２は、外側ケーシング１１０と内側ケーシング１１１との間に位置し、電動機１１３の回転子１１４に固定支持されている。ロータ１１２は、電動機１１３の回転により高速回転する。
【００１９】
外側ケーシング１１０と内側ケーシング１１１は、軸方向に並ぶ多段の固定翼１１５を有する。ロータ１１２は、軸方向に並ぶ多段の回転翼１１６を有する。多段の固定翼１１５と多段の回転翼１１６は、軸方向に交互並ぶように配置される。
【００２０】
ターボ分子ポンプ１１は、高真空用吸込口１１７と、排気口１１８と、二つの低真空用吸込口１１９、１２０を有する。二つの低真空用吸込口１１９、１２０は、高真空用吸込口１１７と排気口１１８の途中に流通するように設けられる。
【００２１】
低真空用吸込口１１９、１２０の真空排気圧力は、高真空用吸込口１１７の真空排気圧力は低い。例えば、高真空用吸込口の真空排気圧力が１０−３Ｐａ程度とすると、低真空用吸込口の真空排気圧力が１〜１０Ｐａ程度の相対関係なっている。
【００２２】
ターボ分子ポンプ１１の高真空用吸込口１１７は、高真空排気路５０を介して鏡体に連通される。ターボ分子ポンプ１１の低真空用吸込口１１９は、低真空排気路５１を介して試料室８に連通される。残りの高真空用吸込口１２０は閉じる。
【００２３】
オリフィス（図示せず）は、鏡体と試料室８の間に設けられる。オリフィスは、電子線を通過させ、試料室８から鏡体に向かう気体の流れを抑えて鏡体と試料室８の差動排気圧力を保つ。
【００２４】
ニードルバルブ９は、試料室８に設けられる。このニードルバルブ９を介して試料室８は、大気に連通する。ニードルバルブ９は、流通口の面積をリニヤーに調節できる。
【００２５】
メンブレンポンプ１０は、排気路５２を介して吸込側をターボ分子ポンプ１１の排気口１１８に連通するように設けられる。メンブレンポンプは、ロータリポンプやダイヤフラムポンプを用いる。
【００２６】
排気運転について説明する。
【００２７】
排気開始と同時に、メンブレンポンプ１０によりメインポンプであるターボ分子ポンプ１１、鏡体、および試料室８の予備排気を行う。その後、ある程度、真空度が深まってきたら、ターボ分子ポンプ１１が起動される。
【００２８】
ターボ分子ポンプ１１は、高真空用と低真空用の二つの吸込口を有するので、同時に鏡体と試料室８の真空排気をすることができる。従来は、ターボ分子ポンプ（メインポンプ）、二つのメンブレンポンプを必要とした。本発明の実施例では、ターボ分子ポンプ（メインポンプ）、一つのメンブレンポンプで実現できる。また、メインバルブも不要である。このため、部品数が少なく、構造が簡単で低コスト化をすることができる。
【００２９】
ターボ分子ポンプ１１により、真空排気された気圧差のある鏡体と試料室は、試料室８の真空制御をニードルバルブ９で行うことにより、さらに走査形電子顕微鏡の観察に合う気圧に調整できる。
【００３０】
図２に示す他の実施例について説明する。
【００３１】
この実施例は、図１に示す実施例のニードルバルブ９を固定絞り１５に代えたところが特徴である。
【００３２】
排気開始と同時に、メンブレンポンプ１０によりメインポンプであるターボ分子ポンプ１１、鏡体、および試料室８の予備排気を行う。その後、ある程度、真空度が深まってきたら、ターボ分子ポンプ１１が起動される。
【００３３】
ターボ分子ポンプ１１は、高真空用と低真空用の二つの吸込口を有するので、同時に鏡体と試料室８の真空排気をすることができる。従来は、ターボ分子ポンプ（メインポンプ）、二つのメンブレンポンプを必要とした。本発明の実施例では、ターボ分子ポンプ（メインポンプ）、一つのメンブレンポンプで実現できる。また、メインバルブも不要である。このため、部品数が少なく、構造が簡単で低コスト化をすることができる。
【００３４】
ターボ分子ポンプ１３の高真空用吸込口で電子銃室７を高真空排気し、低真空用吸込口で試料室８を低真空排気し、試料室８の真空制御を固定絞り１５によるリークコンダクタンスのみで行い、さらに走査形電子顕微鏡の観察に摘する気圧に調整している。このとき、真空圧力も固定である。固定絞りの孔径ｄは維持したい真空圧力をＰとすると次式（１）により決定する。
【００３５】
【数１】
0004634295.tif 000002
【００３６】
図３に示す他の実施例について説明する。
【００３７】
この実施例は、図２に示す実施例の固定絞りを複数個に代えたところが特徴である。
【００３８】
この実施例では、固定絞り１５を複数個設けて、観察試料の状態に合わせて維持したい真空圧力雰囲気を選択するモードを搭載する。
【００３９】
例えば、図示のように固定絞りをａ、ｂ、ｃ三個設置し、それぞれの絞りの前には電磁弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃを設置する。このとき、電磁弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃの開閉の組合わせで様々な真空圧力雰囲気が得られる。
【００４０】
電磁弁１６ａが開いていて他の二つの電磁弁が閉じているときの真空圧力をＰａ、また、電磁弁１６ａおよびｂが開いているときの真空圧力をＰａｂのように表すとき、各々の組合わせ時における真空圧力は次式（２）〜（８）により得られる。
【００４１】
【数２】
0004634295.tif 000003
【００４２】
【数３】
0004634295.tif 000004
【００４３】
【数４】
0004634295.tif 000005
【００４４】
【数５】
0004634295.tif 000006
【００４５】
【数６】
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【００４６】
【数７】
0004634295.tif 000008
【００４７】
【数８】
0004634295.tif 000009
【００４８】
上式を利用し、維持したい真空雰囲気に合わせた固定絞り１５の組合わせを選定することにより、走査形電子顕微鏡の観察に最適な気圧を提供できる。また、複数の固定絞り１５を用いることにより、ニードルバルブを削除できた。
【００４９】
上述したように高真空と低真空の同時排気が可能であるターボ分子ポンプを採用し、低真空用のポートから試料室を低真空排気することにより、メンブレンポンプを一台削除できた。
【００５０】
また、低真空の走査形電子顕微鏡のみとすることで、従来例で述べた三つのバルブ（メインバルブ５、バルブ６、２０）を削除できた。これにより、電子顕微鏡の排気装置の低コストおよび小型化を可能とする。
【００５１】
さらに、試料室の真空制御を一つ、もしくは複数の固定絞りのみとすることによりニードルバルブを削除でき、さらなる低コスト化を可能にすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、電子顕微鏡の排気装置を示す図。
【図２】本発明の他の実施例に係わるもので、電子顕微鏡の排気装置を示す図。
【図３】本発明の更なる他の実施例に係わるもので、電子顕微鏡の排気装置を示す図。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、ターボ分子ポンプの断面図。
【図５】従来例に係わるもので、電子顕微鏡の排気装置を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
８…試料室、１１７…高真空用吸込口、１１９…低真空用吸込口、１１…ターボ分子ポンプ、１１８…排気口、５０…高真空排気路、５１…低真空排気路。
【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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