(57)【要約】【課題】  走査電子顕微鏡における一般的な対物レンズを用いて試料の走査透過電子像を取得する際に、像取得時での分解能を向上させることのできる試料ホルダ及び電子顕微鏡を提供する。【解決手段】  試料ホルダ２１は、電子線照射による観察対象とされた試料９が保持される試料保持部２１ａと、試料保持部２１ａに取付けられた複数の板バネ２１ｂとを備え、電子線が通過する開口２０ｂが形成されたホルダ支持部材２０の該開口２０ｂに該板バネが係合する。これにより、電子顕微鏡の対物レンズ内で試料ホルダ２１を支持することができ、該開口２０ｂを通過した電子線が試料ホルダ２１内の試料９に到達し、これにより試料９から発生する走査透過電子の信号を検出できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線照射による観察対象とされた試料が保持される試料保持部と、該試料保持部に取付けられた複数の板バネとを備える試料ホルダであって、該電子線が通過する開口が形成されたホルダ支持部材の該開口に該板バネが係合することを特徴とする試料ホルダ。
【請求項２】
前記試料保持部は、試料が載置される試料載置部と、該試料載置部の周囲に設けられた側壁部とを有することを特徴とする請求項１記載の試料ホルダ。
【請求項３】
前記試料載置部は、長円形状又は楕円形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の試料ホルダ。
【請求項４】
前記試料載置部は、薄膜からなることを特徴とする請求項２又は３記載の試料ホルダ。
【請求項５】
前記板バネは、相対向するように一対備えられていることを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の試料ホルダ。
【請求項６】
請求項１乃至５何れか記載の試料ホルダに保持された試料を観察するための電子顕微鏡であって、電子線源と、該電子線源から放出された電子線を該試料上で集束するための対物レンズと、該対物レンズの外側に配置され、該試料ホルダの移動及び回転を行うことができるステージと、該電子線が通過する開口を有し、該開口に該試料ホルダの前記板バネが係合することにより、該対物レンズ内で該試料ホルダを支持することができるホルダ支持部材と、該開口を通過した電子線が該試料ホルダ内の試料に到達し、これにより該試料から発生する信号を検出できる検出器とを具備する電子顕微鏡。
【請求項７】
前記ホルダ支持部材は、前記対物レンズの磁極片に形成された孔に挿通されていることを特徴とする請求項６記載の電子顕微鏡。
【請求項８】
前記ホルダ支持部材は移動可能となっており、これにより該ホルダ支持部材の前記開口の前記対物レンズ内での位置調整又は該開口の該対物レンズからの退避が可能であることを特徴とする請求項７記載の電子顕微鏡。
【請求項９】
前記ステージによる前記試料ホルダの移動によって、該試料ホルダが前記対物レンズ内に導入され、これにより該試料ホルダの前記板バネが、前記ホルダ支持部材の前記開口に係合されることを特徴とする請求項６乃至８何れか記載の電子顕微鏡。
【請求項１０】
前記ホルダ支持部材の前記開口には、前記試料ホルダの前記板バネとの係合が解除できる切り欠き部が形成されており、前記ステージの回転駆動により、該試料ホルダが回転して該板バネが移動し、該板バネが該切り欠き部内に位置したときに、当該係合が解除されることを特徴とする請求項６乃至９何れか記載の電子顕微鏡。
【請求項１１】
前記電子線が前記試料に到達することにより該試料から発生する信号は、透過電子信号であることを特徴とする請求項６乃至１０何れか記載の電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過電子像等を観察するための試料ホルダ及び電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線を試料上で走査し、これにより試料から発生する２次電子又は反射電子に基づいてＳＥＭ像を取得できる走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）において、電子線の走査時に試料を透過する透過電子を検出することにより走査透過電子像を取得できるようにすることが検討されている。
【０００３】
このような走査電子顕微鏡における走査透過電子像取得モードでは、ＳＥＭ像を作成するのと同様に、像を形成する個々の画素に対応する試料領域に電子線を走査コイルによって位置制御して照射する。このときに試料を透過した電子（透過電子）を、試料を保持するステージの下方に設置された透過電子検出器により検出する。そして、当該透過電子の検出結果に基づく信号強度に基づいて、走査透過電子像を形成する。
【０００４】
通常のＳＥＭを用いた場合には、ＳＥＭを構成する対物レンズの下方に試料を配置し、走査透過電子像の取得を行う。このような場合での、装置構成の例を図１に示す。
【０００５】
図１において、電子線源となる電子銃１から加速されて放出された電子線１０は、観察対象である試料９に向けて放出される。放出された電子線１０は、第１及び第２のコンデンサレンズ２，３及び対物レンズ６によるレンズ作用によって、試料９上に集束された状態で照射される。このとき、第１及び第２の走査コイル４，５により、電子線１０の試料９上での照射位置が制御される。これによって、集束された電子線１０が試料９上で走査される。
【０００６】
このようにして試料９に電子線１０が走査（照射）され、このときに試料９を透過した電子（透過電子）１１は、透過電子検出器８により検出される。この透過電子検出器８は、本体部８ｂと、この本体部８ｂの先端に設けられた検知部８ａとからなる。当該検知部８ａに透過電子１１が入射することにより、透過電子１１が検出される。
【０００７】
この透過電子検出器８による透過電子１１の検出結果に基づく検出信号は、図示しない画像形成部に送られる。画像形成部は、当該検出信号の信号強度と、走査コイル４，５に供給される走査信号とを同期させることにより、走査透過電子像を形成する。
【０００８】
一方、試料９のＳＥＭ像を形成する際には、電子線１０の試料９への走査に応じて、試料９から発生する２次電子又は反射電子を検出器７により検出する。検出器７による検出信号は、画像形成部に送られる。画像形成部は、当該検出信号の信号強度と、走査コイルに供給される走査信号とを同期させることにより、ＳＥＭ像を形成する。
【０００９】
ここで、上記により取得されるＳＥＭ像及び走査透過電子像は、試料９上で集束される電子線１０のプローブ径によって、その分解能が制限されることとなる。
【００１０】
なお、図１に示すような一般的な対物レンズ６においては、そのレンズ作用により形成される軸上磁場分布の主面は、対物レンズ６の内部にある。よって、図１の構成においては、当該磁場分布の主面は、対物レンズ６の下方（外部）に配置された試料９から離れた距離に位置することとなる。
【００１１】
また、走査透過電子像の取得時において、検出される透過電子の散乱角を調整（選択）することによって、所望とする必要な情報を選び出すことができる。例えば、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）による走査透過電子像の取得時において、明視野像（ＢＦ）と対応する主に弾性散乱波により像を結像するモードと、暗視野像（ＤＦ）に対応する非弾性散乱波により像を結像するモードとがある（特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】特開平７−１６９４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のような一般的な対物レンズを備える走査電子顕微鏡を用いて試料の走査透過電子像を取得する場合、上述したように、対物レンズのレンズ作用により形成される軸上磁場分布の主面は、対物レンズの外部に配置された試料から離れた距離に位置することとなる。
【００１４】
対物レンズの収差係数は大きいので、上記軸上磁場分布の主面から離れた位置にある試料上に集束された電子線のプローブ径は、数ｎｍよりも小さくはならない。
【００１５】
よって、このような一般的な対物レンズを用いて、対物レンズ外に配置された試料の走査透過電子像の取得を行う場合には、分解能の向上には限界がある。
【００１６】
ここで、当該対物レンズの内部に試料を配置すれば、該対物レンズ内の軸上磁場分布の主面と試料との距離が小さくなり、当該試料上で集束される電子線のプローブ径を小さくすることができる。このようなプローブ径の小さい電子線で試料上を走査すれば、これにより取得される走査透過電子像の分解能を向上させることができる。
【００１７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、走査電子顕微鏡における一般的な対物レンズを用いて試料の走査透過電子像を取得する際に、像取得時での分解能を向上させることのできる試料ホルダ及び電子顕微鏡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】
【００１８】
本発明における試料ホルダは、電子線照射による観察対象とされた試料が保持される試料保持部と、該試料保持部に取付けられた複数の板バネとを備える試料ホルダであって、該電子線が通過する開口が形成されたホルダ支持部材の該開口に該板バネが係合することを特徴とする。
【００１９】
本発明における電子顕微鏡は、上記試料ホルダに保持された試料を観察するための電子顕微鏡であって、電子線源と、該電子線源から放出された電子線を該試料上で集束するための対物レンズと、該対物レンズの外側に配置され、該試料ホルダの移動及び回転を行うことができるステージと、該電子線が通過する開口を有し、該開口に該試料ホルダの前記板バネが係合することにより、該対物レンズ内で該試料ホルダを支持することができるホルダ支持部材と、該開口を通過した電子線が該試料ホルダ内の試料に到達し、これにより該試料から発生する信号を検出できる検出器とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明における試料ホルダでは、該試料ホルダに備えられた板バネが、電子線が通過する開口が形成されたホルダ支持部材の該開口に係合される。従って、当該開口が対物レンズの内部に位置していれば、該試料ホルダに保持された試料を対物レンズの内部に配置することができる。
【００２１】
これにより、試料上で集束される電子線のプローブ径を十分に小さくすることができ、走査透過電子像を取得する際での分解能を向上させることができる。
【００２２】
本発明における電子顕微鏡は、電子線が通過する開口を有し、該開口に上記試料ホルダの板バネが係合することにより、対物レンズ内で該試料ホルダを支持することができるホルダ支持部材を具備している。従って、該試料ホルダに保持された試料を対物レンズの内部に配置することができる。
【００２３】
これにより、上記と同様、試料上で集束される電子線のプローブ径を十分に小さくすることができ、走査透過電子像を取得する際での分解能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図２は、本発明における電子顕微鏡を示す概略構成図である。同図において、図１中における同様の構成部材には、同じ番号が付されている。
【００２５】
図２において、対物レンズ６の下方には、本発明における試料ホルダ２１が配置されている。この試料ホルダ２１内には、同図では図示していない試料が保持されている。また、試料ホルダ２１は、支持ブロック２２の上面に支持されている。試料ホルダ２１は、試料が載置される部分を有する試料保持部２１ａと、この試料保持部２１ａの上部に取付けられた二つの板バネ２１ｂとを備えている。試料ホルダ２１内での試料の保持状態については、後述する。
【００２６】
試料ホルダ２１を支持する支持ブロック２２は、ステージ機構２３上に載置されている。ステージ機構２３は、対物レンズ６の下方（外部）に位置しており、Ｚ方向（垂直方向）に移動可能であるとともに傾斜可能な本体部２３ａと、本体部２３ａ上でＸ，Ｙ方向の各方向に移動可能及び回転可能なステージ２３ｂを有している。図２に示すごとく、支持ブロック２２は、ステージ２３ｂの上面に載置されることとなる。
【００２７】
ここで、Ｘ方向及びＹ方向は互いに直交する方向となっている。本体部２３ａが傾斜されていないときには、Ｘ方向及びＹ方向により特定されるＸ−Ｙ平面は、水平面となる。本実施の形態では、本体部２３ａの傾斜動作は特に必要ないので、以下の記述において、本体部２３ａは傾斜されていないものとする。
【００２８】
対物レンズ６の下部磁極片６ｂには、二つの孔６ｄが形成されている。各孔６ｄは、対物レンズ６の上部磁極片６ａと下部磁極片６ｂの各先端部における間隙５０の位置に対応して形成されている。当該二つの孔６ｄは、電子線１０の光軸を間に挟んで対向する位置に設けられている。なお、孔６ｄを二つ以上設けて、これらを当該光軸に対して放射状に配置するようにしてもよい。
【００２９】
当該孔６ｄのうちの1つには、ホルダ支持部材２０が挿通されている。ホルダ支持部材２０は、長板状の本体部２０ａを備えており、本体部２０ａの先端側（対物レンズ６の内部に位置する側）には、開口２０ｂが形成されている。開口２０ｂは、対物レンズ６内に配置されており、開口２０ｂの中心軸は電子線１０の光軸上に位置している。
【００３０】
ここで、ホルダ支持部材２０は、移動可能となっている。これにより、開口２０ｂの対物レンズ６内での位置調整が可能である。さらに、ホルダ支持部材２０を対物レンズ６の孔６ｄから抜き出すことにより、開口２０ｂを対物レンズ６内から外部へ退避させることもできる。なお、対物レンズ６の内部には、励磁用のコイル６ｃが設けられている。
【００３１】
対物レンズ６の上方には、電子源となる電子銃１、第１及び第２のコンデンサレンズ２，３、及び第１及び第２の走査コイル４，５が配置されている。電子銃１から加速されて放出された電子線１０は、第１及び第２のコンデンサレンズ２，３及び対物レンズ６によるレンズ作用によって、試料ホルダ２１内に保持された試料上で集束されて照射されるようになっている。このとき、第１及び第２の走査コイル４，５により、電子線１０の試料上での照射位置が制御される。これにより、集束された電子線１０が試料上で走査される。
【００３２】
なお、図中の７は、電子線１０の試料上での走査に応じて試料から発生する２次電子又は反射電子を検出するための検出器である。また、対物レンズ６の下方には、後述する透過電子検出器が配置されている。そして、これら検出器による検出結果は、図示しない画像形成部に送られる。当該画像形成部は、該検出結果に基づいて、ＳＥＭ像又は走査透過電子像の形成を行う。
【００３３】
また、対物レンズ６の下方は試料室となっている。そして、本装置には、当該試料室に接続して配置された試料交換室が設けられている。ステージ機構２３は、試料交換室と試料室との間を移動できるようになっている。
【００３４】
ここで、図３を参照して、試料ホルダ２１とホルダ支持部材２０に設けられた開口２０ｂとの位置関係について説明する。
【００３５】
試料ホルダ２１の試料保持部２１ａは、観察対象となる試料９が載置される載置面を備える試料載置部２１ｄを備えている。試料載置部２１ｄは、薄膜から構成されており、本実施の形態では長円形状となっている。なお、試料載置部２１ｄの形状は、これに限らず、楕円形状もしくは任意の形状でも構わない。
【００３６】
試料保持部２１ａは、さらに側壁部２１ｃを備えている。この側壁部２１ｃは、試料載置部２１ｄの周囲に設けられている。当該側壁部２１ｃは、試料載置部２１ｄの周囲に沿って形成されており、試料載置部２１ｄの形状が長円形状の場合には、図に示すように、二つの平面部３０と二つの曲面部３１とからなる。当該二つの平面部３０は相対向しており、当該二つの曲面部３１も相対向して配置される。この曲面部３１は、円弧状となっている。
【００３７】
この結果、試料保持部２１ａは、試料９が載置される試料載置部２１ｄの載置面を底面とし、当該底面を側壁部２１ｃが囲うような構成となっている。当該載置面の中心は、電子線１０の光軸１０ａ上に位置しており、試料９も当該光軸１０ａ上に位置することとなる。
【００３８】
さらに、試料ホルダ２１において、試料保持部２１ａには、二つの板バネ２１ｂが取付けられている。具体的には、板バネ２１ｂは、試料保持部２１ａを構成する側壁部２１ｃにおける二つの曲面部３１上に設けられている。これにより、板バネ２１ｂは、試料保持部２１ｂ上において、相対向するように配置されている。
【００３９】
上記のように、各板バネ２１ｂの下部（基端側）は、試料保持部２１ｂに固定され、当該板バネの先端側には、折り曲げ部２１ｅが形成されている。この折り曲げ部２１ｅは、「く」の字形状となっている。
【００４０】
また、ホルダ支持部材２０の本体部２０ａに形成された開口２０ｂは、円形に穿たれており、さらに開口２０ｂの中心を挟んで相対向するように二つの切り欠き部２０ｃが形成されている。この開口２０ｂの中心は、電子線１０の光軸１０ａ上に位置する。
【００４１】
ここで、上述した試料ホルダ２１に備えられた二つの板バネ２１ｂの間隙は、当該開口２０ｂの直径に相当する距離となっている。
【００４２】
以上が、本発明における試料ホルダ及び電子顕微鏡の構成である。次に、本発明において、試料観察を行う際の動作について説明する。
【００４３】
まず、オペレータは、上記のごとく試料９を保持している試料ホルダ２１を、支持ブロック２２上に載置する。支持ブロック２２の上面には、図示しない溝が形成されている。この溝の形状は、試料ホルダ２１の試料載置部２１ｄの形状（上記例では、長円形状）に対応する形状となっている。これにより、該溝に、試料ホルダ２１が着脱可能に係合される。この作業は、本装置に設けられている試料交換室内又は本装置外において行われる。
【００４４】
このようにして試料ホルダ２１を支持している支持ブロック２２は、試料交換室内において、ステージ機構２３のステージ２３ｂ上に載置される。なお、上記のように試料ホルダ２１が支持ブロック２２に載置される前に、支持ブロック２２がステージ２３ｂ上に載置されていた場合には、支持ブロック２２は、そのままステージ２３ｂ上に載置された状態とされる。
【００４５】
その後、オペレータはステージ機構２３を移動して、ステージ機構２３を試料室内に導入する。これにより、ステージ２３ｂに載置されている支持ブロック２２及び試料ホルダ２１は、試料室内において、対物レンズ６の下方に位置することとなる。
【００４６】
そして、図２に示すように、対物レンズ６の下方において、支持ブロック２２上の試料ホルダ２１は、電子線１０の光軸上に配置される。その際には、電子銃１から電子線１０を放出させ、試料ホルダ２１又はその内部の試料９に対する電子線１０による走査を行い、これによるＳＥＭ像の確認をしながら、オペレータが、試料ホルダ２１の移動を行うことができる。
【００４７】
なお、このときには、対物レンズ６の励磁は行わずに、その上段に位置する第１及び第２のコンデンサレンズによる励磁を利用して、試料９上に電子線１０を集束させる。これとともに、走査コイル４，５の駆動により、電子線１０が試料９上を走査し、このとき試料ホルダ２１又は試料９から発生する２次電子又は反射電子が検出器７により検出される。この検出結果に基づいて、画像形成部（図示せず）は、ＳＥＭ像を形成し、その表示が行われる。
【００４８】
次いで、オペレータは、画像形成部により表示された画像を目視にて確認し、試料ホルダ２１の試料載置部２１ｄの中心が、電子線１０の光軸に一致するように、ステージ２３ｂをＸ，Ｙ方向に移動させる。これにより、支持ブロック２２とともに、試料ホルダ２１のＸ，Ｙ方向での移動が行われる。なお、試料載置部２１ｄの中心位置には、試料９が配置されている。
【００４９】
このようにしてオペレータがＳＥＭ像を確認し、試料ホルダ２１の試料載置部２１ｂの中心が電子線１０の光軸に一致した状態となれば、当該試料載置部２１ｂの中心が、ホルダ支持部材２０の開口２０ａの中心軸上に位置することとなる。
【００５０】
次に、この状態で、オペレータは、ステージ機構２３を所定距離だけ＋Ｚ方向に移動させる。この移動は、垂直方向に沿う上昇となる。これにより、支持ブロック２２とともに、試料ホルダ２１は、図３に示す矢印Ａの方向（垂直方向）に移動する。
【００５１】
当該移動後の状態を図４に示す。この状態では、試料ホルダ２１の板バネ２１ｂが、ホルダ支持部材２０の開口２０ｂに係合されることとなる。
【００５２】
すなわち、図３に示す状態から試料ホルダ２１が矢印Ａ方向に上昇すると、試料ホルダ２１に設けられた板バネ２１ｂの折り曲げ部２１ｅが、当該開口２０ｂの周囲（円弧状部分）に接触したタイミングで一旦撓むこととなる。
【００５３】
その後、折り曲げ部２１ｅが、当該開口２０ｂを通過し終わると、折り曲げ部２１の撓みが解除される。この状態では、折り曲げ部２１ｅは、当該開口２０ｂより上に突き出た状態となるとともに、当該開口２０ｂの該周囲から横方向にも突き出た状態となる。これにより、当該開口２０ｂに板バネ２１ｂが係合することとなる。
【００５４】
このようにして、試料ホルダ２１の板バネ２１ｂが、ホルダ支持部材２０の当該開口２０ｂに係合された状態を、図５に示す。図５は、当該開口２０ｂを上から見た平面図である。
【００５５】
同図に示すように、試料ホルダ２１に設けられた二つの板バネ２１ｂの各折り曲げ部２１ｅは、当該開口２０ｂの該周囲から横方向に突き出ている。この突き出た折り曲げ部２１ｅにより、各板バネ２１ｂが当該開口２０ｂに係合され、試料ホルダ２１のホルダ支持部材２０からの落下が防止されることとなる。なお、試料ホルダ２１の試料載置部２１ｄの中心には、同図に示すごとく、試料９が載置されている。
【００５６】
この状態から、オペレータは、ステージ機構２３を−Ｚ方向に移動させる。これにより、支持ブロック２２は下降する。このとき、ホルダ支持部材２０の開口２０ｂに、板バネ２１ｂを介して係合された試料ホルダ２１は、そのままホルダ支持部材２０に支持された状態となる。
【００５７】
この結果、支持ブロック２２の下降に伴い、試料ホルダ２１と支持ブロック２０とは離間する。この状態を図６に示す。なお、このときには、電子銃１による電子線１０の照射は停止させておいてもよい。
【００５８】
次に、オペレータの操作により、ステージ機構２３を電子線１０の光軸上から退避させる。そして、オペレータの操作により、透過電子検出器８を、対物レンズ６の下方における電子線１０の光軸上に導入する。
【００５９】
ここで、透過電子検出器８は、本体部８ｂと、この本体部８ｂの先端に設けられた検知部８ａとから構成されている。そして、検知部８ａが電子線１０の光軸上に位置するように、透過電子検出器８が導入される。
【００６０】
その状態を、図７に示す。そして、この状態で、走査透過電子像を取得するときの条件により、試料ホルダ２１内の試料９に電子線１０を照射し、電子線１０の試料９上での走査を行う。このとき、第１及び第２のコンデンサレンズ２，３及び対物レンズ６によるレンズ作用により、試料９上に電子線１０が集束される。また、第１及び第２の走査コイル４，５により、電子線１０の試料９上での照射位置が制御される。
【００６１】
このようにして試料９を電子線１０が走査し、このときに試料９を透過した透過電子１１は、透過電子検出器８の検知部８ａに入射して検出される。
【００６２】
この透過電子検出器８による透過電子１１の検出結果に基づく検出信号は、上記の画像形成部に送られる。画像形成部は、当該検出信号の信号強度と、走査コイル４，５に供給される走査信号とを同期させることにより、走査透過電子像を形成する。当該走査透過電子像は表示され、オペレータにより観察される。
【００６３】
この場合、対物レンズ６内に配置された試料９は、対物レンズ６のレンズ作用により形成される軸上磁場分布の主面の近傍に位置している。よって、試料９上に集束される電子線１０のプローブ径を十分に小さくすることができる。
【００６４】
これにより、インレンズＳＥＭと同様に、収差係数の小さい試料位置での走査透過電子像の観察を実施することができ、超高分解能観察を行うことができる。
【００６５】
当該走査透過電子像の観察が終了した後は、対物レンズ６の下方から透過電子検出器８を退避させる。その後、ステージ機構２３を対物レンズ６の下方に導入する。このとき、ステージ機構２３のステージ２３ｂ上には、支持ブロック２２が、そのままの状態で載置されている（図６の状態を参照）。
【００６６】
そして、ステージ機構２３を＋Ｚ方向に移動させ、支持ブロック２２を上昇させる。これにより、上昇した支持ブロック２２の上面は、対物レンズ６の内部に入り、試料ホルダ２１の下面と接触する。このとき、支持ブロック２２の上面に形成されている上記溝に試料ホルダ２１が係合される（図４の状態を参照）。
【００６７】
その後、ステージ２３ｂの回転を行う。この回転は、９０°の回転とする。このとき、試料ホルダ２１の底面の部分は、上述したように長円形状となっており、支持ブロックの上面の上記溝もこの形状に対応して、互いに係合している。よって、ステージ２３ｂの回転に伴って、試料ホルダ２１は、スムーズに回転することとなる。
【００６８】
この結果、試料ホルダ２１の配置状態は、回転前の図５に示す状態から、図８に示す状態になる。これにより、試料ホルダ２１に設けられた板バネ２１ｂの折り曲げ部２１ｅは、ホルダ支持部材２０の開口２１ｂの周囲に沿って移動し、切り欠き部２０ｃ内に位置することとなる。
【００６９】
この状態では、板バネ２１ｂの折り曲げ部２１ｅは、当該切り欠き部２０ｃにおいて、ホルダ支持部材２０と接触していない。これにより、板バネ２１ｂとホルダ支持部材２０との係合が解除される。
【００７０】
その後、ステージ機構２３の−Ｚ方向での移動を行うと、支持ブロック２２とともに試料ホルダ２１が下降する（図２の状態を参照）。この後、ステージ機構２３を試料交換室に移動することにより、試料ホルダ２１の取り出し及び交換を行うことができる。
【００７１】
なお、上記におけるホルダ支持部材２０は移動可能であり、開口２０ｂの位置を対物レンズ６内で移動可能な構成としているが、ホルダ支持部材２０を移動可能とせずに、開口２０ｂの位置が対物レンズ６内で固定された構成とすることもできる。
【００７２】
また、上記いずれの場合であっても、走査透過電子像を取得する際での視野移動は、走査コイル４，５による電磁偏向を制御することにより実施することができる。
【００７３】
上記の装置構成により、本発明では、試料９を対物レンズ６の主面近傍に配置することができるので、試料９上での電子線１０のプローブ径を十分に小さくすることができ、一般的な対物レンズを用いていても、インレンズＳＥＭ並みの分解能を得ることができる。
【００７４】
また、試料９を保持する試料ホルダ２１の交換は、ＳＥＭ像の取得時に試料を支持するために用いられる既存のステージ機構２３を使用して、試料交換室を介して行うことができる。
【００７５】
さらに、ＳＥＭ像を確認しながら試料交換及び対物レンズ９内での試料９の位置決めを行うことができるので、走査透過電子像の取得時における試料位置の微調整を容易に行うことができる。
【００７６】
このように、本発明における試料ホルダ２１は、電子線１０の照射による観察対象とされた試料９が保持される試料保持部２１ａと、試料保持部２１ａに取付けられた複数の板バネ２１ｂとを備え、電子線１０が通過する開口２０ｂが形成されたホルダ支持部材２０の該開口２０ｂに板バネ２１ｂが係合することを特徴としている。
【００７７】
試料保持部２１ａは、試料９が載置される試料載置部２１ｄと、試料載置部２１ｄの周囲に設けられた側壁部２１ｃとを有している。
【００７８】
ここで、試料載置部２１ａは、長円形状又は楕円形状に形成することができ、薄膜から構成することができる。また、板バネ２１ｂは、相対向するように一対備えられている。
【００７９】
さらに、本発明における電子顕微鏡は、上記試料ホルダ２１に保持された試料９を観察するための電子顕微鏡であって、電子銃１と、電子銃１から放出された電子線１０を試料９上で集束するための対物レンズ６と、対物レンズ６の外側に配置され、試料ホルダ２１の移動及び回転を行うことができるステージ２３と、電子線１０が通過する開口２０ｂを有し、該開口２０ｂに試料ホルダ２１の板バネ２１ｂが係合することにより、対物レンズ６内で試料ホルダ２１を支持することができるホルダ支持部材２０と、該開口２０ｂを通過した電子線１０が試料ホルダ２１内の試料９に到達し、これにより試料９から発生する走査透過電子線１１の信号を検出できる検出器８とを具備することを特徴としている。
【００８０】
ここで、ホルダ支持部材２０は、対物レンズ６の磁極片６ｂに形成された孔６ｄに挿通されている。
【００８１】
そして、ホルダ支持部材２０は移動可能となっており、これによりホルダ支持部材２０の開口２０ｂの対物レンズ６内での位置調整又は該開口２０ｂの対物レンズ６からの退避が可能となっている。
【００８２】
さらに、ステージ２３による試料ホルダ２１の移動によって、試料ホルダ２１が対物レンズ６内に導入され、これにより試料ホルダ２１の板バネ２１ｂが、ホルダ支持部材２０の開口２０ｂに係合される。
【００８３】
ここで、ホルダ支持部材２０の開口２１ｂには、試料ホルダ２１の板バネ２１ｂとの係合が解除できる切り欠き部２０ｃが形成されており、ステージ２３の回転駆動により、試料ホルダ２１が回転して板バネ２１ｂが移動し、板バネ２１が切り欠き部２０ｃ内に位置したときに、当該係合が解除される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】通常のＳＥＭを用いて、走査透過電子像を取得する際の装置構成の例を示す図である。
【図２】本発明における電子顕微鏡を示す概略構成図である。
【図３】本発明における試料ホルダとホルダ支持部材との位置関係を示す図である。
【図４】試料ホルダが上昇した状態を示す図である。
【図５】試料ホルダの板バネが、ホルダ支持部材の開口に係合した状態を示す図である。
【図６】支持ブロックが下降した状態を示す図である。
【図７】走査透過電子像を取得する状態を示す図である。
【図８】上記板バネと上記開口との係合が解除した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１…電子銃（電子源）、２…第１のコンデンサレンズ、３…第２のコンデンサレンズ、４…第１の走査コイル、５…第２の走査コイル、６…対物レンズ、７…検出器、８…透過電子検出器、９…試料、１０…電子線、２０…ホルダ支持部材、２０ｄ…開口、２１…試料ホルダ、２１ａ…試料保持部、２１ｂ…板バネ、２２…支持ブロック、２３…ステージ機構、２３ａ…ステージ
【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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