(57)【要約】【課題】試料の軸を試料台の回転軸に合わせ、省スペースにおいて試料の位置調整を行う顕微鏡用試料台を提供する。【解決手段】線状体の試料における周方向の異なる位置を顕微鏡で観察し検査するための顕微鏡用試料台である。回転軸21（回転軸a）を有する回転体20（回転体Ａ）と、回転体20に対して、回転軸21と偏心した回転軸31（回転軸b）にて回転自在に支持される回転体30（回転体Ｂ）、と、回転体30に対して、回転軸21及び回転軸31の双方と偏心した回転軸41（回転軸c）にて回転自在に支持され、前記試料の軸を回転軸21と実質的に平行に保持する試料ホルダ10を有する回転体40（回転体Ｃ）、とを備える。前記回転軸21、回転軸31、回転軸41及び試料ホルダ10は、回転体40及び回転体30の少なくとも一方を回転することで、試料Sの軸を回転軸21と同軸に調整するように配置されている。【選択図】図１
2011100629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状体の試料における周方向の異なる位置を顕微鏡で観察し検査するための顕微鏡用試料台であって、
回転軸aを有する回転体Ａと、
回転体Ａに対して、回転軸aと偏心した回転軸bにて回転自在に支持される回転体Ｂと、
回転体Ｂに対して、回転軸a及びbの双方と偏心した回転軸cにて回転自在に支持され、前記試料の軸を回転軸aと実質的に平行に保持する試料ホルダを有する回転体Ｃとを備え、
前記回転軸a、回転軸b、回転軸c及び試料ホルダは、回転体Ｃ及び回転体Ｂの少なくとも一方を回転することで、試料の軸を回転軸aと同軸に調整するように配置されていることを特徴とする顕微鏡用試料台。
【請求項２】
回転軸aと回転軸bとの距離d1と、回転軸bと回転軸cとの距離d2と、回転軸cと試料ホルダとの距離d3の関係が、d3＞｜d1−d2｜であることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用試料台。
【請求項３】
回転体Ａ〜Ｃの各々が円板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の顕微鏡用試料台。
【請求項４】
回転軸aが回転体Ａの中心に位置し、
回転軸bと回転体Ｂの中心を通る線分を直線L1、回転軸cと回転体Ｂの中心を通る線分を直線L2とするとき、直線L1と直線L2とが直交することを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡用試料台。
【請求項５】
回転軸aと回転軸bとの距離、及び回転軸cと試料ホルダとの距離の各々が、試料の直径の10倍以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の顕微鏡用試料台。
【請求項６】
線状体の試料における周方向の異なる位置を顕微鏡で観察し検査する線状体の検査方法であって、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の顕微鏡用試料台における試料ホルダに線状体の試料をセットする過程と、
前記回転体Ｃ及び回転体Ｂの少なくとも一方を回転することで、試料の軸を回転軸aと同軸に調整する過程と、
試料の軸を回転軸aと同軸にしたまま前記回転体Ａを回転することで試料を回転させ、試料の周方向の視野を順次移動させて試料表面を観察し検査する過程とを備えることを特徴とする線状体の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状体の表面状態を検査するための顕微鏡用試料台及び線状体の検査方法に関するものである。特に、極細線などの線状体の表面状態を周方向の異なる位置で検査するための顕微鏡用試料台及び線状体の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤなどの線状体の表面状態を走査電子顕微鏡(SEM)で観察し検査することにより、ワイヤを伸線したダイスの内面状態の把握や、伸線条件の調整が行われている。もし線状体の表面に傷などがあれば、ダイスの内面に損傷があるか、伸線条件に問題があったと推定する。このような検査を行うためのSEMの試料台は、通常、平面からなる試料の載置面を有する。線状体の試料は、この載置面と試料の軸とを実質的に平行にして試料台に載せられて観察し検査される。
【０００３】
一方、線状体として毛髪の表面状態を反射顕微鏡で検査するための試料台として、被検体となる毛髪（試料）を顕微鏡の視野のｘ軸およびｙ軸方向に移動させるとともに被検体の軸を回転軸として回転させる試料台が特許文献１に開示されている。
【０００４】
この試料台は、第１ステージ板と第２ステージ板と被検体固定手段とからなるステージを備えており、第２ステージ板は第１ステージ板上にあって顕微鏡のｘ軸方向に移動可能であり、第１ステージ板は顕微鏡のｙ軸方向に移動可能である。被検体固定手段は第２ステージ板上にあって、被検体の両端を保持具で固定し、回転ハンドルにより被検体の軸を回転軸として回転可能である。第１ステージ板と第２ステージ板の移動により被検体の位置調整を行い、被検体保持手段の回転により被検体の周方向全体の表面状態を検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６３−４６４３号公報（第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の従来技術でワイヤ表面における周方向の異なる位置を観察し検査するには、次のような問題がある。
【０００７】
まず、SEMで用いられている試料台では、線状体の試料のうち載置面側に向いた箇所には電子線を照射できないため、その表面状態を観察し検査することができない。ここで、線状体を回転させるために、線状体の軸に平行で、かつ載置面上に沿った軸を回転軸として載置面を回転させることが考えられる。しかし、その場合、載置面の回転軸と試料の回転軸とが一致していないため、載置面を90°回転させるごとに試料の半径分ずつ試料の位置がずれる。その結果、線状体の周方向の異なる位置を観察し検査するには、載置面を回転させる都度焦点や非点の再調整が必要になり、その調整作業が煩雑である。特に、この調整作業は、線状体の径が異なれば、その径に応じて行わなければならない。
【０００８】
次に、特許文献１に記載の試料台では、試料そのものを光軸と直交する平面上で移動させる平面移動機構としてX-Yステージは備えているが、試料の軸と試料を保持する保持具の回転軸とを一致させるための同軸調整機構は何ら備えていない。
【０００９】
また、この同軸調整機構としてX-Yステージを利用することも考えられなくはないが、その場合X-Yステージは、平面移動機構と同軸調整機構のために２つ必要になり、試料台の構成が複雑化・大型化する。特にSEMの場合、試料台の設置空間の寸法上、このような複雑で大型の機構は採用し難い。これは、例えば、SEMの試料台の設置空間は、像質に大きく影響する試料と対物レンズ間の距離は一般的に数mmから15mm程度と小さく、この限られた空間の中で、対物レンズや検出器に干渉しないようにX-Yステージを収納することが困難なためである。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、限られたスペースにおいて試料の位置調整を行い、試料の軸を試料台の回転軸に合わせることが可能な顕微鏡用試料台を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、上記顕微鏡用試料台を用いた線状体の検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、回転体を複数用いて、個々の回転体の回転を利用して試料の位置調整を行うことで上記目的を達成する。
【００１３】
本発明の試料台は、線状体の試料における周方向の異なる位置を顕微鏡で観察し検査するための顕微鏡用試料台に係るものである。この顕微鏡用試料台は、３つの回転体Ａ、Ｂ、Ｃを備える。回転体Ａは回転軸aを有する。回転体Ｂは、回転体Ａに対して、回転軸aと偏心した回転軸bにて回転自在に支持される。回転体Ｃは、回転体Ｂに対して、回転軸a及びbの双方と偏心した回転軸cにて回転自在に支持され、上記試料の軸を回転軸aと実質的に平行に保持する試料ホルダを有する。上記回転軸a、回転軸b、回転軸c及び試料ホルダは、回転体Ｃ及び回転体Ｂの少なくとも一方を回転することで、試料の軸を回転軸aと同軸に調整するように配置されている。
【００１４】
試料の軸を回転軸aと同軸に合わせ、回転体Ａを回転することにより試料を回転させて、試料の周方向の異なる位置を観察し検査することができる。このとき、試料の軸と回転軸aが同軸のため、試料を回転しても試料の軸が観察位置からずれることはない。そのため、一旦試料の軸を回転軸aと同軸に調整すれば、試料を回転しても焦点や非点の再調整は不要となる。
【００１５】
また、試料の軸を回転軸aと同軸に合わせているので、線状体の径が異なっても、その同一試料においては回転による観察位置からのずれはなく、その径に応じた焦点や非点の再調整は不要となる。よって、この試料台は試料である線状体の線径を問わずに利用することができる。
【００１６】
この試料台は、X-Yステージのような大掛かりな機構を必要としないので、限られたスペースに設置することができる。
【００１７】
本発明の試料台の一形態として、回転軸aと回転軸bとの距離d1と、回転軸bと回転軸cとの距離d2と、回転軸cと試料ホルダとの距離d3の関係が、d3＞｜d1−d2｜であることが挙げられる。
【００１８】
上記条件を満たすことにより、試料の軸を回転軸aに合わせることができないという事態を避けることができる。回転軸a、回転軸b、回転軸c及び試料ホルダを一直線上に並べたとき、d1＞d2の場合、d3＜d1−d2であれば、回転軸cは回転軸aと回転軸bの間にあり、試料ホルダが回転軸aと回転軸cの間にあることになって試料の軸を回転軸aに合わせることができない。d1＜d2の場合、d3＜d2−d1であれば、回転軸aが回転軸bと回転軸cの間にあり、試料ホルダが回転軸aと回転軸cの間にあることになって試料の軸を回転軸aに合わせることができない。試料の軸を回転軸aと同軸にするためには、試料ホルダは回転軸cを基点にして回転軸aに達することが少なくとも必要であり、理論上、d1＞d2の場合、d3＝d1−d2、d1＜d2の場合、d3＝d2−d1でも構わない。但し、更に線状体の径が異なることを考慮すれば、試料ホルダは回転軸cを基点にして回転軸aを挟むことが好ましい。より好ましくは、試料ホルダが回転軸cを基点にして回転軸aを挟んだとき、試料ホルダと回転軸aとの距離が、試料の直径以上である。なお、d1＝d2の場合、理論上d3は0よりも大きければよいが、実用上は試料の直径以上であることが好ましい。
【００１９】
本発明の試料台の一形態として、回転体Ａ〜Ｃの各々が円板であることが挙げられる。
【００２０】
各回転体を円板にすることで、個々の回転体の回転作業が行いやすくなる。
【００２１】
本発明の試料台の一形態として、回転体Ａ〜Ｃの各々が円板であるとき、回転軸aが回転体Ａの中心に位置し、回転軸bと回転体Ｂの中心を通る線分を直線L1、回転軸cと回転体Ｂの中心を通る線分を直線L2とするとき、直線L1と直線L2とが直交することが挙げられる。
【００２２】
回転軸aが回転体Ａの中心に位置し、上記直線同士が直交になっていることで、試料ホルダの位置の見当がつけやすいので、試料の軸を回転軸aと同軸にする作業が容易になる。特に、回転体Ｂと回転体Ｃの一方を試料の軸を回転軸aに合わせるための水平方向の位置調整に利用し、他方を試料の軸を回転軸aに合わせるための垂直方向の位置調整に利用することができ、高精度に試料の軸を回転軸aに位置合わせできる。
【００２３】
本発明の試料台の一形態として、回転軸aと回転軸bとの距離、及び回転軸cと試料ホルダとの距離の各々が、試料の直径の10倍以上、より好ましくは100倍以上であることが挙げられる。
【００２４】
回転軸aと回転軸bとの距離、及び回転軸cと試料ホルダとの距離は、試料の直径の10倍以上であると、回転体Ｂ及び回転体Ｃの回転に伴う試料の円弧運動を直線運動に近似させ易くでき、試料の軸を回転軸aと精度良く同軸に合わせることができる。これらの距離はより好ましくは、試料が顕微鏡の他部材に干渉しない限り、長ければ長い程精度良く同軸に合わせることができる。
【００２５】
一方、本発明の線状体の検査方法は、上記本発明の試料台を用いて線状体の試料を顕微鏡で観察し検査する方法に係り、次の各過程を備えることを特徴とする。
（１）本発明の試料台における試料ホルダに線状体の試料をセットする過程。
（２）回転体Ｃ及び回転体Ｂの少なくとも一方を回転することで、試料の軸を回転軸aと同軸に調整する過程。
（３）試料の軸を回転軸aと同軸にしたまま回転体Ａを回転することで試料を回転させ、試料の周方向の視野を順次移動させて試料表面を観察し検査する過程。
【００２６】
上記方法を用いると、回転体Ｃ及び回転体Ｂの少なくとも一方の回転により試料の軸を回転軸aと同軸に調整して試料の位置調整が行え、回転体Ａにより試料の周方向の異なる位置の表面状態を観察し検査することができる。一旦試料の軸を回転軸aと同軸に調整すれば、試料の異なる位置の表面状態は回転体Ａを回転すれば検査ができるので、従来必要であった焦点や非点の再調整は不要となり作業が容易となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の顕微鏡用試料台は、回転体を複数用いて、個々の回転体の回転を利用して試料の位置調整を行うことで、試料の軸を試料台の回転軸に合わせ、限られたスペースにおいて試料の位置調整を行い、試料の表面状態を周方向の異なる位置で観察し検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態に係る本発明の顕微鏡用試料台を示し、（ａ）は個々の回転体を合わせた状態の平面図であり、（ｂ）は個々の回転体を広げた状態の平面図であり、（ｃ）は個々の回転体を広げた状態の側面図である。
【図２】図１の顕微鏡用試料台で用いた試料ホルダを示し、（ａ）は試料ホルダに試料を設置した状態の平面図であり、（ｂ）は試料ホルダに試料を設置した状態の側面図である。
【図３】図１の顕微鏡用試料台を示し、（ａ）は試料の軸を回転軸aと同軸にする前の試料台を示す平面図であり、（ｂ）は回転体Ｂを回転する試料台を示す平面図であり、（ｃ）は回転体Ｂを回転後の試料台を示す平面図である。
【図４】図１の顕微鏡用試料台を示し、（ａ）は図３（ｃ）の顕微鏡用試料台を90°回転させた試料台を示す平面図であり、（ｂ）は回転体Ｃを回転する試料台を示す平面図であり、（ｃ）は回転体Ｂを回転後の試料台を示す平面図である。
【図５】図１の顕微鏡用試料台の変形例を示し、（ａ）は個々の回転体を広げた状態の平面図であり、（ｂ）は回転体Ｂを回転する試料台を示す平面図であり、（ｃ）は回転体Ｃを回転する試料台を示す平面図である。
【図６】図１の顕微鏡用試料台で用いた試料ホルダの変形例を示し、（ａ）は試料ホルダに試料を設置した状態の平面図であり、（ｂ）は試料ホルダに試料を設置した状態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明についての実施形態を図面に基づいて説明する。図面において同一符号は同一部材を示す。
【００３０】
＜実施形態＞
本発明に係る顕微鏡用試料台1について、図１〜図４に基づいて説明する。ここではSEMの試料台を具体例として説明を行う。図１(a)に示すように、この顕微鏡用試料台1は、三つの回転体20（回転体Ａ）、回転体30（回転体Ｂ）、回転体40（回転体Ｃ）を備える。図１(b)に示すように、各回転体20、30、40は、互いに偏心して配置される回転軸21（回転軸a）、回転軸31（回転軸b）、回転軸41（回転軸c）により回転自在に支持され、各々独立して回転することができる。また、回転体40には線状体の試料Sをセットする試料ホルダ10が設けられている。試料の表面の検査は、試料ホルダ10にセットされた試料Sを、回転体30と回転体40の少なくとも一方を回転することで試料Sの軸を回転軸21と同軸に合わせ、その状態で回転体20を回転することで行う。以下、各構成をより詳細に説明する。
【００３１】
［顕微鏡用試料台］
（回転体Ａ）
回転体20は、後述するように試料Sの軸と回転軸21とを同軸に合わせた状態で回転することにより試料Sを回転させ、試料Sの周方向における電子線の照射位置を変更するための部材である。ここでの回転体20は、金属製の円板と、その円板の中心に位置する回転軸21とを有する。
【００３２】
この回転体20は、SEMの試料配置空間に配置される。通常、この試料配置空間は、対物レンズと検出器で囲まれる。回転体20の配置例としては、既存の試料台の平面ステージ上に適宜な台座を設け、この台座に対して回転体20を回転自在に取り付けることが挙げられる。その際、SEMの光軸に対して回転軸21が直交するように配置することが好ましい。特に、本例のように円板の中心に回転軸21を設ければ、円板の静止状態での外縁と、円板を回転した際の回転軌道の輪郭とが一致するため、試料配置空間に円板を配置できれば、回転時に円板が対物レンズなどに干渉することはない。
【００３３】
回転体20の形状は、板状に限られず、棒状、ブロック状、異形状など種々の形態が利用できる。また、板状の場合、その外形は円形の他、多角形、楕円形、長尺形、雲形など、種々の外形が採用できる。
【００３４】
回転体20のサイズは、回転体20の回転時に、対物レンズや検出器に回転体20が干渉しない大きさとする。この条件を満たす限り、回転体20のサイズが大きければ、試料を微細な角度で回転することに好都合である。
【００３５】
回転体20の材質は、SEMに本例の試料台を用いる場合、試料Sとグランドとの間に導通をとって試料の帯電を防止するために導電性を有する必要があり、金属製或いはカーボン製が好ましい。その他、プラスチックやセラミックスなどの材質では、表面に導電膜をコーティングすることで導通を確保することが挙げられる。コーティングの材料には、Au、Pt、Ag、Cu、Pd、W、Cr、Cなどが利用される。これらを組み合わせて使用することも可能である。また、線膨張係数の小さい材料を用いれば、温度変化に伴う試料の位置ずれを抑制しやすい。
【００３６】
その他、回転体20は、所定の角度に回転可能であると共に、任意の回転角度で回転体20を保持できる角度保持機構を備えることが好ましい。
【００３７】
なお、上述した回転体20の材質・形状の他、角度保持機能を備えることが好ましい点は、以下に述べる回転体30、回転体40においても同様である。
【００３８】
（回転体Ｂ）
回転体30は、試料Sの軸と回転軸21とを同軸に合わせる際、回転体30の揺動により試料Sを円弧運動させ、試料の軸を回転軸31と回転軸21とを結ぶ直線上に位置させるための部材である。本例では、試料Sの円弧運動を近似的に垂直方向（SEMの光軸と水平な方向）への移動とみなして、回転体30の揺動を試料Sの垂直方向の位置調整に利用している。
【００３９】
より具体的には、回転体30は、金属製の円板と、回転体Ａ20に対して回転軸21と偏心して位置する回転軸31とを有する。
【００４０】
回転体30のサイズは、特に限定されず、理論上は回転体20よりも大きくても構わない。但し、回転体30の揺動に必要な空間を小さく抑えるには、回転体20よりも小さくすることが好ましい。本例では、回転体30として、回転体20よりも若干小径の円板を用いている。
【００４１】
また、回転体30の配置は、回転体20の外縁から突出することなく重ねることができるように配置されている。この配置により、回転体30を揺動させた際、回転体20の外縁から回転体30がはみ出す範囲を小さくできる。本例では、回転軸31と回転体30の中心を結ぶ直線が光軸と直交するように合わせた際（図１(a)の配置）、回転軸31を光軸の左側に配置すると、回転体30の中心が光軸よりも左側となるように、回転体30の円板を回転体20と平行に配置している。
【００４２】
一方、回転軸31は、回転体30を回転体20に対して回転自在に支持する。この回転軸31は、回転軸21と平行、つまりSEMの光軸に対して直交する向きに伸び、回転体30の中心から外縁側に大きくずれて配置されている。本例では、回転体30の外縁側のうち、回転体30の外縁と回転体20の外縁の距離が小さくなる箇所に回転軸31を配置している。この回転軸31の配置により、回転軸21と回転軸31との距離を試料の直径に対して遥かに大きくとることができ、回転体30の揺動に伴う試料Sの円弧運動を実質的に直線運動とみなすことができる。本例では、回転軸21と回転軸31との距離を、直径50μmの試料に対して100倍以上の距離とできるようにしている。
【００４３】
その他、回転体Ａの構成で述べた角度保持機構に関して、回転軸21と回転軸31の双方をSEMの光軸上に合わせたときを0°として、その0°の位置を簡単に再現できる機能を備えることが好ましい。また更に、回転体20を時計回り又は反時計回りに90°回転させたとき、すなわち回転軸21と回転軸31を結ぶ直線がSEMの光軸と直交するとき（図１(a）の配置）を90°又は−90°として、その90°の位置を簡単に再現できる機能を備えることが好ましい。
【００４４】
（回転体Ｃ）
回転体40は、試料Sを保持すると共に、試料Sの軸と回転軸21とを同軸に合わせる際、回転体40の揺動により試料Sを回転体30とは異なる軌道で円弧運動させ、試料の軸を回転軸41と回転軸21とを結ぶ直線上に位置させるための部材である。本例では、試料Sの円弧運動を近似的に水平方向（SEMの光軸と直交する方向）への移動とみなして、回転体40の揺動を試料Sの水平方向の位置調整に利用している。
【００４５】
より具体的には、回転体40は、金属製の円板と、回転体30に対して回転軸21及び回転軸31の双方と偏心して位置する回転軸41と、試料ホルダ10とを有する。
【００４６】
回転体40のサイズは、特に限定されず、理論上は回転体30及び回転体20よりも大きくても構わない。但し、回転体40の揺動に必要な空間を小さく抑えるには、回転体30よりも小さくすることが好ましい。本例では、回転体40として、回転体30よりも若干小径の円板を用いている。
【００４７】
また、回転体40の配置は、回転体30の外縁から突出することなく重ねることができるように配置されている。この配置により、回転体40を揺動させた際、回転体30の外縁から回転体40がはみ出す範囲を小さくできる。本例では、回転軸41と回転体40の中心を結ぶ直線を光軸に合わせ、回転軸31と回転体30の中心を結ぶ直線nを光軸と直交に合わせると、直線nの上方に回転体40の中心がずれた位置となるように、回転体40の円板を回転体30と平行に配置している。
【００４８】
一方、回転軸41は、回転体40を回転体30に対して回転自在に支持する。この回転軸41は、回転軸31（回転軸21）と平行、つまりSEMの光軸に対して直交する向きに伸び、回転体40の中心から外縁側に大きくずれて配置されている。本例では、回転体40の外縁側のうち、回転体40の外縁と回転体30の外縁の距離が小さくなる箇所に回転軸41を配置している。この回転軸41の配置により、回転体40の揺動に伴う試料Sの円弧運動を実質的に直線運動とみなすことができる。
【００４９】
試料ホルダ10は、線状体の試料Sが載置される箇所である。本例では、図１(c)に示すように、回転体40の円板に対して、半円柱状の部材を、各回転軸21、31、41と平行で、かつ回転体30とは反対側に突出するように固定している。この試料ホルダ10は、図２(a)に示すように、矩形の平面、半円筒面、及び半円の両端面からなる外表面を備え、そのうち矩形の平面が試料Sの載置面である。後述するように、試料Sは、この試料ホルダ10の載置面に導電テープや導電ペーストなどの導電性固定部材で固定する。その際、試料Sを回転体40（回転体20）に対して垂直に固定する。また、試料Sを試料ホルダ10から取り外した後、試料ホルダ10を洗浄することを考えると、試料ホルダ10の載置面は平面である方が作業がしやすい。そのサイズは、検査可能な最大試料の直径を考慮した大きさで、例えば、直径が500μmの線状体試料を載せることができる大きさである。
【００５０】
本例では、この試料ホルダ10の配置は、試料ホルダ10を回転軸41と回転体40の中心を通る直線に対して前記矩形の平面が直交するようになされている。より具体的には、回転軸31と回転体30の中心を通る直線が光軸を通り、かつ回転軸41と回転体40の中心を通る直線が光軸と直交するように各回転体30、40を配置させた際に、光軸を挟んで回転軸41とは反対側に前記矩形の平面を配置している。このような配置とし、試料ホルダ10を回転体40の円板に固定する手段は、ねじ止め、半田付け、接着剤など種々の取付構造が利用できる。そして、この各回転体30、40の配置において、矩形の平面と光軸までの距離が、検査可能な最大試料の半径以上となるようにしている。この構成により、前記最大試料以下の直径の試料であれば、回転体40の揺動により、光軸上に試料Sの軸を位置合わせすることができる。
【００５１】
試料ホルダ10は、SEMの試料台に利用される場合、電子線が照射される試料Sと直接接する箇所であるため、特に試料Sの帯電を防止できることが重要となる。試料Sが帯電すると、電子線が偏向されて像質が歪んだり、二次電子の発生が乱れたりすることにより、試料Sの形状に依存しない異常なコントラストを生じることがある。帯電を防止するために、試料ホルダ10の材質は、金属製或いはカーボン製が好ましい。その他、プラスチックやセラミックスなどの材質では、表面に導電膜をコーティングすることで試料とグランドの導通を確保する。また、SEM観察と同時に、電子線入射によって試料から発生する特性X線を利用して試料の元素分析もよく行われる。その際には、試料ホルダ10の材質として、アルミニウムやカーボン等のように得られるピークの本数(例えば、炭素は1つ)が少ないものを用いることがより好ましい。
【００５２】
また、本例では、試料ホルダ10と回転軸41との距離を、直径50μmの試料に対して100倍以上の距離となるようにしている。この構成により、回転体40の揺動に伴う試料Sの円弧運動を実質的に直線運動とみなすことができる。
【００５３】
≪各回転軸と試料ホルダの配置≫
各回転軸21、31、41及び試料ホルダ10の配置は、次のように行っている。即ち、回転軸21が回転体20の中心に位置し、回転軸31と回転体30の中心を通る線分を直線L1、回転軸41と回転体30の中心を通る線分を直線L2とするとき、直線L1と直線L2とが直交するように配置する。この配置により、試料ホルダ10の位置の見当がつけやすく、試料Sの軸と回転軸21とを同軸に合わせやすくなる。さらに、回転体30で試料Sの垂直方向の位置調整を行い、回転体40で試料の水平方向の位置調整を行うことが容易にできる。
【００５４】
また、回転軸21と回転軸31との距離をd1、回転軸31と回転軸41との距離をd2、回転軸41と試料ホルダ10との距離をd3としたとき、本例では、d2＞d1＞d3 の関係を満たしている。そして、d3＞d2−d1を満たすように各回転軸21、31、41を配置する。この配置により、試料Sの軸を回転軸21に合わせることができないという事態を避けることができる。
【００５５】
（試料）
本発明の試料台1を用いて検査できる試料は、各種ワイヤの他、光ファイバなどの線状体である。その直径は、例えば500μm以下、100μm以下、更に50μm以下のような細い線径のものにも十分対応できる。
【００５６】
［線状体の検査方法］
上記顕微鏡用試料台1を用いた線状体の検査方法について、図２と図３及び図４に基づいて以下詳細に説明する。ここでは、φ16μmの巻線用銅線を試料としており、各図における上下方向の細線がSEMの光軸に相当する。
【００５７】
≪試料の設置≫
まず、図２(a)に示すように、試料Sを試料ホルダ10の載置面に試料Sの軸が試料ホルダ10の突出方向と平行になるように載せる。試料Sは各回転体20、30、40を回転しても落ちないように、導電テープや導電ペーストの少なくとも一方で載置面に固定する。例えば、試料Sを導電テープで試料ホルダ10に仮止め後、導電ペーストで固定することで強固に固定することができる。図２(b)に示すように、試料Sの先端は若干試料ホルダ10から突き出して固定する。突き出す長さは、試料を回転させたときに、電子線が試料ホルダ10に当たらず試料の全周を照射することができ、かつ試料の先端側が垂れ下がらないように調整する。
【００５８】
≪概略調整≫
試料台1は、回転軸21が光軸と直交するようにSEMの試料配置空間に配置する。試料Sの軸が回転軸21と概略的に同軸になるように、回転体30と回転体40を目測で回転させる。しかしこの状態では、概略的な調整のため、試料Sの軸は回転軸21からずれが生じる。例えば図３(a)では、試料Sは回転軸21から若干左下に位置する。
【００５９】
≪水平方向の位置調整≫
試料Sの水平方向を光軸に合わせるために、図３(b)に示すように、回転体30を水平方向に揺動させる。本例の場合、回転体30を図の反時計回りに揺動し、図３(c)に示すように、試料Sの水平方向が光軸に合ったら、回転体30は更に回転しないように回転体20に対して固定する。この状態では、試料Sの垂直方向の位置調整は行われていないので、試料Sは回転軸21から若干下に位置する。
【００６０】
≪垂直方向の位置調整≫
次に、回転体30、40の位置を保持したまま、回転軸41が光軸上に位置するように、上記角度保持機構を用いて回転体20を90°（ここでは反時計回りに）回転する。この回転により、試料Sは、図４(a)に示すように、回転軸21から若干右側に位置することになる。
【００６１】
その状態で、試料Sの水平方向（図３(c)における垂直方向）を光軸に合わせるために、図４(b)に示すように、回転体40を水平方向に揺動させる。本例の場合、回転体40を図の時計回りに揺動し、図４(c)に示すように、試料Sの水平方向が光軸に合ったら、回転体40は更に回転しないように回転体30に対して固定する。
【００６２】
≪試料の外周面の観察≫
図４(c)に示すように、回転体20の回転角が0°のときに回転体30により試料Sを水平方向の中心に合わせ、同回転角が90°のときに回転体40により試料Sを水平方向の中心に合わせたことにより、試料Sの軸が回転軸21と同軸になる。その状態で回転体20を回転することで試料Sを回転させ、試料Sの周方向の視野を順次移動させて試料表面を観察し検査する。そして、試料Sを360°回転させれば、試料Sの外周面を全周にわたって観察し検査することができる。
【００６３】
［作用効果］
試料Sの軸を回転軸21と同軸に合わせ、回転体20を回転することにより試料の周方向の異なる位置を検査することができる。このとき、試料Sの軸と回転軸21が同軸のため、試料Sを回転してもその軸が観察位置からずれることはないので、焦点や非点の再調整は不要となる。
【００６４】
また、試料Sの軸を回転軸21と同軸に合わせて回転させているので、試料Sの径が異なっても、回転による観察位置からのずれはなく、その径に応じた焦点や非点の再調整は不要となる。よって、この試料台1は試料Sである線状体の線径を問わずに利用することができる。
【００６５】
また、この試料台1は、試料Sそのものを光軸と直交する平面上で移動させるX-Yステージのような大掛かりな機構を必要としないので、SEMの試料台のような限られたスペースに設置することができる。
【００６６】
＜変形例１＞
次に、上記実施形態とは回転体30、40の形状が異なる本発明の変形例を図５に基づいて説明する。本例は、回転体30、40の構成を除いて、他の構成は上記実施形態と共通するため、以下の説明は相違点を中心に行う。図５に示すように、円形の回転体30の代わりにＴ字型回転体130を利用し、円形の回転体40の代わりにＩ字型回転体140を利用する。以下、Ｔ字型回転体130とＩ字型回転体140の形状について説明する。
【００６７】
［顕微鏡用試料台］
（Ｔ字型回転体）
Ｔ字型回転体130は、水平片と垂直片を備えるＴ字板であり、水平片の一端部に回転軸31と、垂直片の先端部に回転軸41とを有する。回転軸31を通る水平片沿いの直線と、回転軸41を通る垂直片沿いの直線とは直交している。
【００６８】
（Ｉ字型回転体）
Ｉ字型回転体140は、長尺の矩形板であり、一端部に回転軸41と、他端部に試料ホルダ10とを有する。この試料ホルダ10の配置は、回転軸41を通る長手方向の直線に対して試料ホルダ10の載置面が直交するようになされている。
【００６９】
［線状体の検査方法］
図５(a)は、各回転体を誇張して広げた状態で、試料Sの軸は回転軸21と合っていない状態である。まず、図５(b)に示すように、Ｔ字型回転体130の揺動により、試料Sの水平方向の位置調整を行って、試料Sの軸を光軸に直交させる。水平方向の試料Sの位置調整を終えたら、Ｔ字型回転体130は更に回転しないように回転体20に対して固定する。次に、図５(c)に示すように、回転軸41が上方になるように回転体20を90°（ここでは反時計回りに）回転する。続いて、Ｉ字型回転体140を水平方向に揺動させ、試料Sの図５(b)の垂直方向（図５(c)の水平方向）の位置調整を行って、試料Sの軸を光軸に直交させる。この試料Sの軸と光軸との合致により、試料Sの軸と回転軸21とが同軸になる。この試料Sの位置調整を終えたら、Ｉ字型回転体140は回転しないようにＴ字型回転体130に対して固定する。そして、試料Sの軸を回転軸21と同軸に合わせたら、そのまま回転体20を回転することで試料Sを回転させ、試料Sの周方向の視野を順次移動させて試料表面を観察し検査する。
【００７０】
［作用効果］
Ｔ字型回転体130とＩ字型回転体140を利用することでも、個々の回転体の回転作業が行いやすく、試料ホルダの位置の見当がつけやすいので、試料の軸を回転軸と同軸にする作業が容易になる。
【００７１】
＜変形例２＞
次に、上記実施形態とは試料ホルダの形状が異なる本発明の変形例を図６に基づいて説明する。本例は、試料ホルダの構成を除いて、他の構成は上記実施形態と共通するため、以下の説明は相違点を中心に行う。図６(a)に示すように、試料の載置面が水平の試料ホルダ10の代わりにＶ字型試料ホルダ11を利用する。
【００７２】
［顕微鏡用試料台］
（試料ホルダ）
Ｖ字型試料ホルダ11は、試料の載置面にＶ字型に切欠を有する。この切欠は試料の載置面の長手方向に沿って設けている。試料Sをその切欠に嵌め込むようにして載せる。この試料Sの載置により、試料Sの長手方向は試料ホルダ11の長手方向に沿った向きとなる。そして、試料Sが回転しても落ちないように、導電テープや導電ペーストの少なくとも一方で載置面に固定する。例えば、試料Sを導電テープで試料ホルダ10に仮止め後、導電ペーストで固定することで強固に固定することができる。図６(b)に示すように、試料Sの先端は若干Ｖ字型試料ホルダ10から突き出して固定される。
【００７３】
［作用効果］
Ｖ字型試料ホルダ10を利用することで、Ｖ字型の切欠に試料10をその長手方向を沿わせて嵌め込むので、試料10の軸方向を回転体40に対して垂直にした状態に試料10のセットができる。
【００７４】
上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、本発明の範囲は上述した構成に限定されるものではない。例えば、変形例１のＴ字型回転体130の代わりに、図５（ｃ）における回転軸31と41とに跨る長尺板を用いてもよい。その他、本例では、試料の水平方向の位置調整から垂直方向の位置調整に移行するために回転体Ａを90°回転したが、試料の観察視点を90°旋回できるのであれば、前記回転体Ａの回転は省略してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の顕微鏡用試料台は、線状体の表面状態を周方向の異なる位置で観察し検査するために利用することができる。そのため、比較的試料台の設置スペースに制約の少ない光学顕微鏡はもちろん、同スペースの制約が大きい電子顕微鏡にも適用できる。
【符号の説明】
【００７６】
1  顕微鏡用試料台
10  試料ホルダ    11  Ｖ字型試料ホルダ
20  回転体Ａ    21  回転軸a
30  回転体Ｂ    31  回転軸b
40  回転体Ｃ    41  回転軸c
130  Ｔ字型回転体
140  Ｉ字型回転体
S  試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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