JP2008059759A - 真空装置及び真空装置に用いられる高電圧印加ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電圧印加ユニットの耐電圧性を維持しつつ、軸方向及び径方向ともに小型化することである。
【解決手段】真空容器２と、その真空容器２内に設けられる電極８と、前記真空容器２の外壁２１に設けられ、外部から前記電極８に電圧を印加するための高電圧印加ユニット４と、を備え、前記高電圧印加ユニット４が、一端が大気側に、他端が真空側に設けられて、当該他端が前記電極に電気的に接触して電圧を印加する高電圧印加端子４１と、前記高電圧印加端子４１が貫通して設けられ、一端が大気側に、他端が真空側に設けられる絶縁性を有する絶縁体４２と、前記絶縁体４２が貫通して設けられ、前記真空容器の外壁２１に気密に取り付けられるフランジ部４３と、を備え、前記フランジ部４３から大気側及び真空側に突出した前記絶縁体４２の外側周面４２ａを非接触状態にして、さらに、前記絶縁体４２の外側周面４２ａに凹凸部を設けていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、真空装置に関し、特に真空装置の真空容器内に設けられた電極に高電圧を印加するための高電圧印加ユニットに関するものである。

従来、電圧印加端子を保持する絶縁体（絶縁碍子）は、一端が大気側に、他端が真空側に設けられており、真空容器の外壁にフランジ部によって取り付けられている。そして、大気側に設けられた電圧印加端子には、電源からのケーブルが取り付けられるコネクタが接続される。このとき、コネクタのハウジングの内側周面は絶縁体の外側周面に接触する構造となっている（特許文献１参照）。

しかしながら、上記構造では、耐電圧性を向上させるために、電圧印加端子と当該ハウジングの内側周面との半径方向の距離を大きくする必要がある。そのためには、絶縁体の径を大きくする必要があり、絶縁体を真空容器に取り付けるためのフランジもそれに伴って大きくなり、少なくとも径方向に電圧印加ユニットが肥大化してしまい、真空装置全体の小型化の障害となっている。
特開２００２−０４８７６０号公報

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、電圧印加ユニットの耐電圧性を維持しつつ、軸方向及び径方向ともに小型化することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る真空装置は、真空容器と、その真空容器内に設けられる電極と、前記真空容器の外壁に設けられ、外部から前記電極に電圧を印加するための高電圧印加ユニットと、を備え、前記高電圧印加ユニットが、一端が大気側に、他端が真空側に設けられて、当該他端が前記電極に電気的に接触して電圧を印加する高電圧印加端子と、前記高電圧印加端子が貫通して設けられ、一端が大気側に、他端が真空側に設けられる絶縁性を有する絶縁体と、前記絶縁体が貫通して設けられ、前記真空容器の外壁に気密に取り付けられるフランジ部と、を備え、前記フランジ部から大気側及び真空側に突出した前記絶縁体の外側周面を非接触状態にして、さらに、前記絶縁体の外側周面に凹凸部を設けていることを特徴とする。

このようなものであれば、フランジ部から突出している絶縁体の外側周面を非接触状態にしているので、絶縁距離をかせぐことができ、径方向に小さくすることができる。また、絶縁体の外側周面に凹凸部を設けているので、軸方向に小さくすることができる。つまり、高耐電圧を維持しつつ、径方向及び軸方向ともに小型化することができる。その結果、高電圧印加ユニット及び真空装置を小型化することができる。なおかつ、フランジ部を絶縁体が貫通した構造をとることにより、大気側のみならず真空側に突出した外側周面にも凹凸部を設けることができ、沿面距離をかせぐことにより小型化することができる。

具体的な実施の態様としては、前記真空容器が、電子顕微鏡等に用いられる電子銃を有する鏡筒部であり、前記電極が、カソード電極、エクストラクタ電極又はサプレッサ電極であることが考えられる。

さらに、絶縁体が複数の高電圧印加端子を一体的に保持するものであれば、組み立てが容易になる。

その上、前記絶縁体が複数の高電圧印加端子を回転非対称に貫通支持しているので、誤った組み立てを防止することができる。

組み立ての容易化、及びフランジ部から大気側及び真空側に突出している絶縁体の外側周面を他の部材と非接触状態にする構造を容易に実現するためには、前記フランジ部が環状の金属からなり、当該フランジ部の中心孔に前記絶縁体を貫通させて構成していることが望ましい。

前記高電圧印加端子が、前記絶縁体の内部を貫通する端子本体と、前記端子本体両端のいずれか少なくとも一方に接続され、貫通方向に弾性的に変形可能な弾性接触子と、を備えていることが望ましい。

このようなものであれば、電極に電圧印加端子が軸方向に押圧して接触するので、接触性の確保及び組み立ての容易性を確保することができる。これにより確実に電極に高電圧を印加することができるようになる。また、電極に対してソケットが嵌り込む構造ではないので、軸方向の長さを短くすることができる。これにより高電圧印加端子の軸方向の小型化を実現することができる。

前記高電圧印加端子の具体的な実施態様としては、前記弾性接触子が、前記端子本体に接続される本体部と、前記本体部に対して進退運動する可動部と、前記本体部及び前記可動部の間に介在する弾性部材と、を備え、前記高電圧印加端子を前記真空容器に取り付けることにより、前記弾性部材が、弾性復帰力により前記可動部を前記電極に押圧接触させることが考えられる。

前記弾性接触子が、前記端子本体に取り外し可能に取り付けられるものであることが好ましい。これにより、弾性接触子を選択して取り付けることができ、種々の電極に対応可能とすることができる。

また、本発明に係る真空装置用高電圧印加ユニットは、真空容器内に設けられた電極に大気側から高電圧を印加するための高電圧印加ユニットであって、一端が大気側に、他端が真空側に設けられて、当該他端が前記電極に電気的に接触して電圧を印加する高電圧印加端子と、前記高電圧印加端子が貫通して設けられ、一端が大気側に、他端が真空側に設けられる絶縁性を有する絶縁体と、前記絶縁体が貫通して設けられ、前記真空容器の側壁に気密に取り付けられるフランジ部と、を備え、大気側に設けられて前記絶縁体の周囲を覆うカバー部材及び前記真空容器と前記絶縁体との間に隙間を設け、前記絶縁体の外側周面に凹凸部を設けていることを特徴とする。

このようなものであれば、フランジ部から突出している絶縁体の外側周面を非接触状態にしているので、径方向に小さくすることができる。また、絶縁体の外側周面に凹凸部を設けているので、軸方向に小さくすることができる。つまり、高耐電圧を維持しつつ、径方向及び軸方向ともに小型化することができる。その結果、高電圧印加ユニットを小型化することができる。なおかつ、フランジ部を絶縁体が貫通した構造をとることにより、大気側のみならず真空側に突出した外側周面にも凹凸部を設けることができ、沿面距離をかせぐことにより小型化することができる。

このように構成した本発明によれば、フランジ部から突出している絶縁体の外側周面を非接触状態にし、その外側周面に凹凸部を設けているので、径方向にも軸方向にも小さくすることができる。つまり、高耐電圧を維持しつつ、径方向及び軸方向ともに小型化することができる。その結果、高電圧印加ユニット及び真空装置を小型化することができる。

以下に本発明の電圧印加ユニットを用いた電子顕微鏡（ＳＥＭ）の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る電子顕微鏡１は、図１に示すように、電子銃８及び電子線制御手段９を有する鏡筒部２と、前記電子銃８からの電子線ＥＢが照射される試料Ｗを収容する試料収容室３と、前記鏡筒部２の上端部に設けられ、前記電子銃８に高電圧を印加する高電圧印加ユニット４と、当該高電圧印加ユニット４に電流を流す配線コネクタ５と、を備えている。なお、図１において、６は、試料Ｗへの電子線照射により発生した２次電子等を検出する検出装置であり、７は、検出装置６からの検出信号に基づき試料Ｗ上の電子線ＥＢの２次元走査に同期して試料像を表示等する情報処理装置である。

次に、試料収容室３及び配線コネクタ５について説明する。

試料収容室３は、図１に示すように、試料移動機構を有する試料ステージ３１と、試料収容室３内を真空にするための真空排気機構３２を備えており、試料Ｗから放出された２次電子等を検出する検出装置６が設置される。

配線コネクタ５は、図示しない電源からの配線コードＣを後述する高電圧印加端子４１に接続するものであり、図２、図３及び図４に示すように、ハウジング５１と、当該ハウジング５１内に設けられ、高電圧印加端子４１の大気側端部が挿入されて連結するソケット部５２１を有する金属製の接続ピン５２と、当該接続ピン５２を保持する絶縁性を有するピン保持体５３とを備えている。

ハウジング５１は金属から形成され、その先端側（図２等においては下端側）には、後述する高電圧印加ユニット４のフランジ部４３に接続される接続フランジ５１１を有しており、ねじによって高電圧印加ユニット４に固定される。ピン保持体５３の後端側（図２等においては上端側）には、配線コードＣが接続されており、その配線コードＣはハウジング５１の上端部の側壁から外部に導かれている。なお、図４及び図５において配線コードＣは図示しない。

ピン保持体５３の外側周面５３ａには、周方向に凹凸部５３１を設けるとともに、その上端面５３ｂにおいて接続ピン５２が突出している部分に座ぐり５３２を設けている。これにより、コネクタ５の耐電圧を確保しつつも、コネクタ５の小型化を実現することができる。

次に鏡筒部２について説明する。

鏡筒部２は、図１に示すように、試料収容室３の上部に連続して設けられており、試料収容室３の所定領域に設置された試料Ｗに電子線ＥＢを照射する電子銃８と、当該電子銃８から射出された電子線ＥＢを試料Ｗの測定部位に収束させるとともに走査させるための電子線制御手段９と、鏡筒部２内を真空にするための真空排気機構１０を備えている。また、その上端には、開口部を有しており、高電圧印加ユニット４が固定される。

高電圧印加ユニット４が固定された後、真空排気機構３２、１０によって、試料収容室３とともに真空に維持される。

電子線制御手段９は、電子銃８から電子を引き出すためのガンレンズ９１、電子線量をモニタするためのアパーチャ用電極９２、電子線ＥＢの非点収差を補正するための非点補正器（スティグメータ）９３、電子線ＥＢを偏光させるための偏向器（デフレクタ）９４、電子線ＥＢを収束させるための静電型レンズである対物レンズ９５であり、これらは上部からこの順で形成されている。

電子銃８は、図３、図４及び図５に示すように、カソードであるエミッタチップ８１と、そのエミッタチップ８１を加熱するためのフィラメント８２と、前記エミッタチップ８１の先端に強い電界を作り、電子を放出させるためのエクストラクタ電極８３と、そのエクストラクタ電極８３との間で電界レンズを形成し、エミッタチップ８１から放出された電子をさらに加速するとともにその軌道にレンズ作用を及ぼすアノード電極（図示しない）と、エミッタチップ８１の先端以外の部位で発生する電子を排除するサプレッサ電極８４とを備えた加熱型ＦＥ電子銃８と称されるものである。

しかしてこの電子銃８は、前記エミッタチップ８１、フィラメント８２、サプレッサ電極８４及びエクストラクタ電極８３を一体化して構造体１１としている。

この構造体１１は、特に図５に示すように、ヘアピンフィラメント８２及びその先端部にスポット溶接等で取り付けられたエミッタチップ８１と、それらフィラメント８２及びエミッタチップ８１を保持するカソード支持体たる円柱状のステム１２と、そのステム１２の外周にがた無く外嵌し固定された円筒状のサプレッサ電極８４と、そのサプレッサ電極８４に絶縁スペーサ１３を介して外嵌する円筒状のエクストラクタ電極８３とを備えている。

ステム１２は、例えばセラミック等の絶縁性を有する素材で作られたもので、フィラメント８２の両端にスポット溶接等で接続された金属棒である一対のカソード電極８５を内部に貫通させて保持することにより、前記フィラメント８２及びエミッタチップ８１を固定保持する。

サプレッサ電極８４は、その内部にステム１２、フィラメント８２及びエミッタチップ８１を収容する金属製のもので、ステム１２側の一端面が開口し、他端面が円錐状に突出する底壁で閉塞されてなる。その底壁の中央には電子放出孔８４１が貫通させてあり、その電子放出孔８４１内であってサプレッサ電極８４の中心軸上に前記エミッタチップ８１が配置されるようにしてある。

エクストラクタ電極８３は、前記サプレッサ電極８４に外嵌してこれを内部に収容する金属製のもので、その内周径を前記サプレッサ電極８４の外周径よりも大きく設定し、リング状をなす絶縁スペーサ１３を介して、サプレッサ電極８４と所定の離間距離を保つようにしてある。このエクストラクタ電極８３はステム１２側の一端面が開口し、他端面に設けられた底壁の中央部にはエミッタチップ８１から放出される電子を挿通させるための電子挿通孔８３１が形成してある。なお、前記絶縁スペーサ１３は、前記エミッタチップ８１とエクストラクタ電極８３の底壁との間の中心軸方向の離間距離を規定するためのものであり、エクストラクタ電極８３とサプレッサ電極８４との間に密閉された空間が形成されないように、エクストラクタ電極８３の内周径よりもその外径を若干小さくし、エクストラクタ電極８３の内周面との間に若干の隙間が形成されるようにしてある。

また、エクストラクタ電極８３の側壁には、その厚み方向に貫通する雌ねじ孔８３２が例えば円周方向に等間隔に離間させて４箇所設けてあり、その雌ねじ孔８３２に調整・固定部材である調整ねじ１４が螺合させてある。そして、これら調整ねじ１４をラジアル方向に独立して螺進退させ前記サプレッサ電極８４の位置調整及び固定を行うようにしている。

ここで、この調整ねじ１４は強度の関係から金属製のものを用いており、この調整ねじ１４によってサプレッサ電極８４を押圧するとサプレッサ電極８４−エクストラクタ電極８３間の絶縁が保てないため、サプレッサ電極８４に大径の孔８４２を設け、前記調整ねじ１４をこの孔８４２に挿通させて、サプレッサ電極８４に接触しないようにし、ステム１２を押圧するようにしている。なお、この調整ねじ１４には、頭のない止めねじタイプのものを用いており、この調整ねじ１４が雌ねじ孔８３２に埋没してエクストラクタ電極８３の外周面より外側に突出しないようにしている。

一方、カソード電極８５は、電子の射出方向の反対側端面から、中心軸方向に沿って延出させてあり、その電極８５がエクストラクタ電極８３の外周を超えて外に出ないようにしている。

エクストラクタ電極８３及びサプレッサ電極８４は、その本体上端面８３３、８４３に後述する弾性接触子４１３が押圧接触する。また、エクストラクタ電極８３及びサプレッサ電極８４には、それぞれ内部排気のための気抜き孔を、円周方向に沿って等間隔に４つ設けている。

電子銃８の構成について言えば、内からステム１２、サプレッサ電極８４、エクストラクタ電極８３の順で外嵌していく多重筒構造であり、無駄なスペースを排除することができるうえ、エクストラクタ電極８３が筐体の役割を果たして、専用の筐体を設ける必要が無いため、小型化を促進することができる。加えてカソード電極８５が、電子の射出方向の反対側端面（図２等において上端面）から、中心軸方向に沿って延出させてあり、カソード電極８５がエクストラクタ電極８３の外周を超えて外に出ないようにしているため、この点からも小型化に寄与できる。また、サプレッサ電極８４及びエクストラクタ電極８３には、後述する弾性接触子４１３が押圧接触する構造として、それら電極８３、８４に配線を設ける必要がないことからも小型化に寄与できる。

次に高電圧印加ユニット４について説明する。

高電圧印加ユニット４は、真空容器である鏡筒部２の外壁２１の外部に設けられた電源からの電流を鏡筒部２内部に設けられた電子銃８を構成する電極８３、８４、８５に導入し、当該電極８３、８４、８５に高電圧を印加するためのものである。

具体的な構成は、図６、図７及び図８に示すように、高電圧印加端子４１と、当該高電圧印加端子４１を保持する絶縁体４２と、絶縁体４２を保持して当該絶縁体４２を真空容器である鏡筒部２に保持するためにフランジ部４３とを備えている。以下に各部について説明する。

高電圧印加端子４１は、一端が大気側に、他端が真空側に設けられて、当該他端が前記電極８３、８４、８５に電気的に接触して電圧を印加するものであり、銅又はステンレススチールなどの金属素材から形成されている。

この高電圧印加端子４１は本実施形態では４本あり、そのうち２本は、カソード電極８５に電流を導入するため、つまり電圧を印加するためのカソード電極用端子４１ａであり、１つは、エクストラクタ電極８３に電圧を印加するためのエクストラクタ電極用端子４１ｂであり、１つは、サプレッサ電極８４に電圧を印加するためのサプレッサ電極用端子４１ｃである。

そして、エクストラクタ電極用端子４１ｂ及びサプレッサ電極用端子４１ｃと、カソード電極用端子４１ａとはその構成が異なる。なお、図３がカソード電極用端子４１ａを示す断面図であり、図４がエクストラクタ電極用端子４１ｂ及びサプレッサ電極用端子を示す断面図である。

カソード電極用端子４１ａは、図３に示すように、絶縁体４２の内部を貫通する端子本体４１１と、その端子本体４１１の真空側端部にねじ留めされたソケット要素４１２とを備えている。ソケット要素４１２は、高電圧印加ユニット４と電子銃８とを接続する時において、ステム１２の上端面から突出したカソード電極８５が挿入されるものである。

一方、エクストラクタ電極用端子４１ａ及びサプレッサ電極用端子４１ｃは、図４及び図８に示すように、絶縁体４２の内部を貫通する端子本体４１１と、端子本体４１１両端のいずれか少なくとも一方に接続され、貫通方向に弾性的に変形可能な弾性接触子４１３とを備えている。本実施形態において弾性接触子４１３は、端子本体４１１の真空側端部に接続されるものである。

端子本体４１１は、絶縁体４２に予め設けられた保持孔に挿入されて、メタライズ処理によって固定され真空封じされている。その真空側端部には、雄ねじ部４１１ａが形成されている。そして、カソード電極用端子４１ａに用いられる場合には、真空側端部にはソケット要素４１２がねじ留めされる。また、エクストラクタ電極用端子４１ａ及びサプレッサ電極用端子４１ｃに用いられる場合には、真空側端部の雄ねじ部４１１ａに弾性接触子４１３が螺合される。

さらに、弾性接触子４１３は、特に図９に示すように、いわゆるプランジャ型のものであり、端子本体４１１の真空側端部の雄ねじ部４１１ａに接続される本体部１５と、本体部１５に対して進退運動する可動部１６と、本体部１５及び可動部１６の間に介在するスプリング等の弾性部材１７とを備えている。

本体部１５は、金属製の筒状体をなし、その内部に可動部１６及び弾性部材１７を収容するものである。なお、可動部１６に関しては、その内部で軸方向に進退移動可能に収容している。また、本体部１５の真空側端部の雄ねじ部４１１ａにねじ作用で嵌め込まれる雌ねじ部１５１を、その基端部に有している。さらに、本体部１５の側周壁には、気抜き孔１５２を設けるようにしている。

可動部１６は、金属製であり、端子本体４１１の絶縁体４２に対する貫通方向、つまり軸方向に沿って本体部１５の内壁１５ａに接触しながら進退運動するものである。その構成は、本体部１５の内壁に接触して進退運動を行うとともに、弾性部材１７からの弾性復帰力を受ける被作用部１６１と、本体部１５の先端壁に設けられた貫通孔１５３から本体部１５の前方に突出して電極８３、８４に接触する接触部１６２とからなる。被作用部１６１の基端面１６１ａには、弾性部材１７の一端が収容される凹部１６３が形成されている。

このように構成した高電圧印加端子４１は、高電圧印加ユニット４を鏡筒部２に取り付けることにより、可動部１６が約１ｍｍ程度縮んでエクストラクタ電極８３及びサプレッサ電極８４に接触する。このとき、可動部１６は弾性部材１７の弾性復帰力によって押圧接触する。

絶縁体４２は、高電圧印加端子４１を貫通して保持して、一端が大気側に、他端が真空側に設けられるものであり、セラミックス等の絶縁性材料から形成されている。その形状は概ね回転体形状をなし、４本の高電圧印加端子４１を保持している。このとき、高電圧印加端子４１の配置態様としては、誤った組み立てを防止する観点から非回転対称している。つまり、高電圧印加ユニット４と電子銃８とを誤った方向で接続しようとしたときに接続ができないか、あるいは弾性接触子４１３がサプレッサ電極８３及びエクストラクタ電極８４に接触しない、又はカソード電極８５がソケット要素４１２に入らないような配置態様にしている。

しかして本実施形態では、絶縁体４２の外側周面４２ａ、４２ｃとその周囲に設けられる部材との間に隙間を設けるようにしている。具体的には、絶縁体４２は、真空側においては、その外側周面４２ｃが鏡筒部２の外壁２１と接触しないように設け、大気側においては、その外側周面４２ａがカバー部材である配線コネクタ５のハウジング５１の内壁５１ａと接触しないように設けられる。つまり、絶縁体４２は、その外側周面４２ａ、４２ｃにおいては、フランジ部４３のみと接触して、他の部材とは非接触状態となるように配置している。

このように、絶縁体４２の外側周面４２ａ、４２ｃを他の部材と非接触にしているので、他の部材と接触することによる耐電圧の低下を防止している。そして、金属から構成されるハウジング５１の内壁５１ａと接触しないので、径方向における大きさを小さくすることができる。

さらに本実施形態における絶縁体４２のうち、フランジ部４３から大気側に突出している部分の外側周面４２ａに、周方向にコルゲート構造である凹凸部４２１を備えている。これにより、端子先端からフランジ部４３まで直線的に沿面を設けることなく、耐電圧を確保可能な沿面距離を得ている。

また、絶縁体４２のうち、フランジ部４３から真空側に突出している部分の外側周面４２ｃに、周方向にコルゲート構造である凹凸部４２３を備えている。このような構造にできるのは、絶縁体４２がフランジ部４３を貫通する一体構造にしているからであり、大気側の凹凸部４２１と真空側の凹凸部４２３とを設けることにより、沿面距離をかせいで、より一層の小型化を可能にすることができる。

さらに、絶縁体４２の両端面４２ｂ、具体的には、高電圧印加端子４１が突出している部分に座ぐり（凹部）４２２を設け、その座ぐり４２２の中央部分から高電圧印加端子４１が突出するようにしている。座ぐり４２２の深さは、端子間の沿面距離が耐電圧を確保できる距離であって、尚かつメタライズ処理が可能な深さとなるようにしている。また真空側端面４２ｂの座ぐり４２２の内径は、弾性接触子４１３を収容できる程度の径としている。

このように、高電圧印加端子４１が突出している部分に座ぐり４２２を設けているので、端子間の沿面距離を確保することができ、端子間の絶縁を保証することができる。また、これによっても端子先端からフランジ部４３までの沿面距離を大きくすることができるので、絶縁体４２の耐電圧をさらに向上させることができる。

このように、外側周面４２ａ、４２ｃに周方向に凹凸部４２１、４２３を設けているので、絶縁体４２の軸方向の長さを短くすることができる。また、両端面４２ｂの高電圧印加端子４１が延出している部分に座ぐり４２２を設けているので、端子間の距離を短くすることができ、径方向にも小さくすることができる。

フランジ部４３は、絶縁体４２が貫通して設けられ、前記鏡筒部２の外壁２１に気密に取り付けられるものであり、例えば直径φ５０［ｍｍ］の金属からなる環状をなし、その中央部に設けられた中心孔に前記絶縁体４２が貫通して設けられている。また、フランジ部４３には、鏡筒部２に気密に取り付けられるためのねじ孔及びコネクタのハウジング５１が取り付けられるためにねじ孔が設けられている。このように、フランジ部４３を絶縁体４２が貫通した構造をとることにより、大気側に突出した外側周面４２ａのみならず真空側に突出した外側周面４２ｃにも凹凸部４２３を設けることができ、沿面距離をかせぐことにより小型化することができる。

また、絶縁体４２とフランジ部４３とはコバール１８を介して気密に溶接されている。これにより、鏡筒部２の上端に開口した開口部に高電圧印加ユニット４を取り付けることにより、鏡筒部２は真空容器として機能することができる。

フランジ部４３の上面４３ａには、コネクタのハウジング５１が取り付けられるハウジング取り付け領域４３１が設けられている。ハウジング取り付け領域４３１は、フランジ部４３の上面外側に設けられている。また、フランジ部４３の上面内側には、ロウ付け等によりコバール１８が接合される切り欠き部４３２が設けられている。この切り欠き部４３２は、フランジ部４３の内周全体にわたって設けられ、ハウジング取り付け領域４３１を規定している。この構成により、ハウジング５１内壁が絶縁体４２の外側周面４２ａに接触しない構造にすることが可能となる。

次にこのように構成した高電圧印加ユニット４等の組み立てについて説明する。

電極用端子４１のうち、端子本体４１１を絶縁体４２の保持孔に挿入し、メタライズ（Ｍｏ−Ｍｎ＋Ｎｉメッキ）によって固定して真空封じする。その後、絶縁体４２をフランジ部４３に挿入して一体化する。

そして、フランジ部４３に設けられた切り欠き部４３２及び切り欠き部４３２に対応する外側周面４２ａにＮｉメッキ処理をして、その後コバール１８をロウ付けして真空封じする。また、絶縁体４２に保持された端子本体４１１の真空側端部の雄ねじ部４１１ａに弾性接触子４１３を螺合させる。このようにして構成した高電圧印加ユニット４を鏡筒部２の上端開口部に気密に取り付ける。その後、配線コネクタ５のハウジング５１をフランジ部４３上面に設けたフランジ部取り付け領域４３１に取り付ける。

このように構成した本実施形態に係る電子顕微鏡１によれば、フランジ部４３から大気側及び真空側に突出している絶縁体４２の外側周面４２ａ、４２ｃを非接触状態にしているので、径方向に小さくすることができる。また、絶縁体４２の外側周面４２ａ、４２ｃに凹凸部４２１、４２３を設けているので、軸方向に小さくすることができる。さらに、絶縁体４２の両端面４２ｂにおいて、高電圧印加端子４１が演出している部分に座ぐり４２２を設けているので、端子間の絶縁を確保しながらも絶縁体４２の径方向の大きさをさらに小さくすることができる。その結果、高電圧印加ユニット４及び真空装置１を小型化することができる。例えば２０［ｋＶ］の高耐電圧を維持しつつ、径方向及び軸方向ともに小型化することができる。

また、コネクタのハウジング５１によって絶縁体４２の汚染防止及び高電圧印加端子４１の破損防止もできる。

さらに、高電圧印加端子４１を非回転対称に絶縁体４２に保持するようにしているので、誤挿入等の誤った組み立てを防止することができ、安全の確保も実現することができる。

加えて、端子本体を共通にして、電極に接触するソケット要素及び弾性接触子を交換可能にしているので、種々の電子銃及び電極にも対応することができる。また、高電圧印加端子４１は、弾性接触子４１３を用いてエクストラクタ電極８３及びサプレッサ電極８４に軸方向に押圧して接触するので、接触性の確実及び組み立ての容易性を確保することができる。これにより確実に電極に高電圧を印加することができるようになる。また、電極８３、８４に対してソケットが嵌り込む構造ではないので、高電圧印加端子４１の軸方向の長さを短くすることができる。これにより高電圧印加ユニット４の軸方向の小型化を実現することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。

例えば、前記実施形態では、電子顕微鏡１（ＳＥＭ）に用いたものであったが、その他にも、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）、あるいはスパッタリング装置、ＣＶＤ装置、ドライエッチング装置、又は蒸着装置等の真空装置に用いても良い。

また、前記実施形態では、弾性接触子４１３を端子本体４１１の真空側端部に設けるようにしているが、大気側にも設けるようにしても良い。

その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る電子顕微鏡を示す模式的構成図。 本実施形態における鏡筒部に高電圧印加ユニット及び配線コネクタを取り付けたときの平面図。 同実施形態における鏡筒部等のＡ−Ａ線断面図。 同実施形態における鏡筒部等のＢ−Ｂ線断面図。 同実施形態における電子銃を示す模式断面図。 同実施形態における高電圧印加ユニットの平面図。 同実施形態における高電圧印加ユニットの斜視図。 同実施形態における高電圧印加ユニットのＣ−Ｃ線断面図。 同実施形態における弾性接触子の断面図。

符号の説明

１ ・・・真空装置（電子顕微鏡）
２ ・・・真空容器（鏡筒部）
２１ ・・・外壁
８３ ・・・エクストラクタ電極
８４ ・・・サプレッサ電極
８５ ・・・カソード電極
４ ・・・高電圧印加ユニット
４１ ・・・高電圧印加端子
４２ ・・・絶縁体
４３ ・・・フランジ部
４３ａ、４３ｃ・・・外側周面
４２１、４２３・・・凹凸部
４１１・・・端子本体
４１３・・・弾性接触子
１５ ・・・本体部
１６ ・・・可動部
１７ ・・・弾性部材

Claims (5)

1. 真空容器と、その真空容器内に設けられる電極と、前記真空容器の外壁に設けられ、外部から前記電極に電圧を印加するための高電圧印加ユニットと、を備え、
   前記高電圧印加ユニットが、
   一端が大気側に、他端が真空側に設けられて、当該他端が前記電極に電気的に接触して電圧を印加する高電圧印加端子と、
   前記高電圧印加端子が貫通して設けられ、一端が大気側に、他端が真空側に設けられる絶縁性を有する絶縁体と、
   前記絶縁体が貫通して設けられ、前記真空容器の外壁に気密に取り付けられるフランジ部と、を備え、
   前記フランジ部から大気側及び真空側に突出した前記絶縁体の外側周面を非接触状態にして、さらに、前記絶縁体の外側周面に凹凸部を設けていることを特徴とする真空装置。
2. 前記高電圧印加ユニットにおいて、前記フランジ部が環状の金属からなり、当該フランジ部の中心孔に前記絶縁体を貫通させることを特徴とする請求項１記載の真空装置。
3. 前記高電圧印加端子が、
   前記絶縁体の内部を貫通する端子本体と、
   前記端子本体両端のいずれか少なくとも一方に接続され、貫通方向に弾性的に変形可能な弾性接触子と、を備えている請求項１又は２記載の真空装置。
4. 前記弾性接触子が、
   前記端子本体に接続される本体部と、
   前記本体部に対して進退運動する可動部と、
   前記本体部及び前記可動部の間に介在する弾性部材と、を備え、
   前記高電圧印加端子を前記真空容器に取り付けることにより、前記弾性部材が、弾性復帰力により前記可動部を前記電極に押圧接触させることを特徴とする請求項３記載の真空装置。
5. 真空容器内に設けられた電極に大気側から高電圧を印加するための高電圧印加ユニットであって、
   一端が大気側に、他端が真空側に設けられて、当該他端が前記電極に電気的に接触して電圧を印加する高電圧印加端子と、
   前記高電圧印加端子が貫通して設けられ、一端が大気側に、他端が真空側に設けられる絶縁性を有する絶縁体と、
   前記絶縁体が貫通して設けられ、前記真空容器の側壁に気密に取り付けられるフランジ部と、を備え、
   大気側に設けられて前記絶縁体の周囲を覆うカバー部材及び前記真空容器と前記絶縁体との間に隙間を設け、前記絶縁体の外側周面に凹凸部を設けていることを特徴とする高電圧印加ユニット。