(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズと、試料ホルダを少なくとも前記対物レンズに対して進退させる試料ステージとを有する走査型電子顕微鏡であって、
前記対物レンズ側に、前記対物レンズと別体の被当接手段を設け、
さらに前記試料ホルダに、前記被当接手段に当接可能な当接手段を設け、
これにより前記当接手段を前記被当接手段に当接させることによって振動による前記試料ステージと前記対物レンズの相対変位を防止することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
【請求項２】
前記被当接手段は、前記対物レンズの一部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１記載の走査型電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対物レンズと試料ステージとを有する走査型電子顕微鏡に関し、更に詳しくは、外部振動による影響が少ない走査型電子顕微鏡を提供することにある。
【０００２】
【従来の技術】
走査型電子顕微鏡の構成を図４を用いて説明する。図において、真空チャンバ１内には、試料ホルダ３が設けられる試料ステージ５が配設されている。
【０００３】
試料ステージ５は、上下方向(矢印Z方向)に移動するZステージ７と、Zステージ７に対して軸Oを中心に回転するチルトステージ９と、チルトステージ９上に設けられ、図４に対して垂直方向(Y方向)に移動するYステージ１１と、Yステージ１１上で、矢印X方向へ移動するXステージ１３と、Xステージ１３上で軸O′を中心に回転し、試料ホルダ３が設けられるRステージ１５とからなっている。
【０００４】
試料ホルダ３と、Rステージ１５との取り付けは、Rステージ１５上に形成された鳩尾状の「あり」１５ａを設け、試料ホルダ３の下面にRステージ１５のあり１５ａに係脱可能な「あり溝」３ａを設けることで行なっている。
【０００５】
真空チャンバ１の上方には、電子線発生部２０及び電子線を試料ホルダ３内の試料に収束させる対物レンズ２１が設けられている。
真空チャンバ１の側方には、試料交換棒２３を用いて試料ホルダ３を試料ステージ５へ搬送、又は、試料ステージ５上の試料ホルダ３と、異なる試料を有した試料ホルダとを交換する試料交換室２５が設けられている。
【０００６】
そして、上記構成の真空チャンバ１及び電子線発生部２０は、防振装置上に設けられ、床からの振動を軽減している。
このような構成の走査型電子顕微鏡は、分解能を保証するため、床からの振動、音響等の外部環境に対して、設置条件が決められている。
【０００７】
すなわち、防振装置で軽減できる許容値を超える床からの振動が作用した場合、又、防振装置の固有振動数と床からの振動の振動数とが一致した場合、試料ステージ５と、電子線発生部２０,対物レンズ２１とが走査型電子顕微鏡の分解能以上の相対変位を起し、像障害を起す。
【０００８】
又、音響振動は、直接防振装置上の真空チャンバ１,電子線発生部２０等に伝達されるので、設置条件以上の音響振動が作用した場合、試料ステージ５と、電子線発生部２０,対物レンズ２１とが走査型電子顕微鏡の分解能以上の相対変位を起し、像障害を起す。
【０００９】
しかし、近年、走査型電子顕微鏡を設置する箇所として、工場やクリーンルームやビルの高層階等、設置条件を満たさない場所に設置せざるを得ないケースも発生している。
【００１０】
このような設置条件を満たさない場所に設置した場合、保証分解能より低い分解能で試料を観察しなければならない。
そこで、外部振動による試料ステージ５と、電子線発生部２０,対物レンズ２１との相対変位を防止するために、例えば、特開平3-187143号公報では、試料ホルダ３を対物レンズ２１に押し付ける構成の走査型電子顕微鏡が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
試料ホルダを対物レンズに押し付ける構成の走査型電子顕微鏡では、試料ホルダが直接対物レンズに当たるので、対物レンズを傷つけ、性能を害する問題点がある。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、外部振動による試料ステージと、対物レンズとの相対変位を防止できると共に、対物レンズを傷つけない走査型電子顕微鏡を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、対物レンズと、試料ホルダを少なくとも前記対物レンズに対して進退させる試料ステージとを有する走査型電子顕微鏡であって、前記対物レンズ側に、前記対物レンズと別体の被当接手段を設け、さらに前記試料ホルダに、前記被当接手段に当接可能な当接手段を設け、これにより前記当接手段を前記被当接手段に当接させることによって振動による前記試料ステージと前記対物レンズの相対変位を防止することを特徴とする走査型電子顕微鏡である。
【００１４】
試料ホルダの当接手段を対物レンズ側の被当接手段に当接させることにより、振動による試料ステージと、対物レンズとの相対変位を防止できる。
又、試料ホルダの当接手段が当接する対物レンズ側の被当接手段は対物レンズと別体であるので、対物レンズは傷つかない。
【００１５】
ここで、被当接手段は、請求項２記載の発明のように、前記対物レンズの一部を覆うように設けられていることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態例を説明する。
(全体構成)
最初に、図３を用いて、本実施の形態例の走査型電子顕微鏡の要部構成を説明する。
【００１７】
図において、真空チャンバ１０１内には、試料ホルダ１０３が設けられる試料ステージ１０５が配設されている。
試料ステージ１０５は、上下方向(矢印Z方向)に移動するZステージ１０７と、Zステージ１０７に対して軸Oを中心に回転するチルトステージ１０９と、チルトステージ１０９上に設けられ、図３に対して垂直方向(Y方向)に移動するYステージ１１１と、Yステージ１１１上で、矢印X方向へ移動するXステージ１１３と、Xステージ１１３上で軸O′を中心に回転し、試料ホルダ１０３が設けられるRステージ１１５とからなっている。
【００１８】
試料ホルダ１０３と、Rステージ１１５との取り付けは、Rステージ１１５上に形成された鳩尾状の「あり」１１５ａを設け、試料ホルダ１０３の下面にRステージ１１５のあり１１５ａに係脱可能な「あり溝」１０３ａを設けることで行なっている。
【００１９】
真空チャンバ１０１の上方には、電子線発生部１２０及び電子線を試料ホルダ１０３内の試料に収束させる円錐台状の対物レンズ１２１が設けられている。
真空チャンバ１０１の側方には、試料交換棒１２３を用いて試料ホルダ１０３を試料ステージ１０５へ搬送、又は、試料ステージ１０５上の試料ホルダ１０３と、異なる試料を有した試料ホルダとを交換する試料交換室１２５が設けられている。
【００２０】
本実施の形態例では、対物レンズ１２１の一部を覆うように被当接手段としてのフランジ１５１が設けられている。
更に、試料ホルダ１０３には、フランジ１５１に当接可能な当接手段としてのロック用フランジ１７１が設けられている。
【００２１】
(フランジ１５１)
フランジ１５１を示す図１を用いて説明する。図１において、(a)図は正面図、(b)図は(a)図における左側面図、(c)図は(a)図における下面図である。
【００２２】
図において、フランジ１５１は、ねじ１５３を用いて真空チャンバ１０１に取り付けられる基部１５５と、基部１５５の周縁部から試料ステージ１０５方向へ延出する第１の延出部１５７と、基部１５５の周縁部から試料ステージ１０５方向へ延出し、第１の延出部１５７と対向する第２の延出部１５９と、第１及び第２の延出部１５７,１５９を橋絡し、対物レンズ１２１の先端面を覆う橋絡部１６１とから構成されている。
【００２３】
橋絡部１６１の中央部には、対物レンズ１２1から出射される電子線が通過する穴１６１ａが形成されている。
尚、本実施の形態例では、フランジ１５１の形状は、試料ホルダ１０３が設けられた試料ステージ１０５の移動を制限しない形状に設定されている。
【００２４】
(ロック用フランジ１７１)
ロック用フランジ１７１を示す図２を用いて説明を行なう。図２において、(a)図は正面図、(b)図は(a)図の切断線AA-Aにおける断面図である。
【００２５】
図において、ロック用フランジ１７１は試料ホルダ１０３の開口１０３ｂの周縁部にねじ１７３を用いて取り付けられる。
ロック用フランジ１７１には、試料ステージ１０５のZステージ１０７が駆動され、試料ホルダ１０３が対物レンズ１２１に向かって上方向(Z方向)に直線移動した場合、フランジ１５１の橋絡部１６１(図１(c)の二点鎖線で囲まれた範囲B)に当接する第１の突部１７５が設けられている。
【００２６】
更に、ロック用フランジ１７１には、試料ステージ１０５のチルトステージ１０９が駆動され、試料ホルダ１０３が対物レンズ１２１に向かって回転移動した場合、フランジ１５１の橋絡部１６１に形成された斜面１６１ｂ(図１(a),(c)参照)に当接する第２の突部１７７が形成されている。
【００２７】
このような構成によれば、試料ホルダ１０３側のロック用フランジ１７１の第１の突部１７５又は第２の突部１７７を対物レンズ１２１側のフランジ１５１へ当接させることにより、外部振動による試料ステージ１０５と、対物レンズ１２１との相対変位を防止できる。
【００２８】
又、試料ホルダ１０３側のロック用フランジ１７１が当接する対物レンズ１２１側のフランジ１５１は対物レンズ１２１と別体であるので、対物レンズ１２１は傷つかない。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、試料ホルダの当接手段を対物レンズ側の被当接手段に当接させることにより、振動による試料ステージと、対物レンズとの相対変位を防止できる。
【００３０】
又、試料ホルダの当接手段が当接する対物レンズ側の被当接手段は対物レンズと別体であるので、対物レンズは傷つかない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態例の走査型電子顕微鏡の要部構成を説明する図３におけるフランジ１５１を説明する図で、(a)図は正面図、(b)図は(a)図における左側面図、(c)図は(a)図における下面図である。
【図２】図１におけるロック用フランジを説明する図で、(a)図は正面図、(b)図は(a)図の切断線A-Aにおける断面図である。
【図３】本実施の形態例の走査型電子顕微鏡の要部構成を説明する図である。
【図４】従来の走査型電子顕微鏡の要部構成を説明する図である。
【符号の説明】
１０３  試料ホルダ
１０５  試料ステージ
１２１  対物レンズ
１５１  フランジ(被当接手段)
１７１  ロック用フランジ(当接手段)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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