JP5439405B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
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はじめに従来の卓上型走査電子顕微鏡における真空排気系について説明する。図6に示すように、本卓上型顕微鏡は、電子銃室1及び電子線302の通路を含む鏡筒3からなる鏡体4と試料室2を有している。真空排気には、高真空排気と低真空排気を同時に行うことができる所謂スプリットフロー型のターボ分子ポンプ5を用いており、鏡体4をターボ分子ポンプ5の高真空排気用のメインポート6と接続し、試料室2を同ターボ分子ポンプ5の低真空排気用のミドルポート7と配管を介して接続している。また、補助排気用としてバックポンプ8が用意され、配管を介してターボ分子ポンプ5の排気口9に接続される。鏡体4と試料室2は、対物絞り27により差動排気状態になっており、鏡体4側が高真空状態、試料室2側が低真空状態になっている。
図1には、本実施例の卓上型走査電子顕微鏡の全体構成図を示す。図1に示す卓上型走査電子顕微鏡は、電子銃を内部に格納する電子銃室1、集束レンズや対物レンズなどを含むレンズ系を格納する鏡筒3,試料室2,主排気ポンプであるターボ分子ポンプ5、バックポンプであるロータリーポンプ(またはダイアフラムポンプ等),ターボ分子ポンプ5と電子銃室1,試料室2をつなぐ各種配管,各種配管に設けられたバルブ、これらバルブの開閉,電子銃あるいはレンズ系の動作あるいは真空ポンプの起動・停止を制御する制御用基板101などにより構成される。
実施例1ではバルブ切り替え機構でバルブ18及びバルブ19を切り替えることによりSEM観察時の真空モードを三段階に切り替え可能な卓上型走査電子顕微鏡の構成について説明したが、卓上型電子顕微鏡の場合、バルブ18及びバルブ19の開閉方式が問題になる。
本実施例では、図1に示した卓上型電子顕微鏡において、配管の配置を変えた変形例について説明する。
1 電子銃室
2 試料室
3 鏡筒
4 鏡体
5 ターボ分子ポンプ
6 メインポート
7 ミドルポート、
8 バックポンプ
9 排気口
10 V1電磁弁
11 V2電磁弁
12 ニードルバルブ
13 V3電磁弁
14,16,30,32 配管
15,17 分岐部
18,19 バルブ
20 シャフトA
21 シャフトB
22 弁体A
23 弁体B
24 ピニオンギヤ
25 ラック
26 シャフトC
27,311 対物絞り
28 ピストン
29 押しバネ
31 V4電磁弁
33 V5電磁弁
34 大気開放ポート
35 真空排気ポート
36 円筒容器
37 真空シール部材
100 バルブ開閉機構
101 制御用基板
102 FPGA
103 メモリ
104 パーソナルコンピュータ
105 マウス
106,107 信号線
301 電子源
302 電子線
303 ウェネルト電極
304 アノード電極
305,308,310 クロスオーバー
306,307 コンデンサレンズ
309 対物レンズ
312 試料台
313 試料
Claims (9)
- 一次電子線を発生する電子銃を格納する電子銃室と当該一次電子線を観察対象物に導くレンズ系とを含んで構成される鏡体と、前記観察対象物を格納する試料室とを備える走査電子顕微鏡において、
第1の吸気口、当該第1の吸気口よりも排気速度の小さな第2の吸気口および排気口とを有する真空ポンプと、
前記電子銃室と前記第1の吸気口とを接続する第1の配管と、
前記試料室と前記第2の吸気口とを接続する第2の配管と、
前記第1の配管と第2の配管とを結ぶ第3の配管と、
前記第1の配管と前記第3の配管との導通の開閉および前記第2の配管と前記第3の配管との導通の開閉を連動して切り替えることにより、前記試料室内の真空度を切り替え可能なことを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 請求項1に記載の走査電子顕微鏡において、
前記第1の配管と前記第3の配管との導通を開閉する第1のバルブと、
前記第2の配管と前記第3の配管との導通を開閉する第2のバルブとを備えることを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 請求項2に記載の走査電子顕微鏡において、
前記第1のバルブの開閉および第2のバルブの開閉を連動して切り替えるバルブ開閉機構を備えた走査電子顕微鏡。 - 請求項3に記載の走査電子顕微鏡において、
前記バルブ開閉機構が、真空と大気圧の圧力差を使用するものであることを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 請求項2に記載の走査電子顕微鏡において、
前記第1のバルブの開閉および第2のバルブの開閉を連動して切り替えるバルブ開閉機構を備え、
当該バルブ開閉機構は、
内部が真空排気可能で一方が開口をなす円筒容器と、
当該円筒容器内に押しバネにより支持される、真空シール部材を備えたピストンと、
当該円筒容器内の圧力と大気圧との圧力差により生じる前記ピストンの直線運動を回転運動に変換するピニオンギヤと、
当該ピニオンギヤの回転運動を前記第1のバルブおよび第2のバルブの弁軸に伝達する傘歯車とを備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 請求項5に記載の走査電子顕微鏡において、
前記円筒容器は、当該円筒容器内部を大気開放するための大気開放用ポートと、当該円筒容器内部を真空排気するための真空排気用ポートを備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 請求項6に記載の走査電子顕微鏡において、
前記真空ポンプの排気口に第4の配管を介して接続されるバックポンプを備え、
前記真空排気用ポートが第5の配管を介して前記第4の配管に接続されることを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 請求項7に記載の走査電子顕微鏡において、
前記第4の配管と第5の配管の接続部よりも前記真空ポンプ側に設けられた、前記真空ポンプの排気口からの逆流防止弁を備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 請求項1に記載の走査電子顕微鏡において、
前記試料室内の真空度の切り替えシーケンスを実行するコンピュータを備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。
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