(57)【要約】【課題】  電子顕微鏡観察において、ポールピース間のギャップを小さくするために、試料台周りの構造の電子線方向の厚さを小さくし、加えて、エネルギー分散型Ｘ線分析での検出精度を上げるため、試料から発生する特性Ｘ線を検出器まで遮らないようにする必要がある。当該課題に鑑み、本発明は試料台の回転軸周りに傾斜が可能で、試料から発生する特性Ｘ線を遮る量を低減した試料ホールダを提供する。【課題を解決するための手段】  回転軸を有する試料を保持する試料台と、前記試料台を支持する枠体を有する試料ホールダであって、前記試料台は１つの回転軸で枠体に支持されており、前記１つの回転軸の前記試料台に対する反対側の枠体部分に欠損部を設けることを特徴とする試料ホールダ。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有する試料を保持する試料台と、
前記試料台を支持する枠体を有する試料ホールダであって、
前記試料台は１つの回転軸で枠体に支持されており、
前記１つの回転軸の前記試料台に対する反対側の枠体部分欠損部を設けることを特徴とする試料ホールダ。
【請求項２】
請求項１の試料ホールダにおいて、
前記試料台の１つの回転軸は拘束板が接続され、
前記試料台と前記試料台の一つの回転軸に接続された拘束板が枠体を挟むことを特徴とする試料ホールダ。
【請求項３】
請求項１の試料ホールダにおいて、
前記試料台の１つの回転軸に弾性体が接続され、
前記試料台と前記試料台の１つの回転軸に接続された弾性体が枠体を挟むことを特徴とする試料ホールダ。
【請求項４】
請求項１の試料ホールダにおいて、
前記試料台の１つの回転軸は円錐形状の拘束板が接続され、
前記枠体には円錐形状の溝が設けられ、前記拘束板が前記溝に入って枠体を挟んでいることを特徴とする試料ホールダ。
【請求項５】
請求項１の試料ホールダにおいて、
前記段下げ部は、前記試料台に搭載された試料面よりも電子線の入射方向に対して下側にあることを特徴とする試料ホールダ。
【請求項６】
請求項１の試料ホールダにおいて、
前記欠損部は、切欠部、薄肉部又は段下げ部であることを特徴とする試料ホールダ。
【請求項７】
試料ホールダ上の試料に対して荷電粒子線を照射して、試料を加工又は観察する荷電粒子線装置において、
前記試料ホールダは、回転軸を有する試料を保持する試料台と、前記試料台を支持する枠体を有し、前記試料台は１つの回転軸で枠体に支持されており、
前記１つの回転軸の前記試料台に対する反対側の枠体部分に切欠部または段下げ部を設けることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項８】
請求項７の荷電粒子線装置において、
前記試料台の１つの回転軸は拘束板が接続され、
前記試料台と前記試料台の１つの回転軸に接続された拘束板が枠体を挟むことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項９】
請求項７の荷電粒子線装置において、
前記試料台の１つの回転軸に弾性体が接続され、
前記試料台と前記試料台の１つの回転軸に接続された弾性体が枠体を挟むことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１０】
請求項７の荷電粒子線装置において、
前記試料台の１つの回転軸は円錐形状の拘束板が接続され、
前記枠体には円錐形状の溝が設けられ、前記拘束板が前記溝に入って枠体を挟んでいることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１１】
請求項７の荷電粒子線装置において、
前記段下げ部は、前記試料台に搭載された試料面よりも電子線の入射方向に対して下側にあることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１２】
請求項７の荷電粒子線装置において、
前記欠損部は、切欠部、薄肉部又は段下げ部であることを特徴とする試料ホールダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料ホールダおよび荷電粒子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００２−２５４９０号公報（特許文献１）がある。この公報には「〔課題〕電子顕微鏡内において観察対象となる試料を多方向から観察することができる試料ホルダーおよび試料台を提供する。〔解決手段〕試料ホルダー１０は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の試料ホルダーである。ＴＥＭ内において、電子線入射方向はＺ方向である。試料台１７およびそれに固着された観察試料ＳＡは電子線入射方向とは異なるＹ方向を軸として０°〜３６０°の範囲にてモータ１２によって回転可能である。このため、観察試料ＳＡの多方向から電子線が入射することとなり、観察試料ＳＡを多方向から観察することができる。また、観察試料ＳＡを試料ホルダー１０から取り外すことなく、観察試料ＳＡのＦＩＢ加工を多方向から行うことができ、ＦＩＢ加工におけるハンドリングを簡便なものとすることができる。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１には、試料ホールダの二軸回転の仕組みが記載されている。二軸とは試料ホールダ全体の第１の軸と、それと異なる、ほぼ直角な方向であり、試料台が搭載されている回転台の回転軸である第２の軸の２つの軸のことである。回転台は傘歯車に接続されており、第１の軸と同じ方向の軸を持つ回転軸の回転を、傘歯車を介して、第２の軸と同じ方向の軸を持つ回転台に伝えている。
【０００５】
透過型電子顕微鏡観察においては高分解能化が進み、ポールピース間のギャップを小さくするために、試料台周りの構造は電子線方向の厚さを小さくする必要がある。一方、電子顕微鏡で併用されるエネルギー分散型Ｘ線分析では検出精度を上げるため、試料から発生する特性Ｘ線を検出器まで遮らないように試料を支持する試料ホールダが望まれているが、ポールピース間のギャップが小さくなるため、試料を支持する構造と対物レンズの間の特性Ｘ線が通過する範囲が狭くなってきている。
【０００６】
前記特許文献１の試料ホールダは歯車で軸を回転させているため、ポールピース間のギャップを小さくするためには歯車の直径を小さくしなければならないが、歯車の小型化と高精度な回転角度調整の両立は難しい。
【０００７】
図１は、従来のポールピース間のギャップを小さくした試料ホールダを用いた特性Ｘ線の検出状況である。図２は、従来のポールピース間のギャップを小さくした試料ホールダの例である。試料台４０は、試料台４０を挟む枠体３０に回転軸４０ｂを介して支持されており、回転軸４０ｂ周りに傾斜可能である。試料４０ａから発生する特性Ｘ線は検出範囲８０ａが検出器８０に届くが、特性Ｘ線は、枠体３０ｂにより一部が遮られている。
【０００８】
そこで、上記課題に鑑み、本発明は試料台の回転軸周りに傾斜が可能で、試料から発生する特性Ｘ線を遮る量を低減した試料ホールダを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の構成を有する。回転軸を有する試料を保持する試料台と、前記試料台を支持する枠体を有する試料ホールダであって、前記試料台は１つの回転軸で枠体に支持されており、前記１つの回転軸の前記試料台に対する反対側の枠体部分に欠損部を設けることを特徴とする試料ホールダ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、試料台の第２の軸周りに傾斜が可能で、試料から発生する特性Ｘ線を遮る量を低減した試料ホールダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の特性Ｘ線の検出状況の例である。
【図２】従来の試料ホールダの構成図の例である。
【図３】実施例１の特性Ｘ線の検出状況の例である。
【図４】実施例１の試料ホールダの構成図の例である。
【図５】実施例１の試料ホールダの斜視図の例である。
【図６】実施例１の試料ホールダの駆動棒６を除く、分解斜視図である。
【図７】実施例２の試料ホールダの構成図の例である。
【図８】実施例２の試料ホールダの構成図の例である。
【図９】実施例２の試料ホールダの枠体３１と試料台４の例である。
【図１０】実施例３の試料ホールダの構成図の例である。
【図１１】実施例３の試料ホールダの斜視図の例である。
【図１２】実施例３の試料ホールダの駆動棒６を除く、分解斜視図である。
【図１３】実施例４の試料ホールダの一部を断面とした構成図の例である。
【図１４】実施例５の試料ホールダの構成図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
［試料台を片持ち支持し、枠体に切欠を設ける］本実施例では、試料台を検出する反対側の枠体で片持ち支持し、枠体の検出方向側に欠損部として枠体の切欠を設けることで、試料台の片側を広く開いた試料ホールダの例を説明する。図３は、本実施例の特性Ｘ線の検出状況の例である。図４は、本実施例の試料ホールダの構成図の例である。図５は、本実施例の試料ホールダの斜視図の例である。図６は、本実施例の試料ホールダの駆動棒６を除く、分解斜視図である。
【００１４】
試料ホールダ１は、ホールダ外筒２、枠体３、試料台４、コイルばね５、駆動棒６、を有する。
【００１５】
試料台４は、枠体３の穴３ｄへ試料台４に固定された回転軸４ｂを差し込むことで、回転軸４ｂ回りに回転可能に支持されている。試料台４は、枠体３に固定されたコイルばね保持棒５ａで支持されたコイルばね５により、試料台４のコイルばね受け４ｃに向かう方向に押されており、回転軸４ｂ回りに回転させる力が作用している。駆動棒６はホールダ内筒６ａに偏心するように固定されており、ホールダ内筒６ａはホールダ外筒２に同心軸で回転駆動する図示しない駆動機構に連結されており、駆動棒６はホールダ内筒６ａの軸回りの回転に対応して、ホールダ外筒２の軸中心に対して偏心した回転軌道を描くように駆動させることができる。コイルばね５のばね定数は駆動棒６の曲げ剛性よりも小さいので、試料台４は駆動棒受け４ｄに向かう方向に駆動棒６で押すことにより、回転軸４ｂ回りにコイルばね５により回転させる力と反対回りに駆動させることができる。前記駆動棒６を駆動棒受け４ｄの反対方向に移動するように駆動させると、試料台４は、回転軸４ｂ回りにコイルばね５により回転させる力によって、その力の方向に回転する。このように試料台４は、駆動棒６を駆動することで、回転軸４ａ回りの角度が調整できる。
【００１６】
図４より、枠体３は検出する反対方向側の枠体３ａで試料台４を支持し、検出方向側の枠体３ｂには欠損部として、枠体のない切欠部３ｃが設けられている。
【００１７】
図３より、試料台４上の試料４ａから発生する特性Ｘ線は、検出方向に枠体が無いため、試料ホールダの構造で遮られること無く、対物レンズ９に遮られた検出範囲８ａが検出器８に届く。そこで、本実施例では、特性Ｘ線の一部が試料ホールダの構造に遮られる場合に比べて、多くの特性Ｘ線が検出器８に届くので、検出感度が向上する。また、検出範囲８ａは検出範囲８０ａよりも広いので、検出器８を試料４ａに近づけることで、より多くの特性Ｘ線を検出できるので、さらに検出感度が向上する。
【実施例２】
【００１８】
［試料台を拘束板で挟み、枠体に欠損部（切欠部又は薄肉部）を設ける］本実施例では、試料台は検出する反対側の枠体を拘束板で挟み込み、枠体の検出方向側に欠損部として切欠部又は薄肉部を設けることで、試料台の片側を広く開いた試料ホールダの例を説明する。
【００１９】
図７は、本実施例の試料ホールダの構成図の例である。実施例２は実施例１の試料ホールダ１のうち、試料台４の回転軸４bに接続した拘束板７を追加したものである。その他の構成は、既に説明した実施例１の構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。
【００２０】
図７より、拘束板７は枠体３ａを挟み込むように試料台４の回転軸４ｂに接続されている。試料台４は、試料台４と拘束板７で枠体３ａを挟み込むことで、回転軸４ｂに直角な方向への振れを抑制され、回転軸４ｂ回りに回転可能で、片持ち状態に支持される。そこで、本実施例では実施例１と同様に、特性Ｘ線の一部が試料ホールダの構造に遮られる場合に比べて、多くの特性Ｘ線が検出器８に届くので、検出感度が向上する。
【００２１】
図８は、本実施例の試料ホールダ１のうち、欠損部として切欠部３ｃの代わりに周囲より枠体の薄い薄肉部３１ｃを有する枠体３１とした構成図の例である。
【００２２】
図９は、本実施例の試料ホールダの枠体３１と試料台４の例である。
【００２３】
枠体３１は、薄肉部３１ｃを設けたため、切欠部３ｃを設けた枠体３よりも、剛性が高く、電子顕微鏡の課題の一つでもある構造振動が抑制できる。薄肉部３１ｃの枠体厚さＬａは、試料台４が最も傾いた状態での試料４ａの枠体３１ｂの下面からの高さＬｂよりも小さくすることで、試料４ａが検出器８を望めるようになり、試料４ａからの特性Ｘ線は枠体３１ｂで遮られること無く、検出器８に届く。そこで、本実施例では、特性Ｘ線の一部が試料ホールダの構造に遮られる場合に比べて、多くの特性Ｘ線が検出器８に届くので、検出感度が向上する。
【実施例３】
【００２４】
［試料台を弾性体で挟み、枠体に欠損部（切欠部又は段下げ部）を設ける］本実施例では、試料台は検出する反対側の枠体をばねで挟み込み、枠体の検出方向側に欠損部として切欠部又は段下げ部を設けることで、試料台の片側を広く開いた試料ホールダの例を説明する。
【００２５】
図１０は、本実施例の試料ホールダの構成図の例である。
【００２６】
実施例３は実施例１の試料ホールダ１のうち、試料台４を試料台４１に変更し、試料台４１の回転軸４１bに接続した弾性体７１を追加し、枠体３を枠体３２に変更したものである。その他の構成は、既に説明した実施例１の構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。
【００２７】
図１０より、弾性体７１は枠体３２ａを挟み込むように試料台４１の回転軸４１ｂに弾性体止め７１ａで接続されている。試料台４１は、弾性体７１の弾性変形で発生する復元力が回転軸４１ｂを弾性体止め７１ａ方向に引っ張るため、枠体３２ａに押しつけられる。試料台４１は、枠体３１ａに押しつけられることで、回転軸４１ｂに直角な方向への振れを抑制され、回転軸４ｂ回りに回転可能で、片持ち状態に支持される。そこで、本実施例では実施例１と同様に、特性Ｘ線の一部が試料ホールダの構造に遮られる場合に比べて、多くの特性Ｘ線が検出器８に届くので、検出感度が向上する。
【００２８】
本実施例では弾性体７１を板ばねとしたが、試料台４１を枠体３２ａに押しつける復元力を発生させることができれば、これに限るものではない。
【００２９】
図１１は、本実施例の試料ホールダ１のうち、切欠部３２ｃを有する枠体３２に代えて段下げ部３３ｃを有する枠体３３とした斜視図の例である。
【００３０】
図１２は、本実施例の試料ホールダ１のうち、切欠部３２ｃを有する枠体３２に代えて段下げ部３３ｃを有する枠体３３とし、駆動棒６を除いた、分解斜視図である。
【００３１】
枠体３３は、段下げ部３３ｃを設けたため、切欠部３２ｃを設けた枠体３２よりも、剛性が高く、電子顕微鏡の課題の一つでもある構造振動が抑制できる。段下げ部３３ｃは実施例２で示した薄肉部３１ｃと同様に、試料台４１が最も傾いた状態での試料４１ａが検出器８を望めるように、段下げ部３３ｃの上面を下げている。そこで、試料４ａからの特性Ｘ線は枠体３１ｂで遮られること無く、検出器８に届くので、本実施例では、特性Ｘ線の一部が試料ホールダの構造に遮られる場合に比べて、多くの特性Ｘ線が検出器８に届くので、検出感度が向上する。
【００３２】
枠体３３は、薄肉部３１ｃが枠体３１ｂよりも厚さを薄くしているのに対して、段下げ部３３ｃの厚さは枠体３３ｂの厚さのままで、段下げ部３３ｃの電子線の入射側の面が薄肉部３１ｃの電子線の入射側の面と同じ高さになるように、電子線の入射の反対側方向へ下げている。したがって、段下げ部３３ｃの電子線の入射の反対側の面は、電子線の入射側の面が移動した距離と同様に、移動している。枠体３３は、段下げ部３３ｃは枠体３３ｂと同じ厚さなので、枠体３１ｂより厚さが薄い薄肉部３１ｃを有する枠体３１よりも剛性が高いので、構造振動が抑制できる。なお、薄肉部３１ｃと段下げ部３３ｃは、試料台４が最も傾いた状態での試料４ａの枠体３１ｂの下面からの高さＬｂよりも小さく、特性Ｘ線の枠体での遮りを防止するという点では機能は同じである。
【００３３】
本実施例では、枠体３２および枠体３３の例を示したが、枠体３１を適用しても、特性Ｘ線の一部が試料ホールダの構造に遮られる場合に比べて、多くの特性Ｘ線が検出器８に届くので、検出感度が向上する。
【実施例４】
【００３４】
［試料台を円錐形拘束板で挟み、枠体に欠損部（切欠）を設ける］本実施例では、試料台は検出する反対側の枠体を円錐形の拘束板で挟み込み、枠体の検出方向側に切欠を設けることで、試料台の片側を広く開いた試料ホールダの例を説明する。
【００３５】
図１３は、本実施例の試料ホールダの構成図の例である。
【００３６】
実施例４は実施例２の試料ホールダ１のうち、試料台４を試料台４２に変更し、拘束板７を円錐形拘束板７２に変更し、枠体３を枠体３４に変更したものである。その他の構成は、既に説明した実施例２の構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。
【００３７】
図１３より、円錐形拘束板７２は枠体３４ａを挟み込むように試料台４２の回転軸４２ｂに接続されている。円錐形拘束板７２は枠体３４ａの受け側の円錐形穴に嵌るように、枠体３４ａを挟み込むので、円錐形拘束板の軸心と試料台４２の回転軸４２ｂの軸心の偏心が抑制される。試料台４２は、試料台４２と円錐形拘束板７２で枠体３４ａを挟み込むことで、回転軸４２ｂに直角な方向への振れを抑制され、回転軸４２ｂ回りに回転可能で、片持ち状態に支持される。そこで、本実施例では実施例１と同様に、特性Ｘ線の一部が試料ホールダの構造に遮られる場合に比べて、多くの特性Ｘ線が検出器８に届くので、検出感度が向上する。なお、欠損部は、上記たの実施例で説明した切欠部、薄肉部、段下げ部のいずれも可能であり、機能は上記他の実施例で説明したとおりである。
【実施例５】
【００３８】
［試料台を拘束板で挟み、枠体に欠損部（切欠）を設け、試料台に切欠を設ける］本実施例では、試料台は検出する反対側の枠体を拘束板で挟み込み、枠体の検出方向側に切欠を設け、試料台の検出方向側に切欠を設けることで、試料台の片側を広く開いた試料ホールダの例を説明する。
【００３９】
図１４は、本実施例の試料ホールダの構成図の例である。
【００４０】
実施例５は実施例２の試料ホールダ１のうち、試料台４を試料台４３に変更したものである。その他の構成は、既に説明した実施例２の構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。
【００４１】
図１４より、試料台４３は検出方向に欠損部として切欠部４３ｅが設けられている。試料４ａに対して試料台４は枠体３ｂと同様に特性Ｘ線を遮る構造物であり、その構造物に開口部を設けることで、さらに多くの特性Ｘ線が検出器８に届くので、検出感度が向上する。また、試料台４３に切欠部４３ｅを設けることで切欠部方向からの集束イオンビーム加工が可能となり、試料の付け替えなしに加工と観察が可能となり、効率的に分析作業が行えるようになる。
【００４２】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１                                        試料ホールダ
２                                        ホールダ外筒
３、３０、３１、３２、３３、３４                枠体
３ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ      検出の反対側の枠体
３ｂ、３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ      検出方向側の枠体
３ｃ、３２ｃ                            切欠部
３１ｃ                                  薄肉部
３３ｃ                                  段下げ部
３ｄ                                      穴
４、４０、４１、４２、４３              試料台
４ａ、４０ａ                            試料
４ｂ、４１ｂ                            回転軸
４ｃ、４１ｃ                             コイルばね受け
４ｄ、４１ｄ                             駆動棒受け
４３ｅ                                   切欠部
５                                      コイルばね
５ａ                                    コイルばね保持棒
６                                      駆動棒
６ａ                                    ホールダ内筒
７                                      拘束板
７１                                    弾性体
７１ａ                                  弾性体止め
７２                                    円錐型拘束板
８、８０                                検出器
８ａ、８０ａ                            検出範囲
９                                      対物レンズ
【図１】
2015018645.tif 000003
【図２】
2015018645.tif 000004
【図３】
2015018645.tif 000005
【図４】
2015018645.tif 000006
【図５】
2015018645.tif 000007
【図６】
2015018645.tif 000008
【図７】
2015018645.tif 000009
【図８】
2015018645.tif 000010
【図９】
2015018645.tif 000011
【図１０】
2015018645.tif 000012
【図１１】
2015018645.tif 000013
【図１２】
2015018645.tif 000014
【図１３】
2015018645.tif 000015
【図１４】
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