特許 7355923 荷電粒子銃、荷電粒子ビームシステム、およびロックナット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-25

(45)【発行日】2023-10-03

(54)【発明の名称】荷電粒子銃、荷電粒子ビームシステム、およびロックナット

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/06 20060101AFI20230926BHJP

   H01J 37/04 20060101ALI20230926BHJP

【ＦＩ】

H01J37/06 A

H01J37/04 B

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2022513729

(86)(22)【出願日】2020-04-07

(86)【国際出願番号】 JP2020015619

(87)【国際公開番号】W WO2021205526

(87)【国際公開日】2021-10-14

【審査請求日】2022-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 照晃

【審査官】中尾 太郎

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５８－１１３２５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－３２９１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２７４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５１３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０９２６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／０６

Ｈ０１Ｊ ３７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子源と、
前記荷電粒子源が取り付けられたボルトと、
第１面および前記第１面の反対側の第２面を有し、前記荷電粒子源が取り付けられた前記ボルトに螺合することにより前記荷電粒子源を保持するナットと、
前記ナットの前記第２面と接するナット座面と、
を有し、
前記ナットは、
前記第１面、前記第２面、外側面、および内側面と、
前記内側面の一部分に設けられ、前記ボルトと螺合する複数のネジ山が形成された螺合部と、
前記ナットに保持された状態の前記荷電粒子源の前記ナット座面に対する傾斜角度を調整可能な傾斜調整部と、
前記ナットと前記ボルトとの螺合状態が緩むことを抑制するロック部と、
を含み、
前記ナットの前記内側面は、
前記螺合部と、
前記螺合部よりも内径が大きい非螺合部と、
を有し、
前記傾斜調整部は、
前記外側面の一部分から前記非螺合部の一部分までを貫通するように形成された第１スリットと、
傾斜調整ネジと、
前記第１スリットと前記第２面との間に位置する第１部分と、
前記第１スリットと前記第１面との間に位置する第２部分と、
前記傾斜調整ネジが螺合され、前記第２部分において、前記第１面から前記第１スリットまでを貫通するように形成された第１ネジ穴と、
を有し、
前記傾斜調整ネジの先端部が、前記第１スリットを押し広げ、前記第１部分を介して前記ナット座面を押圧することにより、前記ナット座面に対する前記荷電粒子源の傾斜角度が変化する、荷電粒子銃。

【請求項2】

請求項１において、
前記ロック部は、
前記外側面の一部分から前記螺合部の一部分までを貫通するように形成された第２スリットと、
前記第２スリットと前記第１面との間に位置する第３部分と、
前記第２スリットと前記第２面との間に位置する第４部分と、
ロックネジと、
前記ロックネジが挿入され、前記第３部分において、前記第１面側から前記第２スリットまでを貫通するように形成された第１貫通孔と、
前記ロックネジが螺合され、前記第４部分において、前記第２スリット側から前記第２面に向かって形成された第２ネジ穴と、
を有し、
前記ロックネジを絞め込み、前記第２スリットの間隔を小さくすることにより、前記第３部分および前記第４部分のそれぞれのめねじネジ山の傾斜面が、前記ボルトのおねじネジ山の傾斜面を押圧する、荷電粒子銃。

【請求項3】

請求項２において、
平面視において、前記ロック部と前記傾斜調整部とは、互いに重ならない、荷電粒子銃。

【請求項4】

請求項３において、
前記傾斜調整部の前記第２部分の厚さは、前記第１部分の厚さより厚い、荷電粒子銃。

【請求項5】

請求項４において、前記ロック部の前記第４部分の厚さは、前記第３部分の厚さより厚い、荷電粒子銃。

【請求項6】

請求項３において、
前記第２スリットは、前記第１スリットよりも前記第１面側に配置される、荷電粒子銃。

【請求項7】

請求項１において、
前記傾斜調整部の前記第１部分には、ネジ穴が形成されていない、荷電粒子銃。

【請求項8】

請求項２において、
前記ナットは、互いに離間する複数の前記傾斜調整部を有し、
前記ロック部の前記第２スリットと、複数の前記傾斜調整部のうちの一部の前記第１スリットとは、前記ナットの厚さ方向において部分的に重なる、荷電粒子銃。

【請求項9】

請求項８において、
前記ロック部の前記第２ネジ穴と、複数の前記傾斜調整部のそれぞれの前記第１スリットとは、前記ナットの厚さ方向において重ならない、荷電粒子銃。

【請求項10】

請求項２において、
前記ナットは、
互いに離間する複数の前記傾斜調整部と、
互いに離間する複数の前記ロック部と、
を有する、荷電粒子銃。

【請求項11】

請求項１０において、
平面視において、前記傾斜調整部と前記ロック部とは、前記ボルトを螺合するナット穴を介して互いに対向する位置に配置される、荷電粒子銃。

【請求項12】

請求項１０において、
複数の前記傾斜調整部のそれぞれの前記第１スリットは、複数の前記ロック部のうちの一部の前記第２スリットと、前記ナットの厚さ方向において部分的に重なる、荷電粒子銃。

【請求項13】

請求項１２において、
複数の前記傾斜調整部のそれぞれの前記第１ネジ穴は、複数の前記ロック部のそれぞれの前記第２スリットと、前記ナットの厚さ方向において重ならない、荷電粒子銃。

【請求項14】

荷電粒子銃と、
前記荷電粒子銃から照射された荷電粒子ビームを光学的に処理する光学処理部と、
前記荷電粒子ビームを照射する試料を保持する試料保持部と、
前記光学処理部を制御するコンピュータシステムと、
を有し、
前記荷電粒子銃は、
荷電粒子源と、
前記荷電粒子源が取り付けられたボルトと、
第１面および前記第１面の反対側の第２面を有し、前記荷電粒子源が取り付けられた前記ボルトに螺合することにより前記荷電粒子源を保持するナットと、
前記ナットの前記第２面と接するナット座面と、
を有し、
前記ナットは、
前記第１面、前記第２面、外側面、および内側面と、
前記内側面の一部分に設けられ、前記ボルトと螺合する複数のネジ山が形成された螺合部と、
前記ナットに保持された状態の前記荷電粒子源の前記ナット座面に対する傾斜角度を調整可能な傾斜調整部と、
前記ナットと前記ボルトとの螺合状態が緩むことを抑制するロック部と、
を含み、
前記ナットの前記内側面は、
前記螺合部と、
前記螺合部よりも内径が大きい非螺合部と、
を有し、
前記傾斜調整部は、
前記外側面の一部分から前記非螺合部の一部分までを貫通するように形成された第１スリットと、
傾斜調整ネジと、
前記第１スリットと前記第２面との間に位置する第１部分と、
前記第１スリットと前記第１面との間に位置する第２部分と、
前記傾斜調整ネジが螺合され、前記第２部分において、前記第１面から前記第１スリットまでを貫通するように形成された第１ネジ穴と、
を有し、
前記傾斜調整ネジの先端部が、前記第１スリットを押し広げ、前記第１部分を介して前記ナット座面を押圧することにより、前記ナット座面に対する前記荷電粒子源の傾斜角度が変化する、荷電粒子ビームシステム。

【請求項15】

請求項１４において、
前記ロック部は、
前記外側面の一部分から前記螺合部の一部分までを貫通するように形成された第２スリットと、
前記第２スリットと前記第１面との間に位置する第３部分と、
前記第２スリットと前記第２面との間に位置する第４部分と、
ロックネジと、
前記ロックネジが挿入され、前記第３部分において、前記第１面側から前記第２スリットまでを貫通するように形成された第１貫通孔と、
前記ロックネジが螺合され、前記第４部分において、前記第２スリット側から前記第２面に向かって形成された第２ネジ穴と、
を有し、
前記ロックネジを絞め込み、前記第２スリットの間隔を小さくすることにより、前記第３部分および前記第４部分のそれぞれのめねじネジ山の傾斜面が、前記ボルトのおねじネジ山の傾斜面を押圧する、荷電粒子ビームシステム。

【請求項16】

荷電粒子銃用に用いられるロックナットであって、
第１面と、
前記第１面の反対側の第２面と、
前記第１面および第２面のうち一方から他方に貫通するナット穴と、
前記ナット穴の外縁である内側面と、
前記内側面の反対側の外側面と、
前記内側面の一部分に設けられ、複数のネジ山が形成された螺合部と、
前記第２面が対向するナット座面に対する前記ナット穴の傾斜角度を調整可能な傾斜調整部と、
前記ナット穴に螺合されたボルトの螺合状態が緩むことを抑制するロック部と、
を含み、
前記内側面は、
前記螺合部と、
前記螺合部よりも内径が大きい非螺合部と、
を有し、
前記傾斜調整部は、
前記外側面の一部分から前記非螺合部の一部分までを貫通するように形成された第１スリットと、
傾斜調整ネジと、
前記第１スリットと前記第２面との間に位置する第１部分と、
前記第１スリットと前記第１面との間に位置する第２部分と、
前記傾斜調整ネジが螺合され、前記第２部分において、前記第１面から前記第１スリットまでを貫通するように形成された第１ネジ穴と、
を有し、
前記傾斜調整ネジの先端部が、前記第１部分を介して前記ナット座面を押圧することにより、前記ナット座面に対するナット軸の傾斜角度が変化する、ロックナット。

【請求項17】

請求項１６において、
前記ロック部は、
前記外側面の一部分から前記螺合部の一部分までを貫通するように形成された第２スリットと、
前記第２スリットと前記第１面との間に位置する第３部分と、
前記第２スリットと前記第２面との間に位置する第４部分と、
ロックネジと、
前記ロックネジが挿入され、前記第３部分において、前記第１面側から前記第２スリットまでを貫通するように形成された第１貫通孔と、
前記ロックネジが螺合され、前記第４部分において、前記第２スリット側から前記第２面に向かって形成された第２ネジ穴と、
を有し、
前記ロックネジを絞め込み、前記第２スリットの間隔を狭くすることにより、前記第３部分および前記第４部分のそれぞれのめねじネジ山の傾斜面が、前記ボルトのおねじネジ山の傾斜面を押圧する、ロックナット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電粒子ビームシステムに関し、荷電粒子源を保持するナットに適用して特に有効な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（特開２０１７－２２８４８８号公報）には、電子ビームエミッタ装置において、電子ビームの放出方向を調整する方法が記載されている。特許文献２（特開２００９－２８１４２６号公報）には、工作機械の回転する主軸の回転バランスを調整するロックナットが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－２２８４８８号公報

【文献】特開２００９－２８１４２６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）などの荷電粒子ビームシステムは、試料に対する電子ビーム等の荷電粒子ビームの走査によって得られる荷電粒子（二次電子等）を検出し、画像を形成する。このため、荷電粒子ビームの照射軸の試料に対する傾斜角度は、荷電粒子ビームシステムの性能に大きな影響を及ぼす。

【0005】

また、荷電粒子源をナットにより保持する構造の場合、例えば、装置の振動などの外力に起因して、ナット穴の螺合部に緩みが生じると、荷電粒子源の試料に対する傾斜角度が変化してしまう。

【0006】

本発明の目的は、荷電粒子ビームの照射軸の試料に対する傾斜角度を最適化する技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様である荷電粒子銃は、荷電粒子源と、前記荷電粒子源が取り付けられたボルトと、第１面および前記第１面の反対側の第２面を有し、前記荷電粒子源が取り付けられた前記ボルトに螺合することにより前記荷電粒子源を保持するナットと、前記ナットの前記第２面と接するナット座面と、を有する。前記ナットは、前記第１面、前記第２面、外側面、および内側面と、前記内側面の一部分に設けられ、前記ボルトと螺合する複数のネジ山が形成された螺合部と、前記ナットに保持された状態の前記荷電粒子源の前記ナット座面に対する傾斜角度を調整可能な傾斜調整部と、前記ナットと前記ボルトとの螺合状態が緩むことを抑制するロック部と、を含む。前記ナットの前記内側面は、前記螺合部と、前記螺合部よりも内径が大きい非螺合部と、を有する。前記傾斜調整部は、前記外側面の一部分から前記非螺合部の一部分までを貫通するように形成された第１スリットと、傾斜調整ネジと、前記第１スリットと前記第２面との間に位置する第１部分と、前記第１スリットと前記第１面との間に位置する第２部分と、前記傾斜調整ネジが螺合され、前記第２部分において、前記第１面から前記第１スリットまでを貫通するように形成された第１ネジ穴と、を有する。前記傾斜調整ネジの先端部が、前記第１部分を介して前記ナット座面を押圧することにより、前記ナット座面に対する前記荷電粒子源の傾斜角度が変化する。

【0008】

本発明の別の一態様である荷電粒子ビームシステムは、荷電粒子銃と、前記荷電粒子銃から照射された荷電粒子ビームを光学的に処理する光学処理部と、前記荷電粒子ビームを照射する試料を保持する試料保持部と、前記光学処理部を制御するコンピュータシステムと、を有する。前記荷電粒子銃は、荷電粒子源と、前記荷電粒子源が取り付けられたボルトと、第１面および前記第１面の反対側の第２面を有し、前記荷電粒子源が取り付けられた前記ボルトに螺合することにより前記荷電粒子源を保持するナットと、前記ナットの前記第２面と接するナット座面と、を有する。前記ナットは、前記第１面、前記第２面、外側面、および内側面と、前記内側面の一部分に設けられ、前記ボルトと螺合する複数のネジ山が形成された螺合部と、前記ナットに保持された状態の前記荷電粒子源の前記ナット座面に対する傾斜角度を調整可能な傾斜調整部と、前記ナットと前記ボルトとの螺合状態が緩むことを抑制するロック部と、を含む。前記ナットの前記内側面は、前記螺合部と、前記螺合部よりも内径が大きい非螺合部と、を有する。前記傾斜調整部は、前記外側面の一部分から前記非螺合部の一部分までを貫通するように形成された第１スリットと、傾斜調整ネジと、前記第１スリットと前記第２面との間に位置する第１部分と、前記第１スリットと前記第１面との間に位置する第２部分と、前記傾斜調整ネジが螺合され、前記第２部分において、前記第１面から前記第１スリットまでを貫通するように形成された第１ネジ穴と、を有する。前記傾斜調整ネジの先端部が、前記第１部分を介して前記ナット座面を押圧することにより、前記ナット座面に対する前記荷電粒子源の傾斜角度が変化する。

【0009】

本発明の別の一態様であるロックナットは、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面および第２面のうち一方から他方に貫通するナット穴と、前記ナット穴の外縁である内側面と、前記内側面の反対側の外側面と、前記内側面の一部分に設けられ、複数のネジ山が形成された螺合部と、前記第２面が接するナット座面に対する前記ナット穴の傾斜角度を調整可能な傾斜調整部と、前記ナット穴に螺合されたボルトの螺合状態が緩むことを抑制するロック部と、を含む。前記内側面は、前記螺合部と、前記螺合部よりも内径が大きい非螺合部と、を有する。前記傾斜調整部は、前記外側面の一部分から前記非螺合部の一部分までを貫通するように形成された第１スリットと、傾斜調整ネジと、前記第１スリットと前記第２面との間に位置する第１部分と、前記第１スリットと前記第１面との間に位置する第２部分と、前記傾斜調整ネジが螺合され、前記第２部分において、前記第１面から前記第１スリットまでを貫通するように形成された第１ネジ穴と、を有する。前記傾斜調整ネジの先端部が、前記第１部分を介して前記ナット座面を押圧することにより、前記ナット座面に対するナット軸の傾斜角度が変化する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の態様によれば、荷電粒子ビームの照射軸の試料に対する傾斜角度を最適化できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施の形態である荷電粒子ビームシステムの一例である走査電子顕微鏡の構成例を示す説明図である。

【図2】図１に示す荷電粒子銃の調整リング台内に収容されたナットおよび荷電粒子源の位置関係を示す平面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ線に沿ったナットの断面図である。

【図4】図３に示す傾斜ネジ、ロックネジ、ボルト、および荷電粒子源を取り除いた状態を示す断面図である。

【図5】図３に示すロックネジを絞め込んだ状態を示す断面図である。

【図6】図５に示す傾斜調整ネジがスリットの下の部分に接した状態を示す断面図である。

【図7】図６に示す傾斜調整ネジをさらに締め込み、スリットの下の部分を介してナット座面を押圧した状態を示す断面図である。

【図8】図７に示すナットに対する検討例を示す断面図である。

【図9】図２に示すナットにおいて、図３に示すロック部のスリットおよび傾斜調整部のスリットが配置される範囲を示す平面図である。

【図10】図４に示すナットの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一または関連する符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0013】

また、以下の実施の形態の説明では、荷電粒子ビームシステムとして、電子ビームを使用した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）に、本開示を適用した例を示す。しかし、この実施の形態は限定的に解釈されるべきではなく、例えば、イオンビーム等の荷電粒子ビームを使用するシステム、また一般的な観察システムに対しても、本開示は適用され得る。

【0014】

また、以下に説明する実施形態では、走査型電子顕微鏡の一例として、試料（半導体ウェハ）上のパターンを計測するパターン計測装置を例にとって説明するが、「走査型電子顕微鏡」とは、電子ビームを用いて試料の画像を撮像する装置を広く含むものとする。走査型電子顕微鏡のその他の例としては、走査型電子顕微鏡を用いた検査装置、レビュー装置、汎用の走査型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡を備えた試料加工装置や試料解析装置等が挙げられ、本開示はこれらの装置にも適用が可能である。また、以下に説明する実施形態において走査型電子顕微鏡とは、上記走査型電子顕微鏡がネットワークで接続されたシステムや上記走査型電子顕微鏡を複数組み合わせた複合装置をも含むものとする。

【0015】

また、以下に説明する実施形態において「試料」とは、パターンが形成された半導体ウエハを一例として説明するが、これに限られるものではなく、表示デバイスや磁気デバイス用の基板、金属、セラミックス、生体試料等であっても良い。

【0016】

（実施の形態１）
＜荷電粒子ビームシステムの構成＞
まず、図１を用いて荷電粒子ビームシステムの構成例について説明する。以下では、荷電粒子ビームシステムの代表例として、走査電子顕微鏡を取り上げて説明する。図１は、本実施の形態の荷電粒子ビームシステムの一例である走査電子顕微鏡の構成例を示す説明図である。

【0017】

図１に示す走査電子顕微鏡１００は、荷電粒子ビームを照射する荷電粒子銃１１０と、荷電粒子銃１１０から照射された荷電粒子ビーム１０１を光学的に処理する光学処理部１２０と、荷電粒子ビームを照射する試料１３１を保持する試料保持部１３０と、光学処理部１２０による光学処理を制御するコンピュータシステム１４０と、を有する。

【0018】

走査電子顕微鏡１００は、試料保持部１３０に保持された試料１３１（半導体ウエハ）に対して荷電粒子ビーム１０１を走査することにより得られる荷電粒子（例えば二次電子１０２や後方散乱電子）を検出する。また、走査電子顕微鏡１００は、例えば、荷電粒子の検出結果に基づいてコンピュータシステム１４０の画像処理部１４２で画像信号を生成し、表示装置１４３に出力する。

【0019】

図１に示すように、荷電粒子銃１１０は、荷電粒子源１１１、荷電粒子源１１１を保持するナット１１２、およびナット１１２を支持するナット座１１３を有する。また、光学処理部１２０は、集束レンズ１２１、偏向器１２２、対物レンズ１２３、および二次電子検出器（検出部）１２４を含む。

【0020】

コンピュータシステム１４０は、荷電粒子銃１１０の動作、光学処理部１２０の動作、および検出された信号の処理を制御するコンピュータ１４１を含む。また、コンピュータシステム１４０は、二次電子検出器１２４で検出された信号を画像処理し、画像信号として出力する画像処理部１４２を含む。また、コンピュータシステム１４０は、画像処理部で生成された画像信号を画像として表示する表示装置１４３を含む。また、コンピュータシステム１４０は、コンピュータ１４１に対してコマンド信号やデータ信号を入力するキーボードやマウスなどの入力部１４４を含む。

【0021】

走査電子顕微鏡１００を用いた試料１３１の観察方法は、以下である。まず、試料保持部１３０上に試料１３１を配置する。試料保持部１３０は、水平方向に移動可能な移動式ステージであり、試料１３１をステージ上に保持した状態で、水平移動させることにより、試料１３１の任意の位置を観察することができる。

【0022】

例えば、試料１３１として半導体デバイスに形成された集積回路のパターンを観察し、検査する場合、荷電粒子銃１１０、光学処理部１２０、およびコンピュータシステム１４０の動作条件などが記憶された、レシピと呼ばれるプログラムが予め作成される。このレシピは、入力部１４４を介してコンピュータ１４１に入力される。

【0023】

試料１３１の観察処理が開始されると、コンピュータシステム１４０のコンピュータ１４１から出力される駆動信号に基づいて荷電粒子銃１１０の荷電粒子源１１１において荷電粒子ビーム１０１が形成され、試料１３１に向かって照射される。また、光学処理部１２０は、気密な空間になっており、排気ポンプ１５０と接続されている。試料１３１の観察処理を開始する前から排気ポンプ１５０が稼働し、光学処理部１２０の内部の空間を減圧状態で維持する。このため、荷電粒子源１１１で形成された荷電粒子ビーム１０１が試料１３１の表面に到達するまでの間、荷電粒子ビーム１０１と他の粒子とが衝突することを抑制できる。

【0024】

荷電粒子源１１１から照射された荷電粒子ビーム１０１は、集束レンズ１２１で集束される。次に、荷電粒子ビーム１０１は、偏向器１２２で走査、偏向される。次に荷電粒子ビーム１０１は、対物レンズ１２３により試料１３１の表面に集束される。試料１３１からは、二次電子１０２や図示しない後方散乱線が放出され、これらの荷電粒子は、検出部により検出される。図１では、試料１３１から放出された荷電粒子を検出する検出部の一例として、二次電子１０２を検出する二次電子検出器１２４を図示している。ただし、検出部により検出される荷電粒子には、種々の変形例がある。例えば、荷電粒子として後方散乱電子を検出する場合には、図示しない後方散乱電子検出器を検出部として含む場合もある。

【0025】

走査電子顕微鏡１００は、試料１３１の表面上において、荷電粒子ビーム１０１が集束する位置を２次元的に走査する。試料保持部１３０の水平移動、および偏向器１２２による偏向を利用して試料１３１の任意の位置を２次元的に走査することが実現される。このような２次元走査を複数回に亘って実施すると、検出された二次電子１０２などの荷電粒子のデータを画像データに変換することが可能となる。画像処理部１４２は、二次電子１０２などの荷電粒子のデータと、２次元走査のデータとに基づいて画像データを生成する。画像処理部１４２で生成された画像データはコンピュータ１４１を介して表示装置１４３に出力される。作業者は、表示装置１４３に表示された画像として、試料１３１の状態を観察することができる。

【0026】

図１に示す走査電子顕微鏡１００を含む荷電粒子ビームシステムには、高い拡大倍率と、高い計測再現性が要求される。近年、試料１３１の検査対象物の微細化、高集積化が進んだことに伴って、荷電粒子ビームシステムに対して、より広範囲に亘って計測可能であり、かつ、各計測点においてより高精度な計測ができる性能が要求される。

【0027】

このように、荷電粒子ビームシステムによる計測精度を向上させる場合、荷電粒子源１１１から照射される荷電粒子ビーム１０１の照射軸の試料１３１に対する傾斜角度は、荷電粒子ビームシステムの計測精度に大きな影響を及ぼす。例えば、荷電粒子銃１１０内に荷電粒子源１１１を取り付ける際に、荷電粒子源１１１の取り付け角度によっては、同じレシピで走査電子顕微鏡１００を動作させたとしても計測性能が低下する場合がある。また、荷電粒子銃１１０内に保持された荷電粒子源１１１が、振動や衝撃などの外力に起因して動いてしまうと、計測に支障をきたす。

【0028】

そこで、図１に示す走査電子顕微鏡１００を含む荷電粒子ビームシステムは、荷電粒子源１１１から照射される荷電粒子ビーム１０１の照射軸の試料１３１に対する傾斜角度を調整する機能を備えていることが好ましい。また、走査電子顕微鏡１００を含む荷電粒子ビームシステムは、傾斜角度が調整された後、この傾斜角度が変化してしまうことを抑制する機能を備えていることが好ましい。以下、走査電子顕微鏡１００が備える荷電粒子銃１１０が備える機能について、詳細に説明する。

【0029】

＜荷電粒子銃＞
図２は、図１に示す荷電粒子銃の調整リング台内に収容されたナットおよび荷電粒子源の位置関係を示す平面図である。図２は平面図であるが、調整リング台１１４と、ナット１１２と、荷電粒子源１１１との位置関係とを示すため、調整リング台１１４については、水平方向に沿って切断した断面を示し、荷電粒子源１１１は点線で示している。図３は、図２のＡ－Ａ線に沿ったナットの断面図である。ただし、図３において、ボルト１１６、荷電粒子源１１１、傾斜調整ネジ２２、およびロックネジ３４のそれぞれは、側面図として示している。図４は、図３に示す傾斜ネジ、ロックネジ、ボルト、および荷電粒子源を取り除いた状態を示す断面図である。

【0030】

図２に示すように、本実施の形態の荷電粒子銃１１０は、荷電粒子源１１１と、荷電粒子源１１１が取り付けられたボルト１１６と、ナット１１２と、ナット座面１１３ｔ（図３参照）と、を有する。ナット１１２は、上面１１２ｔおよび上面１１２ｔの反対側の下面１１２ｂ（図３参照）を有する。ナット１１２は、荷電粒子源１１１が取り付けられたボルト１１６に螺合することにより荷電粒子源１１１を保持する。図３に示すように、ナット座１１３は、ナット１１２の下面１１２ｂと対向するナット座面１１３ｔを有する。

【0031】

また、ナット１１２は、上面１１２ｔ、下面１１２ｂ、外側面１１２ｓ１、および内側面１１２ｓ２と、内側面１１２ｓ２の一部分に設けられ、ボルト１１６と螺合する複数のネジ山５１（図４参照）が形成された螺合部５０（図４参照）と、を含む。また、ナット１１２は、図３に示すように、ナット１１２に保持された状態の荷電粒子源１１１のナット座面１１３ｔに対する傾斜角度を調整可能な傾斜調整部２０と、ナット１１２とボルト１１６との螺合状態が緩むことを抑制するロック部３０と、を含む。

【0032】

図４に示すように、ナット１１２の内側面１１２ｓ２は、螺合部５０と、螺合部５０よりも内径が大きい非螺合部４０（図４参照）と、を有する。図３に示すように、傾斜調整部２０は、外側面１１２ｓ１の一部分から非螺合部４０（図４参照）の一部分までを貫通するように形成されたスリット２１と、傾斜調整ネジ２２と、スリット２１と下面１１２ｂとの間に位置する部分２３と、スリット２１と上面１１２ｔとの間に位置する部分２４と、傾斜調整ネジ２２が螺合され、部分２４において、上面１１２ｔからスリット２１までを貫通するように形成されたネジ穴２５と、を有する。

【0033】

図４に示す例では、非螺合部４０には、複数のネジ山５１が形成されていない。また、螺合部５０および非螺合部４０のそれぞれは、ナット１１２のナット穴１１２Ｈを構成する。以下の説明において、ナット穴１１２Ｈの中心線（仮想線）のことをナット軸１１２ｃとして説明する。ナット穴１１２Ｈのうち、螺合部５０のナット軸１１２ｃは、図１に示す荷電粒子ビーム１０１の照射軸と一致する。このため、図４に示す螺合部５０のナット軸１１２ｃの傾斜角度を変化させることにより、図１に示す荷電粒子ビーム１０１の照射軸の傾斜角度を変化させることができる。

【0034】

後述する図６に示すように、本実施の形態のナット１１２の場合、傾斜調整ネジ２２の先端部が、部分２３を介してナット座面１１３ｔを押圧することにより、ナット座面１１３ｔに対する荷電粒子源１１１の傾斜角度が変化する。このように、ロック部３０を有し、かつ、ナット座面１１３ｔに対する荷電粒子源１１１の傾斜角度を調整可能な傾斜調整部を備えていることにより、図１に示す荷電粒子ビーム１０１の照射軸の試料１３１に対する傾斜角度を最適化することが可能である。すなわち、図１に示すように、荷電粒子銃１１０を備える走査電子顕微鏡１００の場合、ナット１１２が傾斜調整部２０（図３参照）を備えているので、荷電粒子ビーム１０１の照射軸の試料１３１に対する傾斜角度を調整することができる。また、ナット１１２がロック部３０を備えているので、ロック部３０により、ナット１１２とボルト１１６（図３参照）との螺合状態が緩むことを抑制することができる。このようにボルト１１６がナット１１２にロックされた状態で、図３に示すナット座面１１３ｔに対する荷電粒子源１１１の傾斜角度を調整することにより、傾斜角度の調整精度を向上させることができる。また、ボルト１１６がナット１１２にロックされた状態で、図３に示すナット座面１１３ｔに対する荷電粒子源１１１の傾斜角度を調整することにより、調整後に傾斜角度が変わってしまうことを抑制できる。

【0035】

また、ロック部３０は、ナット１１２とボルト１１６（図３参照）との螺合状態が緩むことを抑制することができれば種々の態様を適用することができる。図３に示す例では、ロック部３０は、外側面１１２ｓ１の一部分から螺合部５０（図４参照）の一部分までを貫通するように形成されたスリット３１と、スリット３１と上面１１２ｔとの間に位置する部分３２と、スリット３１と下面１１２ｂとの間に位置する部分３３と、を有する。また、ロック部３０は、ロックネジ３４と、ロックネジ３４が挿入され、部分３２において、上面１１２ｔ側からスリット３１までを貫通するように形成された貫通孔３５と、ロックネジ３４が螺合され、部分３３において、スリット３１側から下面１１２ｂに向かって形成されたネジ穴３６と、を有する。後述する図５に示すように、本実施の形態のナット１１２の場合、ロックネジ３４を絞め込み、スリット３１の間隔を狭くすることにより、部分３２および部分３３のそれぞれのネジ山５１の傾斜面が、ボルト１１６のネジ山５２の傾斜面を押圧する。

【0036】

＜ロック部の動作＞
次に、図３に示すロック部３０の動作について説明する。図５は、図３に示すロックネジを絞め込んだ状態を示す断面図である。

【0037】

図５に示すように、荷電粒子源１１１の傾斜角度を調整する場合、まず、ロック部３０により、ナット１１２とボルト１１６との螺合強度を向上させることが好ましい。ロックネジ３４を絞める方向に回転させると、矢印３４Ｄとして示す方向にロックネジ３４が挿入される。この時、ロック部３０の部分３３にはネジ穴３６が形成されているが、部分３２にはネジ穴が形成されていない。このため、ロックネジ３４の頭部とナット１１２の部分３２とが接触した後、さらにロックネジ３４を絞め込むと、スリット３１の間隔が狭くなる。このように、スリット３１の間隔がロックネジ３４によって狭められることにより、部分３２のネジ山５１の傾斜面が、ボルト１１６のネジ山５２の傾斜面に近づく。最終的には矢印を付して示すように、部分３２および部分３３のそれぞれのネジ山５１の傾斜面が、ボルト１１６のネジ山５２の傾斜面を押圧する押圧力５３が作用する。これにより、ボルト１１６はナット１１２にロックされる。この場合、仮に、荷電粒子銃１１０に振動や衝撃などの外力が印加された場合でも、この外力に起因してボルト１１６とナット１１２との螺合状態が緩むことを抑制できる。

【0038】

また、図５に示す方法でボルト１１６とナット１１２とをロックする場合、ロックネジ３４は、ナット１１２の厚さ方向、言い換えれば、ナット１１２の上面１１２ｔから下面１１２ｂに向かう方向に挿入される。本実施の形態のロック部３０の構造は下記の点で好ましい。

【0039】

図２に示すように、調整リング台１１４には４本のナット位置調整ネジ１１７が挿入されている。平面視におけるナット１１２の位置は、ナット位置調整ネジ１１７により調整される。また、調整リング台１１４とナット１１２との間の空間の体積は狭い。この場合、ナット１１２の外側面１１２ｓ１側からロックネジ３４や工具を挿入することは困難である。一方、図３に示すように、ナット１１２の場合、ナット１１２の上面１１２ｔ側からロックネジ３４を挿入するので、ロック部３０による、ボルト１１６とナット１１２とのロックの程度を容易に調整できる。

【0040】

＜傾斜調整部の動作＞
次に、図５に示す傾斜調整部２０の動作について説明する。図６は、図５に示す傾斜調整ネジがスリットの下の部分に接した状態を示す断面図である。図７は、図６に示す傾斜調整ネジをさらに締め込み、スリットの下の部分を介してナット座面を押圧した状態を示す断面図である。

【0041】

図６に示すように、傾斜調整ネジ２２は、頭部がない所謂、棒ネジである。このため、傾斜調整ネジ２２を締まる方向に回転させると、矢印２２Ｄとして示すように、傾斜調整ネジ２２は、部分２４の下方に向かって進み、部分２４の下面から先端部が突出し、部分２３の上面に接触する。この状態からさらに傾斜調整ネジ２２を締まる方向に回転させると、図７に示すように傾斜調整ネジ２２のうち、部分２４から突出した部分の長さが長くなる。部分２３には、ネジ穴２５が形成されていない。このため、傾斜調整ネジ２２は、部分２３を下方に押圧する。また、部分２３の下面（すなわち、ナット１１２の下面１１２ｂ）は、ナット座１１３のナット座面１１３ｔに支持されている。このため、傾斜調整ネジ２２に押圧されて部分２３が弾性変形したとき、部分２３の位置は変化し難く、逆に部分２４に対しては、図７に矢印を付して示す力２６が作用する。この力２６の作用により、部分２４は、上方に押し上げられる。この結果、図７に示すように螺合部５０（図４参照）のナット軸１１２ｃは、ナット座１１３のナット座面１１３ｔに対して直交しない角度で傾斜する。

【0042】

また、この時、ロック部３０のロックネジ３４はネジ穴３６に絞め込まれた状態にある。このため、図７に示すように押圧力５３は、継続的に作用しており、傾斜角度が変化する際にボルト１１６とナット１１２との螺合状態が緩むことを抑制できる。このように、ナット１１２の場合、ナット軸１１２ｃのナット座面１１３ｔに対する傾斜角度を調整することにより、図１に示す荷電粒子ビーム１０１の照射軸の試料１３１に対する傾斜角度を調整することができる。

【0043】

ところで、傾斜調整部２０の構造に関し、本願発明者は、図８に示すナット１１２Ｎの構造について検討した。図８は、図７に示すナットに対する検討例を示す断面図である。図８に示すナット１１２Ｎは、図７に示すスリット２１および部分２３を有していない点で図７に示すナット１１２と相違する。

【0044】

ナット１１２Ｎの場合、図７に示すスリット２１および部分２３を有していないので、図８に示すように、傾斜調整ネジ２２の先端が、直接的にナット座面１１３ｔを押圧する。この場合でも、ナット１１２の傾斜調整部２０を押し上げる力２６は作用する。ただし、ナット１１２とは別体に形成されたナット座１１３の一部分を局所的に押圧するため、ナット座１１３上でナット１１２を滑らせて荷電粒子源１１の水平位置を調整する過程で、ナット座面１１３ｔの一部が削られ、表面が荒れる。また、傾斜調整ネジ２２の先端面が同一平面上にあるのは傾斜していない時に限られ、傾斜させた場合は傾斜調整ネジ２２毎に独立した面を構成する。この場合、ナット座面１１３tに接する面は均一にならず、受ける荷重も不均一になる。しかし、座面の荒れや傾斜調整ネジ２２先端の接触状態によって調整力（座面の摩擦力）が変わるのは好ましくない。

【0045】

一方、図７に示すナット１１２の場合、傾斜調整ネジ２２の先端が押圧するのは部分２４と一体に形成されたナット１１２の部分２３である。このため、力２６が作用すると、部分２３が弾性変形することによりスリット２１の間隔を広げたときでも、ナット座１１３との接触状態は変化しにくい。また、ナット１１２の場合、スリット２１の近傍が弾性変形することによりナット軸１１２ｃが傾斜するので、傾斜調整ネジ２２を緩める方向に回転させれば、簡単に図６に示す元の形状に戻すことができる。また、ナット座１１３のナット座面１１３ｔは、部分２３を介して傾斜調整ネジ２２に押圧されるが、ナット座面１１３ｔには、ナット１１２の下面１１２ｂが接触しており、傾斜調整ネジ２２は接触しない。このため、傾斜調整ネジ２２を介して伝達される応力が広範囲に分散される。

【0046】

＜ナットの詳細構造＞
次に、図１～図７に示すナット１１２の好ましい構造について説明する。図９は、図２に示すナットにおいて、図３に示すロック部のスリットおよび傾斜調整部のスリットが配置される範囲を示す平面図である。図９は平面図であるが、スリット２１および３１の範囲を明示するため、スリット２１および３１にハッチングを付している。また、図９では、図３に示すロック部３０および傾斜調整部２０以外のスリット２１および３１については図示を省略している。

【0047】

図７に示す傾斜調整ネジ２２を絞め込むことにより生じる力２６により、ナット１１２が弾性変形範囲内で変形量を大きくする観点からは、図９に示すように、平面視において、スリット２１が、広範囲に形成され、効果的に変形させるにはその中央付近にネジ穴２５が形成されることが好ましい。同様に、図５に示すロックネジ３４を絞め込むことにより、ナット１１２の部分３２が弾性変形をしやすいようにする観点からは、図９に示すように、平面視において、スリット３１が、広範囲に形成され、その中央付近に貫通孔３５が形成されることが好ましい。この場合、スリット２１および３１の大きさによっては、平面視において、スリット２１とスリット３１とが重なる場合もある。

【0048】

本実施の形態のナット１１２の場合、図９に示すように、平面視において、ロック部３０と傾斜調整部２０は、互いに重ならない。ロック部３０のロックネジ３４と傾斜調整部２０の傾斜調整ネジ２２とが互いに重ならないように配置することで、ロック部３０の動作および傾斜調整部２０の動作が互いに干渉することを抑制できる。

【0049】

また、図６に示すように、傾斜調整部２０の部分２４の厚さ（上面１１２ｔからスリット２１までの距離）は、部分２３の厚さ（スリット２１から下面１１２ｂまでの距離）より厚い。言い換えれば、ナット１１２の厚さ方向において、スリット２１は、中央よりも下面１１２ｂ側に配置される。部分２４の曲げ強度は、部分２４の厚さに比例して大きくなる。図７に示す力２６に起因して、部分２４が意図しない箇所で変形し、ネジ山５１のねじ機能を損なうことを防止する観点から、部分２４の厚さは厚い方が好ましい。また、部分２３の厚さを厚くすると、図４に示す非螺合部４０の厚さが厚くなる。このため、ナット１１２の厚さを一定とすると、非螺合部４０の厚さが厚くなれば螺合部５０の厚さは薄くなる。図６に示すボルト１１６とナット１１２との螺合強度を向上させるためには、螺合部５０の厚さを厚くすることが好ましい。ただし、図示は省略するが、本実施の形態に対する変形例として、傾斜調整部２０の部分２４の厚さが、部分２３の厚さより薄い場合もある。

【0050】

また、ロック部３０の部分３２の厚さ（上面１１２ｔからスリット３１までの距離）は、部分３３の厚さ（スリット３１から下面１１２ｂまでの距離）より薄い。言い換えれば、ナット１１２の厚さ方向において、スリット３１は、中央よりも上面１１２ｔ側に配置されている。ロックネジ３４に螺合されるネジ穴３６は、部分３３のみに形成され、部分３２には形成されない。したがって、ネジ穴３６の長さを長くするためには、部分３３の厚さが部分３２の厚さよりも厚い方が有利である。ロック部３０は、ロックネジ３４の締め込み具合によって押圧力５３の程度を調整する。この場合、ネジ穴３６の長さを長くすることにより、押圧力５３の調整マージンを大きくとることができる。ただし、図示は省略するが、本実施の形態に対する変形例として、ロック部３０の部分３３の厚さが、部分３２の厚さより薄い場合もある。

【0051】

また、図６に示すスリット２１とスリット３１との位置関係は、以下のように表現することができる。すなわち、ナット１１２の厚さ方向において、スリット３１は、スリット２１よりも上面１１２ｔ側に配置される。ただし、図示は省略するが、本実施の形態に対する変形例として、ナット１１２の厚さ方向において、スリット２１が、スリット３１よりも上面１１２ｔ側に配置される場合もある。

【0052】

また、図６に示すように、部分２３には、ネジ穴などの窪みが形成されていない。言い換えると、部分２３の上面は、部分２４の上面よりも平坦である。図６に対する変形例として、部分２３のうち、傾斜調整ネジ２２が接する領域に、図示しないネジ穴などの窪みが形成されていてもよい。部分２３にネジ穴などの窪みが形成されていたとしても、窪みが部分２３を厚さ方向に貫通していなければ、傾斜調整ネジ２２とナット座面１１３ｔとの接触を防止することができる。ただし、部分２３が傾斜調整ネジ２２により押圧される部分の厚さが薄くなると、その薄い部分に応力が集中し易い。したがって、部分２３の応力集中による損傷を抑制する観点からは、図６に示すように部分２３にネジ穴を含む窪みが形成されていないことが好ましい。

【0053】

図１０は、図４に示すナットの斜視図である。図１０に示すように、ナット１１２は、互いに離間する複数の傾斜調整部２０を有する。図１０に示す例は、３回軸対称の例で、複数の傾斜調整部２０は、傾斜調整部２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを含む。傾斜調整部２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃのそれぞれは、図２～図７および図９を用いて説明したスリット２１、傾斜調整ネジ２２、部分２３、２４、およびネジ穴２５を有している。一つのナット１１２が複数の傾斜調整部２０を有している場合、傾斜調整部２０が１個のみの場合と比較して、傾斜方向の調整精度を向上させることができる。また、図１０に示すように３個の傾斜調整部２０を有している場合、平面視において、３個の傾斜調整部２０をバランスよく配置することにより、傾斜角度を微調整することができる。ただし、図示は省略するが、本実施の形態に対する変形例として、一つのナット１１２が備える傾斜調整部２０の数が１個または２個、あるいは４個以上の場合もある。

【0054】

また、ナット１１２は、互いに離間する複数のロック部３０を含む。図１０に示す例は、３回軸対称の例で、複数のロック部３０は、ロック部３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃを含む。ロック部３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃのそれぞれは、図２～図７および図９を用いて説明したスリット３１、部分３２、３３、ロックネジ３４、貫通孔３５、およびネジ穴３６を有している。一つのナット１１２が複数のロック部３０を有している場合、ロック部３０が１個のみの場合と比較して、ナット１１２とボルト１１６（図６参照）との螺合強度を向上させることができる。

【0055】

また、図１０に示すように３個のロック部３０を有している場合、平面視において、３個のロック部３０をバランスよく配置することにより、図６に示す押圧力５３をバランスよく付与することができる。ただし、図示は省略するが、本実施の形態に対する変形例として、一つのナット１１２が備えるロック部３０の数が１個または２個、あるいは４個以上の場合もある。また、図１０に示すように傾斜調整部２０の数とロック部３０の数とは、同数である。ロック部に干渉することなく傾斜調整ネジ２２を配置するには、傾斜調整部２０の数とロック部３０の数とが同数であることが好ましい。ただし、変形例として、傾斜調整部２０の数とロック部３０の数とが異なっている場合もある。

【0056】

図１０に示すように、ロック部３０Ａのスリット３１と、複数の傾斜調整部２０のうちの一部（傾斜調整部２０Ｂおよび２０Ｃ）のスリット２１とは、ナット１１２の厚さ方向において部分的に重なる。また、ロック部３０Ｂのスリット３１と、複数の傾斜調整部２０のうちの一部（傾斜調整部２０Ａおよび２０Ｃ）のスリット２１とは、ナット１１２の厚さ方向において部分的に重なる。また、ロック部３０Ｃのスリット３１と、複数の傾斜調整部２０のうちの一部（傾斜調整部２０Ａおよび２０Ｂ）のスリット２１とは、ナット１１２の厚さ方向において部分的に重なる。

【0057】

図６、図７、および図９を用いて説明したように、傾斜調整部２０の部分２４（図７参照）が弾性変形範囲において変形量、すなわち傾斜角を増やすためには、スリット２１が配置される範囲は広い方が好ましい。図１０に示すナット１１２のように複数の傾斜調整部２０を含む場合には、ロック部３０Ａのスリット３１が、傾斜調整部２０Ｂおよび２０Ｃのスリット２１と重なる程度の大きさになっていることが好ましい。

【0058】

また、図１０に示す例では、ロック部３０Ａのネジ穴３６（図６参照）と、複数の傾斜調整部２０のそれぞれのスリット２１とは、ナット１１２の厚さ方向において重ならない。図１０では、図６に示すネジ穴３６が視認できない位置にあるが、図６に示すように、ネジ穴３６は、貫通孔３５の直下にあるので、ナット１１２の厚さ方向においてロック部３０Ａのネジ穴３６は、複数の傾斜調整部２０のそれぞれのスリット２１と重ならないことは明らかである。同様に、図１０に示すロック部３０Ｂのネジ穴３６（図６参照）と、複数の傾斜調整部２０のそれぞれのスリット２１とは、ナット１１２の厚さ方向において重ならない。また、ロック部３０Ｃのネジ穴３６（図６参照）と、複数の傾斜調整部２０のそれぞれのスリット２１とは、ナット１１２の厚さ方向において重ならない。ロック部３０と傾斜調整部２０との相互の影響を低減する観点から、ロック部３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃのネジ穴３６が、スリット２１と重ならないことが好ましい。ただし、図示は省略するが、本実施の形態に対する変形例として、ロック部３０Ａ、３０Ｂ、あるいは３０Ｃのネジ穴３６が、スリット２１と重なる場合もある。

【0059】

また、図１０に示すように、平面視において、傾斜調整部２０Ａとロック部３０Ａとは、ボルト１１６（図６参照）を螺合するナット穴１１２Ｈを介して互いに対向する位置に配置される。同様に、傾斜調整部２０Ｂとロック部３０Ｂとは、ボルト１１６を螺合するナット穴１１２Ｈを介して互いに対向する位置に配置される。傾斜調整部２０Ｃとロック部３０Ｃとは、ボルト１１６を螺合するナット穴１１２Ｈを介して互いに対向する位置に配置される。このように配置することで、複数の傾斜調整部２０および複数のロック部３０をバランスよく配置することができるので、複数の傾斜調整部２０および複数のロック部３０の相互干渉を抑制することができる。ロック機能と傾斜機能を最適化しながら互いの機能干渉を回避できる利点を有する。

【0060】

また、傾斜調整部２０Ａのスリット２１は、複数のロック部３０のうち、ロック部３０Ｂおよび３０Ｃのスリット３１と、ナット１１２の厚さ方向において部分的に重なる。傾斜調整部２０Ｂのスリット２１は、複数のロック部３０のうち、ロック部３０Ａおよび３０Ｃのスリット３１と、ナット１１２の厚さ方向において部分的に重なる。傾斜調整部２０Ｃのスリット２１は、複数のロック部３０のうち、ロック部３０Ａおよび３０Ｂのスリット３１と、ナット１１２の厚さ方向において部分的に重なる。

【0061】

図６、図７、および図９を用いて説明したように、傾斜調整部２０の部分２４（図７参照）が弾性変形しやすいようにするためには、スリット２１が配置される範囲は広い方が好ましい。また、ロック部３０は、ロックネジ３４を絞め込むことにより、主に部分３３を弾性変形させて、部分３２と部分３３との離間距離（すなわちスリット３１の間隔）を小さくすることで、ナット１１２とボルト１１６との螺合強度を向上させるものである。したがって、部分３２および３３を弾性変形しやすくするためには、スリット３１が配置される範囲は広い方が好ましい。図１０に示すナット１１２のように複数のロック部３０および複数の傾斜調整部２０を含む場合には、複数の傾斜調整部２０のそれぞれのスリット２１が、複数のロック部３０のうちの一部のスリット３１と、ナット１１２の厚さ方向において部分的に重なる程度の大きさになっていることが好ましい。

【0062】

また、図１０に示すナット１１２の場合、複数の傾斜調整部２０のそれぞれのネジ穴２５は、複数のロック部３０のそれぞれのスリット３１と、ナット１１２の厚さ方向において重ならない。ナット１１２の変形例としては、ネジ穴２５がスリット３１と重なる場合もあり得るが、この場合、傾斜調整ネジ２２（図６参照）の長さによっては、傾斜調整ネジ２２がスリット３１を跨いで部分３２（図６参照）と部分３３（図６参照）とを連結する場合がある。詳しくは、傾斜調整ネジ２２の長さが長い場合には、部分３２と部分３３とを連結する可能性がある。部分３２と３３とが連結された状態で、図６に示すロックネジ３４を絞め込んだ場合、傾斜調整ネジ２２により連結された部分の周辺は、弾性変形し難い状態なっている。図１０に示すナット１１２の場合、複数の傾斜調整部２０のそれぞれのネジ穴２５が、複数のロック部３０のそれぞれのスリット３１と、ナット１１２の厚さ方向において重ならないように構成することにより、ロック部３０の機能が傾斜調整ネジ２２により阻害されることを防止できる。

【0063】

また、図６に示すロック部３０および傾斜調整部２０のそれぞれは、ネジ穴にネジを絞め込むことによりその機能を果たすものであるが、用途が異なるので、用途に応じて要求される部品サイズが異なる。例えば、ロック部３０の場合、ロックネジ３４を絞め込むことにより、ロックネジ３４の周辺のスリット２１の間隔が狭くなればよいので、ネジ穴３６の直径（ネジ穴３６のネジ山の頂点間の距離）は小さくてもよい。一方、傾斜調整部２０の場合、傾斜調整ネジ２２の先端面で部分２３を押圧するので、傾斜調整ネジ２２の太さは太い方がよい。このため、傾斜調整ネジ２２が螺合されるネジ穴２５の直径（ネジ穴２５のネジ山の頂点間の距離）は大きい方が好ましい。これらを考慮すると、図６に示すように、ネジ穴２５の直径は、ネジ穴３６の直径よりも大きい方が好ましい。

【0064】

また、図４に示す例では、ロック部３０の部分３２の上面（ナット１１２の上面１１２ｔ）には、貫通孔３５よりも直径が大きい座グリ部３７が形成されている。このように座グリ部３７を設けることにより、図６に示すように、ロックネジ３４の頭部（直径が大きくなっている部分）を座グリ部３７内に収容することができる。図６に示す例の場合、ロックネジ３４の頭部がナット１１２の上面１１２ｔから突出しないように構成されている。図６に示す構造の場合、例えば、ナット１１２の上面１１２ｔの高さを基準面として計測する場合に、ロックネジ３４の頭部が高さ計測を阻害することを防止できる。

【0065】

なお、図１～図７、図９、および図１０を用いて説明したナット１１２は、荷電粒子ビームシステムに用いられる荷電粒子源を保持する用途に適用して特に公的なロックナットとして利用することもできる。この場合、ロックナットとしてのナット１１２の構成について、図６を用いて簡単に説明すると以下の通りである。

【0066】

ナット１１２は、上面１１２ｔと、上面１１２ｔの反対側の下面１１２ｂと、上面１１２ｔおよび下面１１２ｂのうち一方から他方に貫通するナット穴１１２Ｈ（図４参照）と、ナット穴１１２Ｈの外縁である内側面１１２ｓ２と、内側面１１２ｓ２の反対側の外側面１１２ｓ１と、内側面１１２ｓ２の一部分に設けられ、複数のネジ山５１が形成された螺合部５０（図４参照）と、下面１１２ｂが対向するナット座面１１３ｔに対するナット穴１１２Ｈ（図４参照）の傾斜角度を調整可能な傾斜調整部２０と、ナット穴１１２Ｈ（図４参照）に、螺合されたボルトの螺合状態が緩むことを抑制するロック部３０と、を含む。内側面１１２ｓ２は、螺合部５０と、螺合部５０よりも内径が大きい非螺合部４０（図４参照）と、を有する。傾斜調整部２０は、外側面１１２ｓ１の一部分から非螺合部４０の一部分までを貫通するように形成されたスリット２１と、傾斜調整ネジ２２と、スリット２１と下面１１２ｂとの間に位置する部分２３と、スリット２１と上面１１２ｔとの間に位置する部分２４と、傾斜調整ネジ２２が螺合され、部分２４において、上面１１２ｔからスリット２１までを貫通するように形成されたネジ穴２５と、を有する。ロックナットとしてのナット１１２は、傾斜調整ネジ２２の先端部が、部分２３を介してナット座面１１３ｔを押圧することにより、ナット座面１１３ｔに対する荷電粒子源１１１の傾斜角度が変化する。

【0067】

また、図２～図７、図９、および図１０に示すナット１１２は、傾斜調整部２０およびロック部３０の両方を備えている。ただし、変形例として、傾斜調整部２０およびロック部３０のいずれか一方を備えるナットがある。例えば、傾斜調整部２０を有さず、ロック部３０のみを有するナットの場合、図６に示すナット座１１３に吸着された状態で、傾斜角度を調整することはできない。ただし、ロック部３０を備えていることで、荷電粒子銃１１０に振動や衝撃が印可された場合でも、ボルト１１６とナットとの螺合部の緩みを抑制できる。

【0068】

以上、本実施の形態の代表的な変形例について説明したが、本発明は、上記した実施例や代表的な変形例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形例が適用できる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、荷電粒子銃、荷電粒子ビームシステム、およびロックナットに利用可能である。

【符号の説明】

【0070】

２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 傾斜調整部
２１スリット（傾斜スリット）
２２ 傾斜調整ネジ
２２Ｄ，３４Ｄ 矢印
２３，２４，３２，３３ 部分
２５ ネジ穴（傾斜ネジ穴）
２６ 力（傾斜力）
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ ロック部
３１ スリット（ロックスリット）
３４ ロックネジ
３５ 貫通孔
３６ ネジ穴（ロックネジ穴）
３７ 座グリ部
４０ 非螺合部
５０ 螺合部
５１ ネジ山（おねじネジ山）
５２ ネジ山（めねじネジ山）
５３ 押圧力（ロック力）
１００ 走査電子顕微鏡（荷電粒子ビームシステム）
１０１ 荷電粒子ビーム
１０２ 二次電子
１１０ 荷電粒子銃
１１１ 荷電粒子源
１１２，１１２Ｎ ナット
１１２ｂ 下面（ナット下面）
１１２ｃ ナット軸
１１２Ｈ ナット穴
１１２ｓ１ 外側面（ナット外側面）
１１２ｓ２ 内側面（ナット外側面）
１１２ｔ 上面（ナット外側面）
１１３ ナット座
１１３ｔ ナット座面
１１４ 調整リング台
１１６ ボルト
１１７ ナット位置調整ネジ
１２０ 光学処理部
１２１ 集束レンズ
１２２ 偏向器
１２３ 対物レンズ
１２４ 二次電子検出器（検出部）
１３０ 試料保持部
１３１ 試料
１４０ コンピュータシステム
１４１ コンピュータ
１４２ 画像処理部
１４３ 表示装置
１４４ 入力部
１５０ 排気ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】