(57)【要約】  【課題】  作業者の熟練度によらず、簡便な方法でユーセントリック調整が可能な荷電粒子線装置を提供する。  【解決手段】  荷電粒子線を用いて試料の観察を行う荷電粒子線装置であって、装置本体に対し着脱可能な試料ステージを有し、試料ホルダ軸および荷電粒子線の光軸に対し垂直方向におけるエアーロックシリンダの位置を調整する第一の位置調整手段と、荷電粒子線の光軸と同一方向におけるエアーロックシリンダの位置を調整する第二の位置調整手段と、試料ホルダ軸および荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における回転筒の軸の位置を調整する第三の位置調整手段と、荷電粒子線の光軸と同一方向における回転筒の軸の位置を調整する第四の位置調整手段と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を用いて試料の観察を行う荷電粒子線装置であって、
前記荷電粒子線装置は、装置本体に対し着脱可能な試料ステージを有し、
前記試料ステージは、観察対象となる試料を搭載する試料ホルダと、
前記試料ホルダを覆うように設けられ、前記試料ホルダの試料搭載部がその一端を貫通して外部に突出するように設けられたエアーロックシリンダと、
前記エアーロックシリンダの外周を覆うように設けられた回転筒と、
前記装置本体および前記エアーロックシリンダとの連結部分において、前記装置本体と前記エアーロックシリンダとで挟まれるように設けられたステージベースおよび球面受けと、
前記回転筒の外周を覆うように、前記回転筒の外側に複数のベアリングを介して設けられた回転ベースと、
前記ステージベースと前記回転ベースとを連結するように設けられたユーセントリックベースと、を備え、
前記回転筒は、試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整する第一の位置調整手段と、
前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整する第二の位置調整手段と、を有し、
前記ユーセントリックベースは、前記試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記回転筒の軸の位置を調整する第三の位置調整手段と、
前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記回転筒の軸の位置を調整する第四の位置調整手段と、を有することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
前記ステージベース、前記ユーセントリックベース、前記回転ベースを第一の締結部材により締結し、
前記第一の締結部材により締結した前記ステージベース、前記ユーセントリックベース、前記回転ベースを、第二の締結部材により前記装置本体へ締結することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
【請求項３】
前記装置本体において前記試料ステージとの連結部近傍に設けられ、前記試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に垂直な方向における前記試料ステージの位置を調整する第五の位置調整手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の荷電粒子線装置。
【請求項４】
前記装置本体において前記試料ステージとの連結部近傍に設けられ、前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記試料ステージの位置を調整する第六の位置調整手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
【請求項５】
前記第一の位置調整手段および前記第二の位置調整手段により、前記回転筒の軸と、前記第一の位置調整手段および前記第二の位置調整手段の各々の位置における前記エアーロックシリンダの軸と、を一致させるように調整することで、前記試料ホルダを歳差運動することなく傾斜させることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
【請求項６】
前記第三の位置調整手段および前記第四の位置調整手段により、前記回転筒の軸が前記球面受けの球面中心を通るように調整することで、前記試料ホルダの傾きを低減することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
【請求項７】
前記試料ステージを前記装置本体から取り外した状態において、
前記ステージベースを所定の位置に固定し、
前記回転筒を回転させながら、レーザーによる前記試料ホルダの先端部の偏心量測定を行い、当該偏心量が最小となるよう、前記第一の位置調整手段により前記試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整し、前記第二の位置調整手段により前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整し、
レーザーによる前記試料ホルダの先端部の直径の測定を行い、当該測定した直径が最小となるよう、前記第三の位置調整手段により前記試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記回転筒の軸の位置を調整し、前記第四の位置調整手段により前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記回転筒の軸の位置を調整し、
前記第一の位置調整手段、前記第二の位置調整手段、前記第三の位置調整手段、前記第四の位置調整手段の各々の調整位置を維持したまま、前記試料ステージを前記装置本体に装着することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
【請求項８】
前記第一の位置調整手段および前記第二の位置調整手段は、モータ駆動により自動で位置調整を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
【請求項９】
荷電粒子線を用いて試料の観察を行う荷電粒子線装置の試料ステージであって、
前記試料ステージは、観察対象となる試料を搭載する試料ホルダと、
前記試料ホルダを覆うように設けられ、前記試料ホルダの試料搭載部がその一端を貫通して外部に突出するように設けられたエアーロックシリンダと、
前記エアーロックシリンダの外周を覆うように設けられた回転筒と、
前記エアーロックシリンダの前記荷電粒子線装置との連結部分において、前記エアーロックシリンダの外周を覆うように設けられたステージベースおよび球面受けと、
前記回転筒の外周を覆うように、前記回転筒の外側に複数のベアリングを介して設けられた回転ベースと、
前記ステージベースと前記回転ベースとを連結するように設けられたユーセントリックベースと、を備え、
前記回転筒は、試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整する第一の位置調整手段と、
前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整する第二の位置調整手段と、を有し、
前記ユーセントリックベースは、前記試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記回転筒の軸の位置を調整する第三の位置調整手段と、
前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記回転筒の軸の位置を調整する第四の位置調整手段と、を有することを特徴とする荷電粒子線装置の試料ステージ。
【請求項１０】
前記ステージベース、前記ユーセントリックベース、前記回転ベースを締結する第一の締結部材と、
前記第一の締結部材により締結された前記ステージベース、前記ユーセントリックベース、前記回転ベースを、前記荷電粒子線装置へ締結する第二の締結部材と、を有することを特徴とする請求項９に記載の荷電粒子線装置の試料ステージ。
【請求項１１】
前記第一の位置調整手段および前記第二の位置調整手段により、前記回転筒の軸と、前記第一の位置調整手段および前記第二の位置調整手段の各々の位置における前記エアーロックシリンダの軸と、を一致させるように調整することで、前記試料ホルダを歳差運動することなく傾斜させることを特徴とする請求項９または１０に記載の荷電粒子線装置の試料ステージ。
【請求項１２】
前記第三の位置調整手段および前記第四の位置調整手段により、前記回転筒の軸が前記球面受けの球面中心を通るように調整することで、前記試料ホルダの傾きを低減することを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の荷電粒子線装置の試料ステージ。
【請求項１３】
前記ステージベースを所定の位置に固定し、
前記回転筒を回転させながら、レーザーによる前記試料ホルダの先端部の偏心量測定を行い、当該偏心量が最小となるよう、前記第一の位置調整手段により前記試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整し、前記第二の位置調整手段により前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整し、
レーザーによる前記試料ホルダの先端部の直径の測定を行い、当該測定した直径が最小となるよう、前記第三の位置調整手段により前記試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記回転筒の軸の位置を調整し、前記第四の位置調整手段により前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記回転筒の軸の位置を調整し、
前記第一の位置調整手段、前記第二の位置調整手段、前記第三の位置調整手段、前記第四の位置調整手段の各々の調整位置を維持したまま、前記荷電粒子線装置に装着することを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の荷電粒子線装置の試料ステージ。
【請求項１４】
前記第一の位置調整手段および前記第二の位置調整手段は、モータ駆動により自動で位置調整を行うことを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載の荷電粒子線装置の試料ステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーセントリック機能を備えた試料装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＴＥＭ）等の試料装置において、試料ホルダの回転軸とその回転軸に直交するＺ軸に沿う電子線の光軸がずれている場合、観察したい試料を傾斜しようとする際にＺ軸上の試料観察部分が視野から逃げることが問題となる。
【０００３】
本技術分野の背景技術として、特許文献１のような技術がある。特許文献１には、試料傾斜時の試料の観察部分の移動量（像逃げ）を少なくした試料ホルダ支持装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１の試料ホルダ支持装置によれば、試料ホルダの回動中心であるホルダ装着部材軸の球面軸受をステージから独立させ、位置調整可能とすることで、球面軸受の球面中心とＺ軸とを結ぶ直線を、位置調整可能な試料の回転部材の軸線と一致させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０７３２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ユーセントリックを調整する際、像を観察しながらの調整を前提としており、初期調整時の大きな視野ずれを調整することは困難であり、熟練度が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、荷電粒子線を用いた試料装置において、作業者の熟練度によらず、簡便な方法でユーセントリック調整が可能な荷電粒子線装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、荷電粒子線を用いた試料装置において、作業者の熟練度によらず、簡便な方法でユーセントリック調整が可能な荷電粒子線装置の試料ステージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、荷電粒子線を用いて試料の観察を行う荷電粒子線装置であって、前記荷電粒子線装置は、装置本体に対し着脱可能な試料ステージを有し、前記試料ステージは、観察対象となる試料を搭載する試料ホルダと、前記試料ホルダを覆うように設けられ、前記試料ホルダの試料搭載部がその一端を貫通して外部に突出するように設けられたエアーロックシリンダと、前記エアーロックシリンダの外周を覆うように設けられた回転筒と、前記装置本体および前記エアーロックシリンダとの連結部分において、前記装置本体と前記エアーロックシリンダとで挟まれるように設けられたステージベースおよび球面受けと、前記回転筒の外周を覆うように、前記回転筒の外側に複数のベアリングを介して設けられた回転ベースと、前記ステージベースと前記回転ベースとを連結するように設けられたユーセントリックベースと、を備え、前記回転筒は、試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整する第一の位置調整手段と、前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整する第二の位置調整手段と、を有し、前記ユーセントリックベースは、前記試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記回転筒の軸の位置を調整する第三の位置調整手段と、前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記回転筒の軸の位置を調整する第四の位置調整手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、荷電粒子線を用いて試料の観察を行う荷電粒子線装置の試料ステージであって、前記試料ステージは、観察対象となる試料を搭載する試料ホルダと、前記試料ホルダを覆うように設けられ、前記試料ホルダの試料搭載部がその一端を貫通して外部に突出するように設けられたエアーロックシリンダと、前記エアーロックシリンダの外周を覆うように設けられた回転筒と、前記エアーロックシリンダの前記荷電粒子線装置との連結部分において、前記エアーロックシリンダの外周を覆うように設けられたステージベースおよび球面受けと、前記回転筒の外周を覆うように、前記回転筒の外側に複数のベアリングを介して設けられた回転ベースと、前記ステージベースと前記回転ベースとを連結するように設けられたユーセントリックベースと、を備え、前記回転筒は、試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整する第一の位置調整手段と、前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記エアーロックシリンダの位置を調整する第二の位置調整手段と、を有し、前記ユーセントリックベースは、前記試料ホルダ軸および前記荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における前記回転筒の軸の位置を調整する第三の位置調整手段と、前記荷電粒子線の光軸と同一方向における前記回転筒の軸の位置を調整する第四の位置調整手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、荷電粒子線を用いた試料装置において、作業者の熟練度によらず、簡便な方法でユーセントリック調整が可能な荷電粒子線装置を実現することができる。
【００１２】
また、本発明によれば、荷電粒子線を用いた試料装置において、作業者の熟練度によらず、簡便な方法でユーセントリック調整が可能な荷電粒子線装置の試料ステージを実現することができる。
【００１３】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る試料ステージおよび試料ホルダを示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る試料ステージおよび試料ホルダを示す図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る試料ホルダの軸の偏心量および直径の測定方法を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る試料ステージおよび試料ホルダを鏡体へ締結した状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る試料ステージおよび試料ホルダを鏡体へ締結した状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る試料ステージおよび試料ホルダを鏡体へ締結した状態を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置の全体概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、以下に説明する実施例はあくまで一例にすぎず、発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が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まれる。
【実施例１】
【００１６】
先ず、本実施例における荷電粒子線装置について、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の例を用いて説明する。図６は、本発明に係る試料ステージを用いたＴＥＭの全体概要を示している。なお、図６に示すＴＥＭは、試料ステージ５および試料ホルダ６以外の構成は、一般的なＴＥＭの構成とほぼ同様の構成となっている。
【００１７】
電子銃１により生成された電子ビームは照射系レンズ２および対物レンズ３により集束され、試料ホルダ６に搭載された試料へと照射される。試料を透過した電子ビームは結像系レンズ４によって拡大された後、検出器７によって検出される。検出器７により得られた電気信号を主制御装置９に取り込み、画像化し、試料を観察する。試料ステージ５はステージ制御装置８によりその位置を制御され、試料ホルダ６上の試料に対する電子ビームの照射位置を変えることができる。
【００１８】
本実施例では、試料ホルダ６に搭載された観察対象である試料をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向およびα方向に移動させる駆動機構を持つ試料ステージ５について述べる。なお、Ｘ方向は試料ホルダ軸と同一方向、Ｙ方向は試料ホルダ軸および電子線の光軸に垂直な方向、Ｚ方向は電子線の光軸と同一方向、α方向は、試料ホルダ軸を軸に回転する方向とする。
【００１９】
次に、試料ステージ５および試料ホルダ６のより具体的な構成および作用効果について説明する。図１および図２Ａは、図６における試料ステージ５および試料ホルダ６の詳細を示している。
【００２０】
図１および図２Ａを用いて、試料ステージ単体で行う歳差運動のない試料ホルダ１４の位置決定方法、および回転筒１５の軸線が球面受け１７の球面中心を通るようにする機構について説明する。
【００２１】
試料ステージ５および試料ホルダ６のＸ−Ｙ断面図を図１に示す。球面受け１７はステージベース１１に締結されており、ステージベース１１はユーセントリックベース１２、回転ベース１６と締結されている。回転筒１５はベアリング２１を用いて、回転ベース１６と同軸かつ回転可能となるよう設置されている。また、回転筒軸Ｙ方向調整部材１９（第三の位置調整手段）はユーセントリックベース１２に取り付けられている。試料のＹ方向への微動を可能とするＹ方向直動機構２７（第一の位置調整手段）は回転筒１５に取り付けられており、エアーロックシリンダ１３の位置を調整可能である。
【００２２】
なお、試料ホルダ１４の軸を挟んでＹ方向直動機構２７の対称となる位置すなわち回転筒１５におけるにＹ方向直動機構２７の反対側には、対向バネ２８が設けられており、Ｙ方向直動機構２７の調整に応じて、対向バネ２８が伸縮するようになっている。
【００２３】
試料ステージ５および試料ホルダ６のＸ−Ｚ断面図を図２Ａに示す。回転筒軸Ｚ方向調整部材２４（第四の位置調整手段）はステージベース１１に取り付けられている。また試料のＺ方向への微動を可能とするＺ方向直動機構２９（第二の位置調整手段）は回転筒１５に取り付けられており、エアーロックシリンダ１３の位置を調整可能である。
【００２４】
なお、試料ホルダ１４の軸を挟んでＺ方向直動機構２９の対称となる位置すなわち回転筒１５におけるにＺ方向直動機構２９の反対側には、対向バネ３０が設けられており、Ｚ方向直動機構２９の調整に応じて、対向バネ３０が伸縮するようになっている。
【００２５】
試料ホルダ１４を歳差運動することなく傾斜させるためには、試料ステージ５の回転中心である回転筒１５の軸すなわち回転筒１５の回転軸と、Ｙ方向直動機構２７の位置およびＺ方向直動機構２９の位置でのエアーロックシリンダ１３の軸を一致させる必要がある。これは、Ｙ方向直動機構２７およびＺ方向直動機構２９のそれぞれと、エアーロックシリンダ１３との位置を調整することにより実現することができる。
【００２６】
また、試料ホルダ１４の傾きを低減するためには、試料ステージ５の回転中心である回転筒１５の軸すなわち回転筒１５の回転軸が球面受け１７の球面中心を通る必要がある。これは、回転筒軸Ｙ方向調整部材１９および回転筒軸Ｚ方向調整部材２４により回転筒１５の軸すなわち回転筒１５が回転する際の回転軸の位置を調整することで実現することができる。
【００２７】
上記で示したように、球面受け１７およびユーセントリック調整機構すなわちユーセントリックベース１２、回転筒軸Ｙ方向調整部材１９、回転筒軸Ｚ方向調整部材２４、エアーロックシリンダ１３、Ｙ方向直動機構２７、Ｚ方向直動機構２９がすべて試料ステージ５側に設置されているため、試料ステージ単体で歳差運動のない試料ホルダ５（図１或いは図２Ａにおける１４）の位置決定、および回転筒１５の軸線を球面受け１７の球面中心に通すことが可能となる。
【００２８】
これらの調整により、試料回転時も歳差運動がなく、かつ傾きのない試料ホルダ５（図１或いは図２Ａにおける１４）が実現可能となり、従来からの課題となっていた、ＴＥＭ像観察によるユーセントリック調整開始時の大きな像の逃げが軽減される。また、その試料ホルダ１４の傾きをなくしたことで、視野の逃げが生じる場合の視野の逃げ方向が１方向へと限定される。さらに、ＹおよびＺ微動において＋方向、−方向へ同程度微動させたときの微動量が同程度となるという利点も得られる。
【００２９】
歳差運動のない試料ホルダ１４の位置決定の際は、ステージベース１１を例えばレーザー測定器の試料台などの所定の位置に固定し、回転筒１５を回転させ、試料ホルダ１４の先端での偏心量を小さくするようにＹ方向直動機構２７、Ｚ方向直動機構２９の調整を行う。
【００３０】
また、回転筒１５の軸を球面受け１７の球面中心に通す際は、試料ホルダ１４の測定位置での断面直径が最小となるように、回転筒軸Ｙ方向調整部材１９および回転筒軸Ｚ方向調整部材２４を用いて調整する。
【００３１】
ステージベース１１或いは球面受けの球面中心に対する試料ホルダ１４の軸の偏心量および直径の測定には例えば、図２Ｂに示すようにレーザー測定器を用いて行う。図２Ｂに示すように、図２Ａにおける試料ホルダ１４の一部（ここでは先端部分である図２ＡにおけるＡ部）にレーザー測定器３１のレーザー３２を照射することにより、試料ホルダ１４の軸の偏心量および直径を測定する。この測定は、偏心量、直径が定量的に測定可能な方法であれば、その他方法でも可能である。
【００３２】
上記のように、実施例１のＴＥＭすなわち荷電粒子線装置の試料ステージ５は、観察対象となる試料を搭載する試料ホルダ１４と、試料ホルダ１４を覆うように試料ホルダ１４の外側に設けられ、試料ホルダ１４の試料搭載部がその一端を貫通して外部に突出するように設けられたエアーロックシリンダ１３と、エアーロックシリンダ１３の外周を覆うようにエアーロックシリンダ１３の外側に設けられた回転筒１５と、エアーロックシリンダ１３の荷電粒子線装置との連結部分において、エアーロックシリンダ１３の外周を覆うようにエアーロックシリンダ１３の外側に設けられたステージベース１１および球面受け１７と、回転筒１５の外周を覆うように、回転筒１５の外側に複数のベアリング２１を介して設けられた回転ベース１６と、ステージベース１１と回転ベース１６とを連結するように設けられたユーセントリックベース１２を備えている。
【００３３】
また、回転筒１５は、試料ホルダ１４の軸および荷電粒子線の光軸に対し垂直方向におけるエアーロックシリンダ１３の位置を調整する第一の位置調整手段すなわちＹ方向直動機構２７と、荷電粒子線の光軸と同一方向におけるエアーロックシリンダ１３の位置を調整する第二の位置調整手段すなわちＺ方向直動機構２９を備えている。
【００３４】
さらに、ユーセントリックベース１２は、試料ホルダ１４の軸および荷電粒子線の光軸に対し垂直方向における回転筒１５の軸の位置を調整する第三の位置調整手段すなわち回転筒軸Ｙ方向調整部材１９と、荷電粒子線の光軸と同一方向における回転筒１５の軸の位置を調整する第四の位置調整手段すなわち回転筒軸Ｚ方向調整部材２４を備えている。
【００３５】
実施例１の荷電粒子線装置の試料ステージによれば、ステージ単体でユーセントリック調整が可能な構成を備えており、鏡体すなわちＳＥＭやＴＥＭなどの荷電粒子線装置本体から試料ステージを取り外した状態で、簡便な方法でユーセントリック調整を行うことができる。また、これにより、ユーセントリック調整に要する時間を短縮することができ、荷電粒子線装置１台あたりの稼働可能時間すなわち処理能力を向上することができる。
【実施例２】
【００３６】
次に、実施例１で説明した試料ステージ５および試料ホルダ６の構成により、ステージ単体での軸調整後、その状態を保ったまま、ＴＥＭ装置本体すなわち鏡体へステージを取り付ける方法について、図３を用いて説明する。
【００３７】
締結部材２２（第一の締結部材）は、ステージベース１１、ユーセントリックベース１２および回転ベース１６を締結する。締結部材２３（第二の締結部材）は、対物磁路すなわち鏡体１０、ステージベース１１、ユーセントリックベース１２および回転ベース１６を締結する。
【００３８】
ステージ単体での調整の際は、締結部材２２を緩めた状態で行う。調整後に締結部材２２によってステージベース１１、ユーセントリックベース１２およびカイテンベース１６を締めつけることにより、調整した状態を保持することができる。その状態を保った状態で、締結部材２３を用いて、試料ステージ５を鏡体１０へ取り付ける。
【００３９】
上記のように、実施例２に示す試料ステージの構成および鏡体すなわち荷電粒子線装置本体への取付方法によれば、試料ステージを予め荷電粒子線装置から取り外した状態で、ステージ単体でユーセントリック調整を行うことができ、従来のように、実際に試料を観察しながらユーセントリック調整を行う方法に比べて、より簡便な方法でユーセントリック調整を行うことができる。また、これにより、ユーセントリック調整に要する時間を短縮することができ、荷電粒子線装置１台あたりの稼働可能時間すなわち処理能力を向上することができる。
【００４０】
また、試料ステージを鏡体から取り外した状態で、ステージ単体での調整を簡便な方法で行った後、調整した状態を保ったまま鏡体へ取り付けることができるため、作業者の熟練度に依存せず、ユーセントリック調整を行うことが可能となる。
【実施例３】
【００４１】
次に、試料ステージ５を荷電粒子線装置の鏡体１０すなわち対物磁路へ取り付けた状態におけるＴＥＭ像観察によるユーセントリック調整方法について、図４を用いて説明する。
【００４２】
球面受けＹ方向調整部材２０は、鏡体１０すなわち装置本体に取り付けられたＹ方向調整部材ベース１８に締結されている。Ｙ方向調整部材ベース１８は、鏡体１０すなわち装置本体における試料ステージ５との連結部近傍に設けられている。また、ＸＺ平面に対して反対側にも同様の構造を有している。この球面受けＹ方向調整部材２０のＹ方向調整部材ベース１８に対する位置を調整することで、試料ステージ５をＹ方向に調整することができる。
【００４３】
上記調整により、試料ホルダ１４の軸と電子線の光軸を直交させることが可能となり、視野逃げを低減させることが可能となる。
【００４４】
上記のように、実施例３の試料ステージ５を荷電粒子線装置の鏡体１０へ取り付けた状態におけるＴＥＭ像観察によるユーセントリック調整方法によれば、鏡体１０すなわち荷電粒子線装置側にも調整機構となるＹ方向調整部材ベース１８および球面受けＹ方向調整部材２０を備えており、実施例１および実施例２で説明した試料ステージ５および試料ホルダ６の構成および調整方法により調整された試料ステージ５および試料ホルダ６をステージ単体で調整した状態を保ったまま、上下左右の視野ずれの調整を行うことができる。
【００４５】
つまり、Ｙ方向調整部材ベース１８に対する球面受けＹ方向調整部材２０の位置調整により、試料ステージ５をＴＥＭなどの荷電粒子線装置へ取り付けた状態で試料を観察しながら、微調整を行うことできる。
【実施例４】
【００４６】
試料ステージ５を荷電粒子線装置の鏡体１０すなわち対物磁路へ取り付けた状態におけるＴＥＭ像観察によるフォーカス調整方法について、図５を用いて説明する。
【００４７】
球面受けＺ方向調整部材２６は、鏡体１０すなわち装置本体に取り付けられたＺ方向調整部材ベース２５に締結されている。Ｚ方向調整部材ベース２５は、鏡体１０すなわち装置本体における試料ステージ５との連結部近傍に設けられている。またこのＺ方向調整部材ベース２５に対する球面受けＺ方向調整部材２６の位置を調整することで、試料ステージ５をＺ方向に調整することができる。
【００４８】
上記調整により、試料ホルダ１４の軸と電子線の光軸を直交させた状態で、Ｚ方向へと移動可能であり、フォーカスの調整が可能となる。
【００４９】
上記のように、実施例４の試料ステージ５を荷電粒子線装置の鏡体１０へ取り付けた状態におけるＴＥＭ像観察によるフォーカス調整方法によれば、鏡体１０すなわち荷電粒子線装置側にも調整機構となるＺ方向調整部材ベース２５および球面受けＺ方向調整部材２６を備えており、実施例１および実施例２で説明した試料ステージ５および試料ホルダ６の構成および調整方法により調整された試料ステージ５および試料ホルダ６をステージ単体で調整した状態を保ったまま、フォーカスの調整を行うことができる。
【実施例５】
【００５０】
次に、ユーセントリック調整を例えばモータ駆動による自動化した際のアルゴリズム簡易化について図４を用いて説明する。
【００５１】
実施例３で説明したように、球面受けＹ方向調整部材２０を用いることで、試料ステージ５をＹ方向へと移動することができる。ステージ単体での調整により、試料ホルダ１４は傾きを持たないため、ＴＥＭ像中の任意の場所での視野逃げは、Ｙ方向のみに限定される。そのため、ＴＥＭ像中の任意の場所でのユーセントリック調整には、Ｘ方向の微動と球面受けＹ方向調整部材２０の調整のみで実現可能である。このように、調整項目が２つと少ないため、調整のための各部位の駆動を自動化する際に、そのアルゴリズムを簡易化することができる。
【００５２】
以上説明したように、各実施例によれば、ステージ単体が取り外し可能となり、回転部材とステージの軸調整が可能となるため、ＴＥＭ像観察によるユーセントリック調整時に、像の逃げが軽減される。
【００５３】
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】
【００５４】
１…電子銃、２…照射系レンズ、３…対物レンズ、４…結像系レンズ、５…試料ステージ、６，１４…試料ホルダ、７…検出器、８…ステージ制御装置、９…主制御装置、１０…鏡体（対物磁路）、１１…ステージベース、１２…ユーセントリックベース、１３…エアーロックシリンダ、１５…回転筒、１６…回転ベース、１７…球面受け、１８…Ｙ方向調整部材ベース、１９…回転筒軸Ｙ方向調整部材（第三の位置調整手段）、２０…球面受けＹ方向調整部材（第五の位置調整手段）、２１…ベアリング、２２…締結部材（第一の締結部材）、２３…締結部材（第二の締結部材）、２４…回転筒軸Ｚ方向調整部材（第四の位置調整手段）、２５…Ｚ方向調整部材ベース、２６…球面受けＺ方向調整部材（第六の位置調整手段）、２７…Ｙ方向直動機構（第一の位置調整手段）、２８，３０…対向バネ、２９…Ｚ方向直動機構（第二の位置調整手段）、３１…レーザー測定器、３２…レーザー。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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