特許 7538069 対物レンズ、電子顕微鏡、対物レンズのクリーニング方法、および治具

(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】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】対物レンズ、電子顕微鏡、対物レンズのクリーニング方法、および治具

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/145 20060101AFI20240814BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20240814BHJP

   H01J 37/20 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

H01J37/145

H01J37/28 B

H01J37/20 Z

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2021037132

(22)【出願日】2021-03-09

(65)【公開番号】P2022052698

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2023-10-31

(31)【優先権主張番号】P 2020158447

(32)【優先日】2020-09-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004271

【氏名又は名称】日本電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(74)【代理人】

【識別番号】100161540

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 良伸

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 潤

(72)【発明者】

【氏名】岡野 康之

(72)【発明者】

【氏名】山本 圭一

(72)【発明者】

【氏名】掛谷 拓史

【審査官】大門 清

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１７９１１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０４１７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０５４１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１３８８１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０５－３２５８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６２０６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／００－３７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能な電極と、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記電極を着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記電極は、前記内ヨークの先端に配置され、
前記電極は、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記電極には、前記軸部よりも径が大きい磁極片が固定され、
前記嵌合孔は、前記外ヨークの先端の開口であり、
前記磁極片は、前記嵌合孔に前記軸部がはめあわされた場合に、前記外ヨークの先端に突き当たる突き当て面を有し、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度が規制される、対物レンズ。

【請求項2】

請求項１において、
前記保持部は、ナットであり、
前記被保持部は、前記電極に設けられたねじである、対物レンズ。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記保持部は、前記外ヨークまたは前記内ヨークに固定されている、対物レンズ。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記内ヨーク内に配置され、電子を加速または減速させる加減速電極を含む、対物レンズ。

【請求項5】

対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能な電極と、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記電極を着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記電極は、前記内ヨークの先端に配置され、
前記電極は、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
前記軸部よりも径が大きいフランジ部と、
を含み、
前記嵌合孔は、前記保持部に設けられ、
前記フランジ部は、前記嵌合孔に前記軸部がはめあわされた場合に、前記保持部の面に突き当たる突き当て面を有し、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度が規制される、対物レンズ。

【請求項6】

請求項５において、
前記保持部は、ナットであり、
前記被保持部は、前記電極に設けられたねじである、対物レンズ。

【請求項7】

請求項５または６において、
前記保持部および前記電極は、前記外ヨークおよび前記内ヨークと電気的に絶縁されている、対物レンズ。

【請求項8】

請求項７において、
前記保持部は、前記外ヨーク内に配置され、
前記保持部と前記外ヨークとの間には、絶縁部材が配置されている、対物レンズ。

【請求項9】

請求項８において、
前記絶縁部材は、Ｏリングであり、
前記外ヨークと前記保持部との間を気密に封止する、対物レンズ。

【請求項10】

請求項５ないし９のいずれか１項において、
前記内ヨークと前記電極は、離間している、対物レンズ。

【請求項11】

対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能なオリフィスと、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記オリフィスを着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記オリフィスは、前記内ヨークの先端に配置され、
前記オリフィスは、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記オリフィスには、前記軸部よりも径が大きい磁極片が固定され、
前記嵌合孔は、前記外ヨークの先端の開口であり、
前記磁極片は、前記嵌合孔に前記軸部がはめあわされた場合に、前記外ヨークの先端に突き当たる突き当て面を有し、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記オリフィスと前記対物レンズ本体の同軸度が規制される、対物レンズ。

【請求項12】

対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能なオリフィスと、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記オリフィスを着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記オリフィスは、前記内ヨークの先端に配置され、
前記オリフィスは、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
前記軸部よりも径が大きいフランジ部と、
を含み、
前記嵌合孔は、前記保持部に設けられ、
前記フランジ部は、前記嵌合孔に前記軸部がはめあわされた場合に、前記保持部の面に突き当たる突き当て面を有し、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記オリフィスと前記対物レンズ本体の同軸度が規制される、対物レンズ。

【請求項13】

対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能な電極と、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記電極を着脱可能に保持するナット部と、
を含み、
前記電極は、前記内ヨークの先端に配置され、
前記電極は、
前記ナット部で保持されるねじ部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記ねじ部は、前記電極の先端に位置し、
前記ねじ部と前記ナット部は、ガタを有しながら螺合して、前記電極を保持し、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度を規制せず、
前記ねじ部を前記ナット部にねじ込むことで、前記軸部が前記嵌合孔にはめあわされ、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度が規制される、対物レンズ。

【請求項14】

対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能なオリフィスと、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記オリフィスを着脱可能に保持するナット部と、
を含み、
前記オリフィスは、前記内ヨークの先端に配置され、
前記オリフィスは、
前記ナット部で保持されるねじ部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記ねじ部は、前記オリフィスの先端に位置し、
前記ねじ部と前記ナット部は、ガタを有しながら螺合して、前記オリフィスを保持し、前記オリフィスと前記対物レンズ本体の同軸度を規制せず、
前記ねじ部を前記ナット部にねじ込むことで、前記軸部が前記嵌合孔にはめあわされ、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記オリフィスと前記対物レンズ本体の同軸度が規制される、対物レンズ。

【請求項15】

請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の対物レンズを含む、電子顕微鏡。

【請求項16】

電子顕微鏡の対物レンズのクリーニング方法であって、
前記対物レンズの内ヨークの先端に配置された電極を取り外す工程と、
前記内ヨーク内をクリーニングする工程と、
を含み、
前記対物レンズは、対物レンズ本体を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された前記内ヨークと、
前記電極を着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記電極は、前記内ヨークの先端に配置され、
前記電極は、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度が規制され、
前記嵌合孔にはめあわされる嵌合部を有する治具に、掃除具を固定する工程と、
前記嵌合部を前記嵌合孔にはめあわせて、前記掃除具を前記内ヨーク内に導入する工程と、
前記治具を動かして、前記掃除具で前記内ヨーク内をクリーニングする工程と、を含む、対物レンズのクリーニング方法。

【請求項17】

電子顕微鏡の対物レンズのクリーニング方法であって、
前記対物レンズの内ヨークの先端に配置されたオリフィスを取り外す工程と、
前記内ヨーク内をクリーニングする工程と、
を含み、
前記対物レンズは、対物レンズ本体を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された前記内ヨークと、
前記オリフィスを着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記オリフィスは、前記内ヨークの先端に配置され、
前記オリフィスは、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記オリフィスと前記対物レンズ本体の同軸度が規制され、
前記嵌合孔にはめあわされる嵌合部を有する治具に、掃除具を固定する工程と、
前記嵌合部を前記嵌合孔にはめあわせて、前記掃除具を前記内ヨーク内に導入する工程と、
前記治具を動かして、前記掃除具で前記内ヨーク内をクリーニングする工程と、を含む、対物レンズのクリーニング方法。

【請求項18】

請求項１６または１７において、
前記掃除具を固定する工程では、前記治具に複数の掃除具を固定する、対物レンズのクリーニング方法。

【請求項19】

請求項１８において、
前記電子顕微鏡は、前記内ヨーク内に配置され、電子を加速または減速させる加減速電極を含み、
前記加減速電極は、筒状であって、内部を電子線が通過し、
前記複数の掃除具のうちの第１掃除具は、筒状の前記加減速電極の内側に導入され、
前記複数の掃除具のうちの第２掃除具は、筒状の前記加減速電極の外側に導入される、対物レンズのクリーニング方法。

【請求項20】

請求項１６ないし１９のいずれか１項において、
前記電子顕微鏡は、試料ステージを有し、
前記治具を前記試料ステージに配置し、前記試料ステージで前記治具を移動させることで、前記掃除具を前記内ヨーク内に導入する、対物レンズのクリーニング方法。

【請求項21】

電子顕微鏡の対物レンズのクリーニングに用いられる掃除具を固定するための治具であって、
前記対物レンズの嵌合孔にはめあわされる嵌合部と、
前記掃除具を固定するための固定部と、
を含み、
前記嵌合部が前記嵌合孔にはめあわされることによって、前記固定部に固定された前記掃除具が前記対物レンズ内に導入される、治具。

【請求項22】

請求項２１において、
前記固定部には、複数の掃除具が固定可能であり、
前記嵌合部が前記嵌合孔にはめあわされることによって、前記固定部に固定された前記複数の掃除具が前記対物レンズ内に導入される、治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対物レンズ、電子顕微鏡、対物レンズのクリーニング方法、および治具に関する。

【背景技術】

【0002】

走査電子顕微鏡は、電子線で試料を走査し、試料から放出された二次電子や反射電子を検出し像を取得する電子顕微鏡である。走査電子顕微鏡は、特許文献１に記載されているように、コンデンサーレンズや、対物レンズを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－６３６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

走査電子顕微鏡では、対物レンズ内に微細な粉塵などの異物が入り込み、対物レンズ内に付着してしまう場合がある。対物レンズ内に異物が付着すると、放電が発生したり、帯電や非点の原因となったりする。そのため、対物レンズ内の異物を除去するためのクリーニングを行う必要がある。

【0005】

しかしながら、対物レンズの先端には電極やオリフィスなどが配置される場合がある。電極やオリフィスに形成される電子線を通過させるための孔は径が小さい。そのため、対物レンズ内をクリーニングすることは困難であった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る対物レンズの一態様は、
対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能な電極と、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記電極を着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記電極は、前記内ヨークの先端に配置され、
前記電極は、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記電極には、前記軸部よりも径が大きい磁極片が固定され、
前記嵌合孔は、前記外ヨークの先端の開口であり、
前記磁極片は、前記嵌合孔に前記軸部がはめあわされた場合に、前記外ヨークの先端に突き当たる突き当て面を有し、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度が規制される。
本発明に係る対物レンズの一態様は、
対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能な電極と、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記電極を着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記電極は、前記内ヨークの先端に配置され、
前記電極は、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
前記軸部よりも径が大きいフランジ部と、
を含み、
前記嵌合孔は、前記保持部に設けられ、
前記フランジ部は、前記嵌合孔に前記軸部がはめあわされた場合に、前記保持部の面に突き当たる突き当て面を有し、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度が規制される。
本発明に係る対物レンズの一態様は、
対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能な電極と、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記電極を着脱可能に保持するナット部と、
を含み、
前記電極は、前記内ヨークの先端に配置され、
前記電極は、
前記ナット部で保持されるねじ部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記ねじ部は、前記電極の先端に位置し、
前記ねじ部と前記ナット部は、ガタを有しながら螺合して、前記電極を保持し、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度を規制せず、
前記ねじ部を前記ナット部にねじ込むことで、前記軸部が前記篏合孔にはめあわされ、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度が規制される。

【0007】

このような対物レンズでは、内ヨークの先端に配置された電極が着脱可能であるため、対物レンズのクリーニングの際に電極を取り外すことができ、内ヨーク内の異物を容易に除去できる。

【0008】

本発明に係る対物レンズの一態様は、
対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能なオリフィスと、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記オリフィスを着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記オリフィスは、前記内ヨークの先端に配置され、
前記オリフィスは、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記オリフィスには、前記軸部よりも径が大きい磁極片が固定され、
前記嵌合孔は、前記外ヨークの先端の開口であり、
前記磁極片は、前記嵌合孔に前記軸部がはめあわされた場合に、前記外ヨークの先端に突き当たる突き当て面を有し、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記オリフィスと前記対物レンズ本体の同軸度が規制される。
本発明に係る対物レンズの一態様は、
対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能なオリフィスと、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記オリフィスを着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記オリフィスは、前記内ヨークの先端に配置され、
前記オリフィスは、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
前記軸部よりも径が大きいフランジ部と、
を含み、
前記嵌合孔は、前記保持部に設けられ、
前記フランジ部は、前記嵌合孔に前記軸部がはめあわされた場合に、前記保持部の面に突き当たる突き当て面を有し、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記オリフィスと前記対物レンズ本体の同軸度が規制される。
本発明に係る対物レンズの一態様は、
対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体に着脱可能なオリフィスと、
を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された内ヨークと、
前記オリフィスを着脱可能に保持するナット部と、
を含み、
前記オリフィスは、前記内ヨークの先端に配置され、
前記オリフィスは、
前記ナット部で保持されるねじ部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記ねじ部は、前記オリフィスの先端に位置し、
前記ねじ部と前記ナット部は、ガタを有しながら螺合して、前記電極を保持し、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度を規制せず、
前記ねじ部を前記ナット部にねじ込むことで、前記軸部が前記篏合孔にはめあわされ、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記オリフィスと前記対物レンズ本体の同軸度が規制される。

【0009】

このような対物レンズでは、内ヨークの先端に配置されたオリフィスが着脱可能であるため、対物レンズのクリーニングの際にオリフィスを取り外すことができ、内ヨーク内の異物を容易に除去できる。

【0010】

本発明に係る電子顕微鏡の一態様は、
上記対物レンズを含む。

【0011】

このような電子顕微鏡では、上記対物レンズを含むため、対物レンズのクリーニングが容易である。

【0012】

本発明に係る対物レンズのクリーニング方法の一態様は、
電子顕微鏡の対物レンズのクリーニング方法であって、
前記対物レンズの内ヨークの先端に配置された電極を取り外す工程と、
前記内ヨーク内をクリーニングする工程と、
を含み、
前記対物レンズは、対物レンズ本体を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された前記内ヨークと、
前記電極を着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記電極は、前記内ヨークの先端に配置され、
前記電極は、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記電極と前記対物レンズ本体の同軸度が規制され、
前記嵌合孔にはめあわされる嵌合部を有する治具に、掃除具を固定する工程と、
前記嵌合部を前記嵌合孔にはめあわせて、前記掃除具を前記内ヨーク内に導入する工程と、
前記治具を動かして、前記掃除具で前記内ヨーク内をクリーニングする工程と、を含む。

【0013】

このような対物レンズのクリーニング方法では、内ヨークの先端に配置された電極を取り外す工程を含むため、内ヨーク内の異物を容易に除去できる。

【0014】

本発明に係る対物レンズのクリーニング方法の一態様は、
電子顕微鏡の対物レンズのクリーニング方法であって、
前記対物レンズの内ヨークの先端に配置されたオリフィスを取り外す工程と、
前記内ヨーク内をクリーニングする工程と、
を含み、
前記対物レンズは、対物レンズ本体を含み、
前記対物レンズ本体は、
外ヨークと、
前記外ヨーク内に配置された前記内ヨークと、
前記オリフィスを着脱可能に保持する保持部と、
を含み、
前記オリフィスは、前記内ヨークの先端に配置され、
前記オリフィスは、
前記保持部で保持される被保持部と、
前記対物レンズ本体に設けられた嵌合孔にはめあわされる軸部と、
を含み、
前記嵌合孔と前記軸部のはめあいによって、前記オリフィスと前記対物レンズ本体の同軸度が規制され、
前記嵌合孔にはめあわされる嵌合部を有する治具に、掃除具を固定する工程と、
前記嵌合部を前記嵌合孔にはめあわせて、前記掃除具を前記内ヨーク内に導入する工程と、
前記治具を動かして、前記掃除具で前記内ヨーク内をクリーニングする工程と、を含む。

【0015】

このような対物レンズのクリーニング方法では、内ヨークの先端に配置されたオリフィスを取り外す工程を含むため、内ヨーク内の異物を容易に除去できる。

【0016】

本発明に係る治具の一態様は、
電子顕微鏡の対物レンズのクリーニングに用いられる掃除具を固定するための治具であって、
前記対物レンズの嵌合孔にはめあわされる嵌合部と、
前記掃除具を固定するための固定部と、
を含み、
前記嵌合部が前記嵌合孔にはめあわされることによって、前記固定部に固定された前記掃除具が前記対物レンズ内に導入される。

【0017】

このような治具では、対物レンズの嵌合孔にはめあわされる嵌合部を有するため、対物レンズ内の適切な位置に掃除具を導入することができる。したがって、容易に対物レンズ内をクリーニングできる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態に係る対物レンズが搭載された走査電子顕微鏡の構成を示す図。

【図2】第１実施形態に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図3】第１実施形態に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図4】第１実施形態に係る対物レンズのクリーニング方法の一例を示すフローチャート。

【図5】第１変形例に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図6】第１変形例に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図7】第２変形例に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図8】第２変形例に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図9】第２変形例に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図10】第２変形例に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図11】第２変形例に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図12】第２実施形態に係る対物レンズが搭載された走査電子顕微鏡の構成を示す図。

【図13】第２実施形態に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図14】第２実施形態に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図15】第１変形例に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図16】第１変形例に係る対物レンズを模式的に示す断面図。

【図17】第３実施形態に係る治具を模式的に示す断面図。

【図18】第３実施形態に係る治具を模式的に示す平面図。

【図19】掃除具で対物レンズの内ヨーク内の異物を除去している様子を模式的に示す断面図。

【図20】掃除具で対物レンズの内ヨーク内の異物を除去している様子を模式的に示す断面図。

【図21】掃除具で対物レンズの内ヨーク内の異物を除去している様子を模式的に示す断面図。

【図22】第２変形例に係る治具を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0020】

１． 第１実施形態
１．１． 電子顕微鏡
まず、第１実施形態に係る対物レンズが搭載された電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る対物レンズが搭載された走査電子顕微鏡１０の構成を示す図である。

【0021】

走査電子顕微鏡１０は、電子線ＥＢで試料Ｓを走査し、試料Ｓから放出された二次電子や反射電子を検出し像を取得する電子顕微鏡である。走査電子顕微鏡１０は、図１に示す
ように、対物レンズ１００が搭載されている。走査電子顕微鏡１０は、電子源１１と、コンデンサーレンズ１２と、走査偏向器１３と、試料ステージ１４と、電子検出器１５と、対物レンズ１００と、を含む。

【0022】

電子源１１は、電子を発生させる。電子源１１は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線ＥＢを放出する電子銃である。

【0023】

コンデンサーレンズ１２は、電子源１１から放出された電子線ＥＢを集束させる。コンデンサーレンズ１２によって、電子線ＥＢの径および電子線ＥＢの電流量を制御することができる。

【0024】

対物レンズ１００は、試料室に収容された試料Ｓの直前に配置されている。対物レンズ１００は、電子線ＥＢを集束させる。対物レンズ１００およびコンデンサーレンズ１２で電子線ＥＢを集束させることによって、電子プローブを形成できる。

【0025】

走査偏向器１３は、電子線ＥＢを二次元的に偏向させる。走査偏向器１３は、電子線ＥＢで試料Ｓ上を走査するために用いられる。

【0026】

試料ステージ１４には、試料Ｓが載置される。試料ステージ１４は、試料Ｓを保持することができる。試料ステージ１４は、試料Ｓを移動させるための移動機構を有している。試料ステージ１４で試料Ｓを移動させることにより、試料Ｓ上での電子線ＥＢが照射される位置を移動させることができる。

【0027】

電子検出器１５は、電子線ＥＢが試料Ｓに照射されることにより試料Ｓから放出された二次電子を検出する二次電子検出器である。なお、電子検出器１５は、電子線ＥＢが試料Ｓに照射されることにより試料Ｓから放出される反射電子を検出する反射電子検出器であってもよい。また、走査電子顕微鏡１０には、二次電子検出器と反射電子検出器の両方が搭載されていてもよい。

【0028】

１．２． 対物レンズ
図２および図３は、第１実施形態に係る対物レンズ１００を模式的に示す断面図である。なお、図２は、電界リング１５０が対物レンズ本体２に取り付けられた状態を図示し、図３は、電界リング１５０が対物レンズ本体２から取り外された状態を図示している。

【0029】

対物レンズ１００は、図２および図３に示すように、対物レンズ本体２と、電界リング１５０（電極の一例）と、を含む。対物レンズ本体２は、外ヨーク１１０と、内ヨーク１２０と、磁極片１３０と、加減速電極１４０と、ナット１６０（保持部の一例）と、を含む。

【0030】

外ヨーク１１０と内ヨーク１２０は、磁力線の経路を作る。内ヨーク１２０は、外ヨーク１１０内に配置されている。外ヨーク１１０と内ヨーク１２０の間の隙間には、不図示のコイルが配置されている。外ヨーク１１０と内ヨーク１２０は、コイルで作られた磁力線を磁極片１３０に導く。

【0031】

磁極片１３０は、電界リング１５０に固定されている。磁極片１３０は、コイルで作られた磁力線を、空間に漏洩させる。これにより、対物レンズ１００の光軸上に強い磁場が形成される。

【0032】

加減速電極１４０は、内ヨーク１２０内に配置される。加減速電極１４０は、筒状であり、内部を電子線ＥＢが通過する。加減速電極１４０には、高電圧が印加される。加減速
電極１４０に、高電圧が印加されると、加減速電極１４０と電界リング１５０との間で電界レンズが形成される。この電界レンズによって、電子線ＥＢを加速させたり、減速させたりすることができる。

【0033】

電界リング１５０は、対物レンズ本体２の先端に配置されている。具体的には、電界リング１５０は、外ヨーク１１０の先端および内ヨーク１２０の先端に配置されている。

【0034】

電界リング１５０は、加減速電極１４０との間で、電子線ＥＢを加速または減速させるための静電レンズを形成する。すなわち、電界リング１５０は、静電レンズを形成するための電極として機能する。電界リング１５０は、例えば、グランド電位である。

【0035】

電界リング１５０は、筒状である。電子線ＥＢは、電界リング１５０内を通過する。電界リング１５０の下端には、磁極片１３０が固定されている。電界リング１５０の上端には、ねじ部１５２（被保持部の一例）が設けられている。電界リング１５０の先端の外面に形成されたおねじが、ねじ部１５２を構成している。電界リング１５０は、対物レンズ本体２に対して着脱可能である。

【0036】

ナット１６０は、電界リング１５０を保持する。具体的には、ナット１６０と電界リング１５０に設けられたねじ部１５２が螺合することによって、ナット１６０に電界リング１５０が固定される。ナット１６０は、円筒状であり、内面にめねじ１６２が形成されている。ナット１６０は、外ヨーク１１０に固定されている。ナット１６０内に、内ヨーク１２０の先端が位置している。

【0037】

なお、図示はしないが、ナット１６０は、内ヨーク１２０に固定されていてもよい。また、図示はしないが、外ヨーク１１０の内面に、めねじを形成してもよい。すなわち、外ヨーク１１０に、電界リング１５０を保持するための保持部を設けてもよい。

【0038】

電界リング１５０のねじ部１５２を、ナット１６０に螺合することによって、電界リング１５０が保持される。ねじ部１５２とナット１６０によって電界リング１５０が保持されるため、電界リング１５０は対物レンズ本体２に対して着脱可能である。

【0039】

電界リング１５０のねじ部１５２の下には、軸部１５４が設けられている。軸部１５４は、ねじ部１５２と磁極片１３０との間に設けられている。軸部１５４は、筒状である。軸部１５４の直径は、ねじ部１５２の直径よりも大きい。

【0040】

電界リング１５０を外ヨーク１１０の先端の開口１１２（嵌合孔の一例）に挿入し、電界リング１５０のねじ部１５２をナット１６０にねじ込んでいくと、軸部１５４が外ヨーク１１０の開口１１２にはめあわされる。これにより、対物レンズ本体２と電界リング１５０の同軸度が確保される。具体的には、外ヨーク１１０と電界リング１５０の同軸度が確保される。

【0041】

このように、対物レンズ１００では、外ヨーク１１０の開口１１２と軸部１５４のはめあいによって、電界リング１５０と外ヨーク１１０（対物レンズ本体２）の同軸度が規制される。なお、電界リング１５０と外ヨーク１１０の同軸度とは、電界リング１５０の軸と外ヨーク１１０の軸の狂いの大きさをいう。

【0042】

対物レンズ１００では、上記のように、外ヨーク１１０の開口１１２と軸部１５４のはめあいによって、電界リング１５０と外ヨーク１１０の同軸度が規制される。そのため、ねじ部１５２とナット１６０は、ピッチおよび引っかかりを緩くして、ねじとしてのガタを大きくする。これにより、ねじ部１５２とナット１６０は、電界リング１５０を保持す
る機能を有し、同軸度を規制する機能を有さない。このように、対物レンズ１００では、ねじ部１５２とナット１６０は、電界リング１５０と外ヨーク１１０の同軸度の規制に寄与しない。

【0043】

電界リング１５０を外ヨーク１１０の先端の開口１１２に挿入し、電界リング１５０のねじ部１５２をナット１６０にねじ込んでいくと、電界リング１５０に固定された磁極片１３０の上面１３２が、外ヨーク１１０の先端の面１１４に突き当たる。これにより、電界リング１５０が外ヨーク１１０に対して傾くことを防止できる。すなわち、磁極片１３０の上面１３２は、電界リング１５０の垂直方向のずれを規制するための突き当て面として機能する。

【0044】

１．３． 対物レンズのクリーニング方法
図４は、対物レンズ１００のクリーニング方法の一例を示すフローチャートである。

【0045】

まず、走査電子顕微鏡１０内を大気解放する。そして、内ヨーク１２０の先端に配置された電界リング１５０を取り外す（Ｓ１００）。具体的には、ねじ部１５２を緩めることで、電界リング１５０を対物レンズ本体２から取り外す。これにより、内ヨーク１２０の先端から電界リング１５０を取り除くことができる。

【0046】

次に、内ヨーク１２０内の異物を除去する（Ｓ１０２）。内ヨーク１２０内の異物は、例えば、綿棒などを用いて除去できる。ここでは、内ヨーク１２０内に配置された加減速電極１４０内の異物を除去する。

【0047】

次に、電界リング１５０を対物レンズ本体２に取り付ける（Ｓ１０４）。電界リング１５０は、電界リング１５０の軸と外ヨーク１１０の軸が一致するように、取り付けられる。

【0048】

具体的には、電界リング１５０を外ヨーク１１０の先端の開口１１２に挿入し、電界リング１５０のねじ部１５２をナット１６０にねじ込んでいく。これにより、ナット１６０とねじ部１５２が螺合して電界リング１５０が保持されるとともに、外ヨーク１１０の開口１１２と軸部１５４のはめあいによって、電界リング１５０と外ヨーク１１０の同軸度が規制される。そして、走査電子顕微鏡１０内を真空排気する。

【0049】

以上の工程により、対物レンズ１００をクリーニングできる。

【0050】

１．４． 作用効果
対物レンズ１００は、対物レンズ本体２と、対物レンズ本体２に着脱可能な電界リング１５０を含む。また、対物レンズ本体２は、外ヨーク１１０と、内ヨーク１２０と、電界リング１５０を着脱可能に保持するナット１６０と、を含む。また、電界リング１５０は、ナット１６０で保持されるねじ部１５２と、外ヨーク１１０に設けられた開口１１２にはめあわされる軸部１５４と、を含み、開口１１２と軸部１５４のはめあいによって、電界リング１５０と対物レンズ本体２（外ヨーク１１０）の同軸度が規制される。

【0051】

このように、対物レンズ１００では、ナット１６０とねじ部１５２によって、電界リング１５０を着脱可能とし、かつ、開口１１２と軸部１５４のはめあいによって、電界リング１５０と外ヨーク１１０の同軸度が規制される。対物レンズ１００では、内ヨーク１２０の先端に配置された電界リング１５０が着脱可能であるため、対物レンズ１００のクリーニングの際に、電界リング１５０を取り外すことができる。これにより、内ヨーク１２０内に付着した異物を容易に除去できる。

【0052】

ここで、はめあいでは、ねじとナットに比べて、同軸度を小さくできる。そのため、対物レンズ１００では、電界リング１５０を着脱可能としながら、電界リング１５０と外ヨーク１１０の同軸度を小さくできる。したがって、クリーニングの際に取り外した電界リング１５０を対物レンズ本体２に取り付ける際に、容易に、電界リング１５０と外ヨーク１１０の同軸度を小さくできる。例えば、電界リング１５０の軸と外ヨーク１１０の軸を一致させることができる。

【0053】

対物レンズ１００では、軸部１５４がはめあわされる嵌合孔は、外ヨーク１１０の開口１１２である。そのため、対物レンズ１００では、電界リング１５０と外ヨーク１１０の同軸度を小さくできる。

【0054】

対物レンズ１００は、内ヨーク１２０内に配置された加減速電極１４０を含む。対物レンズ１００では、上述したように、電界リング１５０を取り外すことができるため、加減速電極１４０に付着した異物を容易に除去できる。

【0055】

走査電子顕微鏡１０は、対物レンズ１００を含むため、対物レンズ１００のクリーニングを容易に行うことができる。

【0056】

対物レンズ１００のクリーニング方法は、対物レンズ１００の内ヨーク１２０の先端に配置された電界リング１５０を取り外す工程と、内ヨーク１２０内をクリーニングする工程と、を含む。このようなクリーニング方法では、電界リング１５０を取り外す工程を含むため、内ヨーク１２０内のクリーニングを容易に行うことができる。

【0057】

１．５． 変形例
１．５．１． 第１変形例
図５および図６は、第１変形例に係る対物レンズ１０１を模式的に示す断面図である。なお、図５は、オリフィス１５１が対物レンズ本体２に取り付けられた状態を図示し、図６は、オリフィス１５１が対物レンズ本体２から取り外された状態を図示している。

【0058】

以下、第１変形例に係る対物レンズ１０１において、上述した対物レンズ１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0059】

上述した対物レンズ１００では、図２および図３に示すように、電界リング１５０が対物レンズ本体２に対して着脱可能であった。

【0060】

これに対して、対物レンズ１０１では、図５および図６に示すように、オリフィス１５１が対物レンズ本体２に対して着脱可能である。以下、対物レンズ１０１について、対物レンズ１００と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

【0061】

オリフィス１５１は、孔１５６を有している。孔１５６は、電子線ＥＢを通し、かつ、対物レンズ１０１内と対物レンズ１０１の外（試料室）との間に圧力差を形成する。例えば、オリフィス１５１によって対物レンズ１０１内を高真空に維持しつつ、試料室を低真空にできる。これにより、低真空状態で試料Ｓの観察ができる。

【0062】

なお、オリフィス１５１は、加減速電極１４０とともに電界レンズを形成する電極として機能してもよい。

【0063】

対物レンズ１０１は、対物レンズ本体２と、対物レンズ本体２に着脱可能なオリフィス１５１と、を含む。また、オリフィス１５１は、ねじ部１５２と、軸部１５４と、を有し
、外ヨーク１１０の開口１１２と軸部１５４のはめあいによって、オリフィス１５１と外ヨーク１１０の同軸度が規制される。

【0064】

したがって、対物レンズ１０１では、対物レンズ１００と同様に、対物レンズ１０１のクリーニングの際に、オリフィス１５１を取り外すことができる。これにより、内ヨーク１２０内に付着した異物を容易に除去できる。さらに、対物レンズ１０１では、対物レンズ１００と同様に、クリーニングの際に取り外したオリフィス１５１を対物レンズ本体２に取り付ける際に、容易に、オリフィス１５１と外ヨーク１１０の同軸度を小さくできる。

【0065】

なお、図１に示す走査電子顕微鏡１０において、対物レンズ１００の電界リング１５０を、オリフィス１５１と交換してもよい。

【0066】

１．５．２． 第２変形例
図７～図９は、第２変形例に係る対物レンズ１０２を模式的に示す断面図である。なお、図７は、電界リング１５０が対物レンズ本体２に取り付けられた状態を図示し、図８は、電界リング１５０が対物レンズ本体２から取り外された状態を図示している。図９は、図７のＩＸ－ＩＸ線断面図である。

【0067】

以下、第２変形例に係る対物レンズ１０２において、上述した対物レンズ１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0068】

上述した対物レンズ１００では、図２および図３に示すように、ナット１６０とねじ部１５２によって、電界リング１５０が対物レンズ本体２に着脱可能であった。すなわち、ナット１６０が保持部として機能し、ねじ部１５２が被保持部として機能した。

【0069】

これに対して、対物レンズ１０２では、図７～図９に示すように、支持リング１７０に固定されたボール１７２と電界リング１５０に設けられた凹部１５３によって、電界リング１５０が対物レンズ本体２に着脱可能である。

【0070】

支持リング１７０は、外ヨーク１１０に固定されている。なお、図示はしないが、支持リング１７０は、内ヨーク１２０に固定されてもよい。支持リング１７０には、図９に示すように、４つのボール１７２が固定されている。４つのボール１７２は、互いに等間隔（９０°間隔）で配置されている。なお、ボール１７２の数は、電界リング１５０を保持できれば特に限定されない。電界リング１５０には、４つのボール１７２に対応して４つの凹部１５３が設けられている。

【0071】

電界リング１５０を外ヨーク１１０の先端の開口１１２に挿入すると、４つのボール１７２が凹部１５３にはまる。これにより、電界リング１５０が保持される。このとき、軸部１５４が外ヨーク１１０の開口１１２にはめあわされる。これにより、外ヨーク１１０と電界リング１５０の同軸度が確保される。

【0072】

なお、図１０および図１１に示すように、支持リング１７０に固定された円環状のばねや円環状のゴムなどの弾性体１７３を、電界リング１５０の外面に形成された溝１５５にはめることで、電界リング１５０を保持してもよい。弾性体１７３と溝１５５によって、電界リング１５０を着脱可能にできる。

【0073】

２． 第２実施形態
２．１． 電子顕微鏡
次に、第２実施形態に係る対物レンズが搭載された電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図１２は、第２実施形態に係る対物レンズが搭載された走査電子顕微鏡２０の構成を示す図である。以下、走査電子顕微鏡２０において、上述した図１に示す走査電子顕微鏡１０の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0074】

走査電子顕微鏡２０は、図１２に示すように、対物レンズ２００が搭載されている。対物レンズ２００は、いわゆるセミインレンズ型の対物レンズである。対物レンズ２００では、試料Ｓから放出された二次電子が対物レンズ２００の漏洩磁場によってレンズ内に吸い上げられ、さらに、対物レンズ２００の磁場に拘束されたまま光軸に沿って上方に導かれる。そのため、電子検出器１５は、二次電子を効率よく検出するために、対物レンズ２００の上方に配置されている。

【0075】

２．２． 対物レンズ
図１３および図１４は、第２実施形態に係る対物レンズ２００を模式的に示す断面図である。なお、図１３は、先端電極２３０が対物レンズ本体２に取り付けられた状態を図示し、図１４は、先端電極２３０が対物レンズ本体２から取り外された状態を図示している。

【0076】

対物レンズ２００は、図１３および図１４に示すように、対物レンズ本体２と、先端電極２３０（電極の一例）と、を含む。対物レンズ本体２は、外ヨーク２１０と、内ヨーク２２０と、ナット２４０（保持部の一例）と、絶縁部材２５０と、を含む。

【0077】

外ヨーク２１０および内ヨーク２２０は、上述した外ヨーク１１０および内ヨーク１２０と同様の構成、同様の機能を有している。

【0078】

先端電極２３０は、対物レンズ本体２の先端に配置されている。具体的には、先端電極２３０は、内ヨーク１２０の先端に配置されている。先端電極２３０は、対物レンズ２００内に電子を引き寄せる、または、電子を跳ねのけるための電極である。先端電極２３０は、筒状であり、先端電極２３０内を電子線ＥＢが通過する。先端電極２３０には、所定の電圧が印加される。

【0079】

先端電極２３０の上端には、ねじ部２３２（被保持部の一例）が設けられている。また、先端電極２３０のねじ部２３２の下には、軸部２３４が設けられている。軸部２３４は、ねじ部２３２とフランジ部２３８との間に設けられている。軸部２３４は、筒状である。軸部２３４の直径は、ねじ部２３２の直径よりも大きい。軸部２３４の下には、突き当て面２３６が設けられている。突き当て面２３６は、フランジ部２３８の上面であり、フランジ部２３８の直径は、軸部２３４の直径よりも大きい。先端電極２３０は、ナット２４０に対して着脱可能である。

【0080】

ナット２４０は、先端電極２３０を保持する。具体的には、ナット２４０と先端電極２３０に設けられたねじ部２３２が螺合することによって、ナット２４０に先端電極２３０が固定される。ナット２４０は、円筒状であり、内面にめねじ２４２が形成されている。

【0081】

ナット２４０には、嵌合孔２４４が設けられている。嵌合孔２４４は、ナット２４０の内面で規定される孔であり、めねじ２４２が設けられた部分の下に位置している。

【0082】

ナット２４０は、絶縁リング２７０と絶縁ブッシュ２７２を介して、固定ビス２７４で台座フランジ２７６に固定されている。絶縁リング２７０と絶縁ブッシュ２７２によって、先端電極２３０と台座フランジ２７６は、電気的に独立している。ナット２４０には、
端子２８０と配線２８２によって、電圧が印加される。ナット２４０に電圧が印加されることによって、ナット２４０に取り付けられた先端電極２３０に電圧が印加される。

【0083】

ナット２４０と外ヨーク２１０との間には、絶縁部材２５０が配置されている。絶縁部材２５０によって、ナット２４０と外ヨーク２１０との間を電気的に絶縁できる。絶縁部材２５０は、例えば、Ｏリングであり、ナット２４０と外ヨーク２１０との間を気密に封止する。

【0084】

先端電極２３０のねじ部２３２をナット２４０にねじ込んでいくと、軸部２３４がナット２４０の嵌合孔２４４にはめあわされる。これにより、内ヨーク２２０と先端電極２３０の同軸度が確保される。このように、対物レンズ２００では、ナット２４０の嵌合孔２４４と軸部２３４のはめあいによって、先端電極２３０と対物レンズ本体２の同軸度が規制される。具体的には、先端電極２３０と内ヨーク２２０の同軸度が規制される。

【0085】

対物レンズ２００では、対物レンズ１００と同様に、ねじ部２３２とナット２４０は、ピッチおよび引っかかりを緩くして、ねじとしてのガタを大きくする。これにより、ねじ部２３２とナット２４０は、先端電極２３０を保持する機能を有し、同軸度を規制する機能を有さない。このように、対物レンズ２００では、ねじ部２３２とナット２４０は、先端電極２３０と内ヨーク２２０の同軸度の規制に寄与しない。

【0086】

先端電極２３０のねじ部２３２をナット２４０にねじ込んでいくと、先端電極２３０の突き当て面２３６が、ナット２４０の先端の面２４６に突き当たる。これにより、先端電極２３０が内ヨーク２２０に対して傾くことを防止できる。すなわち、突き当て面２３６は、電界リング１５０の垂直方向のずれを規制する。

【0087】

２．３． 対物レンズのクリーニング方法
対物レンズ２００のクリーニング方法は、上述した対物レンズ１００のクリーニング方法と同様であり、その説明を省略する。

【0088】

２．４． 作用効果
対物レンズ２００は、対物レンズ１００と同様に、ナット２４０とねじ部２３２によって、先端電極２３０を着脱可能とし、かつ、嵌合孔２４４と軸部２３４のはめあいによって、先端電極２３０と内ヨーク２２０の同軸度が規制される。したがって、対物レンズ２００では、対物レンズ１００と同様に、クリーニングの際に、先端電極２３０を取り外すことができる。これにより、内ヨーク２２０内に付着した異物を容易に除去できる。また、対物レンズ２００では、対物レンズ１００と同様に、容易に、先端電極２３０と内ヨーク２２０の同軸度を小さくできる。

【0089】

対物レンズ２００では、ナット２４０に、嵌合孔２４４が設けられている。また、ナット２４０は、外ヨーク２１０内に配置され、ナット２４０と外ヨーク２１０の間には、絶縁部材２５０が配置されている。そのため、対物レンズ２００では、先端電極２３０と外ヨーク２１０を電気的に独立にできる。

【0090】

また、対物レンズ２００では、絶縁部材２５０は、Ｏリングであり、外ヨーク２１０とナット２４０との間を気密に封止する。そのため、対物レンズ２００では、対物レンズ２００の内と外に圧力差をつくることができる。

【0091】

対物レンズ２００では、内ヨーク２２０と先端電極２３０とは、離間している。そのため、内ヨーク２２０と先端電極２３０を電気的に独立にできる。

【0092】

２．５． 変形例
２．５．１． 第１変形例
図１５および図１６は、第１変形例に係る対物レンズ２０１を模式的に示す断面図である。なお、図１５は、オリフィス２３１が対物レンズ本体２に取り付けられた状態を図示し、図１６は、オリフィス２３１が対物レンズ本体２から取り外された状態を図示している。

【0093】

以下、第１変形例に係る対物レンズ２０１において、上述した対物レンズ１０１および対物レンズ２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0094】

上述した対物レンズ２００では、図１３および図１４に示すように、先端電極２３０が対物レンズ本体２に対して着脱可能であった。

【0095】

これに対して、対物レンズ２０１では、図１５および図１６に示すように、オリフィス１５１が対物レンズ本体２に対して着脱可能である。オリフィス２３１は、孔２３５を有している。孔２３５は、電子線ＥＢを通し、かつ、対物レンズ２０１内と対物レンズ２０１の外（試料室）との間に圧力差を形成する。対物レンズ２０１のその他の構成は、対物レンズ２００と同様であり、その説明を省略する。

【0096】

対物レンズ２０１では、対物レンズ２００と同様に、対物レンズ２０１のクリーニングの際に、オリフィス２３１を取り外すことができる。これにより、内ヨーク２２０内に付着した異物を容易に除去できる。さらに、対物レンズ２０１では、対物レンズ２００と同様に、クリーニングの際に取り外したオリフィス２３１を対物レンズ本体２に取り付ける際に、容易に、オリフィス２３１と内ヨーク２２０の同軸度を小さくできる。

【0097】

なお、図１２に示す走査電子顕微鏡２０において、対物レンズ２００の先端電極２３０を、オリフィス２３１と交換してもよい。

【0098】

２．５．２． 第２変形例
上述した対物レンズ２００では、図１３および図１４に示すように、ナット２４０とねじ部２３２によって、先端電極２３０が対物レンズ本体２に対して着脱可能であったが、先端電極２３０を着脱可能とする手法はこれに限定されない。例えば、上述した「１．５．２． 第２変形例」と同様の手法で、先端電極２３０を着脱可能としてもよい。

【0099】

３． 第３実施形態
３．１． 治具
次に、第３実施形態に係る治具について図面を参照しながら説明する。図１７は、第３実施形態に係る治具３００を模式的に示す断面図である。図１８は、第３実施形態に係る治具３００を模式的に示す平面図である。なお、図１７は、図１８のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線断面図である。

【0100】

治具３００は、上述した図２および図３に示す走査電子顕微鏡１０の対物レンズ１００のクリーニングに用いられる掃除具３０１を保持するための治具である。治具３００を用いることで、上述した図４に示す内ヨーク１４０内の異物を除去する工程Ｓ１０２において容易に内ヨーク１４０内の異物を除去できる。

【0101】

治具３００は、図１７および図１８に示すように、嵌合部３１２を有する筐体３１０と、掃除具３０１を固定するための固定部３２０と、を含む。

【0102】

筐体３１０は、固定部３２０を収容している。筐体３１０は、筒状であり、内部に固定部３２０を収容している。

【0103】

筐体３１０の先端には、外ヨーク１１０の開口１１２にはめあわされる嵌合部３１２が設けられている。嵌合部３１２は、筒状であり、筐体３１０の他の部分よりも径が小さい。嵌合部３１２と筐体３１０の他の部分との境界には段差が形成されており、この段差によって上面３１１が形成されている。筐体３１０の上面３１１は、後述するように、治具３００の垂直方向のずれを規制するための突き当て面として機能する。

【0104】

筐体３１０は、例えば、対物レンズ１００の外ヨーク１１０よりも柔らかい材料で構成されている。筐体３１０の材質は、例えば、アクリル樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）などの樹脂である。また、外ヨーク１１０の材質が鉄の場合、筐体３１０として、アルミニウムや、銅などの鉄よりも柔らかい金属を用いてもよい。

【0105】

固定部３２０は、掃除具３０１を固定するための部材である。掃除具３０１は、例えば、綿棒や、ブラシなどである。固定部３２０は、筐体３１０内に収容されている。固定部３２０は、例えば、円柱状である。固定部３２０の上面には、掃除具３０１を固定するための孔３２２が設けられている。図示の例では、固定部３２０には、４つの孔３２２が設けられている。４つの孔３２２のうちの２つの孔３２２は、加減速電極１４０の内側に導入される掃除具３０１を固定するためのものであり、他の２つの孔３２２は、加減速電極１４０の外側に導入される掃除具３０１を固定するためのものである。当該２つの孔３２２は、第１仮想円上に配置され、当該他の２つの孔３２２は、第１仮想円よりも径が大きい第２仮想円上に配置されている。第１仮想円および第２仮想円は、中心が同じ位置にある同心円である。

【0106】

固定部３２０の４つの孔３２２の各々には、掃除具３０１が挿入される。すなわち、固定部３２０には、４つの掃除具３０１が固定される。なお、固定部３２０に固定される掃除具３０１の数は特に限定されない。

【0107】

筐体３１０の側面には、長孔３１４が設けられている。固定部３２０は、長孔３１４を通る固定用ねじ３３０で筐体３１０に固定されている。長孔３１４は、上下方向（高さ方向）に延びる孔であり、固定部３２０を固定する位置が変更可能となっている。固定部３２０を固定する位置を変更することによって、掃除具３０１の高さを調整できる。

【0108】

３．２． 対物レンズのクリーニング方法
対物レンズ１００のクリーニング方法は、上述した「１．３． 対物レンズのクリーニング方法」で説明したとおりであり、内ヨーク１２０の先端に配置された電界リング１５０を取り外す工程Ｓ１００と、内ヨーク１２０内の異物を除去する工程Ｓ１０２と、電界リング１５０を対物レンズ本体２に取り付ける工程Ｓ１０４と、を含む。

【0109】

掃除具３０１を保持する治具３００は、内ヨーク１２０内の異物を除去する工程Ｓ１０２で用いられる。

【0110】

図１９は、治具３００に保持された掃除具３０１で内ヨーク１２０内の異物を除去している様子を模式的に示す断面図である。

【0111】

まず、図１７および図１８に示すように、治具３００の固定部３２０に複数の掃除具３０１を固定する。固定部３２０の孔３２２に掃除具３０１を差し込むことで、固定部３２０に掃除具３０１を固定できる。

【0112】

次に、図１９に示すように、治具３００の嵌合部３１２を、外ヨーク１１０の開口１１２にはめあわせる。

【0113】

具体的には、嵌合部３１２を開口１１２に挿入すると、筐体３１０の上面３１１が外ヨーク１１０の先端の面１１４に突き当たる。これにより、治具３００が外ヨーク１１０に対して傾くことを防止できる。上面３１１が面１１４に突き当たると、嵌合部３１２が開口１１２にはめあわされる。このようにして、治具３００の嵌合部３１２を、外ヨーク１１０の開口１１２にはめあわせることができる。このとき、外ヨーク１１０の開口１１２は、治具３００によって塞がれる。

【0114】

嵌合部３１２を外ヨーク１１０の開口１１２にはめあわせることによって、図１９に示すように、４つの掃除具３０１を内ヨーク１２０内に導入できる。図示の例では、２つの掃除具３０１が内ヨーク１２０の内側に導入され、内ヨーク１２０の内面に接している。また、他の２つの掃除具３０１が内ヨーク１２０の外側に導入され、内ヨーク１２０の外面に接している。ここで、開口１１２と嵌合部３１２のはめあいによって、治具３００と対物レンズ本体２（外ヨーク１１０）の同軸度が規制される。そのため、内ヨーク１２０内において４つの掃除具３０１を適切な位置に導入することができる。

【0115】

次に、治具３００を回転させる。これにより、内ヨーク１２０の内側に導入された２つの掃除具３０１によって内ヨーク１２０の内側の異物を除去でき、内ヨーク１２０の外側に導入された２つの掃除具３０１によって内ヨーク１２０の外側の異物を除去できる。例えば、ユーザーが筐体３１０を持って、筐体３１０を回転させることによって、治具３００を回転させることができる。

【0116】

なお、図２０に示すように、固定用ねじ３３０で固定部３２０を固定する位置を変更することによって、掃除具３０１の高さを調整できる。

【0117】

内ヨーク１２０内のクリーニングが終了した後、電界リング１５０を対物レンズ本体２に取り付ける。

【0118】

３．３． 作用効果
対物レンズ１００のクリーニング方法は、対物レンズ１００の外ヨーク１１０の開口１１２にはめあわされる嵌合部３１２を有する治具３００に複数の掃除具３０１を固定する工程と、嵌合部３１２を開口１１２にはめあわせて、複数の掃除具３０１を内ヨーク１２０内に導入する工程と、治具３００を動かして、複数の掃除具３０１で内ヨーク１２０内をクリーニングする工程と、を含む。治具３００は、対物レンズ１００の開口１１２にはめあわされる嵌合部３１２を有するため、対物レンズ１００内の適切な位置に掃除具３０１を導入することができる。したがって、対物レンズ１００のクリーニング方法では、容易に対物レンズ１００内をクリーニングできる。

【0119】

対物レンズ１００のクリーニング方法では、４つの掃除具３０１のうちの２つの掃除具３０１（第１掃除具）は、加減速電極１４０の内側に導入され、４つの掃除具３０１のうちの他の２つの掃除具３０１（第２掃除具）は、加減速電極１４０の外側に導入される。そのため、対物レンズ１００のクリーニング方法では、加減速電極１４０の内側および外側の異物を除去できる。

【0120】

対物レンズ１００のクリーニング方法では、筐体３１０には、高さ方法に延びる長孔３１４が設けられ、長孔３１４に固定用ねじ３３０を通して固定部３２０を筐体３１０に固定できる。そのため、掃除具３０１の高さを調整できる。

【0121】

治具３００は、走査電子顕微鏡１０の対物レンズ１００の外ヨーク１１０の開口１１２にはめあわされる嵌合部３１２と、複数の掃除具３０１を固定するための固定部３２０と、を含み、嵌合部３１２が開口１１２にはめあわされることによって、複数の掃除具３０１が対物レンズ１００内に導入される。このように、治具３００は、対物レンズ１００の開口１１２にはめあわされる嵌合部３１２を有するため、対物レンズ１００内の適切な位置に掃除具３０１を導入することができる。したがって、容易に対物レンズ１００内をクリーニングできる。

【0122】

３．４． 変形例
以下では、上述した治具３００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

【0123】

３．４．１． 第１変形例
図２１は、治具３００に保持された掃除具３０１で内ヨーク１２０内の異物を除去している様子を模式的に示す断面図である。

【0124】

図２１に示すように、治具３００を試料ステージ１４上に設置し、試料ステージ１４を動作させることで、掃除具３０１で内ヨーク１２０内をクリーニングしてもよい。

【0125】

例えば、試料ステージ１４で治具３００を高さ方向に移動させることで、試料ステージ１４に設置された治具３００の嵌合部３１２を外ヨーク１１０の開口１１２にはめあわせることができる。

【0126】

また、試料ステージ１４で治具３００を回転させることによって、内ヨーク１２０の内側および内ヨーク１２０の外側の異物を除去できる。

【0127】

３．４．２． 第２変形例
図２２は、第２変形例に係る治具４００を説明するための図である。以下、治具４００において、上述した治具３００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0128】

治具４００は、図２２に示すように、筐体３１０を回転させる回転機構４１０を有する。回転機構４１０は、例えば、モーターを含み、モーターの回転力によって筐体３１０を回転させる。筐体３１０を回転させることによって、固定部３２０が回転し、固定部３２０に固定された掃除具３０１が回転する。掃除具３０１を回転させることによって、内ヨーク１２０の内側および内ヨーク１２０の外側の異物を除去できる。なお、回転機構４１０の構成は特に限定されない。

【0129】

３．４．３． 第３変形例
上述した実施形態では、治具３００を走査電子顕微鏡１０の対物レンズ１００のクリーニングに用いる場合について説明したが、治具３００を走査電子顕微鏡２０の対物レンズ２００のクリーニングに用いてもよい。治具３００を対物レンズ２００のクリーニングに用いる場合も、治具３００を対物レンズ１００のクリーニングに用いる場合と同様の作用効果を奏することができる。

【0130】

なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。

【0131】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に
同一の構成とは、例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0132】

２…対物レンズ本体、１０…走査電子顕微鏡、１１…電子源、１２…コンデンサーレンズ、１３…走査偏向器、１４…試料ステージ、１５…電子検出器、２０…走査電子顕微鏡、１００…対物レンズ、１０１…対物レンズ、１０２…対物レンズ、１１０…外ヨーク、１１２…開口、１１４…面、１２０…内ヨーク、１３０…磁極片、１３２…上面、１４０…加減速電極、１５０…電界リング、１５１…オリフィス、１５２…ねじ部、１５３…凹部、１５４…軸部、１５５…溝、１５６…孔、１６０…ナット、１６２…めねじ、１７０…支持リング、１７２…ボール、１７３…弾性体、２００…対物レンズ、２０１…対物レンズ、２１０…外ヨーク、２２０…内ヨーク、２３０…先端電極、２３１…オリフィス、２３２…ねじ部、２３４…軸部、２３５…孔、２３６…突き当て面、２３８…フランジ部、２４０…ナット、２４２…めねじ、２４４…嵌合孔、２４６…面、２５０…絶縁部材、２７０…絶縁リング、２７２…絶縁ブッシュ、２７４…固定ビス、２７６…台座フランジ、２８０…端子、２８２…配線、３００…治具、３０１…掃除具、３１０…筐体、３１１…上面、３１２…嵌合部、３１４…長孔、３２０…固定部、３２２…孔、３３０…固定用ねじ、４００…治具、４１０…回転機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】