試料観察装置
【課題】本発明は試料観察装置に関し、薄膜が破損した時に真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる試料観察装置を提供することを目的としている。
【解決手段】第１の面に試料が保持される薄膜４１と、該薄膜４１の第２の面に接する雰囲気を減圧する真空室と、該真空室に接続され、前記薄膜４１を介して試料２０に１次線を照射する１次線照射手段と、該１次線の照射により試料から発生する２次的信号を検出する信号検出手段４を具備する試料観察装置において、前記薄膜４１をその中央部に配置するシャーレ４０と、該シャーレ４０を支持する台座４２’よりなる試料保持手段を有し、該試料保持手段の台座４２’の真空室側に試料溶液が飛翔することを防止するための溶液飛翔防止壁４７を設けて構成される。
【解決手段】第１の面に試料が保持される薄膜４１と、該薄膜４１の第２の面に接する雰囲気を減圧する真空室と、該真空室に接続され、前記薄膜４１を介して試料２０に１次線を照射する１次線照射手段と、該１次線の照射により試料から発生する２次的信号を検出する信号検出手段４を具備する試料観察装置において、前記薄膜４１をその中央部に配置するシャーレ４０と、該シャーレ４０を支持する台座４２’よりなる試料保持手段を有し、該試料保持手段の台座４２’の真空室側に試料溶液が飛翔することを防止するための溶液飛翔防止壁４７を設けて構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料観察装置に関し、更に詳しくは薄膜を介して試料を観察する試料観察装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、薄膜を介して電子線を試料に照射し、これにより試料を大気圧下で観察可能な装置（試料観察装置）が知られている。図７は従来装置（特許文献１）の構成例を示す図である。図において、鏡筒１には電子銃２が配置されている。電子銃２から加速された状態で放出された１次線としての電子線（又は荷電粒子線）７は、対物レンズ３により集束される。これにより集束された電子線７は、試料保持膜３２を通過し、試料保持体１８に保持された大気圧下の試料２０に照射される。この時、電子線７は図示しない偏向手段により偏向され、これにより電子線７は当該試料２０を走査する。
【０００３】
なお、鏡筒１の先端側は真空室１１に接続されている。また、電子銃２が設けられた鏡筒１の基端側は、真空室１１の下方に位置している。よって、電子銃２から放出された電子線７は、鏡筒１内を上方向に進み、鏡筒１の先端に設けられた開口を介して真空室１１内の空間を通過後、試料２０に到達する。このように、この鏡筒１は１次線照射手段を構成し、この実施例では倒立型鏡筒となっている。
【０００４】
真空室１１内であって、鏡筒１の先端側には、反射電子検出器４が設けられている。鏡筒１内は排気手段８により真空引きされて、所定の圧力まで減圧される。また、真空室１１内は、図示しない排気手段により真空引きされ、これにより所定の圧力まで減圧される。ここで、真空室１１は、除振装置１３を介して架台１０に載置されている。真空室１１の上部には、試料保持体載置部１２が設けられている。試料保持体載置部１２には、電子線７が通過するための孔が形成されている。この試料保持体載置部１２には、Ｏリング（図示せず）を介して試料保持体１８が載置されている。
【０００５】
これにより、試料保持体１８は真空室１１に着脱自在に支持される。試料保持体１８は、試料保持膜３２を備えている。この試料保持膜３２の上面（第１の面）３２ａは大気中に露出されている。この試料保持膜３２の第１の面３２ａには、ピペット２１により液状の試料２０が供給される。また、試料保持体１８は、試料保持膜３２の下面（第２の面）に設けられた本体部３４を備えている。
【０００６】
本体部３４の中央には開口が形成されており、試料保持膜３２の第２の面の中央部は該開口を介して真空室１１の内部雰囲気に露出されている。また、真空室１１の上側部分には、開閉バルブ１４が設置されている。この開閉バルブ１４は、真空室１１において、試料保持体１８の試料保持膜３２と鏡筒（１次線照射手段）１の先端部との間の空間１９を仕切るためのものである。開閉バルブ１４が、図７において１４ａに示す位置に配置された時が、閉じられた状態である。このように、開閉バルブ１４を閉じると、真空室１１内の当該空間１９が仕切られたことになる。９は空間１９を真空引きする排気手段である。
【０００７】
また、特許文献２には、光を使用する顕微鏡を用いた装置が開示されている。この装置は、倒立型顕微鏡、高感度冷却型ＣＣＤカメラ装置及び細胞培養チャンバーからなっており、該細胞培養チャンバーは上側ホルダー及び下側ホルダーを有しており、これらのホルダーはそれぞれ樹脂性ホルダー及び金属製ホルダー部によって構成され、これらの金属製ホルダー部にはシートヒータが設けられると共に、細胞培養チャンバー内のシャーレの培養液は、該チャンバーを開放することなく定期的に交換可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２９２７０２号公報（段落００２７〜００３９、図１）
【特許文献２】特開２００５−３２３５０９号公報（段落０００９〜００１７、図１，図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図７に示した従来装置では、試料を保持する膜と、１次線照射手段との間の空間を仕切るための開閉バルブが備えられている。よって、試料交換をする際には、当該開閉バルブにより当該空間を仕切り、その後当該膜側の空間部のみを常圧復帰させることができる。これにより、試料交換時に必要な常圧復帰に要する時間を短縮することができ、試料交換を迅速に行なうことができる。
【００１０】
また、当該膜の上面に試料を保持し、該膜の下面側から１次線を照射するようにすることにより、試料に含有された検査対象となる細胞が該膜の上面に接して沈殿した状態で、該細胞に１次線を照射できる。これにより、該膜と該細胞との間に水分が多量に介在されることを回避できるので、水分による１次線の散乱を極力少なくすることができ、取得される像の分解能の低下を確実に防止することができる。
【００１１】
そして、試料の観察及び検査前に、試料の該膜への供給前及び供給後での当該膜の破損（破壊）の有無を確認することができ、真空室内の試料による汚染を事前に防止することができる。更に、試料の観察及び検査中に万が一にも当該膜が破損した時には、直ちに当該開閉バルブを閉じて当該空間（真空室内の空間）を仕切ることにより、真空室内の汚染を確実に防止することができる。
【００１２】
しかしながら、当該開閉バルブを閉じる動作速度が十分でなく、鏡筒１内部も汚染される可能性があった。開閉バルブ１４が閉じた時、下側の面は鏡筒１により電子線を照射可能な真空状態を保持する機能が求められ、そのためにはＯリングを構成することになる。
【００１３】
よって、Ｏリングによる確実な鏡筒先端のシールが動作速度低下要因の一つになる。このように、仕切り弁では、動作速度を短縮することが困難である。そこで、鏡筒・試料間遮蔽手段（シャッタ）を用いることとした。ここに記載する鏡筒・試料間遮蔽手段とは、膜破壊の際に鏡筒内部への該細胞や水分の侵入を抑止するための抑止壁である。開閉バルブ１４の如く大気と真空を圧力隔壁として完全に仕切る機能は有しないので、この部位でのＯリングは不要である。
【００１４】
バルブ構造を持たない鏡筒・試料間遮蔽手段の場合、シャッタに溶液の受け皿を設け、試料に含まれた溶液を溶液受け皿部に留めることになる。受け皿を薄膜が破損した開口部の下に即時に移動させる。しかしながら、大気との圧力差により吸い込まれる溶液が、溶液の受け皿の底面から跳ね返り、受け皿部の外に溶液が拡散する問題が存在する。受け皿の外側に飛翔拡散する量を減らすことは装置の保守条件としては重要な問題になる。
【００１５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、シャーレ交換台座を用意することで、倒立ＳＥＭ鏡筒へのシャーレ取り付け前に品質確認ができると共に、薄膜が破損した時に真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる試料観察装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の問題を解決するために、本発明は以下に示すような構成をとっている。
（１）請求項１記載の発明は、第１の面に試料が保持される薄膜と、該薄膜の第２の面に接する雰囲気を減圧する真空室と、該真空室に接続され、前記薄膜を介して試料に１次線を照射する１次線照射手段と、該１次線の照射により試料から発生する２次的信号を検出する信号検出手段を具備する試料観察装置において、前記薄膜をその中央部に配置するシャーレと、該シャーレを支持する台座よりなる試料保持手段を有し、該試料保持手段の台座の真空室側に試料溶液が飛翔することを防止するための溶液飛翔防止壁を設けたことを特徴とする。
【００１７】
（２）請求項２記載の発明は、前記溶液飛翔防止壁は、前記台座の下面に少なくとも一重に設けることを特徴とする。
（３）請求項３記載の発明は、前記溶液飛翔防止壁を、前記薄膜中央部から３〜２０ｍｍの位置に１〜２ｍｍの高さで二重に設けることを特徴とする。
【００１８】
（４）請求項４記載の発明は、前記真空室の真空度を測定する真空ゲージを設け、該真空ゲージが真空室の真空度の急激な劣化を検出したら、試料の下部に配置されている２次的信号を検出する信号検出手段を退避させる信号検出手段退避機構を設けたことを特徴とする。
【００１９】
（５）請求項５記載の発明は、前記台座とシャーレ及び薄膜の正常性を確認するために、耐圧確認装置を用いて薄膜の状態を検査し、検査に合格した台座とシャーレ及び薄膜を本発明の試料観察装置に用いるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
（６）請求項６記載の発明は、前記台座に試料に物理状態を変化させるためのマニピュレータとして機能する実験用刺激部材を取り付けたことを特徴とする。
（７）請求項７記載の発明は、前記実験用刺激部材は、物理的刺激又は電気的刺激又は各種放射線による刺激、又は生化学的な刺激又はバクテリア等の微生物による刺激を試料に与えるように構成されたことを特徴とする。
【００２１】
（８）請求項８記載の発明は、前記１次線は電子線、前記２次的信号は反射電子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、以下のような効果がえられる。
（１）請求項１記載の発明によれば、シャーレ交換台座を用意することで、倒立ＳＥＭ鏡筒へのシャーレ取り付け前に品質確認ができると共に、薄膜が破損した時に真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる試料観察装置を提供することができる。
【００２３】
（２）請求項２記載の発明によれば、薄膜が破損した時に、真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、薄膜が破損した時に、真空室内に試料溶液が飛翔することを更に確実に防止することができる。
【００２４】
（４）請求項４記載の発明によれば、真空室内真空度の急激な劣化を検出した時に、２次的信号を検出する信号検出手段を退避させ、該信号検出手段が試料溶液で汚染されることを防止することができる。
【００２５】
（５）請求項５記載の発明によれば、薄膜の耐圧試験に合格した交換用台座ごと試料観察装置に取り付けるようにしたので、薄膜の破損を未然に防止することができる。
（６）請求項６記載の発明によれば、試料に対して物理的状態を変化させることができる。
【００２６】
（７）請求項７記載の発明によれば、物理的刺激又は電気的刺激又は各種放射線による刺激、又は生化学的な刺激又はバクテリア等の微生物による刺激を試料に与え、試料の変化を観察することができる。
【００２７】
（８）請求項８記載の発明によれば、電子顕微鏡で試料を観察する場合に、試料から放出された反射電子を検出して反射電子像を観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の基礎となる試料観察装置の要部断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の要部断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例のＳＥＭ画像観察時の状態を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例の溶液受け皿移動時の状態を示す図である。
【図５】耐圧確認装置の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例の要部断面図である。
【図７】従来装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の基礎となる試料観察装置の要部断面図である。本発明の全体の構成は図７に示す装置と同じである。図７と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、４２は台座、４０は該台座４２の上に載置されるシャーレ（ディッシュ）である。以下、台座４２をシャーレ交換台座ということもある。この実施例によれば、シャーレ４０は台座４２上に載置されているため、シャーレ４０の交換は台座４２を含めて交換する。このとき、台座４２を両手で持つ必要があるため、シャーレ４０を誤って落下させることがなくなる。
【００３０】
台座４２及びシャーレ４０の中心部には開口が設けられており、この開口から電子線が試料２０に向けて照射される。４１は前記開口をふさぐ状態で位置する薄膜である。該薄膜４１は、電子線及び反射電子が透過できるようになっている。薄膜４１から下方は真空、上方は大気圧である。従って、該薄膜４１には上下面での圧力差による過大な圧力がかかることになる。４９は真空室の真空を維持するためにシャーレ４０の外周に設けられたＯリングである。
【００３１】
４は試料２０から放出される反射電子を検出する反射電子検出器、４３は該反射電子検出器４の下側に配置された溶液受け皿である。３は電子線を試料２０上に細く絞る対物レンズ、４５はその内部を電子線が通過するインナーパイプ（ＩＰ）、４６は電子線を絞る対物絞り（アパーチャ）が取り付けられるアパーチャホルダである。台座４２から対物レンズ３までの各構成要素間の距離は図に示した通りである。台座４２の底面から対物レンズ３上面までの距離は約７ｍｍである。
【００３２】
図２は本発明の第１の実施例の要部断面図である。図１と同一のものは同一の符号を付して示す。図において、４２’は改良台座である。４７は該改良台座４２’の底面に設けられた試料溶液が飛翔することを防止するための溶液飛翔防止壁である。図では、該溶液飛翔防止壁４７が二重に設けられた場合を示しているが、一重でもよい。但し、試料溶液の飛翔を防止する効果は二重の方が一重の場合よりも高い。以下、図１と図２を比較対比しながら説明する。
【００３３】
シャーレ４０を固定している台座４２，４２’は、図上では省略した真空壁の壁面に固定されており、シャーレ４０の上方は大気圧であり、シャーレ４０の薄膜４１より下方は真空である。薄膜４１の上には液体中の細胞試料２０が載せられ、該薄膜４１が破損した場合には、圧力差で試料溶液が真空室内部に急速に侵入する。
【００３４】
改良前の図１の装置では、反射電子検出器４が溶液受け皿４３の上部にあるため、試料溶液が溶液受け皿４３より上の反射電子検出器４に飛翔しやすい状態にある。しかしながら、この条件で、特に溶液飛翔防止壁４７を設けた図２の装置では、この溶液飛翔防止壁４７のために溶液受け皿４３の外に試料溶液が飛翔するのを大幅に減らすことが可能になる。図中のａは試料溶液の液滴である。
【００３５】
図１に示す装置の場合、シャッタ（図示せず）移動前の試料溶液が侵入し、台座４２と溶液受け皿４３の隙間を経由して試料溶液の一部が溶液受け皿４３の下部に侵入する。オリフィス４８内の侵入溶液の量が一定量になると、インナーパイプ４５やＯＬアパーチャホルダ４６への溶液侵入の危険が高まる。図２に示す装置の場合、溶液飛翔防止壁４７で試料溶液の飛翔が抑えられ、インナーパイプ４５やＯＬアパーチャ４６への侵入を防止することができる。
【００３６】
更に詳細に説明すると、改良前の図１に示す装置の状態は、シャッタへの摩擦等の影響を避け、真空部品の組み立てに障害を起こさないために、２．５ｍｍ近い隙間が存在した。本発明による溶液飛翔防止壁４７を薄膜４１の中央部から約５ｍｍ（直径１０ｍｍ）の位置に、内壁面と溶液受け皿４３の外壁面の近くに１〜２ｍｍの高さで二重に設けると、垂直落下の場合に鉛直方向から４５°近辺までの跳ね返りを内側の壁面で抑制することができる。実験結果によると、溶液飛翔量の半分以上を内側の壁面で捕捉が可能であった。更に、外側の壁面で溶液受け皿４３からの飛翔を抑えられ、溶液受け皿４３から外への抑制効果を確認することができた。
【００３７】
このように、実施例１によれば、シャーレ交換台座を用意することで、倒立ＳＥＭ鏡筒へのシャーレ取り付け前に品質確認ができる（後述）と共に、薄膜が破損した時に真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる試料観察装置を提供することができる。また、溶液飛翔防止壁を少なくとも一重に設けることで、薄膜が破損した時に、真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる。更に、溶液飛翔防止壁を二重にすることで、薄膜が破損した時に、真空室内に試料溶液が飛翔することを更に確実に防止することができる。
【００３８】
図３は本発明の第２の実施例のＳＥＭ画像観察時の状態を示す図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施例では、溶液飛翔防止壁４７は一重の場合を示している。５０は真空室内の真空度を測定する真空ゲージ、５１は溶液受け皿４３を図の矢印方向に移動させるシャッタである。該シャッタ５１としては、種々のものが考えられるが、例えばステッピングモータで移動させる機構が考えられる。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００３９】
シャーレ４０を固定している台座４２’の上方は大気圧であり、真空壁の内部は真空状態である。この状態では、倒立しているＳＥＭの対物レンズ３の先端より上に反射電子検出器４が配置され、その中央の開口部より薄膜４１へ電子線を照射することができる。この状態で、電子線を薄膜４１を経由して照射し、その反射電子を反射電子検出器４で検出し、照射位置を走査することでＳＥＭ像を取得することができる。シャッタ５１は、反射電子検出器４の中心が光軸上になるように位置決めしている。
【００４０】
一方、真空ゲージ５０は真空室の真空度を常時測定している。ここで、薄膜４１が破損すると、真空ゲージ５０の測定値は異常値を出力する。コンピュータ等の制御装置（図示せず）は、薄膜４１の破損によりこの真空ゲージ５０の異常を検知したら、先ずＳＥＭに供給される高電圧を回路連動でオフにし、図３に示す状態から図４に示す状態に瞬時に移行させる。図４は本発明の第２の実施例の溶液受け皿移動時の状態を示す図である。シャッタ５１は図の矢印方向に移動し、図３に示すように反射電子検出器４が薄膜４１の下にある状態から、図４に示すように溶液受け皿４３が薄膜４１の下にある状態に移行する。これにより、反射電子検出器４の退避が行われる。
【００４１】
この発明によれば、薄膜４１が破損により開口した部位からの液滴が溶液受け皿４３に溜まる。この結果、液滴ａが溶液受け皿４３の底面乃至液面で散乱した試料溶液ａが溶液飛翔防止壁４７で遮られて、溶液受け皿４３の外に飛翔することを防止することができる。
【００４２】
なお、溶液飛翔防止壁４７を溶液受け皿４３の周囲の壁面より内側、かつ溶液受け皿の側壁上面より下に配置した場合について補足説明する。組み立て時は、シャーレ台座４２’を外した状態で、先に反射電子検出器付きの受け皿４３を設けたシャッタ５１を横から取り付け固定する。次に、シャーレ台座４２’を取り付けるのであれば、高さ等の構造上の干渉はない。
【００４３】
また、膜破損の事故の後の分解の際には、本台座４２’を先に取り外し、溶液受け皿４３に溜まった溶液ａを上から可能な範囲で吸い取り、次に反射電子検出器付きの受け皿４３を設けたシャッタ５１を横から抜き取る順番で取り外すことで、分解時の干渉の障害は無い。
【００４４】
ここで、薄膜４１が不良となるシャーレを利用すると様々な障害がある。これを避けるために、図５に示す装置を用意する。図５は薄膜４１の耐圧確認装置の構成例を示す図である。図３と同一のものは、同一の符号を付して示す。シャーレ４０を台座４２’に載せて、その台座と共にシャーレの耐圧確認装置に取り付ける。本装置は、台座の保持台と真空ポンプ５６、真空ゲージ５５、バルブ５７及び溶液受け皿５９で構成されている。
【００４５】
この装置は、台座４２’にシャーレ４０を載せた状態で薄膜４１の下方にある空間を真空排気できる。真空排気状態を真空ゲージ５５で検査することができ、薄膜４１が正常であれば真空ゲージ５５は真空ポンプ５６での排気開始後の１０〜３０秒程度で適正な真空度を表示する。
【００４６】
しかしながら、薄膜４１の耐圧が不適当な場合は、目視で十分溶液の侵入が確認できる。このような場合に、溶液受け皿５９を図５の確認装置内部に用意するのが適当で、溶液受け皿５９により溶液を受け止めることで、溶液による真空ゲージ５５や真空ポンプ５６等への影響が低減できる。
【００４７】
このような装置での確認後に、シャーレ交換台座４２’と共にシャーレ４０を図２の装置に取り付けることで、溶液侵入による装置事故を予防する環境を提供することができる。なお、耐圧確認装置に取り付けの際にシャーレ内に溶液を入れている場合がありうるので、内部の汚染が真空ポンプ５６や真空ゲージ５５に影響しないために、台座４２’の下に交換可能な溶液受け皿を配置するのが適切である。
【００４８】
このように、本発明によれば、薄膜の耐圧試験に合格したシャーレを交換用台座と共に試料観察装置に取り付けるようにしたので、試料観察装置へのシャーレの載置時における薄膜の破損の発生を格段に低減させることができる。
【００４９】
図６は本発明の第３の実施例の要部断面図である。図３と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、６０は試料に刺激を与える実験用刺激部材である。６１は該実験用刺激部材をシャーレ交換台座４２’に保持する保持具である。その他の構成は、図３に示すものと同じである。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００５０】
この実施例は、薄膜４１を取り付けたシャーレ４０について、シャーレ４０を取り付けた後に、実験用刺激部材６０を保持具６１でシャーレ交換台座４２’に固定する。シャーレ４０と実験用刺激部材６０とは、装置から取り外した状態で固定できるので、自由な配置が可能になる。
【００５１】
特に、シャーレ交換台座４２’に対して、各種の実験用刺激部材６０の保持具６１を固定するネジ穴を多数用意することで、ユーザの自作の各種装置が取り付けられ、本装置に固有の各種実験を実施しやすくすることができる。実験用刺激部材６０で与える刺激としては、物理的刺激又は電気的刺激又は各種放射線による刺激、又は生化学的な刺激又はバクテリア等の微生物による刺激を試料に与えるようにすることができる。これらの実験用刺激部材６０の取り付けには、適当な物理的保持部がシャーレ４０の近傍に必要であり、当該ネジ穴の数は複数で、２〜４０個もあれば十分である。
【００５２】
また、外形及びＯリング４９での真空保持部が同一形状になるシャーレ交換台座４２’を複数作成し、これらのシャーレ交換台座４２’の用途を変えることも可能である。特にμＴＡＳなどの専用の実験流路を持つ機器の一部に薄膜部を構成した特殊シャーレ等への対応には、固定部材の大幅変更が不可欠であり、元になる観察装置の利用拡大に、このような交換台座を用意し、このような応用的改良をできることは、装置運用上で重要である。
【００５３】
この実施例によれば、試料に対して実験用刺激部材６０により試料２０の物理的状態を変化させることができ、それによる試料２０の変化を観察することができる。また、物理的刺激又は電気的刺激又は各種放射線による刺激、又は生化学的な刺激又はバクテリア等の微生物による刺激を試料に与え、試料の変化を観察することができる。
【００５４】
上述の実施例では、１次線として電子線を用いた場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、その他の荷電粒子線、例えばイオンビームを用いることもできる。
以上、説明した本発明の効果を列挙すれば、以下の通りである。
１）シャーレ交換台座を用意し、シャーレの装置取り付けをこの台座により行なうことで、シャーレの工作精度や薄膜性能に依存した不具合を図５に示す確認装置の上で確認することができ、倒立ＳＥＭ鏡筒を備える装置へのシャーレ取り付け前の品質確認ができる。
２）シャーレ交換台座は適度な重量とサイズになり、両手での取り付け操作になる。これにより、シャーレ単体を片手で装置に取り付ける場合に比べて、中の溶液をうっかりこぼす危険を少なくすることができる。
３）シャーレ交換台座の下に溶液飛翔防止壁を設け、溶液受け皿の壁面と台座下側の間隙を減らし、溶液が受け皿の外に飛翔する受け皿外への汚染の危険を低減することができる。
４）３）の効果は、溶液受け皿の壁面を高くしてシャーレ交換台座の下側ぎりぎりに設ける場合に比べて、組み立ての容易性を向上することができ、かつ摩擦による問題を減らすことができる。
５）シャーレ交換台座の下に多重に溶液飛翔防止壁を作成すると、溶液の受け皿外への飛翔を更に減らすことができる。
６）薄膜破損での汚染部位にシャーレの取り付け台座も含まれ、これを取り外し、交換ないし洗浄できることは、保守性の向上につながる。
７）シャーレ交換台座に実験用刺激部材の取り付け穴を複数（２〜４０個程度）用意し、ユーザが自作した様々な機器の先端部をシャーレの近傍に固定することができる。
８）シャーレ交換台座そのものが取り外し交換できるので、μＴＡＳなどの専用の実験流路を持つ専用の機器を取り付ける専用の台座の作成や交換を容易に行なうことができる。
【符号の説明】
【００５５】
３ 対物レンズ
４ 反射電子検出器
２０ 試料
４０ シャーレ
４１ 薄膜
４２’ 改良台座
４３ 溶液受け皿
４５ インナーパイプ
４６ ＯＬアパーチャホルダ
４７ 溶液飛翔防止壁
４８ オリフィス
４９ Ｏリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料観察装置に関し、更に詳しくは薄膜を介して試料を観察する試料観察装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、薄膜を介して電子線を試料に照射し、これにより試料を大気圧下で観察可能な装置（試料観察装置）が知られている。図７は従来装置（特許文献１）の構成例を示す図である。図において、鏡筒１には電子銃２が配置されている。電子銃２から加速された状態で放出された１次線としての電子線（又は荷電粒子線）７は、対物レンズ３により集束される。これにより集束された電子線７は、試料保持膜３２を通過し、試料保持体１８に保持された大気圧下の試料２０に照射される。この時、電子線７は図示しない偏向手段により偏向され、これにより電子線７は当該試料２０を走査する。
【０００３】
なお、鏡筒１の先端側は真空室１１に接続されている。また、電子銃２が設けられた鏡筒１の基端側は、真空室１１の下方に位置している。よって、電子銃２から放出された電子線７は、鏡筒１内を上方向に進み、鏡筒１の先端に設けられた開口を介して真空室１１内の空間を通過後、試料２０に到達する。このように、この鏡筒１は１次線照射手段を構成し、この実施例では倒立型鏡筒となっている。
【０００４】
真空室１１内であって、鏡筒１の先端側には、反射電子検出器４が設けられている。鏡筒１内は排気手段８により真空引きされて、所定の圧力まで減圧される。また、真空室１１内は、図示しない排気手段により真空引きされ、これにより所定の圧力まで減圧される。ここで、真空室１１は、除振装置１３を介して架台１０に載置されている。真空室１１の上部には、試料保持体載置部１２が設けられている。試料保持体載置部１２には、電子線７が通過するための孔が形成されている。この試料保持体載置部１２には、Ｏリング（図示せず）を介して試料保持体１８が載置されている。
【０００５】
これにより、試料保持体１８は真空室１１に着脱自在に支持される。試料保持体１８は、試料保持膜３２を備えている。この試料保持膜３２の上面（第１の面）３２ａは大気中に露出されている。この試料保持膜３２の第１の面３２ａには、ピペット２１により液状の試料２０が供給される。また、試料保持体１８は、試料保持膜３２の下面（第２の面）に設けられた本体部３４を備えている。
【０００６】
本体部３４の中央には開口が形成されており、試料保持膜３２の第２の面の中央部は該開口を介して真空室１１の内部雰囲気に露出されている。また、真空室１１の上側部分には、開閉バルブ１４が設置されている。この開閉バルブ１４は、真空室１１において、試料保持体１８の試料保持膜３２と鏡筒（１次線照射手段）１の先端部との間の空間１９を仕切るためのものである。開閉バルブ１４が、図７において１４ａに示す位置に配置された時が、閉じられた状態である。このように、開閉バルブ１４を閉じると、真空室１１内の当該空間１９が仕切られたことになる。９は空間１９を真空引きする排気手段である。
【０００７】
また、特許文献２には、光を使用する顕微鏡を用いた装置が開示されている。この装置は、倒立型顕微鏡、高感度冷却型ＣＣＤカメラ装置及び細胞培養チャンバーからなっており、該細胞培養チャンバーは上側ホルダー及び下側ホルダーを有しており、これらのホルダーはそれぞれ樹脂性ホルダー及び金属製ホルダー部によって構成され、これらの金属製ホルダー部にはシートヒータが設けられると共に、細胞培養チャンバー内のシャーレの培養液は、該チャンバーを開放することなく定期的に交換可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２９２７０２号公報（段落００２７〜００３９、図１）
【特許文献２】特開２００５−３２３５０９号公報（段落０００９〜００１７、図１，図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図７に示した従来装置では、試料を保持する膜と、１次線照射手段との間の空間を仕切るための開閉バルブが備えられている。よって、試料交換をする際には、当該開閉バルブにより当該空間を仕切り、その後当該膜側の空間部のみを常圧復帰させることができる。これにより、試料交換時に必要な常圧復帰に要する時間を短縮することができ、試料交換を迅速に行なうことができる。
【００１０】
また、当該膜の上面に試料を保持し、該膜の下面側から１次線を照射するようにすることにより、試料に含有された検査対象となる細胞が該膜の上面に接して沈殿した状態で、該細胞に１次線を照射できる。これにより、該膜と該細胞との間に水分が多量に介在されることを回避できるので、水分による１次線の散乱を極力少なくすることができ、取得される像の分解能の低下を確実に防止することができる。
【００１１】
そして、試料の観察及び検査前に、試料の該膜への供給前及び供給後での当該膜の破損（破壊）の有無を確認することができ、真空室内の試料による汚染を事前に防止することができる。更に、試料の観察及び検査中に万が一にも当該膜が破損した時には、直ちに当該開閉バルブを閉じて当該空間（真空室内の空間）を仕切ることにより、真空室内の汚染を確実に防止することができる。
【００１２】
しかしながら、当該開閉バルブを閉じる動作速度が十分でなく、鏡筒１内部も汚染される可能性があった。開閉バルブ１４が閉じた時、下側の面は鏡筒１により電子線を照射可能な真空状態を保持する機能が求められ、そのためにはＯリングを構成することになる。
【００１３】
よって、Ｏリングによる確実な鏡筒先端のシールが動作速度低下要因の一つになる。このように、仕切り弁では、動作速度を短縮することが困難である。そこで、鏡筒・試料間遮蔽手段（シャッタ）を用いることとした。ここに記載する鏡筒・試料間遮蔽手段とは、膜破壊の際に鏡筒内部への該細胞や水分の侵入を抑止するための抑止壁である。開閉バルブ１４の如く大気と真空を圧力隔壁として完全に仕切る機能は有しないので、この部位でのＯリングは不要である。
【００１４】
バルブ構造を持たない鏡筒・試料間遮蔽手段の場合、シャッタに溶液の受け皿を設け、試料に含まれた溶液を溶液受け皿部に留めることになる。受け皿を薄膜が破損した開口部の下に即時に移動させる。しかしながら、大気との圧力差により吸い込まれる溶液が、溶液の受け皿の底面から跳ね返り、受け皿部の外に溶液が拡散する問題が存在する。受け皿の外側に飛翔拡散する量を減らすことは装置の保守条件としては重要な問題になる。
【００１５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、シャーレ交換台座を用意することで、倒立ＳＥＭ鏡筒へのシャーレ取り付け前に品質確認ができると共に、薄膜が破損した時に真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる試料観察装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の問題を解決するために、本発明は以下に示すような構成をとっている。
（１）請求項１記載の発明は、第１の面に試料が保持される薄膜と、該薄膜の第２の面に接する雰囲気を減圧する真空室と、該真空室に接続され、前記薄膜を介して試料に１次線を照射する１次線照射手段と、該１次線の照射により試料から発生する２次的信号を検出する信号検出手段を具備する試料観察装置において、前記薄膜をその中央部に配置するシャーレと、該シャーレを支持する台座よりなる試料保持手段を有し、該試料保持手段の台座の真空室側に試料溶液が飛翔することを防止するための溶液飛翔防止壁を設けたことを特徴とする。
【００１７】
（２）請求項２記載の発明は、前記溶液飛翔防止壁は、前記台座の下面に少なくとも一重に設けることを特徴とする。
（３）請求項３記載の発明は、前記溶液飛翔防止壁を、前記薄膜中央部から３〜２０ｍｍの位置に１〜２ｍｍの高さで二重に設けることを特徴とする。
【００１８】
（４）請求項４記載の発明は、前記真空室の真空度を測定する真空ゲージを設け、該真空ゲージが真空室の真空度の急激な劣化を検出したら、試料の下部に配置されている２次的信号を検出する信号検出手段を退避させる信号検出手段退避機構を設けたことを特徴とする。
【００１９】
（５）請求項５記載の発明は、前記台座とシャーレ及び薄膜の正常性を確認するために、耐圧確認装置を用いて薄膜の状態を検査し、検査に合格した台座とシャーレ及び薄膜を本発明の試料観察装置に用いるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
（６）請求項６記載の発明は、前記台座に試料に物理状態を変化させるためのマニピュレータとして機能する実験用刺激部材を取り付けたことを特徴とする。
（７）請求項７記載の発明は、前記実験用刺激部材は、物理的刺激又は電気的刺激又は各種放射線による刺激、又は生化学的な刺激又はバクテリア等の微生物による刺激を試料に与えるように構成されたことを特徴とする。
【００２１】
（８）請求項８記載の発明は、前記１次線は電子線、前記２次的信号は反射電子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、以下のような効果がえられる。
（１）請求項１記載の発明によれば、シャーレ交換台座を用意することで、倒立ＳＥＭ鏡筒へのシャーレ取り付け前に品質確認ができると共に、薄膜が破損した時に真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる試料観察装置を提供することができる。
【００２３】
（２）請求項２記載の発明によれば、薄膜が破損した時に、真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、薄膜が破損した時に、真空室内に試料溶液が飛翔することを更に確実に防止することができる。
【００２４】
（４）請求項４記載の発明によれば、真空室内真空度の急激な劣化を検出した時に、２次的信号を検出する信号検出手段を退避させ、該信号検出手段が試料溶液で汚染されることを防止することができる。
【００２５】
（５）請求項５記載の発明によれば、薄膜の耐圧試験に合格した交換用台座ごと試料観察装置に取り付けるようにしたので、薄膜の破損を未然に防止することができる。
（６）請求項６記載の発明によれば、試料に対して物理的状態を変化させることができる。
【００２６】
（７）請求項７記載の発明によれば、物理的刺激又は電気的刺激又は各種放射線による刺激、又は生化学的な刺激又はバクテリア等の微生物による刺激を試料に与え、試料の変化を観察することができる。
【００２７】
（８）請求項８記載の発明によれば、電子顕微鏡で試料を観察する場合に、試料から放出された反射電子を検出して反射電子像を観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の基礎となる試料観察装置の要部断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の要部断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例のＳＥＭ画像観察時の状態を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例の溶液受け皿移動時の状態を示す図である。
【図５】耐圧確認装置の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例の要部断面図である。
【図７】従来装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の基礎となる試料観察装置の要部断面図である。本発明の全体の構成は図７に示す装置と同じである。図７と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、４２は台座、４０は該台座４２の上に載置されるシャーレ（ディッシュ）である。以下、台座４２をシャーレ交換台座ということもある。この実施例によれば、シャーレ４０は台座４２上に載置されているため、シャーレ４０の交換は台座４２を含めて交換する。このとき、台座４２を両手で持つ必要があるため、シャーレ４０を誤って落下させることがなくなる。
【００３０】
台座４２及びシャーレ４０の中心部には開口が設けられており、この開口から電子線が試料２０に向けて照射される。４１は前記開口をふさぐ状態で位置する薄膜である。該薄膜４１は、電子線及び反射電子が透過できるようになっている。薄膜４１から下方は真空、上方は大気圧である。従って、該薄膜４１には上下面での圧力差による過大な圧力がかかることになる。４９は真空室の真空を維持するためにシャーレ４０の外周に設けられたＯリングである。
【００３１】
４は試料２０から放出される反射電子を検出する反射電子検出器、４３は該反射電子検出器４の下側に配置された溶液受け皿である。３は電子線を試料２０上に細く絞る対物レンズ、４５はその内部を電子線が通過するインナーパイプ（ＩＰ）、４６は電子線を絞る対物絞り（アパーチャ）が取り付けられるアパーチャホルダである。台座４２から対物レンズ３までの各構成要素間の距離は図に示した通りである。台座４２の底面から対物レンズ３上面までの距離は約７ｍｍである。
【００３２】
図２は本発明の第１の実施例の要部断面図である。図１と同一のものは同一の符号を付して示す。図において、４２’は改良台座である。４７は該改良台座４２’の底面に設けられた試料溶液が飛翔することを防止するための溶液飛翔防止壁である。図では、該溶液飛翔防止壁４７が二重に設けられた場合を示しているが、一重でもよい。但し、試料溶液の飛翔を防止する効果は二重の方が一重の場合よりも高い。以下、図１と図２を比較対比しながら説明する。
【００３３】
シャーレ４０を固定している台座４２，４２’は、図上では省略した真空壁の壁面に固定されており、シャーレ４０の上方は大気圧であり、シャーレ４０の薄膜４１より下方は真空である。薄膜４１の上には液体中の細胞試料２０が載せられ、該薄膜４１が破損した場合には、圧力差で試料溶液が真空室内部に急速に侵入する。
【００３４】
改良前の図１の装置では、反射電子検出器４が溶液受け皿４３の上部にあるため、試料溶液が溶液受け皿４３より上の反射電子検出器４に飛翔しやすい状態にある。しかしながら、この条件で、特に溶液飛翔防止壁４７を設けた図２の装置では、この溶液飛翔防止壁４７のために溶液受け皿４３の外に試料溶液が飛翔するのを大幅に減らすことが可能になる。図中のａは試料溶液の液滴である。
【００３５】
図１に示す装置の場合、シャッタ（図示せず）移動前の試料溶液が侵入し、台座４２と溶液受け皿４３の隙間を経由して試料溶液の一部が溶液受け皿４３の下部に侵入する。オリフィス４８内の侵入溶液の量が一定量になると、インナーパイプ４５やＯＬアパーチャホルダ４６への溶液侵入の危険が高まる。図２に示す装置の場合、溶液飛翔防止壁４７で試料溶液の飛翔が抑えられ、インナーパイプ４５やＯＬアパーチャ４６への侵入を防止することができる。
【００３６】
更に詳細に説明すると、改良前の図１に示す装置の状態は、シャッタへの摩擦等の影響を避け、真空部品の組み立てに障害を起こさないために、２．５ｍｍ近い隙間が存在した。本発明による溶液飛翔防止壁４７を薄膜４１の中央部から約５ｍｍ（直径１０ｍｍ）の位置に、内壁面と溶液受け皿４３の外壁面の近くに１〜２ｍｍの高さで二重に設けると、垂直落下の場合に鉛直方向から４５°近辺までの跳ね返りを内側の壁面で抑制することができる。実験結果によると、溶液飛翔量の半分以上を内側の壁面で捕捉が可能であった。更に、外側の壁面で溶液受け皿４３からの飛翔を抑えられ、溶液受け皿４３から外への抑制効果を確認することができた。
【００３７】
このように、実施例１によれば、シャーレ交換台座を用意することで、倒立ＳＥＭ鏡筒へのシャーレ取り付け前に品質確認ができる（後述）と共に、薄膜が破損した時に真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる試料観察装置を提供することができる。また、溶液飛翔防止壁を少なくとも一重に設けることで、薄膜が破損した時に、真空室内に試料溶液が飛翔することを防止することができる。更に、溶液飛翔防止壁を二重にすることで、薄膜が破損した時に、真空室内に試料溶液が飛翔することを更に確実に防止することができる。
【００３８】
図３は本発明の第２の実施例のＳＥＭ画像観察時の状態を示す図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施例では、溶液飛翔防止壁４７は一重の場合を示している。５０は真空室内の真空度を測定する真空ゲージ、５１は溶液受け皿４３を図の矢印方向に移動させるシャッタである。該シャッタ５１としては、種々のものが考えられるが、例えばステッピングモータで移動させる機構が考えられる。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００３９】
シャーレ４０を固定している台座４２’の上方は大気圧であり、真空壁の内部は真空状態である。この状態では、倒立しているＳＥＭの対物レンズ３の先端より上に反射電子検出器４が配置され、その中央の開口部より薄膜４１へ電子線を照射することができる。この状態で、電子線を薄膜４１を経由して照射し、その反射電子を反射電子検出器４で検出し、照射位置を走査することでＳＥＭ像を取得することができる。シャッタ５１は、反射電子検出器４の中心が光軸上になるように位置決めしている。
【００４０】
一方、真空ゲージ５０は真空室の真空度を常時測定している。ここで、薄膜４１が破損すると、真空ゲージ５０の測定値は異常値を出力する。コンピュータ等の制御装置（図示せず）は、薄膜４１の破損によりこの真空ゲージ５０の異常を検知したら、先ずＳＥＭに供給される高電圧を回路連動でオフにし、図３に示す状態から図４に示す状態に瞬時に移行させる。図４は本発明の第２の実施例の溶液受け皿移動時の状態を示す図である。シャッタ５１は図の矢印方向に移動し、図３に示すように反射電子検出器４が薄膜４１の下にある状態から、図４に示すように溶液受け皿４３が薄膜４１の下にある状態に移行する。これにより、反射電子検出器４の退避が行われる。
【００４１】
この発明によれば、薄膜４１が破損により開口した部位からの液滴が溶液受け皿４３に溜まる。この結果、液滴ａが溶液受け皿４３の底面乃至液面で散乱した試料溶液ａが溶液飛翔防止壁４７で遮られて、溶液受け皿４３の外に飛翔することを防止することができる。
【００４２】
なお、溶液飛翔防止壁４７を溶液受け皿４３の周囲の壁面より内側、かつ溶液受け皿の側壁上面より下に配置した場合について補足説明する。組み立て時は、シャーレ台座４２’を外した状態で、先に反射電子検出器付きの受け皿４３を設けたシャッタ５１を横から取り付け固定する。次に、シャーレ台座４２’を取り付けるのであれば、高さ等の構造上の干渉はない。
【００４３】
また、膜破損の事故の後の分解の際には、本台座４２’を先に取り外し、溶液受け皿４３に溜まった溶液ａを上から可能な範囲で吸い取り、次に反射電子検出器付きの受け皿４３を設けたシャッタ５１を横から抜き取る順番で取り外すことで、分解時の干渉の障害は無い。
【００４４】
ここで、薄膜４１が不良となるシャーレを利用すると様々な障害がある。これを避けるために、図５に示す装置を用意する。図５は薄膜４１の耐圧確認装置の構成例を示す図である。図３と同一のものは、同一の符号を付して示す。シャーレ４０を台座４２’に載せて、その台座と共にシャーレの耐圧確認装置に取り付ける。本装置は、台座の保持台と真空ポンプ５６、真空ゲージ５５、バルブ５７及び溶液受け皿５９で構成されている。
【００４５】
この装置は、台座４２’にシャーレ４０を載せた状態で薄膜４１の下方にある空間を真空排気できる。真空排気状態を真空ゲージ５５で検査することができ、薄膜４１が正常であれば真空ゲージ５５は真空ポンプ５６での排気開始後の１０〜３０秒程度で適正な真空度を表示する。
【００４６】
しかしながら、薄膜４１の耐圧が不適当な場合は、目視で十分溶液の侵入が確認できる。このような場合に、溶液受け皿５９を図５の確認装置内部に用意するのが適当で、溶液受け皿５９により溶液を受け止めることで、溶液による真空ゲージ５５や真空ポンプ５６等への影響が低減できる。
【００４７】
このような装置での確認後に、シャーレ交換台座４２’と共にシャーレ４０を図２の装置に取り付けることで、溶液侵入による装置事故を予防する環境を提供することができる。なお、耐圧確認装置に取り付けの際にシャーレ内に溶液を入れている場合がありうるので、内部の汚染が真空ポンプ５６や真空ゲージ５５に影響しないために、台座４２’の下に交換可能な溶液受け皿を配置するのが適切である。
【００４８】
このように、本発明によれば、薄膜の耐圧試験に合格したシャーレを交換用台座と共に試料観察装置に取り付けるようにしたので、試料観察装置へのシャーレの載置時における薄膜の破損の発生を格段に低減させることができる。
【００４９】
図６は本発明の第３の実施例の要部断面図である。図３と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、６０は試料に刺激を与える実験用刺激部材である。６１は該実験用刺激部材をシャーレ交換台座４２’に保持する保持具である。その他の構成は、図３に示すものと同じである。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００５０】
この実施例は、薄膜４１を取り付けたシャーレ４０について、シャーレ４０を取り付けた後に、実験用刺激部材６０を保持具６１でシャーレ交換台座４２’に固定する。シャーレ４０と実験用刺激部材６０とは、装置から取り外した状態で固定できるので、自由な配置が可能になる。
【００５１】
特に、シャーレ交換台座４２’に対して、各種の実験用刺激部材６０の保持具６１を固定するネジ穴を多数用意することで、ユーザの自作の各種装置が取り付けられ、本装置に固有の各種実験を実施しやすくすることができる。実験用刺激部材６０で与える刺激としては、物理的刺激又は電気的刺激又は各種放射線による刺激、又は生化学的な刺激又はバクテリア等の微生物による刺激を試料に与えるようにすることができる。これらの実験用刺激部材６０の取り付けには、適当な物理的保持部がシャーレ４０の近傍に必要であり、当該ネジ穴の数は複数で、２〜４０個もあれば十分である。
【００５２】
また、外形及びＯリング４９での真空保持部が同一形状になるシャーレ交換台座４２’を複数作成し、これらのシャーレ交換台座４２’の用途を変えることも可能である。特にμＴＡＳなどの専用の実験流路を持つ機器の一部に薄膜部を構成した特殊シャーレ等への対応には、固定部材の大幅変更が不可欠であり、元になる観察装置の利用拡大に、このような交換台座を用意し、このような応用的改良をできることは、装置運用上で重要である。
【００５３】
この実施例によれば、試料に対して実験用刺激部材６０により試料２０の物理的状態を変化させることができ、それによる試料２０の変化を観察することができる。また、物理的刺激又は電気的刺激又は各種放射線による刺激、又は生化学的な刺激又はバクテリア等の微生物による刺激を試料に与え、試料の変化を観察することができる。
【００５４】
上述の実施例では、１次線として電子線を用いた場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、その他の荷電粒子線、例えばイオンビームを用いることもできる。
以上、説明した本発明の効果を列挙すれば、以下の通りである。
１）シャーレ交換台座を用意し、シャーレの装置取り付けをこの台座により行なうことで、シャーレの工作精度や薄膜性能に依存した不具合を図５に示す確認装置の上で確認することができ、倒立ＳＥＭ鏡筒を備える装置へのシャーレ取り付け前の品質確認ができる。
２）シャーレ交換台座は適度な重量とサイズになり、両手での取り付け操作になる。これにより、シャーレ単体を片手で装置に取り付ける場合に比べて、中の溶液をうっかりこぼす危険を少なくすることができる。
３）シャーレ交換台座の下に溶液飛翔防止壁を設け、溶液受け皿の壁面と台座下側の間隙を減らし、溶液が受け皿の外に飛翔する受け皿外への汚染の危険を低減することができる。
４）３）の効果は、溶液受け皿の壁面を高くしてシャーレ交換台座の下側ぎりぎりに設ける場合に比べて、組み立ての容易性を向上することができ、かつ摩擦による問題を減らすことができる。
５）シャーレ交換台座の下に多重に溶液飛翔防止壁を作成すると、溶液の受け皿外への飛翔を更に減らすことができる。
６）薄膜破損での汚染部位にシャーレの取り付け台座も含まれ、これを取り外し、交換ないし洗浄できることは、保守性の向上につながる。
７）シャーレ交換台座に実験用刺激部材の取り付け穴を複数（２〜４０個程度）用意し、ユーザが自作した様々な機器の先端部をシャーレの近傍に固定することができる。
８）シャーレ交換台座そのものが取り外し交換できるので、μＴＡＳなどの専用の実験流路を持つ専用の機器を取り付ける専用の台座の作成や交換を容易に行なうことができる。
【符号の説明】
【００５５】
３ 対物レンズ
４ 反射電子検出器
２０ 試料
４０ シャーレ
４１ 薄膜
４２’ 改良台座
４３ 溶液受け皿
４５ インナーパイプ
４６ ＯＬアパーチャホルダ
４７ 溶液飛翔防止壁
４８ オリフィス
４９ Ｏリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面に試料が保持される薄膜と、該薄膜の第２の面に接する雰囲気を減圧する真空室と、該真空室に接続され、前記薄膜を介して試料に１次線を照射する１次線照射手段と、該１次線の照射により試料から発生する２次的信号を検出する信号検出手段を具備する試料観察装置において、
前記薄膜をその中央部に配置するシャーレと、該シャーレを支持する台座よりなる試料保持手段を有し、該試料保持手段の台座の真空室側に試料溶液が飛翔することを防止するための溶液飛翔防止壁を設けたことを特徴とする試料観察装置。
【請求項２】
前記溶液飛翔防止壁は、前記台座の下面に少なくとも一重に設けることを特徴とする請求項１記載の試料観察装置。
【請求項３】
前記溶液飛翔防止壁を、前記薄膜中央部から３〜２０ｍｍの位置に１〜２ｍｍの高さで二重に設けることを特徴とする請求項１又は２記載の試料観察装置。
【請求項４】
前記真空室の真空度を測定する真空ゲージを設け、該真空ゲージが真空室内の真空度の急激な劣化を検出したら、試料の下部に配置されている２次的信号を検出する信号検出手段を退避させる信号検出手段退避機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の試料観察装置。
【請求項５】
前記台座とシャーレと薄膜の正常性を確認するために、耐圧確認装置を用いて薄膜の状態を検査し、検査に合格した台座とシャーレと薄膜を本発明の試料観察装置に用いるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の試料観察装置。
【請求項６】
前記台座に試料に物理状態を変化させるためのマニピュレータとして機能する実験用刺激部材を取り付けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の試料観察装置。
【請求項７】
前記実験用刺激部材は、物理的刺激又は電気的刺激又は各種放射線による刺激、又は生化学的な刺激又はバクテリア等の微生物による刺激を試料に与えるように構成されたことを特徴とする請求項６記載の試料観察装置。
【請求項８】
前記１次線は電子線、前記２次的信号は反射電子であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の試料観察装置。
【請求項１】
第１の面に試料が保持される薄膜と、該薄膜の第２の面に接する雰囲気を減圧する真空室と、該真空室に接続され、前記薄膜を介して試料に１次線を照射する１次線照射手段と、該１次線の照射により試料から発生する２次的信号を検出する信号検出手段を具備する試料観察装置において、
前記薄膜をその中央部に配置するシャーレと、該シャーレを支持する台座よりなる試料保持手段を有し、該試料保持手段の台座の真空室側に試料溶液が飛翔することを防止するための溶液飛翔防止壁を設けたことを特徴とする試料観察装置。
【請求項２】
前記溶液飛翔防止壁は、前記台座の下面に少なくとも一重に設けることを特徴とする請求項１記載の試料観察装置。
【請求項３】
前記溶液飛翔防止壁を、前記薄膜中央部から３〜２０ｍｍの位置に１〜２ｍｍの高さで二重に設けることを特徴とする請求項１又は２記載の試料観察装置。
【請求項４】
前記真空室の真空度を測定する真空ゲージを設け、該真空ゲージが真空室内の真空度の急激な劣化を検出したら、試料の下部に配置されている２次的信号を検出する信号検出手段を退避させる信号検出手段退避機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の試料観察装置。
【請求項５】
前記台座とシャーレと薄膜の正常性を確認するために、耐圧確認装置を用いて薄膜の状態を検査し、検査に合格した台座とシャーレと薄膜を本発明の試料観察装置に用いるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の試料観察装置。
【請求項６】
前記台座に試料に物理状態を変化させるためのマニピュレータとして機能する実験用刺激部材を取り付けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の試料観察装置。
【請求項７】
前記実験用刺激部材は、物理的刺激又は電気的刺激又は各種放射線による刺激、又は生化学的な刺激又はバクテリア等の微生物による刺激を試料に与えるように構成されたことを特徴とする請求項６記載の試料観察装置。
【請求項８】
前記１次線は電子線、前記２次的信号は反射電子であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の試料観察装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２３１４４（Ｐ２０１１−２３１４４Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６５２３７（Ｐ２００９−１６５２３７）
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
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