(57)【要約】【課題】試料の角度調整を容易かつ正確に行うことができる走査電子顕微鏡用試料台およびその角度調整方法を提供する。【解決手段】試料台２５は、試料を貼り付ける試料貼り付け板３０と、試料貼り付け板３０を３点で傾動自在に支持する３個の角度調整ネジ３１と、角度調整ネジ３１が螺入される本体３３と、本体３３に一体形成された接続ネジ３２に接続される台座３７とから構成される。角度調整ネジ３１は、螺入量が回転に応じて一定に変化するものであり、ユーザは、各角度調整ネジ３１を回転操作することにより、試料の角度を容易かつ正確に調整することができる。この角度調整は、実体顕微鏡によって試料の側面方向から試料台２５を観察しながら行う。なお、実体顕微鏡の観察視野内には、グリッド線が等間隔に平行に表示されており、このグリッド線を参照しながら角度調整を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、試料を保持する試料保持部材と、前記本体と前記試料保持部材とを連結するとともに、前記試料保持部材を３点で傾動自在に支持することによって試料の角度を調整可能とする角度調整手段と、前記本体に着脱自在に接続され、走査電子顕微鏡の試料ステージに形成された試料台装着部に着脱自在に装着可能な台座と、を備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡用試料台。
【請求項２】
前記角度調整手段は、前記本体に螺合され、螺入量が回転に応じて一定に変化する３個のネジからなることを特徴とする請求項１記載の走査電子顕微鏡用試料台。
【請求項３】
前記台座には、前記試料台装着部への着脱の際に使用される操作棒の取り付け部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の走査電子顕微鏡用試料台。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の走査電子顕微鏡用試料台の角度調整方法において、
光学顕微鏡によって試料の側面方向から走査電子顕微鏡用試料台を観察しながら前記角度調整手段を操作して角度調整を行うことを特徴とする走査電子顕微鏡用試料台の角度調整方法。
【請求項５】
前記光学顕微鏡の観察視野内には、複数の平行線がグリッド線として表示されており、このグリッド線を参照しながら前記角度調整手段を操作して角度調整を行うことを特徴とする請求項４記載の走査電子顕微鏡用試料台の角度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の角度を調整可能とする走査電子顕微鏡用試料台およびその角度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡は、電子銃から放出された電子線を試料の観察面に２次元状に走査し、試料から発せられた２次電子を検出することにより観察像を生成する装置である。この走査電子顕微鏡で試料の観察を行うには、試料を試料台に貼り付けたうえで、この試料台を走査電子顕微鏡の試料ステージ上に取り付ける必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２００２−３１９３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
走査型電子顕微鏡で試料の観察を行うには、試料を所望の角度に設定する必要がある。従来、この試料の角度設定は、試料台に試料を貼り付ける際に行われており、走査電子顕微鏡の試料ステージに試料台を取り付けた後に行うことは難しい。このため、試料台への試料の貼り付けの際に傾きが生じた場合や、貼り付けは正確に行えたが試料の観察面が元々傾斜していた場合や、試料の角度を変えて観察を行いたい場合などにおいては、試料を試料台から剥がしたうえで、再度、試料台へ貼り付ける必要がある。この試料の貼り替え作業はユーザにとって煩わしく問題である。
【０００４】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、試料の角度調整を容易かつ正確に行うことができる走査電子顕微鏡用試料台およびその角度調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の走査電子顕微鏡用試料台は、本体と、試料を保持する試料保持部材と、前記本体と前記試料保持部材とを連結するとともに、前記試料保持部材を３点で傾動自在に支持することによって試料の角度を調整可能とする角度調整手段と、前記本体に着脱自在に接続され、走査電子顕微鏡の試料ステージに形成された試料台装着部に着脱自在に装着可能な台座と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
なお、前記角度調整手段は、前記本体に螺合され、螺入量が回転に応じて一定に変化する３個のネジからなることが好ましい。
【０００７】
また、前記台座には、前記試料台装着部への着脱の際に使用される操作棒の取り付け部が形成されていることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の走査電子顕微鏡用試料台の角度調整方法は、上記走査電子顕微鏡用試料台の角度調整方法において、光学顕微鏡によって試料の側面方向から走査電子顕微鏡用試料台を観察しながら前記角度調整手段を操作して角度調整を行うことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記光学顕微鏡の観察視野内には、複数の平行線がグリッド線として表示されており、このグリッド線を参照しながら前記角度調整手段を操作して角度調整を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の走査電子顕微鏡用試料台によれば、本体と試料保持部材とを連結するとともに、試料保持部材を３点で傾動自在に支持することによって試料の角度を調整可能とする角度調整手段を備えるので、試料の角度調整を容易かつ正確に行うことができる。また、角度調整手段を、本体に螺合され、螺入量が回転に応じて一定に変化する３個のネジとすることで、ネジの回転操作により、容易かつ正確に角度調整を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の走査電子顕微鏡用試料台の角度調整方法によれば、光学顕微鏡によって試料の側面方向から走査電子顕微鏡用試料台を観察しながら角度調整手段を操作して角度調整を行うので、容易かつ正確に角度調整を行うことができる。また、観察視野内に表示されたグリッド線を参照しながら角度調整手段を操作することによって、より正確に角度調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１において、走査型電子顕微鏡１０は、主として、電子線（電子ビーム）１１を射出する電子銃１２を備えた電子銃室１３と、集束レンズ１４、偏向コイル１５、および対物レンズ１６を備えた中間室１７と、試料ステージ１８および検出器１９を備えた試料室２０と、装置内を減圧して真空に保つための排気ポンプ２１および排気配管２２とから構成されている。なお、試料ステージ１８は、操作つまみ２３の操作に応じて微動する。また、試料ステージ１８上には、試料２４を保持する試料台２５が取り外し自在に装着される試料台装着部２６が一体に形成されている。
【００１３】
集束レンズ１４と対物レンズ１６とは、電子銃１２から射出された電子線１１を細く集束させる。偏向コイル１５は、電子線１１を偏向し、試料２４上を２次元的に走査する。検出器１９は、電子線１１の走査により試料２４から放出された２次電子を検出する。検出器１９が得た２次電子の検出信号は、増幅器（図示せず）によって増幅された後、像処理部（図示せず）によって２次元画像化され、観察像が生成される。
【００１４】
図２において、試料台２５は、円形平板状の試料貼り付け板（試料保持部材）３０と、試料貼り付け板３０を角度調整自在に支持する角度調整ネジ３１（図３参照）と、角度調整ネジ３１によって試料貼り付け板３０が連結され、接続ネジ３２が一体形成された円形平板状の本体３３と、接続ネジ３２が取り付けられる本体取り付け穴３４およびロッド３５が取り付けられるロッド取り付け穴３６を備えた台座３７とからなる。
【００１５】
試料貼り付け板３０は、本体３３の上面側に位置している。図３（Ｂ）に示すように、本体３３には、角度調整ネジ３１が螺合するネジ孔３８が形成されている。角度調整ネジ３１の先端部には、ボール３９が一体形成されており、試料貼り付け板３０の下面側には、このボール３９を受ける受け部４０が形成されている。このボール３９と受け部４０とからなるボールジョイント機構により、角度調整ネジ３１は、試料貼り付け板３０を傾動自在に支持（連結）している。
【００１６】
角度調整ネジ３１は、図３（Ａ）に示すように、試料貼り付け板３０の外周に沿って均等に離間された３箇所に設けられており、また、ネジ孔３８への螺入量が回転に応じて一定に変化する。よって、ユーザは、各角度調整ネジ３１に所定の回転操作を行うことで、試料貼り付け板３０を所定の角度に設定することができ、角度調整ネジ３１が試料貼り付け板３０を３点で支持しているので、試料貼り付け板３０の角度を２次元方向に変化させることができる。
【００１７】
ロッド３５は、試料台２５を試料ステージ１８上の試料台装着部２６に取り付ける際、あるいは取り外す際に用いられる試料台交換用の操作棒である。ロッド３５の先端部には、ロッド取り付け穴３６に螺合するネジ山が刻まれている。なお、走査型電子顕微鏡１０は、試料ステージ１８が存在する試料室２０に隣接した予備室（図示せず）を備えている。試料台２５の交換は、この予備室を介して行われる。
【００１８】
図４に示すように、試料台装着部２６は、試料台２５の台座３７が嵌合する形状に形成されている。ロッド３５を台座３７のロッド取り付け穴３６に螺合させた状態で、試料台２５を試料台装着部２６に嵌め込み、この状態でロッド取り付け穴３６からロッド３５を取り外すことで、試料台２５が試料ステージ１８上に装着される。試料２４は、例えば、半導体チップなどの素子であり、導電性ペーストや導電性テープ等によって、その裏面（観察面の対面側）が試料貼り付け板３０上に貼り付けられている。
【００１９】
図５において、固定治具４０は、溝４１が形成され、断面形状が“コ”字状の本体４２と、本体４２の上部に螺合した押圧ネジ４３と、溝４１内に設けられ、押圧ネジ４３の操作によって上下にスライド移動するスライド板４４とからなる。固定治具４０は、試料貼り付け板３０の角度調整を行う際に使用されるものである。固定治具４０は、溝４１内に挿入された試料台２５の本体３３の端部を、スライド板４４によって挟み込むことによって固定し、保持する。
【００２０】
図６は、試料台２５の本体３３を保持した固定治具４０を、光学顕微鏡の一種である実体顕微鏡（図示せず）の観察ステージ５０に載置した様子を示す。固定治具４０は、本体３３を、その上面および下面が観察ステージ５０に対してほぼ垂直となるように支持する。実体顕微鏡のレンズ鏡筒（図示せず）は、観察ステージ５０の鉛直上方に配置されており、試料２４の側面方向から観察が行われる。
【００２１】
図７は、図６の観察ステージ５０を観察した実体顕微鏡の観察視野５１内を示す。観察視野５１には、等間隔に配置された複数の平行線からなるグリッド線５２が表示されている。グリッド線５２は、例えば、実体顕微鏡のレンズ鏡筒内に挿入可能としたフィルタに印刷形成されたものである。また、グリッド線５２は、印刷形成に代えて、スリットを刻み込むことによって形成することも可能である。ユーザは、グリッド線５２を参照しながら各角度調整ネジ３１を操作することで、試料２４の観察面２４ａが本体３３に対して平行となるように設定することができる。
【００２２】
次に、走査型電子顕微鏡１０によって試料２４の観察を行うまでの手順を図８のフローチャートに沿って説明する。まず、試料台２５の本体３３を台座３７から取り外した状態で、試料貼り付け板３０の上面に、導電性ペ−ストや導電性テ−プ等を介して試料２４を貼り付ける（ステップＳ１）。次いで、試料台２５の本体３３を固定治具４０で固定し、実体顕微鏡の観察ステージ５０上に、図６に示すように載置する（ステップＳ２）。
【００２３】
次いで、実体顕微鏡により、試料台２５を試料２４の側面方向から観察しながら各角度調整ネジ３１を操作し、図７に示すように、観察面２４ａが試料台２５の本体３３に対して平行になるように設定し、この平行位置を基準位置とする（ステップＳ３）。次いで、３個の角度調整ネジ３１のうちいずれか１つを回転操作し、観察面２４ａを基準位置に対して所望の角度に設定する（ステップＳ４）。なお、この実体顕微鏡では、数１００倍程度の倍率で観察が行われる。
【００２４】
次いで、試料台２５の本体３３に台座３７を取り付け（ステップＳ５）、図４に示すように、ロッド３５を用いて、試料台２５を走査型電子顕微鏡１０の試料台装着部２６に取り付ける（ステップＳ６）。そして、走査型電子顕微鏡１０を動作させ、観察面２４ａに電子線１１を走査させることにより試料２４の観察を行う（ステップＳ７）。なお、走査型電子顕微鏡１０では、１万〜２０万倍程度の倍率で観察が行われる。
【００２５】
このように、実体顕微鏡を用いることにより、試料２４の角度調整を容易かつ正確に行うことができる。特に、試料２４に角度の異なる２つ以上の観察面２４ａが形成されている場合において、各観察面２４ａを観察するために角度を変えて試料２４を試料貼り付け板３０に貼り直す必要がなく、また、試料貼り付け板３０への試料２４の貼り付けに際して傾きが生じたとしても問題はない。
【００２６】
上記実施形態では、実体顕微鏡での角度調整の際に、試料台２５の本体３３を台座３７から取り外した状態で行っているが、本発明はこれに限定されず、試料台２５を本体３３に取り付けた状態で角度調整を行ってもよい。
【００２７】
また、上記実施形態では、専用の固定治具４０を用いて試料台２５の本体３３を固定しているが、本発明はこれに限定されず、台座３７を固定治具４０として代用することも可能である。この場合には、台座３７の形状を直方形にするなど、観察ステージ５０に安定して載置可能な形状とすればよい。
【００２８】
また、上記実施形態では、角度調整ネジ３１の回転操作量によって角度調整ネジ３１の上下方向の変位量を調整しているが、この調整に加えて、さらにマイクロメータ（図示せず）を使用し、角度調整ネジ３１と本体３３との距離を測定することによって、角度調整をより正確に行うことができる。なお、このマイクロメータを角度調整ネジ３１または本体３３に分離不能に取り付けてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、３個の角度調整ネジ３１を試料貼り付け板３０の外周を３等分する位置にそれぞれ配置しているが、本発明はこれに限定されず、この配置は、直線状でなければ適宜変更してよい。また、角度調整手段としては、角度調整ネジ３１に限られず、試料貼り付け板３０を傾動自在に支持可能な適宜の手段を用いてよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、試料貼り付け板３０に直接試料２４を貼り付けているが、本発明はこれに限定されず、図９に示すように、試料貼り付け板３０の一部として着脱可能なアダプタ６０を設け、このアダプタ６０上に試料２４を貼り付けてもよい。これにより、試料２４の交換作業を簡単に行うことができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、試料貼り付け板３０および本体３３を円形平板状としているが、本発明はこれに限定されず、矩形平板状などの他の形状としてよい。また、台座３７および試料台装着部２６は、互いに嵌合可能であればよく、適宜の形状としてよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、本体３３に一体形成した接続ネジ３２によって本体３３と台座３７との接続を行っているが、本発明はこれに限定されず、接続ネジを本体３３側でなく台座３７側に設けてもよい。また、独立した接続ネジによって本体３３と台座３７との接続を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】走査型電子顕微鏡の構成を示す概略図である。
【図２】試料台の構成を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は、試料台を上方から俯瞰した平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】試料台を試料台装着部に取り付ける様子を示す斜視図である。
【図５】固定治具の構成を示す斜視図である。
【図６】試料台の本体を挟持した固定治具を実体顕微鏡の観察ステージに載置した様子を示す斜視図である。
【図７】実体顕微鏡の観察視野内を示す図である。
【図８】走査型電子顕微鏡によって試料の観察を行うまでの手順を示すフローチャートである。
【図９】試料貼り付け板に設けたアダプタを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  走査型電子顕微鏡
１８  試料ステージ
２４  試料
２４ａ  観察面
２５  試料台
２６  試料台装着部
３０  試料貼り付け板
３１  角度調整ネジ
３２  接続ネジ
３３  本体
３４  本体取り付け穴
３５  ロッド
３６  ロッド取り付け穴
３７  台座
４０  固定治具
５０  観察ステージ
５１  観察視野
５２  グリッド線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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