JP3211667U - 観測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】標本の検査作業の作業効率を向上させることができると共に、ＥＳＤに起因して標本に損傷痕を残して標本の故障解析を複雑にさせない観測装置を提供する。【解決手段】顕微鏡１は、観察する標本Ｓが載置される装置ステージ２を備える。装置ステージ２は金属によって形成され、導電性を持つ材質からなる。装置ステージ２を支える鏡柱４や鏡台３等からなる顕微鏡本体は、装置ステージ２に電気的につながっている。顕微鏡１は、この装置ステージ２上に水平面出し治具１１を備える。水平面出し治具１１は、ステージ台１２と３つの支持具１３とから構成される。支持具１３は、スリーブの外周にシンブルが回転自在に取り付けられて構成される金属製のマイクロメータヘッドからなり、このマイクロメータヘッドを保持するステムがステージ台１２に固定されている。【選択図】図１

Description

本考案は、装置ステージに載置される標本を観察する観測装置に関するものである。

従来、この種の観測装置としては、例えば、半導体デバイス等の標本を観察したり検査するための顕微鏡がある。この種の顕微鏡を使用して、故障した半導体デバイス等の断面を観察し、故障解析をすることが従来行われている。半導体デバイス等の観察対象となる断面は、従来、サンプルを研磨することによって形成されている。

しかしながら、サンプルを研磨して観察面となる断面を形成する際、この断面がサンプルの底面に対して傾いてしまうことがある。このように観察面が傾いたサンプルを装置ステージに載置して、研磨した断面を顕微鏡で拡大して観察すると、顕微鏡の焦点が観察面に合わず、観察面がぼけてしまう。このような場合、従来、サンプルの研磨をやり直し、観察面が観察方向に対して垂直になるまで、サンプルを作り直していた。このサンプルの研磨作業にはある程度の熟練が要され、研磨作業に不慣れな作業者がサンプルを作ると、適切なサンプルの作成に時間および労力が必要とされた。このため、従来の観測装置を用いた半導体デバイス等の検査作業は、作業効率が悪かった。

また、従来、観測装置を用いて半導体デバイス等の故障解析を行う際、静電気放電(ElectoroStatic Discharge:以下、ＥＳＤと記す)によって半導体デバイス等が静電破壊をしないように、細心の注意を払って故障部位を観察する必要がある。ＥＳＤが起きると、半導体デバイス等の内部に放電電流が流れ、局部的に発熱したり電界が集中して、静電破壊に至る。この静電破壊は、帯電した導体（半導体デバイス等を含む）が瞬時に放電して起こるもので、エネルギーが小さいため、微小な損傷痕が半導体デバイス等に残る。このような損傷痕が残ると、半導体デバイス等の故障解析は複雑になる。

本考案はこのような課題を解決するためになされたもので、
導電性を持つ材質からなる装置ステージと、この装置ステージに電気的につながる観測装置本体とを備えて構成され、装置ステージに載置される標本を観察する観測装置において、
帯電防止材料からなる平板状のステージ台と、このステージ台の複数箇所に取り付けられてネジ作用によってステージ台の支持高さを可変する導電性材質からなる複数の支持具とから構成される水平面出し治具を装置ステージ上に備えることを特徴とする。

本構成によれば、標本の観察面が観察方向に対して傾いていても、標本を水平面出し治具のステージ台上に載置し、ステージ台の複数箇所に取り付けられた支持具によるステージ台の各支持高さを支持具のネジ作用によって調節することで、標本の観察面を観察方向に対して容易に垂直に支持することができる。したがって、標本の観察面となる断面の研磨作業に不慣れな作業者が標本を作っても、水平面出し治具を装置ステージ上に備えることで、容易に、標本の観察面を観察方向に対して垂直にして、標本の観察を行うことが可能になる。このため、観測装置を用いた半導体デバイス等の検査作業の作業効率は向上する。

また、ステージ台は帯電防止材料からなり、複数の支持具は導電性材質からなる。したがって、標本または作業者または水平面出し治具が帯電していても、その帯電電荷は、ステージ台、支持具、および装置ステージを介して観測装置本体に放電され、アースされる。このため、ＥＳＤが起きないように細心の注意を従来のように払うことなく、標本の故障部位を観察することができ、この観点からも、観測装置を用いた半導体デバイス等の検査作業の作業効率は向上する。また、ＥＳＤに起因して標本に損傷痕が残ることはなく、半導体デバイス等の故障解析は従来のように複雑になることはない。

また、本考案は、支持具が、スリーブの外周にシンブルが回転自在に取り付けられて構成されるマイクロメータヘッドからなり、このマイクロメータヘッドを保持するステムがステージ台に固定されることを特徴とする。

本構成によれば、マイクロメータヘッドのシンブルを回すことで、支持具によるステージ台の各支持高さが調節され、その調節高さは、シンブルの外周囲に記される目盛りおよびスリーブの外周囲に記される目盛りを読むことで、正確に把握される。このため、各支持具間の高さ調整を正確に素早く行え、迅速に、標本の観察面を観察方向に対して垂直に調節することができる。

また、本考案は、支持具が、ステージ台に螺合する導電性ネジから構成されることを特徴とする。

本構成によれば、導電性ネジを回すことで、支持具によるステージ台の各支持高さが調節される。このため、水平面出し治具を安価に簡単に構成して、容易に、標本の観察面を観察方向に対して垂直にして、標本の観察を行うことが可能になる。

また、本考案は、装置ステージの外形よりも大きな外形を有して装置ステージ上に載置され、水平面出し治具が載置される帯電防止材料からなる平板状の大ステージを備えることを特徴とする。

本構成によれば、水平面出し治具に載置される標本または作業者または水平面出し治具または大ステージが帯電していても、その帯電電荷は、ステージ台と支持具とから構成される水平面出し治具、大ステージ、および装置ステージを介して観測装置本体に放電され、アースされる。また、大ステージが単独で装置ステージ上に載置されることで、装置ステージに置ききれない大きな標本を大ステージに載置して観察することができる。この際にも、大ステージ上の標本または作業者または大ステージが帯電していても、その帯電電荷は、大ステージおよび装置ステージを介して観測装置本体に放電され、アースされる。このため、ＥＳＤを起こすことなく標本の検査作業の作業効率を向上させることが可能な観測装置の使用用途を多様化することができる。

また、本考案は、大ステージが、装置ステージに使用される金属皿ネジを用いて装置ステージに固定されることを特徴とする。

本構成によれば、大ステージの装置ステージに対する固定を、観測装置に何ら処置を施すことなく、簡単に行える。また、金属皿ネジは、大ステージの表面に頭部を突出させることなく、大ステージに取り付けることができる。このため、大ステージに大きな標本を置くときに標本が金属皿ネジに引っ掛かったりすることはなく、金属皿ネジの使用が標本の観察を阻害することはない。

本考案によれば、標本の検査作業の作業効率を向上させることができると共に、ＥＳＤに起因して標本に損傷痕を残して標本の故障解析を複雑にさせない観測装置を提供することができる。

本考案の第１の実施形態による観測装置を構成する顕微鏡の側面図である。 第１の実施形態による顕微鏡を構成する水平面出し治具を斜め上方から見た斜視図である。 第１の実施形態による顕微鏡の装置ステージ上に載置された状態の水平面出し治具の側面図である。 本考案の第２の実施形態による観測装置を構成する顕微鏡の側面図である。 第２の実施形態による顕微鏡の装置ステージの部分を拡大して示す一部拡大斜視図である。

次に、本考案の観測装置を実施するための形態について、説明する。

図１は、本考案の第１の実施形態による観測装置を構成する顕微鏡１の側面図である。

顕微鏡１は、装置ステージ２に載置される標本Ｓを観察する。装置ステージ２の下方には鏡台３が設けられ、この鏡台３には鏡柱４が立設されている。対物レンズ５は、鏡柱４に支えられて、装置ステージ２上に配置されている。対物レンズ５に結像される標本像は接眼レンズ６で観察される。対物レンズ５および接眼レンズ６の光学系は、鏡柱４に設けられたハンドル７を回転させることで、装置ステージ２からの距離が調節される。

装置ステージ２は金属によって形成され、導電性を持つ材質からなる。装置ステージ２を支える鏡柱４や鏡台３等からなる顕微鏡本体は、装置ステージ２に電気的につながっている。本実施形態による顕微鏡１は、この装置ステージ２上に水平面出し治具１１を備える。

図２は、水平面出し治具１１を斜め上方から見た斜視図である。水平面出し治具１１は、ステージ台１２と３つの支持具１３とから構成される。

ステージ台１２は、例えば、塩化ビニル樹脂やアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の帯電防止性能に優れた帯電防止材料からなる透明な平板によって構成される。支持具１３は、導電性材質からなり、このステージ台１２の３箇所に取り付けられて、ネジ作用によってステージ台１２の支持高さを可変する。本実施形態では、支持具１３は、スリーブ１３ｂの外周にシンブル１３ａが回転自在に取り付けられて構成される金属製のマイクロメータヘッドからなり、このマイクロメータヘッドを保持するステムがステージ台１２に固定されている。

図３は、装置ステージ２上に載置された状態の水平面出し治具１１の側面図である。図３において図１および図２と同一または相当する部分には同一符号を付している。

同図に示すように支持具１３は、ステージ台１２に固定されて、ステージ台１２の下方にスピンドル１３ｃを突出させている。スピンドル１３ｃは、シンブル１３ａおよびスリーブ１３ｂに内蔵される部分の外周に雄ネジが形成されており、シンブル１３ａの内部に設けられたナットに螺合している。シンブル１３ａを回転させると、ナットと雄ネジとの間のネジ作用により、スピンドル１３ｃがステージ台１２の下方へ突出する長さが可変する。シンブル１３ａの外周囲およびスリーブ１３ｂの外周囲には目盛りが記されており、スピンドル１３ｃがステージ台１２の下方へ突出する長さは、各目盛りから知ることができる。

本実施形態による顕微鏡１によれば、標本Ｓの観察面が図３に示すように観察方向に対して傾いていても、標本Ｓを水平面出し治具１１のステージ台１２上に載置し、ステージ台１２の３箇所に取り付けられた支持具１３によるステージ台１２の各支持高さを支持具１３のネジ作用によって調節することで、標本Ｓの観察面を観察方向に対して容易に垂直に支持することができる。例えば、標本Ｓの観察面が図３に示すように観察方向に対して傾いている場合には、同図に左側に位置する支持具１３によるステージ台１２の支持高さを高くするか、もしくは、同図に右側に位置する支持具１３によるステージ台１２の支持高さを低くすることで、標本Ｓの観察面を観察方向に対して容易に垂直にすることができる。したがって、標本Ｓの観察面となる断面の研磨作業に不慣れな作業者が手作業で標本Ｓを作っても、水平面出し治具１１を装置ステージ２上に備えることで、その場で容易に、標本Ｓの観察面を観察方向に対して垂直に調整して、標本Ｓの観察を行うことが可能になる。つまり、標本Ｓの作り直しを従来のようにする必要は無くなる。このため、顕微鏡１を用いた半導体デバイス等の検査作業の作業効率は向上する。

また、ステージ台１２は帯電防止材料からなり、各支持具１３は導電性材質からなる。したがって、標本Ｓまたは作業者または水平面出し治具１１が帯電していても、その帯電電荷は、ステージ台１２、支持具１３、および装置ステージ２を介して観測装置本体に放電され、アースされる。よって、ステージ台１２および装置ステージ２が帯電することはない。このため、ＥＳＤが起きないように細心の注意を従来のように払うことなく、標本Ｓの故障部位を観察することができ、この観点からも、顕微鏡１を用いた半導体デバイス等の検査作業の作業効率は向上する。また、ＥＳＤに起因して標本Ｓに損傷痕が残ることはなく、半導体デバイス等の故障解析は従来のように複雑になることはない。

また、本実施形態では、支持具１３が金属製のマイクロメータヘッドからなり、シンブル１３ａを回すことで、支持具１３によるステージ台１２の各支持高さが調節され、その調節高さは、シンブル１３ａの外周囲に記される目盛りおよびスリーブ１３ｂの外周囲に記される目盛りを読むことで、正確に把握される。このため、各支持具１３間の高さ調整を正確に素早く行え、迅速に、標本Ｓの観察面を観察方向に対して垂直に調節することができる。

図４は、本考案の第２の実施形態による観測装置を構成する顕微鏡１Ａの側面図である。図４において図１と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。

この第２の実施形態による顕微鏡１Ａは、装置ステージ２と水平面出し治具１１との間に大ステージ１４を備える点だけが、第１の実施形態による顕微鏡１と相違する。その他の構成は第１の実施形態による顕微鏡１と同様である。

図５は、顕微鏡１Ａの装置ステージ２の部分を拡大して示す一部拡大斜視図である。図５において図４と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。

大ステージ１４は、装置ステージ２の外形よりも大きな外形を有して、装置ステージ２上に載置され、水平面出し治具１１が載置される。この大ステージ１４も、水平面出し治具１１を構成するステージ台１２と同様な帯電防止材料からなる透明な平板から構成される。大ステージ１４は、装置ステージ２に元々使用される金属皿ネジ１５を用いて、装置ステージ２に固定されている。

本実施形態による顕微鏡１Ａによれば、水平面出し治具１１に載置される標本Ｓまたは作業者または水平面出し治具１１または大ステージ１４が帯電していても、その帯電電荷は、ステージ台１２と支持具１３とから構成される水平面出し治具１１、大ステージ１４、および装置ステージ２を介して観測装置本体に放電され、アースされる。よって、ステージ台１２および大ステージ１４および装置ステージ２が帯電することはない。また、大ステージ１４が単独で装置ステージ２上に載置されることで、装置ステージ２に置ききれない大きな標本Ｓ、例えば、半導体ウエハなどを大ステージ１４に載置して観察することができる。この際にも、大ステージ１４上の標本Ｓまたは作業者または大ステージ１４が帯電していても、その帯電電荷は、大ステージ１４および装置ステージ２を介して観測装置本体に放電され、アースされる。このため、ＥＳＤを起こすことなく標本Ｓの検査作業の作業効率を向上させることが可能な顕微鏡１Ａの使用用途を多様化することができる。

また、本実施形態による顕微鏡１Ａによれば、大ステージ１４の装置ステージ２に対する固定を、装置ステージ２に元々使用される金属皿ネジ１５を用いて行うことで、顕微鏡１Ａに何ら処置を施すことなく、簡単に行える。また、金属皿ネジ１５は、大ステージ１４の表面に頭部を突出させることなく、大ステージ１４に取り付けることができる。このため、大ステージ１４に標本Ｓを置くときに半導体ウエハのような大きな標本Ｓが金属皿ネジ１５に引っ掛かったりすることはなく、金属皿ネジ１５の使用が標本Ｓの観察を阻害することはない。

なお、上記の各実施形態では、支持具１３に金属製のマイクロメータヘッドを用いた場合について説明したが、ステージ台１２に螺合する導電性ネジから支持具１３を構成するようにしてもよい。本構成によれば、導電性ネジを回すことで、支持具１３によるステージ台１２の各支持高さが調節される。このため、水平面出し治具１１を安価に簡単に構成して、容易に、標本Ｓの観察面を観察方向に対して垂直にして、標本Ｓの観察を行うことが可能になる。

１、１Ａ…顕微鏡（観測装置）
２…装置ステージ
３…鏡台
４…鏡柱
５…対物レンズ
６…接眼レンズ
７…ハンドル
１１…水平面出し治具
１２…ステージ台
１３…支持具（マイクロメータヘッド）
１３ａ…シンブル
１３ｂ…スリーブ
１３ｃ…スピンドル
１４…大ステージ
１５…金属皿ネジ

Claims (5)

1. 導電性を持つ材質からなる装置ステージと、この装置ステージに電気的につながる観測装置本体とを備えて構成され、前記装置ステージに載置される標本を観察する観測装置において、
   帯電防止材料からなる平板状のステージ台と、このステージ台の複数箇所に取り付けられてネジ作用によって前記ステージ台の支持高さを可変する導電性材質からなる複数の支持具とから構成される水平面出し治具を前記装置ステージ上に備えることを特徴とする観測装置。
2. 前記支持具は、スリーブの外周にシンブルが回転自在に取り付けられて構成されるマイクロメータヘッドからなり、このマイクロメータヘッドを保持するステムが前記ステージ台に固定されることを特徴とする請求項１に記載の観測装置。
3. 前記支持具は、前記ステージ台に螺合する導電性ネジから構成されることを特徴とする請求項１に記載の観測装置。
4. 前記装置ステージの外形よりも大きな外形を有して前記装置ステージ上に載置され、前記水平面出し治具が載置される帯電防止材料からなる平板状の大ステージを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の観測装置。
5. 前記大ステージは、前記装置ステージに使用される金属皿ネジを用いて前記装置ステージに固定されることを特徴とする請求項４に記載の観測装置。

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