JP4679279B2 - トップエントリ式試料ステージ傾斜装置 - Google Patents
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Description
前記試料を極低温に冷却して観察可能な荷電粒子線装置としては、トップエントリ方式(試料および試料筒を対物レンズの上方より装着する方式)の荷電粒子線装置とサイドエントリ方式(試料および試料筒を側方より装着する方式)の荷電粒子線装置とが従来公知である。
前記特許文献1(特開平2002−134053号公報)記載の技術では、冷却筒(19)のホルダ装着孔(19b)に装着される試料ホルダ(H)は、4.2K程度の極低温に冷却され、試料装着部材傾斜機構(31〜37,61〜81,W)により傾斜した状態の試料(S)の観察を行うことができる。
前記特許文献2(特開平2002−123681号公報)記載の技術では、試料ホルダ(H)の内方突出部(Ha)および前記内方突出部に保持された試料は、その周囲を囲む内側冷却壁(67)により冷却されるとともに、内側冷却壁(67)から内側帯状熱伝導部材(78)を介して伝達される冷熱により冷却される。
特許文献1記載の技術では、試料を極低温に保持することができるが、その構造から試料装着部材傾斜機構(31〜37,61〜81,W)による試料の最大傾斜角は30度程度であり、前記試料を高傾斜(例えば70度)に保持した状態での試料観察が不可能であった。
また、試料装着部材(42)を傾斜させる試料装着部材傾斜機構(31〜37,61〜81,W)は、試料ホルダ(H)自体に内蔵されているため、前記試料ホルダ(H)の構造が複雑であり高価である。
特許文献2記載の技術では、試料を高傾斜させることができるが、試料ホルダ(H)の温度は、その構造から熱シールドが不十分なため20K程度であり、前記試料ホルダ(H)を極低温(4.2K程度)に保持しながらの試料観察が不可能であった。
(O01)試料を極低温に冷却した状態で前記試料を高傾斜角度に調節できるようにすること。
(O02)試料ホルダを小型化、薄肉化すること。
前記課題を解決するために、本発明のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置は、下記の構成要件(A01)〜(A04)を備えたことを特徴とする。
(A01)荷電粒子線装置の鏡筒(Da)内部の所定の設置位置に支持された円筒状の冷却筒(19)であって、荷電粒子線の光軸と同軸のステージ装着孔(19b)と、上部外周部に設けられた冷媒充填ポッド(19a)とを有する前記冷却筒(19)、
(A02)前記ステージ装着孔(19b)の下部に水平軸回りに回転可能に支持されたステージ回転軸(53)と、前記ステージ回転軸(53)の回転に伴って回転し且つ試料ホルダ(H)が着脱可能に装着されるホルダ装着部材(HS)とを備えたトップエントリ方式の試料ステージ(ST)、
(A03)前記鏡筒(Da)を水平に貫通し内端部が前記ステージ回転軸(53)に連結されるホルダ傾斜軸(35)、
(A04)前記ホルダ傾斜軸(35)および前記ホルダ傾斜軸(35)に連結された前記ステージ回転軸(53)および前記試料ステージ(ST)を傾斜させるために前記ホルダ傾斜軸(35)をその軸回りに回転させるステージ傾斜用回転部材(KS)。
前記構成要件(A01)〜(A04)を備えた本発明のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置では、円筒状の冷却筒(19)は、荷電粒子線装置の鏡筒(Da)内部の所定の設置位置に支持されている。前記冷却筒(19)は、ステージ装着孔(19b)と冷媒充填ポッド(19a)とを有している。
試料ステージ(ST)は、ステージ回転軸(53)とホルダ装着部材(HS)とを備えている。前記ステージ回転軸(53)は、前記ステージ装着孔の下部に水平軸回りに回転可能に支持されている。前記ホルダ装着部材(HS)には、試料ホルダ(H)が着脱可能に装着されており、前記ステージ回転軸(53)の回転に伴って回転する。
ホルダ傾斜軸(35)は、前記鏡筒(Da)を水平に貫通し内端部が前記ステージ回転軸(53)に連結される。
ステージ傾斜用回転部材(KS)は、前記ホルダ傾斜軸(35)および前記ステージ回転軸(53)をその軸回りに回転させる。この場合、前記試料ステージ(ST)が傾斜する。
本発明の形態1のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置は前記本発明において、下記の構成要件(A05),(A06)を備えたことを特徴とする。
(A05)ホルダ着脱口(61c)と前記ホルダ着脱口(61c)から挿入されるタブレット型の試料ホルダ(H)を保持するホルダ保持部(61a)とを有する前記ホルダ装着部材(HS)、(A06)前記試料ステージ(ST)への試料ホルダ(H)の着脱作業時には前記ホルダ着脱口(61c)が上方に開口する位置に前記試料ステージ(ST)を回転させる前記ステージ傾斜用回転部材(KS)。
前記構成要件(A05),(A06)を備えた本発明の形態1のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置では、前記ホルダ装着部材(HS)は、ホルダ着脱口(61c)と前記ホルダ着脱口(HSa)から挿入されるタブレット型の試料ホルダ(H)を保持するホルダ保持部(61a)とを有する。
前記ステージ傾斜用回転部材(KS)は、前記試料ステージ(ST)への試料ホルダ(H)の着脱作業時には前記ホルダ着脱口(61c)が上方に開口する位置に前記試料ステージ(ST)を回転させる。前記ホルダ着脱口(61c)が上方に開口した位置では、試料ホルダ(H)の着脱作業ができる。
本発明の形態2のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置は、前記本発明の形態1のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置において、下記の構成要件(A07)を備えたことを特徴とする。
(A07)前記着脱作業時には鉛直姿勢に保持される前記タブレット型の試料ホルダ(H)。
前記構成要件(A07)を備えた本発明の形態2のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置では、前記タブレット型の試料ホルダ(H)は、前記着脱作業時には鉛直姿勢に保持される。したがって、試料ホルダ(H)とホルダ傾斜機構とが別々に構成されているので前記タブレット型の試料ホルダ(H)は、構成を小型化、薄肉化することができる。
本発明の形態3のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置は、前記本発明または本発明の形態1もしくは本発明の形態2のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置において、下記の構成要件(A08),(A09)を備えたことを特徴とする。
(A08)前記ホルダ傾斜軸(35)の外端部に液体窒素温度を伝達する低温伝達部材(37)、
(A09)前記ホルダ傾斜軸(35)の内端部と前記ステージ回転軸(53)とを連結する軸連結部材(RG)であって、前記ホルダ傾斜軸(35)の回転を前記ステージ回転軸(53)に正確に伝達し且つ軸方向の伸縮および軸に垂直な方向の変形が容易に構成された前記軸連結部材(RG)。
前記構成要件(A08),(A09)を備えた本発明の形態3のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置では、低温伝達部材(37)は、前記ホルダ傾斜軸(35)の外端部に液体窒素温度を伝達する。
前記軸連結部材(RG)は、前記ホルダ傾斜軸(35)の内端部と前記ステージ回転軸(53)とを連結し、前記ホルダ傾斜軸(35)の回転を前記ステージ回転軸(53)に正確に伝達する。前記軸連結部材(RG)は、軸方向の伸縮および軸に垂直な方向の変形が容易に構成されている。
したがって、前記低温伝達部材(37)により前記ホルダ傾斜軸(35)の外端部に伝達された液体窒素温度は、前記軸連結部材(RG)に伝達される。
(A010)複数の十字状薄板バネ(44)を前記ホルダ傾斜軸(35)の軸方向に重ねて配置し且つ1個の十字状薄板バネ(44)の180°離れて配置された一対の板バネ先端部(44c)と残りの一対の板バネ先端部(44c)とをそれぞれ、前記1個の十字状薄板バネ(44)の軸方向の両側の十字状薄板バネ(44)に連結することにより構成された板バネ連結部(B1,B2)を有する前記軸連結部材(RG)。
前記構成要件(A010)を備えた本発明の形態4のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置では、前記複数の十字状薄板バネ(44)は、前記ホルダ傾斜軸(35)の軸方向に重ねて配置されている。前記軸連結部材(RG)は、180°離れて配置された一対の板バネ先端部と残りの一対の板バネ先端部(44c)とをそれぞれ、前記1個の十字状薄板バネ(44)の軸方向の両側の十字状薄板バネ(44)に連結することにより構成された板バネ連結部(B1,B2)を有する。
本発明の形態5のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置は、前記本発明の形態4のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置において、下記の構成要件(A011)を備えたことを特徴とする。
(A011)複数の十字状薄板バネ(44)により構成された外側板バネ連結部(B1)と内側板バネ連結部(B2)と前記両板バネ連結部(B1,B2)を接続する断熱連結部(46)とを有する前記軸連結部材(RG)。
前記構成要件(A011)を備えた本発明の形態5のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置では、前記軸連結部材(RG)は、複数の十字状薄板バネ(44)と断熱連結部(46)とを有している。前記断熱連結部(46)は、複数の十字状薄板バネ(44)により構成された外側板バネ連結部(B1)と内側板バネ連結部(B2)と前記両板バネ連結部(B1,B2)を接続する。前記両板バネ連結部(B1,B2)は、軸方向には伸縮可能で且つ、回転力を正確に伝達する。
本発明の形態6のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置は、前記本発明の形態5のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置において、下記の構成要件(A012)を備えたことを特徴とする。
(A012)前記ホルダ傾斜軸(35)に接続されて前記軸連結部材(RG)の外側を被覆する連結部材シールド(43)であって、前記低温伝達部材(37)から前記ホルダ傾斜軸(35)の外端部に伝達された液体窒素温度が伝達される前記連結部材シールド(43)。
前記構成要件(A012)を備えた本発明の形態6のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置では、前記連結部材シールド(43)は、前記ホルダ傾斜軸(35)に接続される前記軸連結部材(RG)の外側を被覆する。前記ホルダ傾斜軸(35)には、冷却用媒体タンク(36)に貯留された液体窒素の液体窒素温度が前記低温伝達部材(37)を介して伝達される。
(A013)前記冷却筒(19)の外周に配置され且つ液体窒素温度が伝達される円筒状の低温シールド(26)。
前記構成要件(A013)を備えた本発明の形態7のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置では、前記冷却筒(19)の外周に配置された円筒状の低温シールド(26)には、液体窒素温度が伝達される。
本発明の形態8のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置は、前記本発明または前記本発明の形態1ないし7のいずれかのトップエントリ式試料ステージ傾斜装置において、下記の構成要件(A014)、(A015)を備えたことを特徴とする。
(A014)前記試料ステージ(ST)が装着された冷却筒(19)を上方から前記設置位置に移動させる際に前記試料ステージ(ST)の前記ステージ回転軸(53)が通過する位置に形成された回転軸通過溝(26a)および前記設置位置に移動した試料ステージ(ST)の前記ステージ回転軸(53)が貫通する貫通口(26c)が形成された前記低温シールド(26)、
(A015)前記試料ステージ(ST)が装着された冷却筒(19)を上方から前記設置位置に移動させる際に前記試料ステージ(ST)の前記ステージ回転軸(53)が通過する位置に形成された回転軸通過溝(27a)を有し前記低温シールド(26)の外側に回転可能に配置された可動シールド(27)であって、前記試料ステージ(ST)が前記設置位置に移動した状態で回動したときに前記低温シールド(26)の前記回転軸通過溝(26a)の外側を被覆する前記可動シールド(27)。
前記構成要件(A014)、(A015)を備えた本発明の形態8のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置では、前記低温シールド(26)に形成された回転軸通過溝(26a)は、試料ステージ(ST)が装着された冷却筒(19)を上方から前記設置位置に移動させる際に前記試料ステージ(ST)が通過する位置に形成されている。
前記可動シールド(27)に形成された回転軸通過溝(27a)は、試料ステージ(ST)が装着された冷却筒(19)を上方から前記設置位置に移動させる際に前記試料ステージ(ST)が通過する位置に形成されている。前記可動シールド(27)は、前記試料ステージ(ST)が前記設置位置に移動した状態で回動したときに前記低温シールド(26)の前記回転軸通過溝(26a)の外側を被覆する。したがって、前記低温シールド(26)と前記可動シールド(27)とにより、前記冷却筒(19)内部を効率よく極低温(4.2K程度)に冷却することができる。
(E01)試料を極低温に冷却した状態で前記試料を高傾斜角度に調節できるようにすることができる。
(E02)試料ホルダを小型化、薄肉化することができる。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
図1はトップエントリ式試料ステージ傾斜装置を備えた本発明の透過型電子顕微鏡の概略説明図である。
図2は前記図1の要部拡大図で、サポート部材の拡大図ある。
図1、図2において、透過型電子顕微鏡Dの一部を形成する対物レンズ1は、ヨーク2、下側ポールピース3および上側ポールピース4を有している。前記下側ポールピース3は、前記ヨーク2の中心部に一体的に形成されており、前記上側ポールピース4は、前記下側ポールピース3の上方である前記ヨーク2の上部に一体的に形成されている。前記上側ポールピース4の中心部にはサポート挿入孔4aが形成されている。
前記試料室Rには、試料冷却装置Cの円筒状の熱シールド部材8が配置されている。前記熱シールド部材8の上端には、円板状のシールド冷却部材9が連結されており、その上端には液体チッソNLを貯溜するタンク9aが設けられている。前記タンク9aに貯溜された液体チッソNLにより前記熱シールド部材8が冷却されている。
前記試料冷却用冷媒タンク13の下方には、サポート支持部材18が設けられている。前記サポート支持部材18の内部には、冷却筒19が支持されている。
前記冷却筒19は、前記上側ポールピース4のサポート挿入孔4aに挿入されている。前記ポット19aには、前記試料冷却用冷媒タンク13に接続されたキャピラリー21(図1参照)から液体ヘリウムHLが供給されるようになっている。前記キャピラリー21の前記ポット19aに接続されている側の部分はコイル状になっており、前記冷却筒19を位置調節する際、前記移動の障害とならないようになっている。
また、前記ポット19aには貯溜部用排気管23が接続されている。前記貯溜部用排気管23の他端は前記試料室R外に配置された図示しないロータリポンプ(排気ポンプ)に接続されている。
前記低温シールド26の外側には、可動シールド27が設けられている。前記可動シールド27には、ステージ通過用可動シールド溝(回転軸通過溝)27aが形成されており、前記可動シールド27の上端部には前記ガイドピン支持溝26cと嵌合するガイドピン27bが固定支持されている。
前記可動シールド27は、前記低温シールド26の周方向に回転可能に支持されており、前記ステージ通過用低温シールド溝26aとステージ通過用可動シールド溝27aとが連通するサポート挿入位置(図3A参照)と、前記ステージ通過用低温シールド溝26aが前記可動シールド27により塞がれるシールド位置(図3B参照)との間で回転することができる。
図5はサポート部材の下部を分解した状態の図である。
図4、図5において、前記冷却筒19の下部には、リング状板バネ28と回転軸受29とが設けられている。前記回転軸受29には、V溝29aが形成されている。前記回転軸受29のV溝29aは、前記試料ステージSTを回転可能に支持する。前記リング状板バネ28は、前記試料ステージSTを前記回転軸受29に押圧する。
前記符号19,28,29を付した構成要素によって、サポート部材SPが構成されている。
図6において、透過型電子顕微鏡Dの上側ポールピース4の外周部には、シール部材30を介して傾斜パイプ支持部材31が支持されている。前記傾斜パイプ支持部材31は、傾斜パイプ受け32,32を介して傾斜パイプ33を支持する。
前記ホルダ傾斜軸35の左端側には、冷却用タンク36に貯留された液体窒素の温度を伝達する平編み銅線37が接続されている。前記冷却用タンク36は、冷却用タンク収容部材38内に収容されている。前記冷却用タンク36と前記冷却用タンク収容部材38とは、熱絶縁部材39とシール部材40とにより真空断熱されている。
前記傾斜パイプ33の平歯車33aには、ウオームギヤ41を介してモータM1の回転力が伝達され、前記傾斜パイプ33は回転する。前記傾斜パイプ33が回転した場合、前記ホルダ傾斜軸35が前記傾斜パイプ33と一体的に回転する。
図6、図7において、前記ホルダ傾斜軸35の右端部には、連結部材シールド43が固定支持されている。
前記連結部材シールド43の内部には、軸連結部材RGが配置されている。前記軸連結部材RGは、外側板バネ連結部材B1、断熱用であり且つ樹脂製の中間軸(断熱連結部)46および内側板バネ連結部材B2が外側から順次連結されている。前記内側板バネ連結部材B2の右端部には、円筒状であり且つ樹脂製の傾斜軸接続部材47が連結されている。
前記外側板バネ連結部材B1と内側板バネ連結部材B2とは、同様に構成されており、前記軸連結部材RGの軸方向に連結された複数の十字状薄板バネ44により構成されている。
図7B、図7Cにおいて、前記十字状薄板バネ44は、板バネ中央部44a、前記板バネ中央部44aから四方に伸びる板バネ部44bおよび前記板バネ部44bの先端に形成された板バネ端部44cを有している。
図7Bにおいて、前記外側板バネ連結部材B1と内側板バネ連結部材B2とは、前記垂直板バネ部44b1の板バネ先端部44cと水平板バネ部44b2の板バネ先端部44cとをそれぞれ、前記十字状薄板バネ44の両側の十字状薄板バネ44,44の板バネ先端部44c,44cに連結することにより構成されている。したがって、前記軸連結部材RGは、前記外側板バネ連結部材B1と内側板バネ連結部材B2とにより、前記軸連結部材RGの軸方向には柔軟性があり、回転方向には回転を正確に伝達するように構成されている。
前記中間軸46は、前記外側板バネ連結部材B1と前記内側板バネ連結部材B2とを断熱する。
前記内側板バネ連結部B2の右端部に連結される傾斜軸接続部材47には、樹脂製の傾斜軸接続部材溝47aが形成されている。前記傾斜軸接続部材47には、前記試料ステージSTの左端部が連結される。
図7、図8において、前記試料ステージSTの左端部は、接続ピン51が連結された樹脂製の軸接続部材52を有している。前記試料ステージSTが前記傾斜軸接続部材47に装着された状態では、前記接続ピン51は、前記傾斜軸接続部材47の傾斜軸接続部材溝47aに係合する。
図8Aにおいて、前記試料ステージSTの左端部に装着された前記軸接続部材52には、ステージ回転軸装着孔52aが形成されている。前記軸接続部材52の右端部には、ホルダ装着部材HSが支持されている。
前記接続用ステージ回転軸53aの左(−Y方向)端部は、前記ステージ回転軸装着孔52aに装着されており、ステージ回転軸固定ピンPhにより前記軸接続部材52に固定されている。
前記接続用ステージ回転軸53aと前記固定用ステージ回転軸53bとは、前記回転軸受29のV溝29a(図5、図8D参照)に回転可能に支持されている。
前記接続用ステージ回転軸53aおよび前記固定用ステージ回転軸53bには、ワッシャW1とウエーブワッシャW2とが両回転軸53a,53bに装着されている。図4A、図8Dにおいて、前記ワッシャW1とウエーブワッシャW2とは、前記試料ステージSTが前記サポート部材SPに装着された状態では、前記サポート部材SPの内面と前記ホルダ装着部材本体HSaの左右両端面とに挟まれる。この状態では、前記ワッシャW1とウエーブワッシャW2とは、前記回転軸受29と前記ホルダ装着部材本体HSaの両部品間に適度な傾斜角保持力を与える。
前記ホルダ位置決め部材61の上面には、ホルダ固定用ボール固定部材62と板バネ63とがネジ止めされている。図8Bにおいて、前記板バネ63には、左右一対の板バネスリット63aが形成されている。したがって、前記板バネスリット63aの内側には、弾性を有する板バネ部63bが設けられている。図8Cにおいて、前記板バネ部63bの下面(−Z面)には、ホルダ固定用ボール64が配置されている。前記ホルダ固定用ボール64は、前記板バネ部63bにより前記ホルダ装着部材HSの内側に向かって押圧され、ホルダ固定用ボール固定部材62により位置決めされる。
前記ホルダ位置決め部材61、ホルダ固定用ボール固定部材62、板バネ63およびホルダ固定用ボール64により、前記ホルダ装着部材本体HSaが構成されている。
前記ホルダ装着部材本体HSa、ワッシャW1、ウエーブワッシャW2およびステージ回転軸53により、前記ホルダ装着部材HSが構成されている。
図8E、図9において、前記ホルダ支持部材HSには、試料ホルダHが着脱可能に装着されている。
図9において、前記試料ホルダHには、荷電粒子線が照射される試料Sが保持されている。前記試料Sは、前記試料ホルダHに嵌合する試料固定用スクリュー68により、前記試料ホルダHが傾斜した状態でも脱落しないように保持されている。前記試料ホルダHの左右両端部には、円錐状孔Ha,Haが形成されている。
前記試料ホルダ装着部材HSに前記試料ホルダHを装着した状態では、前記円錐状孔Ha,Haに前記ホルダ固定用ボール64,64が嵌合する。したがって、前記ホルダ固定用ボール64,64は、前記一対の板バネ部63b,63bが弾性変形することにより、前記ホルダ装着部材HSの内側に向かって押圧される。このため、前記試料ホルダHは、前記試料ホルダ装着部材HSが傾斜した状態で、前記試料ホルダHが前記試料ホルダ装着部材HSから脱落することを防止することができる。
前記モータM1、軸連結部材RG、傾斜パイプ支持部材31、傾斜パイプ受け32、傾斜パイプ33、インシュレータ34,34、ホルダ傾斜軸35、連結部材シールド43および傾斜軸接続部材47によって、ステージ傾斜用回転部材KSが構成されている。
前記ステージ傾斜用回転部材KS、冷却用タンク36、平編み銅線37、冷却用タンク収容部材38、熱絶縁部材39およびシール部材40によって、前記トップエントリ式試料ステージ傾斜装置Tが構成されている。
前記構成を備えた実施例のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置では、サポート部材SPがサポート支持部材18に支持されていない状態で、前記図5、図6に示すように前記サポート部材SPの冷却筒19と回転軸受29との間に試料ステージSTを装着する。
ステージ通過用低温シールド溝26aとステージ通過用可動シールド溝27aとが連通したサポート挿入位置(図3A参照)に可動シールド27を回転させた状態で、前記試料ステージSTが装着された前記サポート部材SPをサポート支持部材18に支持される位置まで降下させる。このとき、前記ステージ通過用低温シールド溝26aとステージ通過用可動シールド溝27aとを、軸接続部材52が通過する。
したがって、前記可動シールド27が前記シールド位置まで回転すると、前記低温シールド26と可動シールド27とにより前記サポート部材SPの内側がシールドされるので、前記サポート部材SPのポッド19aに貯留された液体ヘリウムHLの冷熱により前記試料ステージSTが効率よく極低温(4.2K程度)に冷却される。
前記ステージ傾斜用回転部材KSの回転が前記試料ステージSTに正確に伝達する状態では、前記試料ステージSTの試料ホルダ装着部材HSに装着された試料ホルダHを任意の角度に回転させることができる。また、前記試料ホルダHのホルダ装着口61cが上になるように前記試料ステージSTを回転させた状態では、前記試料ホルダHの着脱が可能となる。
なお、前記試料ホルダHの着脱させる構成は、従来公知の種々の構成を採用可能であり、例えば、特開平2002−334677号公報記載の技術を採用することができる。
また、試料ホルダHと傾斜機構とを別々に構成することにより、前記試料ホルダHは小型化、薄肉化が可能となる。したがって、前記試料ホルダHが高傾斜時でも荷電粒子線が試料を通過する視野が広くなる。
さらに、本実施例のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置Tでは、前記低温シールド26と前記可動シールド27とにより、試料Sを効率よく極低温(4.2K程度)に冷却できるとともに、トップエントリ式試料ステージ傾斜装置Tにより高傾斜させることができる。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
(H01)サポート部材の外側に極低温シールドを装着することで試料ステージを効率よく冷却することが可能である。
Claims (9)
- 下記の構成要件(A01)〜(A04)を備えたことを特徴とするトップエントリ式試料ステージ傾斜装置、
(A01)荷電粒子線装置の鏡筒内部の所定の設置位置に支持された円筒状の冷却筒であって、荷電粒子線の光軸と同軸のステージ装着孔と、上部外周部に設けられた冷媒充填ポッドとを有する前記冷却筒、
(A02)前記ステージ装着孔の下部に水平軸回りに回転可能に支持されたステージ回転軸と、前記ステージ回転軸の回転に伴って回転し且つ試料ホルダが着脱可能に装着されるホルダ装着部材とを備えたトップエントリ方式の試料ステージ、
(A03)前記鏡筒を水平に貫通し内端部が前記ステージ回転軸に連結されるホルダ傾斜軸、
(A04)前記ホルダ傾斜軸および前記ホルダ傾斜軸に連結された前記ステージ回転軸および前記試料ステージを傾斜させるために前記ホルダ傾斜軸をその軸回りに回転させるステージ傾斜用回転部材。 - 下記の構成要件(A05),(A06)を備えたことを特徴とする請求項1記載のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置、
(A05)ホルダ着脱口と前記ホルダ着脱口から挿入されるタブレット型の試料ホルダを保持するホルダ保持部とを有する前記ホルダ装着部材、
(A06)前記試料ステージへの試料ホルダの着脱作業時には前記ホルダ着脱口が上方に開口する位置に前記試料ステージを回転させる前記ステージ傾斜用回転部材。 - 下記の構成要件(A07)を備えたことを特徴とする請求項2記載のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置、
(A07)前記着脱作業時には鉛直姿勢に保持される前記タブレット型の試料ホルダ。 - 下記の構成要件(A08),(A09)を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか記載のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置、
(A08)前記ホルダ傾斜軸の外端部に液体窒素温度を伝達する低温伝達部材、
(A09)前記ホルダ傾斜軸の内端部と前記ステージ回転軸とを連結する軸連結部材であって、前記ホルダ傾斜軸の回転を前記ステージ回転軸に正確に伝達し且つ軸方向の伸縮および軸に垂直な方向の変形が容易に構成された前記軸連結部材。 - 下記の構成要件(A010)を備えたことを特徴とする請求項4記載のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置、
(A010)複数の十字状薄板バネを前記ホルダ傾斜軸の軸方向に重ねて配置し且つ1個の十字状薄板バネの180°離れて配置された一対の板バネ先端部と残りの一対の板バネ先端部とをそれぞれ、前記1個の十字状薄板バネの軸方向の両側の十字状薄板バネに連結することにより構成された板バネ連結部を有する前記軸連結部材。 - 下記の構成要件(A011)を備えたことを特徴とする請求項5記載のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置、
(A011)複数の十字状薄板バネにより構成された外側板バネ連結部と内側板バネ連結部と前記両板バネ連結部を接続する断熱連結部とを有する前記軸連結部材。 - 下記の構成要件(A012)を備えたことを特徴とする請求項6記載のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置、
(A012)前記ホルダ傾斜軸に接続されて前記軸連結部材の外側を被覆する連結部材シールドであって、前記低温伝達部材から前記ホルダ傾斜軸の外端部に伝達された液体窒素温度が伝達される前記連結部材シールド。 - 下記の構成要件(A013)を備えたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか記載のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置、
(A013)前記冷却筒の外周に配置され且つ液体窒素温度が伝達される円筒状の低温シールド。 - 下記の構成要件(A014),(A015)を備えたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか記載のトップエントリ式試料ステージ傾斜装置、(A014)前記試料ステージが装着された冷却筒を上方から前記設置位置に移動させる際に前記試料ステージの前記ステージ回転軸が通過する位置に形成された回転軸通過溝および前記設置位置に移動した試料ステージの前記ステージ回転軸が貫通する貫通口が形成された前記低温シールド、
(A015)前記試料ステージが装着された冷却筒を上方から前記設置位置に移動させる際に前記試料ステージの前記ステージ回転軸が通過する位置に形成された回転軸通過溝を有し前記低温シールドの外側に回転可能に配置された可動シールドであって、前記試料ステージが前記設置位置に移動した状態で回動したときに前記低温シールドの前記回転軸通過溝の外側を被覆する前記可動シールド。
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