JP3404090B2 - 電子顕微鏡用試料傾斜装置 - Google Patents
電子顕微鏡用試料傾斜装置Info
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Description
置に係わり、特に集束イオンビームで加工した試料を効
率的に電子顕微鏡で観察できる試料傾斜装置に関する。
合、試料の厚さは、電子線透過可能な0.1μm 以下の
薄膜(厚さは電子ビームの加速電圧よって異なる)とし
なければならず、特に半導体試料の場合は、集束イオン
ビーム装置で薄膜に加工している。集束イオンビームで
加工した試料を電子顕微鏡で観察しようとする時は、試
料の載せ替え作業が行われ、もし、電子顕微鏡で観察し
て加工の仕方が不充分であった場合は、再度、試料を載
せ替え、加工をやり直さなければならず非常に煩わしい
思いをしている。また、近年、高分解能観察を追求する
傾向にあり、従って対物レンズのポールピースギャップ
は狭くなり、試料の大角度傾斜が行えにくくなってい
る。
で試料を薄膜に加工した後、試料の載せ替え作業を行わ
ずに、電子顕微鏡で観察できるようにすることであり、
集束イオンビームによる加工を繰り返し行っても、電子
顕微鏡による観察が効率的に行えるようにすることであ
る。また、試料ホールダの強度を損なうことなく、狭い
対物レンズのポールピースギャップ内においても、大角
度傾斜で試料の観察を行うことである。
し、電子顕微鏡、或いは集束イオンビーム装置の電子
線、或いは集束イオンビーム光軸に直交する方向から挿
入され、真空シールで気密を保ちながら前記試料を前記
電子線、或いは集束イオンビーム光軸に位置付ける試料
ホールダにおいて、試料を載置した中軸と、該中軸と中
心を共用した外軸とを有し、前記外軸は、前記電子線、
或いはイオンビームの光軸方向上下が切除された薄板状
部を備え、前記中軸は前記中心を回転中心として回転可
能に形成されていることを特徴とする試料ホールダ及
び、当該試料ホールダを用いる電子顕微鏡、集束イオン
ビーム装置を提供する。
ずに、集束イオンビーム装置で試料を加工したそのまま
の保持状態で、電子顕微鏡に挿入し観察することができ
る。試料の加工位置と観察位置は90°回転という簡単
な手順で繰り返し再現することができるので、加工と観
察の繰り返しが迅速に行える。また、中軸によって±4
5°程度の粗動傾斜を行った後、外軸によって±15°
程度の微動傾斜を行えば、合成すると±60°の大角度
傾斜が可能となる。又、外軸の欠損部からX線を取り出
し、X線分析を行うことも可能となる。
1において、電子顕微鏡試料室内の真空室1を構成する
壁2には、試料傾斜装置3が耐真空的に取り付けられて
いる。試料傾斜装置3は、基筒3A,球状体部4,首振
回転運動機構5,回転体6から成り、回転体6を回転さ
せて試料を傾斜させるものである。基筒3Aには、首振
回転運動機構5によって球状体部4を中心に首振回転運
動する回転体6が耐真空的に挿入されている。試料ホー
ルダ7は、中空軸状の外軸8及び外軸8と中心を共用し
た中軸9から成り、電子線光軸10と直交するように配
置され、回転体6を通って真空室1の外部から内部へと
耐真空的に貫通している。試料ホールダ7の先端部、つ
まり外軸8と中軸9の上下がカットされた薄板部8′,
9′は、対物レンズの上部ポールピース11及び下部ポ
ールピース12の間に位置している。外軸8の外端に設
けられている穴15に、中軸9を回転されるつまみ13
に固着されている位置決めピン14が係合し、中軸9の
先端の薄板部9′の傾斜は阻止されている。尚、穴15
は必要に応じ複数個設けられており、そのうちの2個は
ピッチ90°の間隔となっている。外軸8の先端の薄板
部8′には欠損部16Aが、中軸9の先端の薄板部9′
には欠損部16Bが設けられている。中軸9の欠損部1
6Bには試料17が接着剤、又はばねなどで固定されて
おり、試料17の観察部18が電子線光軸10の交点に
正確に位置づけられるよう、ピポット19を介して試料
位置づけ部材20と接触している。次に試料傾斜装置3
を集束イオンビーム装置に装着した一実施例を、図3を
用いて説明する。集束イオンビーム装置試料室の真空室
21を構成する壁22には、試料傾斜装置3が耐真空的
に取り付けられている。試料傾斜装置3と試料ホールダ
7の詳細は、前述の通りなので省略する。真空室21の
もう一方の壁22′には、二次電子検出器24が耐真空
的に取り付けられ、真空室21内の対物レンズ23を通
過するイオンビーム光軸25は試料17と直交してい
る。このような構成を有する試料傾斜装置において、初
めに集束イオンビーム装置における試料作成を例に動作
を説明する。
れている状態で、中軸9を回転させるつまみ13を反時
計方向に90°回転させ、図2(b)に示すように中軸9
の先端の欠損部16Bを上に向けてイオンビーム光軸2
5と直交させる。首振回転運動機構5によって欠損部1
6Bに固定されている試料17の位置合わせを行い、イ
オンビーム光軸25と直交させる。試料上に照射された
イオンは、試料をスパッターすることにより観察部18
の加工ができる。一方スパッターリング時に放出される
電子又はイオンは、二次粒子検出器24により検出さ
れ、この電気信号によって図示は省略してあるが、CR
T上にイオン照射部の像が記録される。この像から正確
に加工位置を決め、試料17の観察部18を0.1μm以
下の薄膜となるように加工する。加工が終わった試料1
7は、試料ホールダ7ごと引き抜き、電子顕微鏡に取り
付けられている試料傾斜装置3に挿入する。電子顕微鏡
を所定の手順により観察できる状態にする。次に中軸9
を回転させるつまみ13を時計方向に90°反転させ、
図2(a)に示すように中軸9の先端の欠損部16Bを水
平状態にする。試料17の観察部18は電子線光軸10
と直交するので、薄膜部に電子線を透過させて観察する
ことができる。試料17の観察部18に電子線を照射す
ると、X線が発生するが外軸8の先端の欠損部16Aか
らX線を取り出し、X線分析を行うことができる。この
ように試料の載せ替え作業を行わず、集束イオンビーム
装置と電子顕微鏡の両方に取り付けられるので、再度加
工し直すといった場合でも迅速に行え、観察効率が非常
に良くなる。次に電子顕微鏡における試料の大角度傾斜
の観察について説明する。試料17の観察部18が水平
状態を基準にして、中軸9を回転させるつまみ13をプ
ラス方向、又はマイナス方向に5°ないし10°ピッチ
で回転させ、試料17を5°ないし10°ピッチで粗動
傾斜させる。このピッチで外軸8の外端に穴15を設け
ておけば、位置決めも簡単に行うことができる。更に、
外軸8で微動傾斜させ合成すると、大角度傾斜での観察
が行える。対物レンズの上部ポールピース11と、下部
ポールピース12の間のギャップが5mm程度とし、外軸
8の外径を直径8mm程度とすると、±15°傾斜が可能
となり、中軸9の外径を直径5mm程度とすると、±45
°傾斜が可能となり、合成すると±60°の大角度傾斜
が得られる。尚、外軸8と中軸9の外径の端面は、必要
に応じて面取りされているので、ポールピースと接触す
ることは起きない。
な偏向角設定が可能な中軸と、機械的強度の高い外軸の
併用によって、機械的強度を損なうことなく、対物レン
ズのポールピースギャップ間で、大きな傾斜角を得るこ
とができる。また他に次のような効果が達成される。
装置と電子顕微鏡に共用することができる。
はワンタッチで切り換えられ、位置決めも正確に行え
る。
と観察ができるので、繰り返し加工と観察が迅速に行え
る。
扱いが簡単となり、不注意による試料破損などのトラブ
ルが未然に防げる。
路を設けなくてもよいので、機械的強度を損なわずにす
む。
よる歪みが加わらない構造となっているで、歪みによる
ドリフトが発生しない。
装置の縦断面図である。
(b)加工方向の拡大平面図である。
の要部縦断面図である。
動機構、7…試料ホールダ、8…外軸、9…中軸、10
…電子線光軸、11,12…対物レンズのポールピー
ス、16A,16B…欠損部、17…試料、18…観察
部、23…対物レンズ、24…二次粒子検出器、25…
イオンビーム光軸。
Claims (4)
- 【請求項1】試料を載置し、電子顕微鏡、或いは集束イ
オンビーム装置の電子線、或いは集束イオンビーム光軸
に直交する方向から挿入され、真空シールで気密を保ち
ながら前記試料を前記電子線、或いは集束イオンビーム
光軸に位置付ける試料ホールダにおいて、試料を載置し
た中軸と、該中軸と中心を共用した外軸とを有し、前記
外軸は、前記電子線、或いはイオンビームの光軸方向上
下が切除された薄板状部を備え、前記中軸は前記中心を
回転中心として回転可能に形成されていることを特徴と
する試料ホールダ。 - 【請求項2】請求項1において、前記中軸には試料にイ
オンビームを照射するための欠損部が、前記外軸には試
料から発生するX線を取り出すための欠損部が設けられ
ていることを特徴とする試料ホールダ。 - 【請求項3】請求項1において、前記外軸に前記中心を
回転中心とした回転を与える試料傾斜装置と、前記外軸
の先端部に接触し、前記電子線或いはイオンビーム光軸
に、前記試料を位置付けるための位置付け部材を備えた
ことを特徴とする電子顕微鏡、或いは集束イオンビーム
装置。 - 【請求項4】試料を載置し、電子顕微鏡、或いは集束イ
オンビーム装置の電子線、或いは集束イオンビーム光軸
に直交する方向から挿入され、真空シールで気密を保ち
ながら前記試料を前記電子線、或いは集束イオンビーム
光軸に位置付ける試料ホールダにおいて、 前記試料ホールダは、試料を載置した中軸と、該中軸と
中心を共用した外軸で構成され、外軸の後端に中軸を回
転させる手段を備え、試料の傾斜を行えるようにすると
共に、集束イオンビーム装置に装着できるようにも構成
され、前記試料ホールダを集束イオンビーム装置と電子
顕微鏡に共用できるようにしたことを特徴とする試料ホ
ールダ 。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27927593A JP3404090B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 電子顕微鏡用試料傾斜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27927593A JP3404090B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 電子顕微鏡用試料傾斜装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07134963A JPH07134963A (ja) | 1995-05-23 |
JP3404090B2 true JP3404090B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=17608899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27927593A Expired - Lifetime JP3404090B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 電子顕微鏡用試料傾斜装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3404090B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3751062B2 (ja) * | 1996-01-22 | 2006-03-01 | 株式会社リコー | 断面tem観察用試料ホルダー及びそれを備えたtem装置 |
US6661009B1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-09 | Fei Company | Apparatus for tilting a beam system |
-
1993
- 1993-11-09 JP JP27927593A patent/JP3404090B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07134963A (ja) | 1995-05-23 |
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