(57)【要約】【課題】  蛍光板を電子線光軸上に配置および電子線光軸上から退避できるコンパクトな透過電子顕微鏡を提供する。【解決手段】  蛍光板１１上で観察されたＴＥＭ像を写真フィルム１２で撮影するときには、蛍光板１１が電子線光軸Ｏ上から退避される。この蛍光板１１の退避にあたっては、図４（ｃ）点線に示すように、蛍光板支持部１４ａが蛍光板駆動部１４ｂによって駆動軸ｒのまわりに反時計回り（蛍光板駆動部１４ｂ側から見て反時計回り）に回転される。この場合、９０度ほど回転される。その結果、クランク状の蛍光板支持部１４ａの先端に固定された蛍光板１１は、図４（ｃ）点線に示すように、駆動軸ｒを中心とする円周Ｓ上を移動して電子線光軸Ｏ上から退避される。【選択図】  図４
2005203106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を射出する電子銃と、
前記電子銃からの電子線を集束させて試料に照射するための第１のレンズと、
電子線照射によって前記試料を透過した電子線に基づいて電子線像を形成するための第２のレンズと、
前記第２のレンズによって形成された前記電子線像を撮影するための撮影手段と、
前記第２のレンズと前記撮影手段との間に配置された蛍光板と、
前記蛍光板を支持すると共に、蛍光板を電子線光軸上に配置および電子線光軸上から退避させるための蛍光板移動手段と
を備えた透過電子顕微鏡において、
前記蛍光板移動手段は、電子線光軸にほぼ直交する駆動軸のまわりに前記蛍光板を回動させるように構成されており、
前記蛍光板は、前記駆動軸上から外れるように前記蛍光板移動手段に支持されている
ことを特徴とする透過電子顕微鏡。
【請求項２】
前記駆動軸は、前記第２のレンズと前記撮影手段との間に位置していることを特徴とする請求項１記載の透過電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線照射によって試料を透過した電子線に基づいて試料像を得る透過電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）は、試料の透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像）や回折像を観察する装置である。この透過電子顕微鏡では、電子銃からの電子線が試料に照射され、試料を透過した電子線によって形成されたＴＥＭ像や回折像は、電子線光軸上に配置された蛍光板によって観察される。
このような透過電子顕微鏡には、ＴＥＭ像や回折像を撮影する撮影手段が備えられており、像撮影時には前記蛍光板が電子線光軸上から退避され、蛍光板の後段に配置された撮影手段によってＴＥＭ像や回折像が撮影される。その撮影手段として、たとえば写真フィルムやＴＶカメラが用いられている。
さて、図１は従来の蛍光板移動機構の一例を示した図であり、このような移動機構はたとえば特開２００３−３１１７４号公報（特許文献１）に記載されている。図１（ａ）は、電子線光軸Ｏ上に配置された蛍光板を投影レンズ側から見た図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）の蛍光板を正面（図１（ａ）Ａ側）から見た図である。そして図１（ｃ）は、図１（ａ）の蛍光板を側面（図１（ａ）Ｂ側）から見た図である。
図１（ａ）に示すように、蛍光板は棒状の蛍光板支持部に固定されており、この蛍光板支持部は、真空容器に取り付けられた蛍光板駆動部に接続されている。そして、蛍光板駆動部は、蛍光板支持部をその蛍光板支持部の中心軸ｑのまわりに回動させるように構成されている。この軸ｑは電子線光軸Ｏ上から外れており、軸ｑは電子線光軸Ｏに直交するｘ軸に平行である。
また、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、蛍光板の後段には写真フィルムが配置されている。さらに、電子線光軸Ｏ上に配置された蛍光板の上部には電子線検出器が配置されており、この電子線検出器は、真空容器に取り付けられた検出器駆動部に接続されている。検出器駆動部は、電子線検出器を電子線光軸Ｏ上に出し入れできるように構成されている。なお、電子線検出器として、たとえば走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）を得るために試料からの電子線を検出する電子線検出器が配置されている。
このような構成において、それまで蛍光板上で観察されていたＴＥＭ像や回折像を写真フィルムで撮影するときには、電子線検出器が図１（ｃ）の位置Ａまで退避された状態において、蛍光板が電子線光軸Ｏ上から退避される。この蛍光板の退避にあたっては、蛍光板支持部が蛍光板駆動部によって軸ｑのまわりに時計回り（蛍光板駆動部側から見て時計回り）に回転され、その結果、蛍光板支持部に固定された蛍光板は図１（ｃ）点線に示すように引き起こされて電子線光軸Ｏ上から退避される。こうして、ＴＥＭ像や回折像が写真フィルムで撮影される。
また、図２は従来の蛍光板移動機構の他の例を示した図である。図２（ａ）は、電子線光軸Ｏ上に配置された蛍光板を投影レンズ側から見た図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）の蛍光板を正面（図２（ａ）Ａ側）から見た図である。
図２（ａ）に示すように、蛍光板は棒状の蛍光板支持部に固定されており、この蛍光板支持部は、真空容器に取り付けられた蛍光板駆動部に接続されている。そして、蛍光板駆動部は、蛍光板支持部をその蛍光板支持部の中心軸ｑ’の方向に移動させるように構成されている。この軸ｑ’は電子線光軸Ｏと直交しており、軸ｑ’は電子線光軸Ｏに直交するｘ軸に平行である。
また、図２（ｂ）に示すように、蛍光板の後段には写真フィルムが配置されている。さらに、電子線光軸Ｏ上に配置された蛍光板の上部には電子線検出器が配置されており、この電子線検出器は、真空容器に取り付けられた検出器駆動部に接続されている。検出器駆動部は、電子線検出器を電子線光軸Ｏ上に出し入れできるように構成されている。
このような構成において、それまで蛍光板上で観察されていたＴＥＭ像や回折像を写真フィルムで撮影するときには、電子線検出器が撮影の邪魔にならない位置まで退避されると共に、蛍光板が電子線光軸Ｏ上から退避される。この蛍光板の退避にあたっては、蛍光板支持部が蛍光板駆動部によってｘ軸方向に移動され、その結果、蛍光板支持部に固定された蛍光板は図２（ａ）の点線位置まで引き出されて電子線光軸Ｏ上から退避される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１の例では、蛍光板を電子線光軸Ｏ上から退避させるときに蛍光板が電子線検出器に当たらないように、電子線検出器を図１（ｃ）の位置Ａまで予め退避しておく必要がある。このように電子線検出器を大きく退避させなければならないため、その電子線検出器を移動させる検出器駆動部は、真空容器から外側（大気側）にかなり突出したものとなる。このため、コンパクトな透過電子顕微鏡を提供することができない。
なお、蛍光板と電子線検出器の干渉（衝突）を考慮しなくてよければ、電子線検出器を図１（ｃ）の位置Ｃにさえ退避しておけば、電子線検出器の影が写らない良好な試料像を写真フィルムで撮影することができる。また、同様に、蛍光板と電子線検出器の干渉を考慮しなくてよければ、電子線検出器を図１（ｃ）の位置Ｂにさえ退避しておけば、電子線検出器の影が写らない良好な試料像を蛍光板上で観察することができる。
一方、図２の例では、蛍光板は電子線光軸Ｏに直交する方向（ｘ軸方向）に引き出されて退避されるので、上述した図１の例の問題は回避される。しかしながら、図２の例では、蛍光板を図２（ａ）の点線位置まで大きく退避させるためのスペースを真空容器内に確保しなければならず、そのために真空容器が大型となり、さらに真空容器の形状が複雑となる。このように真空容器が大型化すると、その内部を排気するのに時間がかかってしまう。
また、図２の例では蛍光板を大きく退避させなければならないため、その蛍光板を移動させる蛍光板駆動部は、真空容器から外側（大気側）にかなり突出したものとなる。このため、図２の例においてもコンパクトな透過電子顕微鏡を提供することができない。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであり、その目的は、蛍光板を電子線光軸上に配置および電子線光軸上から退避できるコンパクトな透過電子顕微鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明の透過電子顕微鏡は、電子を射出する電子銃と、前記電子銃からの電子線を集束させて試料に照射するための第１のレンズと、電子線照射によって前記試料を透過した電子線に基づいて電子線像を形成するための第２のレンズと、前記第２のレンズによって形成された前記電子線像を撮影するための撮影手段と、前記第２のレンズと前記撮影手段との間に配置された蛍光板と、前記蛍光板を支持すると共に、蛍光板を電子線光軸上に配置および電子線光軸上から退避させるための蛍光板移動手段とを備えた透過電子顕微鏡において、前記蛍光板移動手段は、電子線光軸にほぼ直交する駆動軸のまわりに前記蛍光板を回動させるように構成されており、前記蛍光板は、前記駆動軸上から外れるように前記蛍光板移動手段に支持されている。
【発明の効果】
【０００７】
したがって本発明によれば、蛍光板を電子線光軸上に配置および電子線光軸上から退避できるコンパクトな透過電子顕微鏡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】
【０００８】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図３は、本発明の透過電子顕微鏡の一例を示した図である。図３において１は架台であり、真空容器（鏡筒）２が架台１に支持されている。この真空容器２の内部には上から順に電子銃３，集束レンズ４，集束レンズ５，試料６，対物レンズ７，中間レンズ８，投影レンズ９，電子線検出器１０，蛍光板１１，写真フィルム（撮影手段）１２，ＴＶカメラ（撮影手段）１３が配置されている。
前記集束レンズ４，５によって本発明の第１のレンズが構成され、また、前記対物レンズ７と中間レンズ８と投影レンズ９によって本発明の第２のレンズが構成されている。なお、真空容器２の内部は排気装置（図示せず）によって真空に排気されている。
さて、図３に示すように、蛍光板１１は本発明の蛍光板移動機構（蛍光板移動手段）１４によって支持されている。以下、図４を用いて蛍光板移動機構１４を詳しく説明する。
図４（ａ）は、電子線光軸Ｏ上に配置された蛍光板１１を投影レンズ９側から見た図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の蛍光板１１を正面（図４（ａ）Ａ側）から見た図である。そして図４（ｃ）は、図４（ａ）の蛍光板１１を側面（図４（ａ）Ｂ側）から見た図である。
図４（ｂ）に示すように、蛍光板１１はクランク状の蛍光板支持部１４ａに固定されており、この蛍光板支持部１４ａは、真空容器２に取り付けられた蛍光板駆動部１４ｂに接続されている。そして、蛍光板駆動部１４ｂは、蛍光板支持部１４ａを、その蛍光板支持部１４ａの駆動部側支持部１４ａ’の中心軸ｒ（駆動軸ｒ）のまわりに回動させるように構成されている。すなわち蛍光板駆動部１４ｂは、そのクランク状の蛍光板支持部１４ａの先端に固定された蛍光板１１を、前記駆動軸ｒのまわりに回動させるように構成されている。
前記駆動軸ｒは電子線光軸Ｏに直交またはほぼ直交している。そして、クランク状の蛍光板支持部１４ａの先端に固定された前記蛍光板１１は、駆動軸ｒ上に位置せずに駆動軸ｒ上から外れており、蛍光板１１の像投影面１１ａは駆動軸ｒに対向している。以上、図４を用いて説明したように、本発明の蛍光板移動機構１４は蛍光板支持部１４ａと蛍光板駆動部１４ｂで構成されている。
なお、図４に示すように、電子線光軸Ｏ上に配置された蛍光板１１の上部には電子線検出器１０が配置されており、この電子線検出器１０は、真空容器２に取り付けられた検出器駆動部１０ａに接続されている。検出器駆動部１０ａは、電子線検出器１０を電子線光軸Ｏ上に出し入れできるように構成されている。電子線検出器１０として、たとえば走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）を得るために試料からの電子線を検出する電子線検出器が配置されている。
以上、図３の透過電子顕微鏡の構成を図４を用いて説明した。以下、この装置の動作説明を行う。
図３の透過電子顕微鏡において、電子銃３からの電子線は集束レンズ４，５で集束されて試料６を照射する。そして、その電子線照射によって試料６を透過した電子線は、対物レンズ７により結像作用を受け、試料６の初段像（ＴＥＭ像または回折像）が形成される。その後、中間レンズ８と投影レンズ９により像が拡大され、試料６のたとえばＴＥＭ像が電子線光軸Ｏ上に配置された蛍光板１１上に投影される。オペレータは、その蛍光板１１上に投影されたＴＥＭ像を観察窓Ｗ（図４（ｃ）参照）から観察する。
そして、蛍光板１１上で観察されたＴＥＭ像を写真フィルム１２で撮影するときには、蛍光板１１が電子線光軸Ｏ上から退避される。この蛍光板１１の退避にあたっては、図４（ｃ）点線に示すように、蛍光板支持部１４ａが蛍光板駆動部１４ｂによって駆動軸ｒのまわりに反時計回り（蛍光板駆動部１４ｂ側から見て反時計回り）に回転される。この場合、９０度ほど回転される。その結果、クランク状の蛍光板支持部１４ａの先端に固定された蛍光板１１は、図４（ｃ）点線に示すように、駆動軸ｒを中心とする円周Ｓ上を移動して電子線光軸Ｏ上から退避される。
このように本発明の透過電子顕微鏡においては、図１に示した従来例とは異なり、蛍光板１１が電子線検出器１０の前を通らずに退避される。このため、本発明においては、蛍光板退避時における蛍光板１１と電子線検出器１０の干渉（衝突）を考慮する必要はなく、電子線検出器１０を図４（ｃ）の位置Ｃにさえ退避しておけば、電子線検出器１０の影が写らない良好な試料像を写真フィルム１２で撮影することができる。また、電子線検出器１０を図４（ｃ）の位置Ｂにさえ退避しておけば、電子線検出器１０の影が写らない良好な試料像を蛍光板１１上で観察することができる。従って本発明においては、電子線検出器１０を図１の従来例のように大きく退避させなくて済み、検出器駆動部１０ａの真空容器２からの突出を抑えることができる。
また、本発明の透過電子顕微鏡においては、図２に示した従来例とは異なり、蛍光板１１が電子線光軸Ｏに直交する方向（ｘ軸方向）に引き出されずに退避される。このため、本発明においては、蛍光板１１をｘ軸方向に大きく退避させるためのスペースを真空容器２内に設ける必要はない。従って本発明においては、真空容器２の大型化、および真空容器２の形状の複雑化を抑えることができる。さらに本発明においては、蛍光板１１を図２の従来例のように大きく退避させなくて済み、蛍光板駆動部１４ｂの真空容器２からの突出を抑えることができる。
以上説明したように、本発明によれば、従来よりもコンパクトな透過電子顕微鏡を提供することができる。
なお、上記例では試料像を写真フィルム１２で撮影するようにしたが、写真フィルム１２を電子線光軸Ｏ上から退避させ、その後段に配置されたＴＶカメラ１３によって試料像を撮影するようにしてもよい。その場合、ＴＶカメラ１３で撮影された試料像は、ＴＶモニタ上に表示されたり、ビデオテープ等に記録される。
また、上記例では、ＴＥＭ像を蛍光板１１上で観察して写真フィルム１２で撮影する場合について説明した。一方、それまで蛍光板１１上で観察されていた回折像を写真フィルム１２やＴＶカメラ１３で撮影するときには、蛍光板１１が電子線光軸Ｏ上から退避される前に、たとえば特開２００２−２１６６９６号公報に記載されているようなビームストッパが電子線光軸Ｏ上に配置される。このビームストッパは、図４の電子線検出器１０の近くに配置されていて電子線光軸Ｏ上に出し入れ可能であり、回折像中央部のダイレクトスポットを形成する電子線を遮断するために、電子線光軸Ｏ上に配置される。なぜならば、ダイレクトスポットを形成する電子線の強度はかなり高く、そのような強度の高い電子線は写真フィルム１２およびＴＶカメラ１３の撮像管を損傷させてしまうからである。なお、ビームストッパが電子線光軸Ｏ上に配置されると、蛍光板１１上においてダイレクトスポットが観察されなくなるように、ビームストッパのｘｙ位置合わせが行われる。
こうしてビームストッパのｘｙ位置合わせが終了すると、ビームストッパがその位置に保たれた状態（すなわち電子線光軸Ｏ上に配置された状態）で、蛍光板１１が上記のように電子線光軸Ｏ上から退避される。図１の従来例では、この蛍光板退避時に蛍光板がビームストッパに当たらないように、ビームストッパは蛍光板から遠ざけられて投影レンズ側に配置されていた。このため、図１の従来例では、蛍光板と投影レンズ間にビームストッパを配置するスペースを余分に確保しなければならなかった。
一方、本発明においては、蛍光板１１は、前記電子線検出器１０の横に配置されたビームストッパの前を通らずに退避される。このため、本発明においては、蛍光板退避時における蛍光板１１とビームストッパの干渉（衝突）を考慮する必要はなく、ビームストッパを蛍光板寄りに配置できる。従って本発明においては、ビームストッパを配置するスペースを従来例のように蛍光板と投影レンズ間に確保しなくて済み、コンパクトな透過電子顕微鏡を提供することができる。
以上、本発明の一例を図３および図４を用いて説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、上記例の変形例も含むものである。たとえば上記例では、蛍光板の駆動軸ｒは、電子線光軸Ｏ上に配置された蛍光板１１と投影レンズ９間に位置している（図４参照）。これに代えて図５に示すように、蛍光板１１の駆動軸ｒ’を、電子線光軸Ｏ上に配置された蛍光板１１と写真フィルム１２間に位置させ、蛍光板１１を図５（ｂ）点線に示すように電子線光軸Ｏ上から退避させるようにしてもよい。この図５の例においても、上述した本発明の効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の蛍光板移動機構を説明するために示した図である。
【図２】従来の蛍光板移動機構を説明するために示した図である。
【図３】本発明の一例を説明するために示した図である。
【図４】図３における蛍光板移動機構を説明するために示した図である。
【図５】本発明の他の例を説明するために示した図である。
【符号の説明】
【００１１】
１…架台、２…真空容器、３…電子銃、４…集束レンズ、５…集束レンズ、６…試料、７…対物レンズ、８…中間レンズ、９…投影レンズ、１０…電子線検出器、１０ａ…検出器駆動部、１１…蛍光板、１２…写真フィルム、１３…ＴＶカメラ、１４…蛍光板移動機構、１４ａ…蛍光板支持部、１４ｂ…蛍光板駆動部
【図１】
2005203106.tif 000003
【図２】
2005203106.tif 000004
【図３】
2005203106.tif 000005
【図４】
2005203106.tif 000006
【図５】
2005203106.tif 000007