(57)【要約】【目的】本発明は、電子顕微鏡を構成する対物レンズの上極と下極との間の真空中で試料を搭載して平面内の任意の場所に移動する高分解能試料ステージに関し、外部からの熱変化があっても対称であるのでその影響を最小限に低減すると共に外部からの振動があってもステージを３点で水平面内にのみ移動可能な状態で固定したことで振動に強くすることを目的とする。【構成】対物レンズの上極と下極との間の空間に配置し、３点で光軸と直角方向の水平方向にのみ移動可能に保持した円形あるいは正多角形あるいはＴ字型の平板状のステージと、第１のレバーと、第２のレバーと、固定台と張る引張りばねと、試料ステージとを備える。【選択図】        図１
2009277444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子顕微鏡を構成する対物レンズの上極と下極との間の真空中で試料を搭載して平面内の任意の場所に移動する高分解能試料ステージにおいて、
前記対物レンズの上極と下極との間の空間に配置し、３点で光軸と直角の水平平面にのみ移動可能に保持した円形あるいは正多角形あるいはＴ字型の平板状であって、光軸に対称の２箇所に当該光軸と平行な面を持つ第１の切り込み部分Ｘ’と第２の切り込み部分Ｙ’、および前記第１の切り込み部分Ｘ’と第２の切り込み部分Ｙ’とを結ぶ面に直角方向に第３の切り込み部分Ａ’を設けたステージと、
前記ステージの第１の切り込み部分Ｘ’にボールで第１の接触し、他方を試料送り用の送りねじにボールで第２の接触し、当該第１の接触と第２の接触との間に支点を有する第１のレバーと、
前記ステージの第２の切り込み部分Ｙ’にボールで第３の接触し、他方を試料送り用の送りねじにボールで第４の接触し、当該第３の接触と第４の接触との間に支点を有する第２のレバーと、
前記ステージの第３の切り込み部分Ａ’にボールで第５の接触し、当該第５の接触に対向する面となる固定台と、
前記第１の接触、第３の接触、および第５の接触にほぼ同じ接触圧を発生するように引張る引張りばねと、
前記ステージの光軸部分に設け、試料を脱着可能な状態で固定する試料ステージと
を備えたことを特徴とする超高分解能試料ステージ。
【請求項２】
前記ボールを球状あるいは半球状あるいは円柱状としたことを特徴とする請求項１記載の超高分解能試料ステージ。
【請求項３】
前記ステージを３点で光軸と直角の水平平面にのみ移動可能に保持するとして、前記対物レンズあるいは当該対物レンズの枠に対して水平平面にのみ移動可能に保持し、外部からステージに搭載した試料への振動の伝達を低減したことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の超高分解能試料ステージ。
【請求項４】
前記ステージ、ボール、および引張りばねを少なくとも真空中に配置し、外部の熱変化の伝導を低減して試料のドリフトを小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の超高分解能試料ステージ。
【請求項５】
前記試料送り用のねじとして、マイクロメータヘッドを用い、前記対物レンズの光軸に対称の位置に固定したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の超高分解能試料ステージ。
【請求項６】
前記ボールおよびその接触する側の面に超硬質の材質あるいはセラミックを用いたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の超高分解能試料ステージ。
【請求項７】
前記試料ステージに、着脱可能な試料ホルダをばねの力で固定し、剛性を高めたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の超高分解能試料ステージ。
【請求項８】
前記第１のレバーあるいは前記第２のレバーの支点と、ボールでステージに接触する部分との間の一部を少なくとも収納すると共に、ステージに近い側を当該第１のレバーあるいは当該第２のレバーに固定し、ステージに遠い側を前記対物レンズあるいは対物レンズの枠に固定するベローズを設け、当該ベローズにより真空シールしたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の超高分解能試料ステージ。
【請求項９】
前記ステージに遠い側を前記対物レンズあるいは対物レンズの枠にメタルシールで着脱可能に固定し、真空シールしたことを特徴とする請求項８記載の超高分解能試料ステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡を構成する対物レンズの上極と下極との間の真空中で試料を搭載して平面内の任意の場所に移動する高分解能試料ステージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、走査型電子顕微鏡などの試料を搭載して移動するステージは、対物レンズの下極の直下に近接して配置し、このステージに試料（ウェハなど）を搭載し、Ｘ方向およびＹ方向の任意の場所に移動して当該場所の画像を表示装置の画面上に表示している。
【０００３】
この際、高分解能を得るために走査型電子顕微鏡などの対物レンズの上極と下極との間にステージを設けて当該ステージに試料を配置する構成とした場合、上述した対物レンズの下方に位置したステージでは当該対物レンズの上極と下極との間の狭い空間に配置できない。そのため、専用に作成した片持ちの試料ホルダ（試料ステージ）を挿入して当該試料ホルダの先端に固定した試料をＸ方向およびＹ方向に移動し、所望の位置の画像を表示するようにしていた（特許文献１参照）。
【０００４】
また、対物レンズの上極の上方に試料室を設けて当該試料室にステージを配置し、当該ステージに搭載した円筒状の試料ホルダの下部に試料を固定し、対物レンズの上極の大きな穴から挿入して当該対物レンズの上極と下極との間に試料を位置づけて対物レンズの焦点距離を小さくして高分解能の画像を表示する技術がある。
【特許文献１】特開平１１−１１１２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の前者の技術では、対物レンズの上極と下極との狭い空間に片持ちの試料ホルダ（試料ステージ）の先端に試料を固定して所望の場所に位置合わせしてその場所の２次電子画像を表示したり、透過した画像を表示したりしていたため、片持ち型試料ホルダでは振動に弱いと共に、対称ではなく外部からの熱変化に伴う試料のドリフトが大きく、高分解能の画像を撮影し難いという問題があった。
【０００６】
また、上述した従来の後者の技術では、対物レンズの上極の穴から円筒状の試料ホルダを挿入する必要があり、上極の穴のサイズが大きくなり、対物レンズの焦点距離を小さくして高分解能の画像を得がたいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、これらの問題を解決するため、対物レンズの上極と下極との間に対称にＸ移動およびＹ移動の機構を設けかつ３点で水平面内にのみ移動可能に固定したステージを設ける構造を採用し、外部からの熱変化があっても対称であるのでその影響を最小限に低減すると共に外部からの振動があってもステージを３点で水平面内にのみ移動可能な状態で固定したことで振動に強くすることを目的としている。
【０００８】
そのため、本発明は、電子顕微鏡を構成する対物レンズの上極と下極との間の真空中で試料を搭載して平面内の任意の場所に移動する高分解能試料ステージにおいて、対物レンズの上極と下極との間の空間に配置し、３点で光軸と直角の水平平面にのみ移動可能に保持した円形あるいは正多角形あるいはＴ字型の平板状であって、光軸に対称の２箇所に光軸と平行な面を持つ第１の切り込み部分Ｘ’と第２の切り込み部分Ｙ’、および第１の切り込み部分Ｘ’と第２の切り込み部分Ｙ’とを結ぶ面に直角方向に第３の切り込み部分Ａ’を設けたステージと、ステージの第１の切り込み部分Ｘ’にボールで第１の接触し、他方を試料送り用の送りねじにボールで第２の接触し、第１の接触と第２の接触との間に支点を有する第１のレバーと、ステージの第２の切り込み部分Ｙ’にボールで第３の接触し、他方を試料送り用の送りねじにボールで第４の接触し、第３の接触と第４の接触との間に支点を有する第２のレバーと、ステージの第３の切り込み部分Ａ’にボールで第５の接触し、第５の接触に対向する面となる固定台と、第１の接触、第３の接触、および第５の接触にほぼ同じ接触圧を発生するように引張る引張りばねと、ステージの光軸部分に設け、試料を脱着可能な状態で固定する試料ステージとを備える。
【０００９】
この際、ボールを球状あるいは半球状あるいは円柱状とする。
【００１０】
また、ステージを３点で光軸と直角の水平平面にのみ移動可能に保持するとして、対物レンズあるいは対物レンズの枠に対して水平平面にのみ移動可能に保持し、外部からステージに搭載した試料への振動の伝達を低減する。
【００１１】
また、ステージ、ボール、および引張りばねを少なくとも真空中に配置し、外部の熱変化の伝導を低減して試料のドリフトを小さくする。
【００１２】
また、試料送り用のねじとして、マイクロメータヘッドを用い、対物レンズの光軸に対称の位置に固定する。
【００１３】
また、ボールおよびその接触する側の面に超硬質の材質あるいはセラミックを用いる。
【００１４】
また、試料ステージに、着脱可能な試料ホルダをばねの力で固定し、剛性を高める。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、対物レンズの上極と下極との間に対称にＸ移動およびＹ移動の機構を設けかつ３点で水平面内にのみ移動可能に固定したステージを設ける構造を採用することにより、外部からの熱変化があっても対称であるのでその影響を最小限に低減すると共に外部からの振動があってもステージを３点で水平面内にのみ移動可能な状態で固定したことで振動に強くすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、対物レンズの上極と下極との間に対称にＸ移動およびＹ移動の機構を設けかつ３点で水平面内にのみ移動可能に固定したステージを設ける構造を採用し、外部からの熱変化があっても対称であるのでその影響を最小限に低減すると共に外部からの振動があってもステージを３点で水平面内にのみ移動可能な状態で固定したことで振動に強くすることを実現した。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の原理構造図を示す。
【００１８】
図１において、ステージ１は、電子顕微鏡（走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡など）を構成する対物レンズ（ＯＬ）の上極と下極との間の真空中で試料を搭載して平面内の任意の場所に移動する高分解能試料ステージであって、詳細には後述する図２から図５、更に詳細には図６、図７に記載される構造を持つものである。試料は、ステージ１の中心部分（光軸部分）に搭載する（後述する図３、図５、図６、図７参照）。
【００１９】
第１のレバー２は、ステージ１の第１の切り込み部分１１１にボール４で第１の接触し、他方を試料送り用の送りねじ６にボール５で第２の接触し、当該第１の接触と第２の接触との間に支点３を有する棒状の接触部分が平らなレバーである。
【００２０】
第２のレバー１２は、ステージ１の第２の切り込み部分１１２にボール１４で第３の接触し、他方を試料送り用の送りねじ１６にボール１５で第４の接触し、当該第３の接触と第４の接触との間に支点１３を有する棒状の接触部分が平らなレバーである。
【００２１】
固定台２１は、ステージ１の第３の切り込み部分１１３にボール２２で第５の接触し、当該第５の接触に対向する面となる対物レンズあるいはその枠に固定された固定台である。
【００２２】
引張りばね２３は、第１の接触（接触点）、第３の接触（接触点）、および第５の接触（接触点）にほぼ同じ接触圧を発生するように、ステージ１を対物レンズあるいはその枠に固定して引張るものである。
【００２３】
ボール４，５，１４，１５，２２は、球、半球、円柱の形状を持つボールであって、ここでは、一定方向にスムーズに移動するためのものであり、超硬質ボール（超硬質の材料で作成したボール）やセラミックで作成したものである。尚、各ボールに対向する面は、それぞれ同様に超硬質、セラミックで作成し、スムーズに移動可能にする。
【００２４】
送りねじ（試料送りねじ）６，１６は、回転すると直進してボール５，１５を図上で上あるいは下の方向に移動させ、第１のレバー２あるいは第２のレバー１２を上あるいは下の方向に移動させ、結果として、ステージ１を下方向に４５°あるいは下方向に−４５°の方向にそれぞれ移動させるためのものである（図４を用いて後述する）。
【００２５】
以上の構造を持つ図１のステージ１を走査型電子顕微鏡あるいは透過型電子顕微鏡の対物レンズの上極と下極との間に配置することにより、図１の右側の送りねじ６を回転させるとステージ１を左下方向あるいは右上方向に移動させ、左側の送りねじ１６を回転させるとステージ１を右下方向あるいは左上方向に移動させることが可能となる（図４の（ｂ）参照）。
【００２６】
この際、右側の第１のレバー２、送りねじ６と、左側の第２のレバー１２、送りねじ１６とを光軸対称に配置し、しかも第１のレバー２、第２のレバー１２を真空中に配置しているため、外部からの温度変化に対して対称かつ真空中で当該温度の変化の影響を受けずに、ステージ１の温度ドリフトを極めて低減することが可能となる。更に、対物レンズあるいは対物レンズの枠にステージ１、固定台２１、引張りばね２３などを固定あるいは水平方向にのみ移動可能な態様で固定しているため、外部からの振動に極めて強い（剛性の高い）ステージ１となる。以下順次詳細に説明する。
【００２７】
図２は、本発明の説明図（その１）を示す。
【００２８】
図２の（ａ）はステージ１をボール４２で水平方向にのみ移動可能な態様で固定する断面図を示し、図２の（ｂ）は他の固定方法を示す。
【００２９】
図２の（ａ）において、ステージ１は、図示のボール４２（円周を３分割した各位置に配置したボール４２）により水平方向にのみ移動可能としたものである。図中では左右の２箇所にボール４２を記載してあるが、実際は円周を３分割した３箇所にボール４２を配置する（３点を支点とする位置に当該ボール４２をそれぞれ配置する）。
【００３０】
押さえばね４１は、ステージ１を固定台（対物レンズあるいは対物レンズの枠に連結した固定台）に押さえつけて振動で当該ステージ１がゆれないようにするものである。図中では左右に押さえばね４１を記載してあるが、実際は円周を３分割した３箇所に当該押さえばね４１を配置する（３点を支点とする位置に配置したボール４２をそれぞれ押さえるように配置する）。
【００３１】
以上のように、ステージ１の円周を３分割した各位置に設けたボール４２をそれぞれの対応する押さえばね４１でそれぞれ押さえ、当該ステージ１を安定的に固定台（対物レンズあるいは対物レンズの枠に連結した固定台）に水平面内で移動可能な態様で固定し、剛性を高めることが可能となる。これにより、外部からの振動が到来しても対物レンズとステージ１とが異なる振動し、結果としてステージ１に搭載した試料が対物レンズに対して相対的に振動し、ぼけた２次電子画像、透過画像を生成する事態を解消し、振動に強い（剛性の高い）ステージ１を構成することが可能となる。
【００３２】
図２の（ｂ）は、押さえばねの他の例を示す。図２の（ａ）は固定台の上から押さえばね４１でステージ１を下方向に押さえつけたが、当該図２の（ｂ）は固定台の下部に固定したボルト４３から押さえばね４２でステージ１を下方向に押さえつける他の例を示す。この図２の（ｂ）の場合には、固定台に上片が不要で、固定台が平面でもよい。
【００３３】
図３は、本発明の説明図（その２、ステージの構成）を示す。図３は、ステージ１の平面図を模式的に示したものであって、図１に対応したより具体的な構造を示すものである。
【００３４】
図３において、ステージ１は、中心点Ｏを通る垂直平面Ｘ’、Ｙ’（当該垂直平面Ｘ’、Ｙ’はステージ１が中心の位置のときは対物レンズの光軸を含む面、ステージ１が中心の位置からいずれかの方向に移動されたときは当該光軸に平行な面）を、ボール４（当該ボール４の接触する点を第１の接触点とする）を介して第１のレバー２と、ボール１４（当該ボール１４の接触点を第３の接触点とする）を介して第２のレバー１２とで支えられている。
【００３５】
更に、ステージ１は、中心点Ｏを通る垂直平面Ｘ’、Ｙ’に直交する、ここでは、上側の平面Ａ’をボール２２（当該ボール２２の接触点を第５の接触点とする）を介して固定台２１で移動可能に支えられている。
【００３６】
つまり、ボール４の第１の接触点、ボール１４の第３の接触点、ボール２２の第５の接触点の３点でステージ１が支えられている構造となっている。
【００３７】
そして、後述する引張りばね２３で当該３つの第１の接触点、第３の接触点、第５の接触点の圧力をほぼ等しくなるように引張り力が与えられている。
【００３８】
また、ステージ１は、円周を３分割した３箇所で押さえばね（及びボール受け）４２で対物レンズあるいは対物レンズの枠に押さえつけた状態で光軸と水平面（図３中で紙面の面内）でスムーズに自由に任意方向に移動可能に支えられている。
【００３９】
試料ホルダ５１は、ステージ１の中心点Ｏに脱着可能に固定されている。試料ホルダ５１の中央には図示ように試料５２が脱着可能な状態で固定されている。
【００４０】
以上の構造のもとで、右端の送りねじ（Ｘ）６および左端の送りねじ（Ｙ）１６を回転させて第１のレバー２および第２のレバー１２を上方向あるいは下方向に移動させると、第１のレバー２、第２のレバー１２が支点３，１３を中心に反対側の上述した第１の接触点（Ｘ’面），第２の接触点（Ｙ’面）を下方向あるいは上方向に移動させ、後述する図４の（ｂ）に示すように、それぞれステージ１を移動させることが可能となる。以下詳細にステージの移動方向について図４を用いて説明する。
【００４１】
図４は、本発明の説明図（その３、動き）を示す。
【００４２】
図４の（ａ）は図３の右側の第１のレバー２によるＸ方向の動きを説明する図を示し、図４の（ｂ）はステージ１の中心点Ｏの動きを模式的に示す。ここで、ステージ１は、実際は図３の円盤状の形状を有するが、説明を分かりやすくするために、図４の（ａ）に示すＴ字型の形状（図３の円盤状の形状を持つステージ１からＸ’面とＹ’面とＡ’面を含む部分を切り出したＴ字型の形状）を持つものとして、以下説明する（Ｘ’面、Ｙ’面、Ａ’面は、図３で説明したそれぞれの面である）。
【００４３】
図４の（ａ）を用いて第１のレバー２によるステージの動きを説明する。
【００４４】
（１）右端の送りねじ（Ｘ）６を例えば矢印の上方向に当該送りねじ（Ｘ）６を回転させて移動させ、ボール５を介して第１のレバー（Ｘ）２の右端を上方向に移動させる。
【００４５】
（２）（１）で第１のレバー（Ｘ）の右端が上方向に移動すると、支点３の反対側の端に設けたボール４（第１の接触点）が下方向に移動し、ステージ１の右端を下方向に移動させる。
【００４６】
（３）（２）でボール４（第１の接触点）がステージ１の右端を下方向に移動させると、ボール１４（第３の接触点）およびボール２２（第５の接触点）が固定されているので、これらボール１４（第３の接触点）とボール２２（第５の接触点）とに接する部分（面）がそれぞれ移動し、図示の点線のようにステージ１が移動されることとなる。
【００４７】
（４）その結果、ここでは、ステージの中心点φが左下の中心点φ’の位置に移動されることなる。正確には、−４５°（左下方向）に移動される（図４の（ｂ）参照）。
【００４８】
（５）従って、右端の送りねじ（Ｘ）６を上方向Ｘ＋に移動させると、図４の（ｂ）のＸ＋の方向、つまり、−４５°（左下方向）に移動されることとなる。逆に、右端の送りねじ（Ｘ）６を下方向Ｘ−に移動させると、図４の（ｂ）のＸ−の方向、つまり、右上方向に移動されることとなる。
【００４９】
尚、中心点Ｏは、正確には、ボール１４の接触点（第３の接触点）とボール２２の接触点（第５の接触点）と、更にボール４の接触点（第１の接触点）で決まる半径Ｒの円周上を図示のように移動するが、半径Ｒに比して移動させる距離が小さければ、ほぼ直線とみなせる（この場合には、ステージ１の中心点Ｏが左下４５°の方向の直線移動とみなせる）。
【００５０】
（６）同様に、左側の送りねじ（Ｙ）１６を上方向Ｙ＋あるいは下方向Ｙ−に移動させると、図４の（ｂ）に示すように、＋４５°（右下方向）あるいは左上方向に移動されることとなる。
【００５１】
（７）この際、図４で説明した引張りばね２３でボール４、ボール１４、ボール２２にほぼ等しい接触圧が生じるように引張り力が与えられているので、送りねじ（Ｘ）６、送りねじ（Ｙ）１６をいずれの方向に移動させても追従し、図４の（ｂ）に記載する方向にそれぞれステージ１の中心点Ｏを移動させることが可能となる。
【００５２】
図４の（ｂ）は、ステージ１の中心点Ｏの動きを模式的に示す。Ｘ＋、Ｘ−は、図４の（ａ）に示す送りねじ（Ｘ）６を上方向Ｘ＋、下方向Ｘ−に移動させたときのステージ１の中心点Ｏの動く方向をそれぞれ示す。同様に、Ｙ＋、Ｙ−は、図３に示す送りねじ（Ｙ）１６を上方向Ｙ＋、下方向Ｙ−に移動させたときのステージ１の中心点Ｏの動く方向をそれぞれ示す。
【００５３】
図５は、本発明の説明図（その４、引張りばね）を示す。
【００５４】
図５において、引張りばね２３は、ステージ１のＸ’面（第１の接触点）、Ｙ’面（第３の接触点）、Ａ’面（第５の接触点）にほぼ同じ力でボール４，１４，２２がそれぞれ接触するように引張り力を与えるものである。そのために、ここでは、Ａ’面からθの角度、例えば実験では例えば３０°のときに良好な結果が得られた（Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれスムーズに移動することができた）。
【００５５】
尚、図１から図５で用いたいずれのボールも可及的に硬いボール（例えば超硬質ボール、セラミックのボールなど）を用いると共に、当該ボールに接触する部分も同様に、可及的に硬い面（超硬質、セラミックの面）とする必要がある。
【００５６】
また、各ボールは熱変化によるステージ１のドリフトを小さくするために、可及的に小さくした方が望ましい。しかし、あまり小さくすると、回転のし初めがスムーズではなくなる恐れがあるので適度の大きさのものを実験を行い、採用するようにする。
【００５７】
図６は本発明の具体例を示す。
【００５８】
図６の（ａ）は全体平面断面図を示し、図６の（ｂ）は全体正面断面図を示す。
【００５９】
図６において、右側にＸ方向の送りねじ（Ｘ）６を設け、左側にＹ方向の送りねじ（Ｙ）１６を設けている。右下は試料ホルダ５１を交換する試料ホルダ交換機構を設けている。左上方向には、図５で説明した引張りばね２３を設けている。
【００６０】
ここで、左右に配置されている第２のレバー１２、第１のレバー２（図１から図５参照）について、図示のようにベローズで真空シールしているため、オイルフリーかつ超高真空のステージを構成することが可能となる。
【００６１】
以上の機構は、図６の（ｂ）に示すように、対物レンズの上極と下極との間に収納されている。
【００６２】
図７は、本発明の試料ホルダ／試料交換機構の例を示す。図示の試料ホルダ／試料交換機構は、上述した図６の（ａ）の右下から挿入するものである。
【００６３】
図７の（ａ）は試料ホルダを試料交換機構から放した状態の平面図（上から見た図）を示す。
【００６４】
図７の（ｂ）は図７の（ａ）の正面図（横から見た図）を示す。
【００６５】
図７の（ｃ）は斜視図を示す。
【００６６】
図７において、試ホルダ５１を外部に取り出すには、試料交換機構を構成するクランプばねの部分に当該試料ホルダ５１を押し込むことで固定した状態にし、試料交換棒を右側に引き抜くことで外部に取り出すことが可能となる（実際には、図示外の予備排気室に入れて真空遮断した後に大気圧にしてから外部に更に引き出す）。試料ホルダ５１をステージ１に固定するには、逆の手順でクランプばねの部分に試料ホルダ５１を押し込んだ状態で予備排気室で真空排気した後に、真空内部に押し込んでステージ１の該当位置に挿入して図示外のばねでステージ１に固定する。そして、押し棒で当該試料ホルダ５１を押し出して試料交換機構を右側に引き出し、ステージ１に試料ホルダ５１を固定する。これにより試料交換を行なう。
【００６７】
試料ホルダには通常は公知の３ｍｍφ位の試料を固定したり、３ｍｍφ位のメッシュに試料を搭載したものを固定したりする。試料ホルダに搭載できるサイズは、３ｍｍφに限定するものではなく、更に大きな試料サイズにも対応可能である。
【００６８】
また、図７の構造は、手動で試料交換を行なう機構であるが、自動的に行なう機構にしてもよい。
【００６９】
図８は、本発明の超高真空用ベローズ例を示す。
【００７０】
図８において、ベローズ６１は、ステージ１を第１のレバー２により既述した図４の（ｂ）に示すＸ方向に移動させる場合に、真空を保持するものであって、図示の構造では、真空を保持した状態で支点３を中心に当該第１のレバー２の左端のボールの部分を首振り運動させることで当該ステージ１を図４のＸ方向に移動させるためのものである。同様に、第２のレバー１２についてもベローズ６１を設ける。これにより、ステージ１が存在する空間と、大気との間を当該ベローズ６１で仕切ることが可能となる。
【００７１】
更に、図示の機構では、ベローズ６１に加えてメタルシール６２で真空シールすることにより、通常のＯリングを用いていないため、超高真空に対応することが可能となる。
【００７２】
以上の機構を持たせたことにより、ステージ１を移動（図４の（ｂ）のＸ方向、Ｙ方向）に移動させる場合に、支点３，１３を中心に第１のレバー２、第２のレバー１２がそれぞれ首振り運動することで当該ステージ１をＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ独立に移動させることができるため、
第１に、ベローズ６１が直進運動しなく、支点３，１３でベローズ６１が受ける大気圧からの力を受け止めた状態のままで試料移動量に相当する首振り運動するのみで、大気圧の力の影響を受けることがない。
【００７３】
第２に、ベローズ６１が大気圧から受ける力を支点３，１３で受け止めた状態のままで、外部（大気圧中）の精密な送りねじによる移動量に相当する量だけ、第１のレバー２、第２のレバー１２の端をボールを介して押すことで、第１のレバー２、第２のレバー１２が首振り運動して他端のボールでステージ１をＸ方向、Ｙ方向（図４の（ｂ）参照）に独立に精密に移動させることが可能となる。
【００７４】
これにらにより、ステージ１を大気圧の影響を受けることなく、極めて精密に移動させることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、対物レンズの上極と下極との間に対称にＸ移動およびＹ移動の機構を設けかつ３点で水平面内にのみ移動可能に固定したステージを設ける構造を採用し、外部からの熱変化があっても対称であるのでその影響を最小限に低減すると共に外部からの振動があってもステージを３点で水平面内にのみ移動可能に固定したことで振動に強くする高分解能試料ステージに関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の原理構造図である。
【図２】本発明の説明図（その１）である。
【図３】本発明の説明図（その２、ステージの構成）である。
【図４】本発明の説明図（その３、動き）である。
【図５】本発明の説明図（その４、引張りばね）である。
【図６】本発明の具体例である。
【図７】本発明の試料ホルダ／試料交換機構例である。
【図８】本発明の超高真空用ベローズ例である。
【符号の説明】
【００７７】
１：ステージ
２：第１のレバー
１２：第２のレバー
３、１３：支点
４、５、１４，１５，２２：ボール
６，１６：送りねじ
１１１，１１２：切り込み部分
２１：固定台
２３：引張りばね
３１：上極
３２：下極
４１、４２：押さえばね
４３：ボルト
５１：試料ホルダ
５２：試料
６１：ベローズ
６２：メタルシール
【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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