JP4842875B2

JP4842875B2 - 電子顕微鏡

Info

Publication number: JP4842875B2
Application number: JP2007092932A
Authority: JP
Inventors: 一弥浅野; 隆一田中
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2008251407A

Description

本発明は電子顕微鏡に係り、特に、電子銃から照射される電子線に対して試料を微動させる試料微動装置を備えた電子顕微鏡に関する。

電子銃から照射される電子線に対して試料を微動させる試料微動装置を備えた電子顕微鏡は、例えば特許文献１に開示されているように、既に周知の技術である。

このような電子顕微鏡は、試料を移動させて電子線の照射位置を変えることで、電子顕微鏡の観察視野や元素分析位置を変えている。しかしながら、試料は真空保持された試料室に格納されているので、目視しながら試料を移動させることはできず、そのために、試料室の壁にカメラを設置して試料と周辺に設置された検出器を含む各種機器との位置関係をモニタしながら試料の移動を行っている。

特開平９−２５９８０５号公報

上記特許文献１に記載の電子顕微鏡によれば、目視しながら試料を移動させることができるが、カメラによる視野が固定されているために、試料の移動量によってはカメラの視野から外れてしまうことがある。また、電子線が照射される試料の周辺に設置された各種機器の数が多い場合には、その設置された各種機器によってカメラの視野が狭められたることもある。さらに、カメラを試料室の壁に設置しているために、設置される各種機器によってカメラの視野を塞ぐことがないようにしなければならず、試料室の壁への各種機器の設置数を制限せざるを得ない問題もある。

本発明の目的は、常に試料をカメラの視野内に位置させることができると共に、カメラによる試料室内への各種機器の設置数を制限させることがない電子顕微鏡を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、カメラを試料微動装置の試料保持手段に支持させたのである。

以上のように、カメラを試料保持手段に支持することで、試料の移動に連動してカメラも移動するので、試料がカメラの視野から外れたり、周辺に設置された各種機器で遮られたりすることがなくなる。また、カメラを試料微動装置の試料保持手段に支持したので、カメラを試料室の壁に設けることで制限していた各種機器の設置数を増加させることができる。

したがって、本発明によれば、常に試料をカメラの視野内に位置させることができると共に、カメラによる試料室内への各種機器の設置数を制限させることがない電子顕微鏡を得ることができる。

以下本発明による電子顕微鏡の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。

本実施の形態による電子顕微鏡は、大きくは真空保持された試料室１と、この試料室１内に電子線を照射する電子銃２と、この電子銃２から照射される電子線２Ｒの試料への照射位置を変更するために試料を移動させる試料微動装置３と、この試料微動装置３に支持されたカメラ４と、このカメラ４により撮影した映像を試料室１の外部で表示するモニタ５と、前記試料室１の内側に設置され電子線２Ｒの照射により試料から放出される各種情報信号を検出する検出器を含む各種機器６とを備えている。

前記電子銃２は、電子線２Ｒを収束する対物レンズ７を、電子線２Ｒの放射方向先端側に設けている。

前記試料微動装置３は、試料８を保持する試料保持部材で紙面前後方向に水平駆動されるＹ軸テーブルを構成する試料保持台９と、この試料保持台９を支持し試料保持台９の移動方向と直行する方向に水平駆動されるＸ軸テーブル１０と、このＸ軸テーブル１０を支持し試料８を電子線２Ｒの照射方向に対して傾斜させるＲ軸テーブル１１と、このＲ軸テーブル１１と一体に設けられ試料室１の貫通穴１Ｈを貫通して試料室１外に突出する回転軸１１Ｓと、この回転軸１１Ｓの試料室１外に突出した部分を軸支し上下方向に駆動されるＺ軸テーブル１２と、このＺ軸テーブル１２を貫通した前記回転軸１１Ｓの端部に設けた微動操作部である回転駆動部１３とを有している。尚、前記試料室１の貫通穴１Ｈと回転軸１１Ｓとの間は、ダイヤフラムやベローズ、さらには、前記Ｚ軸テーブル１２によって試料室１内の真空度が変化しないように塞がれている。

また、前記カメラ４は、例えばＣＣＤカメラであり、前記試料保持台９に支持腕４Ａを介して支持されていると共に、カメラ４の光軸が前記回転軸１１Ｓの軸心１１Ｃと一致するように支持されており、かつ、カメラ４の光軸が試料保持台９の上の試料８を撮影できる方向に固定されている。このカメラ４からは、撮影信号を出力する信号線１４が試料室１の壁に設けた耐真空コネクタ１５を介して外部に引き出されており、信号線１４の引き出し側には、撮影信号を映像信号に変換するカメラドライバ回路１６が接続されている。そして、カメラドライバ回路１６で変換された映像信号は、モニタ５に出力されて映像を表示するようにしている。

上記構成の電子顕微鏡で試料８を観察する場合、例えば、まず、電子線２Ｒに対するＲ軸テーブル１１の水平あるいは傾斜を設定する。そのために、回転駆動部１３を矢印Ｒ方向に回動させてＲ軸テーブル１１を所定の水平あるいは傾斜に保持し、次に、試料保持台９を紙面前後方向に水平駆動すると共に、Ｘ軸テーブル１０を試料保持台９の移動方向と直行する方向に水平駆動して、試料８に対する電子線２Ｒの照射位置を定める。その後、Ｚ軸テーブル１２を矢印Ｖ方向に移動させて焦点を合わせる。

以上の操作は、試料保持台９に支持され試料８と同じ動きを行うカメラ４で撮影され、各種機器映像６Ｇ、対物レンズ映像７Ｇ、試料映像８Ｇ、試料保持台映像９Ｇをモニタ５で確認しながら行うことができるので、試料８がカメラ４の視界から外れることはなく、試料室１内に設置された各種機器６や対物レンズ７に接触するような不都合をなくすことができる。また、カメラ４が試料８に近接して共に移動するので、試料室１内に設置された複数の各種機器６や対物レンズ７によってカメラ４の視野が狭められることはなく、常に、試料８をモニタ５の中心に表示することができる。

さらに、カメラ４の光軸がＲ軸テーブル１１の回転軸１１Ｓの軸心１１Ｃと一致しているので、Ｒ軸テーブル１１を電子線２Ｒに対して傾斜させても、試料８がカメラの視界中心から変位することなく、常に視界の中心に置くことができ、観察がし易くなる。

このほか、カメラ４が試料保持台９に支持されているので、従来に較べて試料室１の壁を各種機器６の設置に利用することができ、試料室１内への各種機器の設置台数を増加させることができる。

以上説明したように本実施の形態によれば、常に試料８をカメラ４の視野内に位置させることができると共に、カメラ４による試料室１内への各種機器６の設置数を制限させることがない電子顕微鏡を得ることができる。

ところで、図２は、本発明による電子顕微鏡の第１の実施の形態の変形例を示すもので、図１と同符号は同一構成部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。

本変形例が、図１に示す第１の実施の形態と異なる構成は、カメラ４で撮影した撮影信号を映像信号に変換するカメラドライバ回路１６とモニタ５との間に、映像の表示位置を補正する表示位置補正手段である映像回転処理回路１７を接続すると共に、回転駆動部１３の傾斜角度を測定して前記映像回転処理回路１７に出力する傾斜角度センサ１８を設けた点である。

通常、カメラドライバ回路１６を経由して実際モニタ５に表示される映像は、例えば、Ｒ軸テーブル１１を傾斜させた場合、同時にカメラも傾斜するので、カメラ４が傾斜した分、２点差線で示すように、試料映像８Ｇを除く各種機器映像６Ｇ、対物レンズ映像７Ｇ、試料保持台映像９Ｇは、カメラ４の傾斜方向とは逆方向に傾斜して表示される。しかし、実際には、対物レンズ７は固定されているので、対物レンズ映像７Ｇなどが傾斜して表示されると、観測者は違和感を覚え、試料８の移動操作に戸惑うことがある。

このような不都合をなくすために、映像回転処理回路１７を経由して映像をモニタ５に表示するようにしたものである。即ち、カメラドライバ回路１６で変換された映像信号を、傾斜角度センサ１８からの角度信号と加味させて映像回転処理回路１７で処理し、角度信号と同量の角度を逆方向に回転処理し、各種機器映像６Ｇ、対物レンズ映像７Ｇ、試料映像８Ｇ、試料保持台映像９Ｇは、矢印Ｑ方向に回転処理されて各種機器映像６ＧＩ、対物レンズ映像７ＧＩ、試料映像８ＧＩ、試料保持台映像９ＧＩとして表示することで、常に対物レンズ７の対物レンズ映像７ＧＩをモニタ５の上部の基準位置に位置するように表示させることができる。その結果、実際の試料８が対物レンズ７や各種機器６に対してどのような状態にあるのかを容易に確認することができ、試料８の移動操作を容易にすることができるのである。

本発明による電子顕微鏡の第１の実施の形態を示す概略図。図１の変形例を示す概略図。

符号の説明

１…試料室、２…電子銃、３…試料微動装置、４…カメラ、５…モニタ、６…各種機器、７…対物レンズ、８…試料、９…試料保持台、１０…Ｘ軸テーブル、１１…Ｒ軸テーブル、１１Ｓ…回転軸、１２…Ｚ軸テーブル、１３…回転駆動部、１４…信号線、１５…耐真空コネクタ、１６…カメラドライバ回路、１７…映像回転処理回路、１８…傾斜角度センサ。

Claims

密閉された試料室と、前記試料室内に設置された試料微動装置と、前記試料微動装置を前記試料室の外から微動させる微動操作部と、前記試料微動装置の試料保持手段に支持された試料に対して電子線を照射する電子銃と、前記電子銃の電子線照射方向の先端側に設けた対物レンズと、前記試料室内に設置され前記電子線の照射により前記試料から放出される情報信号を検出する検出機器と、前記試料保持手段の試料を撮影するカメラと、前記カメラによる撮影信号を映像表示する前記資料室の外に設けられたモニタとを備えた電子顕微鏡において、前記カメラを前記試料保持手段に支持し、前記試料微動装置は、前記試料を電子線照射方向に対して傾斜させる回転軸を備えており、前記カメラの光軸は、前記回転軸と同心に設置されていることを特徴とする電子顕微鏡。
請求項１に記載の電子顕微鏡において、前記カメラで撮影された前記対物レンズの映像を前記モニタの画面の基準位置に表示する表示位置補正手段を設けたことを特徴とする電子顕微鏡。
請求項１に記載の電子顕微鏡において、前記モニタの画面の基準位置は、前記モニタの画面の上部であることを特徴とする電子顕微鏡。
請求項１に記載の電子顕微鏡において、前記カメラは、前記試料と共に前記対物レンズを撮影する撮影角を有することを特徴とする電子顕微鏡。