JP3583285B2 - 試料作成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型または走査型の電子顕微鏡等で観察するための薄い試料（電子顕微鏡用試料、すなわち、電顕用試料）を作成したり、または試料の観察用断面を形成したりするための試料作成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの微細化、高集積化が進むにつれて、これらを研究開発する上で、特定の領域の断面構造を直接観察することが必要となってきている。ミクロンオーダーの構造については、従来から機械研磨によって断面試料をつくり、光学顕微鏡で形状、界面の反応などが観察されてきた。しかしながら機械研磨による平坦さの限界（数十ｎｍ以下が困難）および光学顕微鏡による分解能の限界から電子顕微鏡による断面観察が必要となってきている。
【０００３】
透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡による断面観察の有用性を生かすには試料作成が重要となる。
従来、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察するための試料の作成方法は、試料となる材料を機械的に研磨加工した後、仕上げに前記研磨面にイオンビームを照射して厚さの薄い試料を得ていた。しかしながら、このような試料の作成方法は、試料となる材料を切断装置によって切断する際前記切断された材料に歪みを生じないようにしたり前記材料の厚さを薄く研磨して試料を作成するなどの特殊な技術を必要とするという問題がある。
また、従来、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で断面観察するための試料の作成方法は、試料となる材料をハンマーなどで割り、観察のための断面を得ていた。しかしながら、このような試料の作成方法では、加工位置の設定がｍｍオーダーの精度しか得られないという問題があった。
【０００４】
前記問題を解消するため従来、下記の技術（Ｊ０１）が知られている。
（Ｊ０１）図１１〜図１４に示す技術
図１１は従来の試料作成装置の全体説明図である。図１２は従来の試料作成装置の要部拡大説明図である。図１３は走査型電子顕微鏡用の試料作成方法の説明図である。図１４は透過型電子顕微鏡用の試料作成方法の説明図である。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、左方、右方、上方、下方、または、前側、後側、左側、右側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【０００５】
図１１、図１２において、試料作成装置Ｄは、基台０１と、前記基台０１の上面に配置されたモニタ０２および壁部材により形成されて左右方向（Ｙ軸方向）に移動可能な真空フランジ０３により密閉される試料加工室０４を有している。図１１において、前記試料加工室０４内は、図示しない真空ポンプにより真空にされるようになっている。図１２において、前記試料加工室０４内には、前記真空フランジ０３に支持された基板０５上に上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能な昇降ステージ０６ａと、前記昇降ステージ０６ａ上面のＺ軸回りに回転可能な回転ステージ０６ｂとを有する試料ステージ０６が配置されている。
試料ステージ０６の回転ステージ０６ｂ上面には試料ホルダＨが装着されている。
前記試料ホルダＨの上部にはイオンビームで加工する前の板状の試料Ｓを載置する試料載置面０７が設けられている。
前記加工する前の試料Ｓは、前記試料ホルダＨの左右側に形成されて上端部が前記試料Ｓ上面側に屈曲した屈曲部０８ａをそれぞれ有する試料係止部０８，０８により係止されて、前記各屈曲部０８ａに螺合して貫通する試料固定用ネジ０９により前記試料載置面０７上に固定される。
【０００６】
前記試料加工室０４の上部には、イオン照射装置（図１１参照）０１１が配置されている。前記イオン照射装置０１１の下端部の出射口（図示せず）には、イオンビームＩＢを直径約１ｍｍに絞って前記試料Ｓの加工面Ｓａに入射させるためのアパーチャ０１２（図１３参照）が配置されている。
図１２において、前記試料ステージ０６の上方には断面円形状の線状ビーム遮断部材０１３を支持するビーム遮断部材支持装置Ｂが配置されている。
前記ビーム遮断部材支持装置Ｂは、前記真空フランジ０３に支持されたマイクロメータ０１４を有している。
【０００７】
前記マイクロメータ０１４は、外端部（右端部、すなわち、−Ｙ側端部）にマイクロメータネジ０１６ａが形成され中央部に断面四角形状の被ガイド部０１６ｂが設けられた移動ロッド０１６と、この移動ロッド０１６の前記被ガイド部０１６ｂを軸方向に移動可能且つ軸回りに回転不能に支持するガイド部材０１７と、前記マイクロメータネジ０１６ａに螺合するツマミ０１８とを有している。そして、ツマミ０１８を回転することにより前記移動ロッド０１６を左右方向（軸方向）に移動調整できるようになっている。
【０００８】
前記移動ロッド０１６の内端（左端、すなわち、Ｙ側端）には、前記線状ビーム遮断部材０１３を支持する遮断部材支持アーム０１９が設けられている。遮断部材支持アーム０１９は、その左端部（Ｙ側端部）に前後方向（Ｘ軸方向）に別れた一対の遮断部材固定部０１９ａ，０１９ａが設けられており、それらの下面に前記線状ビーム遮断部材０１３が固定されている。
【０００９】
（走査型電子顕微鏡用の試料作成方法）
図１１〜図１３において、板状に切断された加工前の試料Ｓが固定された試料ホルダＨを試料ステージ０６に装着して、前記試料ステージ０６および試料ホルダＨを前記試料加工室０４内に配置する。
図示しない真空ポンプにより試料加工室０４内を真空にした後、前記マイクロメータ０１４により前記線状ビーム遮断部材０１３のＹ軸方向の位置を調整し、前記昇降ステージ０６ｂを上昇させて前記線状ビーム遮断部材０１３と前記試料Ｓの加工面Ｓ１との間隔を調整する。
【００１０】
前記加工面Ｓ１上にイオンビームＩＢを照射すると、前記線状ビーム遮断部材０１３の陰となる部分であるビーム非照射領域Ｓ１ａはミリングされず、残る。図１２に示すように前記加工面Ｓ１が掘り込まれた一個の断面を観察面Ｓ１ｂとする走査型電子顕微鏡観察用の試料が作成される。
前記線状ビーム遮断部材０１３は、前記マイクロメータ０１４によってＹ軸方向にｍｍオーダー以下の精度で移動可能である。したがって、前記観察面Ｓ１ｂの形成位置はｍｍオーダー以下の精度で設定可能となる。
【００１１】
（透過型電子顕微鏡用の試料作成方法）
透過型電子顕微鏡用の試料を作成する場合には、図１４Ａに示すように直方体状に加工され試料Ｓの加工面Ｓ１の中央に前記加工面Ｓ１の長辺に沿って前記線状ビーム遮断部材０１３が横断するように配置される。この状態で、前記加工面Ｓ１に前記イオンビームＩＢが照射されると、前記加工面Ｓ１の線状ビーム遮断部材０１３の陰となる部分であるビーム非照射領域Ｓ１ａ（図１４Ｂ参照）はミリングされない。したがって、図１４Ｂに示すようにミリングされた試料Ｓの短辺方向に沿った断面が凸型の形状となる。
【００１２】
前記回転ステージ０６ｂを上下軸（Ｚ軸）回りわずかに回転させて、前記試料Ｓを前記線状ビーム遮断部材０１３に対して相対的にわずかに回転させる。この状態で再びミリングを行うと、図１４Ｃにおいて斜線を施した菱形の部分Ｓ２がミリングされずに突出した状態で残る。すなわち、断面菱形の薄い突出部分Ｓ２が残る。このときの前記薄い突出部分Ｓ２の両端部Ｓ２ａおよびＳ２ｂは、薄膜に形成されており、透過型電子顕微鏡で観察可能である。
このような試料作成方法によれば前記試料Ｓの作成には試料Ｓを切断装置で切断しないので、前記試料Ｓに力が加わらず前記試料Ｓには歪みが生じない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
（前記従来技術（Ｊ０１）の問題点）
前記従来技術（Ｊ０１）では、前記試料Ｓをミリングする際、前記イオンビームＩＢによって前記ビーム遮断部材０１３もミリングされ加工後は細る。しかし、前記試料Ｓおよびビーム遮断部材０１３のエッチングレート（イオンビームによりミリングされて細る速度）の比が定かでないため、一回の加工毎に使用したビーム遮断部材０１３を取り替える必要がある。このため試料作成作業に手間がかかるという問題がある。
【００１４】
また、前記ビーム遮断部材０１３と加工面Ｓ１ａとの間隔が大きすぎるとイオンビームＩＢの回り込みにより試料のエッジがだれたり、透過型電子顕微鏡用の試料の作成の際前記間隔が狭すぎると、前記ビーム遮断部材０１３と前記加工面Ｓ１ａとが接触し前記試料Ｓを壊す可能性がある。このため、前記ビーム遮断部材０１３と加工面Ｓ１ａとの間隔は１〜１０μｍの範囲内に設定されている。
しかし、試料Ｓ毎の厚さが異なる場合前記試料Ｓの下端部の位置が固定されていると、試料Ｓ毎に前記各試料Ｓの上面である加工面Ｓ１ａの上下（Ｚ軸）方向の位置が異なることになり、前記加工面Ｓ１ａと前記加工面Ｓ１ａの上方のビーム遮断部材０１３との間隔が前記試料Ｓ毎に異なることになる。このため、試料Ｓの交換毎に前記試料Ｓの加工面Ｓ１ａとビーム遮断部材０１３との間隔を調整しなければならず、試料作成作業に手間がかかるという問題もある。
【００１５】
本発明は、前述の事情に鑑み、下記の記載内容を課題とする。
（Ｏ０１）試料の加工位置において、試料の加工の際ビーム遮断部材のビームの照射を受けた部分と前記ビーム遮断部材のビームの照射を受けていない部分との取り替えを容易に行えるようにすること。
（Ｏ０２）試料の厚さが変わっても前記試料の加工面の上下方向の位置を一定に保持すること。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の説明において本発明の構成要素の後に付記したカッコ内の符号は、本発明の構成要素に対応する後述の実施例の構成要素の符号である。なお、本発明を後述の実施例の構成要素の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【００１７】
（第１発明）
前記課題を解決するために、本出願の第１発明の試料作成装置は、下記の要件を備えたことを特徴とする、
（Ａ01）試料ホルダ（Ｈ）に保持された試料（Ｓ）の加工面（Ｓ1）が真空に保持された試料加工室（Ａ1）内の試料作成位置に配置されるように前記試料ホルダ（Ｈ）を保持する試料ステージ（ＳＴ）、
（Ａ02）前記試料加工面（Ｓ1）の上方に配置されて、前記試料加工面（Ｓ1）にイオンビーム（ＩＢ）を入射させるイオン照射装置（６）、
（Ａ03）前記試料加工面（Ｓ1）に入射するイオンビーム（ＩＢ）を横断し且つ前記試料加工面（Ｓ1）に接近して配置され、前記イオンビーム（ＩＢ）の一部を遮断して前記試料加工面（Ｓ1）にイオンビーム（ＩＢ）が照射されない線状のビーム非照射領域を形成する線状のビーム遮断部材（５１）、
（Ａ04）ベース（５２）に回転可能に支持されて、前記イオンビーム（ＩＢ）が通過する複数のビーム通過部（７２a）を外周部に有し、前記複数のビーム通過部（７２a）を前記ビーム遮断部材（５１）が横断する状態で前記ビーム遮断部材（５１）を支持するとともに、回転時に前記複数の各ビーム通過部（７２a）が順次前記イオンビーム（ＩＢ）を横断する位置に移動する遮断部材支持部材（７２）、
（Ａ05）前記ベース（５２）上に回転可能に支持された前記遮断部材支持部材（７２）を所定の回転位置に保持する回転位置保持手段。
【００１８】
（第１発明の作用）
前述の特徴を備えた第１発明の試料作成装置では、試料ステージ（ＳＴ）は、試料ホルダ（Ｈ）に保持された試料（Ｓ）の加工面（Ｓ１）が真空に保持された試料加工室（Ａ１）内の試料作成位置に配置されるように前記試料ホルダ（Ｈ）を保持する。前記試料加工面（Ｓ１）の上方に配置されたイオン照射装置（６）は前記試料加工面（Ｓ１）にイオンビーム（ＩＢ）を入射させる。
前記イオンビーム（ＩＢ）が通過する複数のビーム通過部（７２ａ）を外周部に有する遮断部材支持部材（７２）は、前記ビーム通過部（７２ａ）にビーム遮断部材（５１）が横断する状態で前記ビーム遮断部材（５１）を支持する。
前記線状のビーム遮断部材（５１）は前記イオンビーム（ＩＢ）の一部を遮断して前記試料加工面（Ｓ１）にイオンビーム（ＩＢ）が照射されない線状のビーム非照射領域を形成する。前記試料加工面（Ｓ１）の線状のビーム非照射領域以外のイオンビーム（ＩＢ）の照射を受けた部分は、ミリングされて、所望の深さになると前記イオンビーム（ＩＢ）の照射を停止する。
【００１９】
ベース（５２）に回転可能に支持された前記遮断部材支持部材（７２）は、回転時に前記複数の各ビーム通過部（７２a）が順次前記イオンビーム（ＩＢ）を横断する位置に移動する。前記イオンビーム（ＩＢ）を横断する位置にはミリングに使用されていない新しい前記ビーム遮断部材（５１）が移動する。回転位置保持手段は、前記ベース（５２）上に回転可能に支持された前記遮断部材支持部材（７２）を所定の回転位置に保持する。
したがって、第１発明では、前記遮断部材支持部材（７２）を回転させるだけで前記ミリングによってイオンビーム（ＩＢ）の照射を受けず細くなっていないビーム遮断部材（５１）を容易に供給することが可能となり、試料作成作業の効率が上昇する。
【００２０】
前記遮断部材支持部材（７２）の回転は、一個の試料（Ｓ）を加工する毎に行うことが可能である。前記ビーム遮断部材（５１）の材質や加工時間によって前記ビーム遮断部材（５１）の細る度合いが小さい場合には、前記遮断部材支持部材（７２）の回転は、試料（Ｓ）を複数個加工する毎に行うことが可能である。また、前記遮断部材支持部材（７２）の回転は、前記試料加工室（Ａ１）内から試料（Ｓ）を取り出して交換する際に手動で回転させることが可能であり、また、前記試料加工室（Ａ１）内に配置された状態で手動またはモータ等の駆動装置により回転させるように構成することも可能である。
なお、前記試料（Ｓ）をわずかに回転させて、前記加工面（Ｓ１）とビーム遮断部材（５１）との相対的な位置を変えて前記加工を行えば透過型電子顕微鏡に使用する試料（Ｓ）が作成できる。このような透過型電子顕微鏡に使用する試料（Ｓ）の作成方法は従来公知（特開平９−２１０８８３号公報参照）である。
【００２１】
（第２発明）
前記課題を解決するために、本出願の第２発明の試料作成装置は、下記の要件を備えたことを特徴とする、
（Ｂ01）試料ホルダ（Ｈ）に保持された試料（Ｓ）の加工面（Ｓ1）が真空に保持された試料加工室（Ａ1）内の試料作成位置に配置されるように前記試料ホルダ（Ｈ）を保持する試料ステージ（ＳＴ）、
（Ｂ02）前記試料加工面（Ｓ1）の上方に配置されて、前記試料加工面（Ｓ1）にイオンビーム（ＩＢ）を入射させるイオン照射装置（６）、
（Ｂ03）前記試料加工面（Ｓ1）の上方から入射するイオンビーム（ＩＢ）を横断し且つ前記試料加工面（Ｓ1）に接近して配置され、前記イオンビーム（ＩＢ）の一部を遮断して前記試料加工面（Ｓ1）にイオンビーム（ＩＢ）が照射されない線状のビーム非照射領域を形成する線状のビーム遮断部材（５１）、
（Ｂ04）前記試料加工面（Ｓ1）に入射するイオンビーム（ＩＢ）を横断して移動する前記線状のビーム遮断部材（５１）を送り出す送出用部材（５６）および前記送り出された線状のビーム遮断部材（５１）を巻き取る巻取用部材（５７）であって、ベース（５２）に回転可能に支持された前記送出用部材（５６）および前記巻取用部材（５７）。
（Ｂ05）前記ベース（５２）上に回転可能に支持された前記送出用部材（５６）および巻取用部材（５７）を所定の回転位置に保持する回転位置保持手段。
【００２２】
（第２発明の作用）
また、本出願の第２発明の試料作成装置では、試料ステージ（ＳＴ）は、試料ホルダ（Ｈ）に保持された試料（Ｓ）の加工面（Ｓ１）が真空に保持された試料加工室（Ａ１）内の試料作成位置に配置されるように前記試料ホルダ（Ｈ）を保持する。前記試料加工面（Ｓ１）の上方に配置されたイオン照射装置（６）は前記試料加工面（Ｓ１）にイオンビーム（ＩＢ）を入射させる。
線状のビーム遮断部材（５１）は、前記試料加工面（Ｓ１）に入射するイオンビーム（ＩＢ）を横断し、前記イオンビーム（ＩＢ）の一部を遮断して前記試料加工面（Ｓ１）にイオンビーム（ＩＢ）が照射されない線状のビーム非照射領域を形成する。前記試料加工面（Ｓ１）の線状のビーム非照射領域以外のイオンビーム（ＩＢ）の照射を受けた部分は、ミリングされる。
【００２３】
ベース（５２）に回転可能に支持される送出用部材（５６）および巻取用部材（５７）を同時に回転させて、前記線状のビーム遮断部材（５１）を前記巻取用部材（５７）に巻き取るとともに前記線状のビーム遮断部材（５１）を送り出す。前記イオンビーム（ＩＢ）を横断する位置にはミリングに使用されていない新しい前記ビーム遮断部材（５１）が移動する。回転位置保持手段は、前記ベース（５２）上に回転可能に支持された前記送出用部材（５６）および巻取用部材（５７）を所定の回転位置に保持する。
したがって、第２発明では、前記送出用部材（５６）および巻取用部材（５７）を回転させるだけで前記ミリングによってイオンビーム（ＩＢ）の照射を受けず細くなっていないビーム遮断部材（５１）を容易に供給することが可能となり、試料作成作業の効率が上昇する。
【００２４】
前記送出用部材（５６）および巻取用部材（５７）の回転は、連動させることが可能であり、この場合には前記送出用部材（５６）を回転させて、前記巻取部材（５７）を回転させて、前記イオンビーム（ＩＢ）を横断する位置に前記ミリングに使用されていない新しい前記ビーム遮断部材（５１）を移動させることも可能である。
また、前記送出用部材（５６）および巻取用部材（５７）の回転は、一個の試料（Ｓ）を加工する毎に行うことが可能である。前記ビーム遮断部材（５１）の材質や加工時間によって前記ビーム遮断部材（５１）の細る度合いが小さい場合には、前記送出用部材（５６）および巻取用部材（５７）の回転は、試料（Ｓ）を複数個加工する毎に行うことが可能である。
さらに、前記送出用部材（５６）および巻取用部材（５７）は、前記試料加工室（Ａ１）内から試料（Ｓ）を取り出して交換する際に手動で回転させることが可能であり、また、前記試料加工室（Ａ１）内に配置された状態で手動またはモータ等の駆動装置により回転させるように構成することも可能である。
なお、前記試料（Ｓ）をわずかに回転させて、前記加工面（Ｓ１）とビーム遮断部材（５１）との相対的な位置を変えて前記加工を行えば透過型電子顕微鏡に使用する試料（Ｓ）が作成できる。このような透過型電子顕微鏡に使用する試料（Ｓ）の作成方法は従来公知（特開平９−２１０８８３号公報参照）である。
【００２５】
前記第１発明または第２発明の試料作成装置は、下記の要件（Ｃ０１），（Ｃ０２）を備えることが可能である。
（Ｃ０１）真空に保持された試料加工室（Ａ１）内に配置された試料ステージ（ＳＴ）の上面に設けられたホルダ装着部材（３４）に装着される被装着部（４１）と、前記被装着部（４１）に支持される試料支持部材（４３）とを有する前記試料ホルダ（Ｈ）、
（Ｃ０２）上面に試料（Ｓ）を載置する試料載置面（４３ｂ）が設けられた試料支持部材（４３）と、前記試料支持部材（４３）を上方へ付勢する弾性部材（４２）と、前記試料（Ｓ）の上面である試料加工面（Ｓ１）の上限位置を規制する試料位置規制部材（４４）とを有する前記試料保持部（４３〜４７）。
【００２６】
前記要件（Ｃ０１），（Ｃ０２）を備えた本発明の試料作成装置では、前記試料ホルダ（Ｈ）の被装着部（４１）は、真空に保持された試料加工室（Ａ１）内に配置された試料ステージ（ＳＴ）の上面に設けられたホルダ装着部材（３４）に装着されて、保持される。前記被装着部（４１）は試料保持部（４３〜４７）を支持する。
前記試料保持部（４３〜４７）の弾性部材（４２）が前記試料支持部材（４３）を上方へ付勢するので、試料支持部材（４３）の試料載置面（４３ｂ）に載置された試料（Ｓ）は上昇する。試料位置規制部材（４４）は、前記試料（Ｓ）の上面である試料加工面（Ｓ１）の上限位置を規制する。このため、前記試料（Ｓ）の厚さに関係なく前記試料加工面（Ｓ１）の上限位置が保持される。
【００２７】
したがって、たとえば前記試料ホルダ（Ｈ）に厚さが異なる複数の試料（Ｓ）を装着して前記第１発明の試料作成装置（Ｄ）または前記第２発明の試料作成装置（Ｄ）で加工する場合には、最初に前記試料ホルダ（Ｈ）に装着される試料（Ｓ）の加工面（Ｓ１）と前記ビーム遮断部材（５１）との間隔は保持され、２番目の試料（Ｓ）の加工面（Ｓ１）と前記ビーム遮断部材（５１）との間隔を調整する必要がない。
前記要件（Ｃ０１），（Ｃ０２）を備えた本発明の試料作成装置では、試料ホルダの被装着部（４１）は、真空に保持された試料加工室（Ａ１）内に配置された試料ステージ（ＳＴ）の上面に設けられたホルダ装着部材（３４）に装着されて、保持される。前記被装着部（４１）は試料保持部（４３〜４７）を支持する。
前記試料保持部（４３〜４７）の弾性部材（４２）が前記試料支持部材（４３）を上方へ付勢するので、試料支持部材（４３）の試料載置面（４３ｂ）に載置された試料（Ｓ）は上昇する。試料位置規制部材（４４）は、前記試料（Ｓ）の上面である試料加工面（Ｓ１）の上限位置を規制する。このため、前記試料（Ｓ）の厚さに関係なく前記試料加工面（Ｓ１）の上限位置が保持される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第２発明の実施の形態１）
本出願の第２発明の実施の形態１の試料作成装置は、前記第２発明において下記の要件を備えたことを特徴とする、
（Ｂ０６）前記ビーム遮断部材（５１）の前記試料加工面（Ｓ１）に入射するイオンビーム（ＩＢ）を横断する部分の両側を保持する横断部分保持部（５２ｃ＋６４）、
（Ｂ０７）前記横断部分保持部（５２ｃ＋６４）を上下動可能に支持する保持部支持手段（ｔ）、
（Ｂ０８）前記横断部分保持部（５２ｃ＋６４）の前記試料ホルダ（Ｈ）に対する上下方向の間隔を調節する間隔調節部材（６７）。
【００２９】
（第２発明の実施の形態１の作用）
前述の構成を備えた本出願の第２発明の実施の形態１の試料作成装置では、横断部分保持部（５２ｃ＋６４）は、前記ビーム遮断部材（５１）の前記試料加工面（Ｓ１）に入射するイオンビーム（ＩＢ）を横断する部分の両側を保持する。保持部支持手段（ｔ）は、前記横断部分保持部（５２ｃ＋６４）を上下動可能に支持する。間隔調節部材（６７）は、前記横断部分保持部（５２ｃ＋６４）の前記試料ホルダ（Ｈ）に対する上下方向の間隔を調節する。
したがって、前記横断部分保持部（５２ｃ＋６４）に両側が保持されているビーム遮断部材（５１）の前記イオンビーム（ＩＢ）を横断する部分と前記試料ホルダ（Ｈ）に保持されている前記試料加工面（Ｓ１）との間隔は調節される。
【００３０】
また前記（Ｃ０１），（ＣＯ２）を備えた第１発明又は第２発明において下記の要件を備えることが可能である、
（Ｃ０３）前記試料加工面（Ｓ１）の上方に配置されたイオン照射装置（６）から照射されて前記試料加工面（Ｓ１）に入射するイオンビーム（ＩＢ）が通過するビーム通過部（４７ａ）を有する前記試料位置規制部材（４４）。
前述の構成要件（ＣＯ３）を備えた作成装置では、前記試料位置規制部材（４４）は、前記試料加工面（Ｓ１）の上方に配置されたイオン照射装置（６）から照射されて前記試料加工面（Ｓ１）に入射するイオンビーム（ＩＢ）を通過させるビーム通過部（４７ａ）を有する。したがって、最初にイオン照射装置（６）のビーム出射位置と前記試料ステージ（ＳＴ）上面との間隔を調整しておけば、前記第３発明の試料ホルダ（Ｈ）に前記厚さが異なる試料（Ｓ）を装着しても前記試料（Ｓ）の上面である試料加工面（Ｓ１）の上限位置が保持されているので、前記イオン照射装置（６）のビーム出射位置と前記試料加工面（Ｓ１）の位置との間隔が保持される。
【００３１】
前記（Ｃ０１），（ＣＯ２）を備えた第１発明又は第２発明において下記の要件（Ｃ０４）を備えることが可能である、
（Ｃ０４）前記試料加工面（Ｓ１）に接近して配置されて前記イオンビーム（ＩＢ）を横断し且つ前記イオンビーム（ＩＢ）の一部を遮断して前記試料加工面（Ｓ１）にイオンビーム（ＩＢ）が照射されない線状のビーム非照射領域を形成する線状のビーム遮断部材（５１）が配置された前記ビーム通過部（４７ａ）。
前述の構成要件（Ｃ０４）を備えた試料作成装置では、前記ビーム通過部（４７ａ）に配置される線状のビーム遮断部材（５１）は、前記試料加工面（Ｓ１）に接近して配置され、前記イオンビーム（ＩＢ）を横断し且つ前記イオンビーム（ＩＢ）の一部を遮断して前記試料加工面（Ｓ１）にイオンビーム（ＩＢ）が照射されない線状のビーム非照射領域を形成する。前記イオンビーム（ＩＢ）によって前記第３発明の試料ホルダ（Ｈ）に装着された試料（Ｓ）の加工面（Ｓ１）の前記線状のビーム非照射領域以外の部分がミリングされる。前記試料（Ｓ）の加工面（Ｓ１）と前記ビーム遮断部材（５１）との間隔が保持されているので、厚さが異なる複数の試料（Ｓ）をミリングする際、試料（Ｓ）を交換する度に前記試料（Ｓ）の加工面（Ｓ１）と前記ビーム遮断部材（５１）との間隔を調整する必要がない。
【００３２】
【実施例】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３３】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の試料作成装置の全体説明図で、図１Ａは前記試料作成装置を上方から見た図、図１Ｂは前記試料作成装置の正面図で、前記図１Ａの矢印ＩＢから見た図である。図２は前記図１Ｂの矢印ＩＩ方向から見た図である。図３は本発明の実施例１の試料作成装置に備えられたビーム遮断部材支持装置、試料ホルダおよび試料ステージの拡大説明図で、図３Ａはビーム遮断部材支持装置を除いて前記試料ホルダおよび試料ステージを上方から見た図、図３Ｂは前記図３Ａの試料ホルダおよび試料ステージのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。図４は本発明の実施例１の試料作成装置に備えられたビーム遮断部材支持装置の側面図である。図５は本発明の試料作成装置の実施例１で使用する試料ホルダの斜視図である。図６は本発明の実施例１の試料ホルダが試料ステージに装着された状態の拡大説明図で、図６Ａは前記図３Ｂと同一方向から見た拡大断面図、図６Ｂは前記図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線断面図である。図７は前記図６Ａの矢印ＶＩＩ方向から見た図である。図８はビーム遮断部材支持装置と試料ホルダとの関係を示す拡大説明図で、図８Ａは前記ビーム遮断部材支持装置および試料ホルダを上方から見た図、図８Ｂは前記図８Ａの矢印ＶＩＩＩＢ方向から見た部分断面図である。図９はビーム遮断部材支持装置の要部拡大説明図で、図９Ａは前記ビーム遮断部材支持装置の平面図、図９Ｂは前記図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図、図９Ｃは前記図９Ａの矢印ＩＸＣ方向から見た部分断面図である。
【００３４】
図１、図２において、本発明の実施例１の試料作成装置Ｄは、基台１と、前記基台１上に配置されたモニタ２および円筒状の壁部材３によって形成された試料加工室Ａ１とを有している。
前記試料加工室Ａ１の右端部（−Ｙ方向の端部）には、左右方向（Ｙ軸方向）に移動可能な真空フランジ４が装着されている。前記真空フランジ４は前記試料加工室Ａ１内を密閉するための部材であり、前記密閉された試料加工室Ａ１内は図示しない真空ポンプにより真空になるようになっている。
図１、図２に示すように前記試料加工室Ａ１の上側（Ｚ側）の壁部分には、イオンビーム（ＩＢ）照射装置６が装着されており、前記イオン照射装置６から約４５°後側（−Ｘ側）方向の壁部分にはＴＶカメラ７が装着されている。
【００３５】
図２において、前記真空フランジ４の右端面（−Ｙ方向の端面）には、試料ステージ操作用ノブ８ａ，８ｂ，８ｃおよび遮断部材支持ベース操作用ノブ８ｄが配置されており、前記真空フランジ４の左側（Ｙ側）には図示しないモータによりＹ軸回りに傾斜するように構成されたステージ支持部材９（図１Ｂ参照）が連結されている。
図３において、前記ステージ支持部材９の右端側には、遮断部材支持ベース支持部９ａが設けられており、前記ベ−ス支持部９ａの内端面９ａ１からは、左方（Ｙ方向）に突出するステージ支持部９ｂが設けられている。
前記ステージ支持部９ｂは、側壁９ｂ１および底壁９ｂ２を有しており、前後両側の側壁９ｂ１には、段部９ｂ３が形成されている。前記底壁９ｂ２の中央にはビーム通過孔９ｂ４（図３Ｂ参照）が形成されている。
【００３６】
図３において、前記試料ステージ操作用ノブ８ａ，８ｂ，８ｃおよび遮断部材支持ベース操作用ノブ８ｄは、前記ステージ支持部材９内側に支持された棒状のＸ軸方向移動用部材１１、Ｙ軸方向移動用部材１２、回転用部材１３および遮断部材支持ベース回動用部材１４と接続している。前記試料ステージ操作用ノブ８ａ，８ｂ，８ｃを操作すると前記Ｘ軸方向移動用部材１１、Ｙ軸方向移動用部材１２および回転用部材１３の先端側がそれぞれ左右方向（Ｙ軸方向）に移動するように構成されている。前記Ｘ軸方向移動用部材１１、Ｙ軸方向移動用部材１２および回転用部材１３の先端部にはボール１１ａ，１２ａ，１３ａがそれぞれ装着されている。
また、前記遮断部材支持ベース回動用部材１４を操作すると前記遮断部材支持ベース回動用部材１４の先端側のウォームギヤ１４ａが左右方向の軸（Ｙ軸）回りに回転するようになっている。
図３Ｂにおいて、前ベ−ス支持部９ａの上側部分で前側（Ｘ側）には前記遮断部材支持ベース回動用部材１４の先端側のウォームギヤ１４ａが配置される。また、前記ベ−ス支持部９ａの内端面９ａ１からは前記Ｘ軸方向移動用部材１１、Ｙ軸方向移動用部材１２および回転用部材１３の先端部が貫通して突出している。前記底壁９ｂ２の上面で前記イオン照射装置６の下方（−Ｚ方向）には、試料ステージＳＴが配置されている。
【００３７】
図３Ｂにおいて、前記試料ステージＳＴは、前記底壁９ｂ２上に支持された前後一対のＹ軸方向ガイド部材１６，１６によりＹ軸方向にスライド可能なＹ軸テーブル１７と、前記Ｙ軸テーブル１７の上面に支持された左右一対のＸ軸方向ガイド部材１８，１８によりＸ軸方向にスライド可能なＸ軸テーブル１９とを有している。
前記Ｘ軸方向ガイド部材１８，１８は、前記Ｙ軸テーブル１７上面に固定されたガイドレール１８ａと、前記Ｘ軸テーブル１９下面に固定され且つ前記ガイドレール１８ａ上でスライド可能な被ガイドレール１８ｂとにより構成されている。前記Ｙ軸方向ガイド部材１６も前記Ｘ軸方向ガイド部材１８と同様に構成されている。
【００３８】
前記Ｙ軸テーブル１７の中央にはビーム通過孔１７ａが形成されており、図３Ａに示すように前記Ｙ軸テーブル１７の前後両側面には、一端が前記ステージ支持部９ｂの段部９ｂ３に係止されたＹ軸引っ張りばね２１，２１が係止されており、前記Ｙ軸引っ張りばね２１，２１は前記Ｙ軸テーブル１７を右方（−Ｙ方向）へ付勢している。
前記Ｙ軸テーブル１７の右側面（−Ｙ側面）には、上方（Ｚ方向）に伸びる移動部材被当接部材２２が固定されており、前記移動部材被当接部材２２の右側面には前記Ｘ軸方向移動用部材１１のボール１１ａが当接する。
したがって、前記Ｘ軸方向移動用部材１１が左右方向（Ｙ軸方向）に移動すると前記Ｙ軸方向ガイド部材１６にガイドされて前記Ｙ軸テーブル１７も左右方向（Ｙ軸方向）に移動するようになっている。
【００３９】
図３において、前記Ｘ軸方向ガイド部材１８，１８を介してＹ軸テーブルの上面に配置されたＸ軸テーブル１９の中央には、装着部材貫通孔１９ａが形成されている。
図３Ａに示すように前記Ｘ軸テーブル１９の前後両側面には、一端が前記Ｙ軸テーブル１７の上面に係止されたＸ軸引っ張りばね２３，２３の他端が係止されており、前記Ｘ軸引っ張りばね２３，２３は前記Ｘ軸テーブル１９を後方（−Ｘ方向）へ付勢している。
図３Ｂにおいて、前記Ｘ軸テーブル１９の前側の上面にはＬ字部材２４が固定されており、前記Ｌ字部材２４の前端の立ち上がった部分には、Ｘ軸駆動用シフタ２６のボール２６ａが当接している。
【００４０】
前記Ｘ軸駆動用シフタ２６は、前記ステージ支持部９ｂの前側の側壁９ｂ１上に上下軸（Ｚ軸）回りに回動可能に支持されており、前記支持されている位置の後側（−Ｘ方側）部分には移動部材被当接部２６ｂが設けられている。前記移動部材被当接部２６ｂの右側面には前記Ｙ軸方向移動用部材１２のボール１２ａが当接する。
したがって、前記Ｘ軸方向移動用部材１２が左右方向（Ｙ軸方向）に移動すると、前記Ｘ軸駆動用シフタ２６が回動して前記ボール２６ａが前後方向に移動し、前記Ｌ字部材２４も移動する。前記Ｌ字部材２４の移動により前記Ｘ軸テーブル１９も前記Ｘ軸方向ガイド部材１８，１８にガイドされて前後方向（Ｘ軸方向）に移動するようになっている。
【００４１】
図３Ｂにおいて、前記試料ステージＳＴのＸ軸テーブル１９の装着部材貫通孔１９ａの上側の部分にはベアリング２７が嵌合しており、前記ベアリング２７の内側には、回転部材２８が嵌合している。前記回転部材２８の中央には、ねじ孔２８ａが形成されている。
図３において、前記回転部材２８のねじ孔２８ａには、ホルダ支持部材２９の円筒部２９ａの外周に形成された雄ねじが螺合しており、前記雄ねじの前記ねじ孔２８ａに対する回転位置を調節することにより回転部材２８に対するホルダ支持部材２９の高さを調節することが可能である。前記ホルダ支持部材２９の円筒部２９ａの中央には装着部材貫通孔２９ｂが形成されている。
前記ホルダ支持部材２９上端部のフランジ部分には上面側から下面側に回転止め用ねじ３３，３３が貫通して螺合しており、前記各回転止め用ねじ３３の先端は前記回転部材２８のフランジ部の上面に当接するようになっている。
前記回転止め用ねじ３３の先端部を前記回転部材２８のフランジ部の上面に当接させることにより、前記ホルダ支持部材２９と前記ホルダ支持部材２９が一体的に回転するようになっている。
【００４２】
前記円筒部２９ａ上端部のフランジ部分の外側面には前記Ｘ軸テーブル１９の上面に一端が係止された戻し用引っ張りばね３１，３１が係止されており、前記戻し用引っ張りばね３１，３１は前記ホルダ支持部材２９をＺ軸中心に時計回りに付勢している。
また、前記ホルダ支持部材２９のフランジ部分の外側面には、移動部材被当接部材３２が固定されており、前記移動部材被当接部材３２の右側面には前記回転用部材１３のボール１３ａが当接し、前記回転用部材１３が左右方向に移動すると前記ホルダ支持部材２９および回転部材２８がＺ軸回りに回転するようになっている。
【００４３】
図３において、ホルダ支持部材２９が有する装着部材貫通孔２９ｂには円筒状のホルダ装着部材３４が上下方向に移動可能に貫通している。
前記ホルダ装着部材３４は、その上端部に、断面形状で上辺が下辺より短い逆台形のホルダ係止部３４ａを有し、また、前記ホルダ装着部材３４の内側に形成されたビーム通過孔３４ｂを有している。前記ホルダ装着部材３４の下端部には、ばね受け座３６が嵌合している。
前記ホルダ装着部材３４の下部の外周には、圧縮ばね３７が配置されており、前記圧縮ばね３７の上端部は前記ホルダ支持部材２９の円筒部２９ａ下端に当接して、前記ホルダ装着部材３４を下方（−Ｚ方向）に付勢している。
なお、前記符号１６〜３７で示された要素から前記試料ステージＳＴが構成されている。
【００４４】
図５〜図８において、前記試料ステージＳＴのホルダ支持部材２９上面には試料ホルダＨが装着されている。
前記試料ホルダＨは、ばね収容凹部４１ａ（図６Ｂ参照）を上面に有する円筒状の被装着部材（被装着部）４１と、前記ばね収容凹部４１ａに収容される圧縮ばね４２（弾性部材）と、前記圧縮ばね４２の上端に配置されて、前記圧縮ばね４２により上方へ付勢されている円板状の試料支持部材４３とを有している。
【００４５】
図６において、前記被装着部材４１の下部には逆台形溝４１ｂが形成されており、前記被装着部材４１の中央にはビーム通過孔４１ｃが形成されている。前記ばね収容部４１ａの外周には、上方に突出する被嵌合部４１ｄが形成されており、前記被嵌合部４１ｃの外周には接合面４１ｅが形成されている。前記台形溝４１ｂは前記試料ステージＳＴのホルダ装着部材３４上端部に設けられたホルダ係止部３４ａに嵌合して、前記試料ホルダＨを前記試料ステージＳＴのホルダ支持部材２９上に固定するようになっている。
【００４６】
図６において、前記試料支持部材４３の中央にはビーム通過孔４３ａが形成されており、前記試料支持部材４３の上面には試料載置面４３ｂが設けられている。前記試料載置面４３ｂ上にはイオンビームＩＢで加工する前の板状の試料Ｓが載置される。前記加工前の試料Ｓの上面には加工面Ｓ１を有する。
前記試料ホルダＨの被装着部材４１の上部には、試料位置規制部材４４が連結されており、前記試料位置規制部材４４の内側には前記圧縮ばね４２および試料支持部材４３が収容されている。
【００４７】
前記試料位置規制部材４４は、その下部に、円筒状の連結部４６と、前記連結部４６の上端に形成されて、前記連結部４６の外径より小さな径の略円筒状の試料位置規制部４７とを有している。前記連結部４６の下端面にリング状の被接合面４６ａを有し、前記リング状の被接合面４６ａは前記被装着部材４１の接合面４１ｅと接合する。
前記略円筒状の試料位置規制部４７の前後両側の部分は、切除された形状をしており、前記試料位置規制部４７の左右両側の部分の上端には、その中央が切除されたビーム通過部４７ａを有する試料係止部４７ｂ，４７ｂが設けられている。
【００４８】
図６Ａにおいて、前記試料位置規制部４７の各試料係止部４７ｂの上面には調整ねじ当接面４７ｃが設けられており、下面には基準面４７ｄが設けられている。前記各調整ねじ当接面４７ｃと基準面４７ｄとの間隔（上下方向の距離）は所定値Ｌ１に設定されており、前記試料係止部４７ｂ，４７ｂによって、上方へ付勢されている前記試料支持部材４３上の試料Ｓは上方への移動が規制されている。
また、前記試料規制部材４４と前記被装着部材４１とを連結させた状態で、前記基準面４７ｄと前記被装着部材４１の下面すなわち、前記ホルダ支持部材２９との間隔はＬ２に定められている。
なお、前記符号４３〜４７で示された要素から試料保持部（４３〜４７）が構成され、前記符号４１〜４７で示された要素から前記試料ホルダＨが構成される。
【００４９】
図３Ｂ、図４、図８、図９において、前記試料ホルダＨに支持されている試料Ｓの上方には、ビーム遮断部材５１を支持するビーム遮断部材支持装置Ｕが配置されている。
前記ビーム遮断部材支持装置Ｕは、軸ｔ（保持部支持手段、図４参照）によって前記遮断部材支持ベース支持部９ａにＸ軸回りに回動可能に支持された被支持部５２ａ，５２ａが基端部に形成された遮断部材支持ベース（べース）５２を有している。
図９において、前記遮断部材支持ベース５２は、その先端部（すなわち左端部）に、前後に別れた遮断部材係合部５２ｂ，５２ｂと、前記遮断部材係合部５２ｂ，５２ｂ上面に設けられて前記ビーム遮断部材５１がスライドする遮断部材スライド面５２ｃ，５２ｃと、遮断部材支持ベース５２の中央部分後側（−Ｙ側）に形成された巻取部材装着用凹部５２ｄ（図９Ｂ参照）と、前記巻取部材装着用凹部５２ｄの前側（Ｙ側）に形成されたギヤ装着用凹部５２ｅと、前記ギヤ装着用凹部５２ｅの前側に形成された送出部材貫通孔５２ｆとを有している。
【００５０】
前記遮断部材支持ベース５２の遮断部材係合部５２ｂ，５２ｂの両側面には、前記ステージ支持部９ｂの前後側の側壁９ｂ１に一端が係止された傾斜用引っ張りばね（図３Ｂ参照）５３，５３が係止されており、前記遮断部材支持ベース５２を下方（−Ｚ方向）に付勢している。
前記前記遮断部材支持ベース５２の前側の被支持部５２ａにはギヤ５４が固定されている。図３Ｂ、図４に示すように前記ギヤ５４は前記遮断部材支持ベース回動用部材１４のウォームギヤ１４ａが噛み合う。したがって、前記ウォームギヤ１４ａが回転すると前記ギヤ５４がＸ軸回りに回転して、前記遮断部材支持ベース５２の先端側の遮断部材係合部５２ｂ，５２ｂを上昇させ、前記試料ステージＳＴ上に試料ホルダＨの脱着などの作業の際に前記ビーム遮断部材支持装置Ｕが邪魔にならないようになっている。
【００５１】
図８、図９において、前記遮断部材支持ベース５２の送出部材貫通孔５２ｆには送出用部材５６が貫通して回転可能に支持されており、前記巻取部材装着用凹部５２ｄには巻取部材５７が回転可能に支持される。
図９Ｂにおいて、前記送出用部材５６は、前記送出部材貫通孔５２ｆに下端部が貫通するギヤ５６ａと、前記ギヤ５６ａの上端に配置されて、前記イオンビームＩＢの照射を受けていない新しい前記ビーム遮断部材５１が巻き付けられている遮断部材送出用リング５６ｂと、前記ギヤ５６ａおよび遮断部材送出用リング５６ｂとを貫通して螺合し、前記両部材５６ａ，５６ｂを前記遮断部材支持ベース５２に回転可能に連結させる連結ねじ５６ｃと、前記連結ねじ５６ｃと螺合するねじ抜止部材５６ｄとを有している。
【００５２】
また、図９Ｂにおいて、前記巻取用部材５７は、前記巻取部材装着用凹部５２ｄ上に配置されたギヤ５７ａと、前記ギヤ５７ａと前記巻取部材装着用凹部５２ｄの底部とを連結させる連結ねじ５７ｂと、前記ギヤ５７ａの上端に配置されて、前記イオンビームＩＢの照射を受けた前記ビーム遮断部材５１を巻き取る遮断部材巻取用リング５７ｃと、前記遮断部材巻取用リングの上端に配置された操作用フランジ部材５７ｄとを有している。前記操作用フランジ部材５７ｄ、遮断部材巻取用リング５７ｃおよびギヤ５７ａはねじ５７ｅ，５７ｅによって連結されており、前記ねじ５７ｅ，５７ｅは、前記各部材５７ｄ、５７ｃ、５７ａを貫通するピン５７ｆ，５７ｆとともに手動で前記操作用フランジ部材５７ｄを回転させると前記遮断部材巻取用リング５７ｃおよびギヤ５７ａを回転させるようになっている。
【００５３】
前記ギヤ５７ａの下側の部分には、前記遮断部材支持ベース５２の前側部に螺合する回り止めねじ（回転位置保持手段）５８の先端部が当接する。
前記巻取用部材５７のギヤ５７ａおよび送出用部材５６のギヤ５６ａは、ギヤ止め部材５９によって前記べース５２のギヤ装着用凹部５２ｅに回転可能に装着されたギヤ６１と噛み合っており、前記ギヤ６１を介して前記巻取用部材５７のギヤ５７ａの回転が前記送出用部材５６のギヤ５６ａへ伝達されるようになっている。
【００５４】
図８、図９において、前記送出用部材５６および巻取用部材５７の左方（Ｙ方向）には、調整ねじ支持部材６２の両端の固定部６２ａ，６２ａが前記遮断部材スライド面５２ｃ，５２ｃ上に固定されている。
図８において、前記調整ねじ支持部材６２は、前記固定部６２ａ，６２ａと両端部が一体的に形成された板状の調整ねじ支持部６２ｂと、前記固定部６２ａ，６２ａの側面に設けられたピン固定面６２ｃ，６２ｃと、前記調整ねじ支持部６２ｂの中央に形成された調整ねじ貫通孔６２ｄとを有している。
図８Ａ、図９Ａ、図９Ｃにおいて、前記ピン固定面６２ｃ，６２ｃには遮断部材ガイドピン６３，６３が固定されている。前記遮断部材スライド面５２ｃ，５２ｃ上には、上部に行くに従って直径が拡大する円錐面（テーパ面）を有するリング部材６４，６４が回転可能に支持されており、前記リング部材６４，６４と前記前記遮断部材ガイドピン６３，６３との間には、ピン６６，６６が前記遮断部材スライド面５２ｃ，５２ｃ上に固定されている。
【００５５】
前記送出用部材５６から送り出される前記ビーム遮断部材５１は、 前記遮断部材ガイドピン６３によって前記ベ−ス５２の遮断部材スライド面５２ｃへガイドされ、前記ピン６６を経て前記リング部材６４のテーパ面によって押圧されて前記遮断部材スライド面５２ｃに接触するように構成されており、前記試料加工時には前記ビーム遮断部材５１は前記試料ホルダＨのビーム通過部４７ａを前後方向（Ｘ軸方向）に横断して配置される。
したがって、前記ビーム通過部４７ａを前後方向に横断したビーム遮断部材５１の両側は前記遮断部材スライド面５２ｃおよび前記リング部材６４のテーパ面により所定位置に保持されている。したがって、前記遮断部材スライド面５２ｃおよびテーパ面を有するリング部材６４は前記ビーム遮断部材５１の前記ビーム通過部４７ａを前後方向に横断する所定位置に保持している。すなわち、前記遮断部材スライド面５２ｃおよびテーパ面を有するリング部材６４により前記ビーム通過部４７ａを前後方向に横断したビーム遮断部材５１の両側部分をそれぞれ所定位置に保持する前後一対の横断部分保持部材（５２ｃ＋６４）が構成されている。
【００５６】
前記ビーム遮断部材５１は前記ビーム通過部４７ａにおいて前記試料Ｓの加工面Ｓ１に入射するイオン照射装置６のイオンビームＩＢを横断し、再び前記遮断部材スライド面５２ｃおよびリング部材６４、ピン６６、遮断部材ガイドピン６３を経て前記巻取部材５７に巻き取られるようになっている。
前記ビーム通過部４７ａの前後両側の各横断部分保持部材（５２ｃ＋６４）は上下が同じ高さとなるように構成されている。したがって、前記前後一対の横断部分保持部材（５２ｃ＋６４）により保持されたビーム遮断部材５１は水平に保持される。
【００５７】
本実施例１において、前記ビーム遮断部材５１は断面円形状で、Ｗ（タングステン）のワイヤにニッケル−リン無電解メッキを施したものを使用している。
前記線状ビーム遮断部材５１に非結晶質のニッケル−リン無電解メッキを施すのは、結晶質の材料を使用するとイオンミリング時に結晶粒の選択ミリングが行われて前記線状ビーム遮断部材５１のイオンビームで照射される面が凹凸になり、試料表面にその形状が転写されるのを防ぐためである。
また、前記ビーム遮断部材５１は、断面円形状の代わりに断面長方形状などの形状の部材を採用することが可能である。
【００５８】
図８Ｂにおいて、前記リング部材６４，６４と前記送出用部材５６、巻取用部材５７との間に固定されている調整ねじ支持部材６２の調整ねじ貫通孔６２ｄには、高さ調整用ねじ（間隔調節部材）６７が貫通して螺合しており、前記高さ調整用ねじ６７の先端部のボール６７ａが前記試料ホルダＨの上部の調整ねじ当接面４７ｃに当接するようになっている。前記ボール６７ａの先端と前記遮断部材スライド面５２ｃ，５２ｃとの距離Ｌ３（図６参照）を所定の大きさに設定しておけば、前記試料ホルダＨの上部の調整ねじ当接面４７ｃと前記試料Ｓの加工面Ｓ１との距離Ｌ１（図６参照）は一定なので、この実施例１の試料ホルダＨを使用すれば、前記前後一対の横断部分保持部材（５２ｃ＋６４）の間に張架された前記ビーム遮断部材５１の部分と前記試料Ｓの試料加工面Ｓ１との間隔（Ｌ１−Ｌ３）（図６参照）が前記試料Ｓの厚さに関係なく所定値（Ｌ１−Ｌ３）に保持できるようになっている。
なお、前記符号５１〜６７で示された符号から前記ビーム遮断部材支持装置Ｕが構成される。
【００５９】
（実施例１の作用）
図３、図５において、シリコンウエハーなどから１０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍの大きさの板状の加工前の試料Ｓを切り出す。前記試料ホルダＨの試料支持部材４３を指または治具によって下方（−Ｚ方向）へ押圧して、前記試料支持部材４３の試料載置面４３ｂ上に前記試料Ｓを載置する。指または治具を前記試料支持部材４３から離すと、前記試料支持部材４３は前記圧縮ばね４２によって上方（Ｚ方向）へ押圧されて、前記試料載置面４３上に載置された試料Ｓの上面である加工面Ｓ１が前記試料ホルダＨの試料位置規制部４７の基準面４７ｄに押圧される。
【００６０】
図１、図２において、前記試料Ｓを装着した試料ホルダＨを前記試料ステージＳＴのホルダ支持部材２９上に装着し、前記ホルダ支持部材２９の回転を抑えた状態で前記回転部材２８を手動で回転させて前記ホルダ支持部材２９を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させて、前記ホルダ支持部材２９上の試料Ｓの加工面Ｓ１が前記試料ステージＳＴのＹ軸回りの回転中心に一致するように高さ調整を行う。前記試料ステージＳＴのホルダ支持部材２９を所望の高さにした状態で前記ホルダ支持部材２９のフランジ部分に螺合する回転止め用ねじ３３，３３の先端部を前記回転部材２８のフランジ部分の上面に当接させて、前記回転部材２８およびホルダ支持部材２９が一体的に回転するように固定する。
【００６１】
前記ビーム遮断部材支持装置Ｕの高さ調整用ねじ６７の先端のボール６７ａと前記遮断部材支持ベース５２の遮断部材スライド面５２ｃ，５２ｃとの距離Ｌ３が１〜１．０１ｍｍとなるように設定する。
この実施例１の試料ホルダＨの上面である調整ねじ当接面４７ｃと試料Ｓの加工面Ｓ１との距離Ｌ１は加工上ほぼ一定にしてある。したがって、前記調整ねじ当接面４７ｃに前記高さ調整用ねじ６７を当接させることにより、試料Ｓの厚さが異なっても前記加工面Ｓ１と前記ビーム遮断部材５１との間隔が所定値（Ｌ１−Ｌ３）に保持される。
【００６２】
前記試料ホルダＨを試料加工室Ａ１内に配置して試料加工室Ａ１を真空フランジ４により閉じる。
前記試料ステージＳＴをＹ軸回りに±６０°連続傾斜させながらイオン照射を行う。このとき、加工面Ｓ１の前記ビーム遮断部材５１によって陰となる部分（ビーム非照射領域）以外の部分がミリングされる。
前記加工終了後、前記試料ステージＳＴのＹ軸回りに８０°に傾斜させて、前記加工面Ｓ１に入射する前記イオンビームＩＢの角度を小さくして断面表面のクリニーングを行う。
前記クリーニング作業終了後、走査型電子顕微鏡用の観察試料が完成する。
【００６３】
この実施例１においては、次の試料Ｓを加工する場合、試料加工室Ａ１外で試料Ｓの交換をするとともに前記ビーム遮断部材支持装置Ｕの巻取用部材５７を手動で回転させて、ビーム遮断部材５１の前記イオンビームＩＢの照射を受けた部分を巻き取り、前記試料Ｓの加工面Ｓ１上の位置に前記送出用部材５６に巻き付いていたビーム遮断部材５１の前記イオンビームＩＢの照射を受けていない新しい部分を供給する。前記遮断部材支持ベース５２の後側部分に螺合する回り止めねじ５８をねじ込み、前記巻取用部材５７が回転しないように固定して、前記ビーム遮断部材５１の新しい部分の前記位置を保持し、再び試料作成作業を行う。したがって、前記送出用部材５６および巻取用部材５７を回転させるだけで前記ミリングによってイオンビームＩＢの照射を受けず細くなっていないビーム遮断部材５１を容易に供給することが可能となり、試料作成作業の手間が省ける。
【００６４】
（実施例２）
図１０は本発明の実施例２の試料作成装置に備えられたビーム遮断部材支持装置の要部拡大説明図で、図１０Ａは前記ビーム遮断部材支持装置の平面図、図１０Ｂは前記図１０Ａの矢印ＸＢ方向から見た図である。
なお、この実施例２の説明において、前記実施例１の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例２は、下記の点で前記実施例１と相違しているが、他の点では前記実施例１と同様に構成されている。
【００６５】
図１０において、この実施例２では、ビーム遮断部材支持装置Ｕのべース５２上には、連結ねじ７１によって略円板状の遮断部材支持部材７２が、回転可能に支持されている。
前記遮断部材支持部材７２は、外周部が上下方向に切徐された形状の７個のビーム通過部７２ａと、前記ビーム通過部７２ａの幅より大きな幅に形成されたばね収容部７２ｂと、外側部に形成されて、前記ビーム通過部７２ａを横断するビーム遮断部材５１が巻き付けられている遮断部材収容凹部７２ｃとを有している。前記遮断部材支持部材７２の上面には、前記遮断部材支持部材７２を回転させるための操作用ノブ７２ｄが設けられている。また、前記実施例１の調整ねじ支持部材６２、遮断部材ガイドピン６３、リング部材６４、ピン６６、高さ調整用ねじ６７は省略されている。
【００６６】
前記遮断部材収容凹部７２ｃの下側の部分は上側の部分より径が小さく形成されており、前記ビーム遮断部材５１のすべての部分が遮断部材収容凹部７２ｃの下側の部分に巻き付けられて上方へ移動しにくくなっている。
前記遮断部材収容凹部７２ｃに巻き付けられているビーム遮断部材５１の両端は、前記遮断部材支持部材７２のばね収容部７２ｂに収容される引っ張りばね７３によって係止され、遮断部材収容凹部７２ｃに固定されている。
なお、前記引っ張りばね７３の代わりに前記遮断部材収容凹部７２ｃに固定されたピンでビーム遮断部材５１の両端を係止して固定することも可能である。その場合、ビーム遮断部材５１がイオンビームＩＢにより熱膨張を起こすためビーム遮断部材５１のたるみを取る部材（たとえば前記ビーム遮断部材５１の一部を常時所定方向に押圧したり、引っ張って常に張力を作用させたりして前記ビーム遮断部材５１のたるみを取る部材）が必要となる。
【００６７】
（実施例２の作用）
前記ビーム遮断部材５１のイオンビームＩＢを受けない新しい部分を前記試料Ｓの加工面Ｓ１上に移動させる場合には、前記試料加工室Ａ１外で前記遮断部材支持部材７２の操作用ノブ７２ｄを操作し前記遮断部材支持部材７２を回転させて、前記遮断部材支持部材７２のビーム通過部７２ａを横断している新しいビーム遮断部材５１を前記加工面Ｓ１上に移動させる。この実施例２において、前記遮断部材支持部材７２は、連結ねじ７１および前記遮断部材支持ベース５２との摩擦力によって前記新しいビーム遮断部材５１を前記加工面Ｓ１上に移動させた位置で停止する。
したがって、この実施例２では、前記遮断部材支持部材７２を回転させるだけで前記ミリングによってイオンビームＩＢの照射を受けず細くなっていないビーム遮断部材５１を容易に供給することが可能となり、試料作成作業の手間が省ける。
また、この実施例２では前記ミリングで新しいビーム遮断部材５１をすべて使い終わった際には、前記遮断部材支持部材７２を交換するだけなので、前記実施例１のように巻取用部材５７および送出用部材５６の両方を脱着して交換する場合と比べて手間がかからない。
【００６８】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
（Ｈ０１）前記各実施例において、試料ホルダＨの被装着部材４１および試料保持部（４３〜４７）とは一体的に形成することも可能である。
（Ｈ０２）前記実施例１において、前記巻取用部材５７の回転を止める回り止め部材５８を省略することも可能である。この場合、前記巻取用部材５７および送出用部材５６を遮断部材支持ベース５２との摩擦抵抗により所定の位置に保持することが可能である。
（Ｈ０３）前記実施例２では、遮断部材支持部材７２のビーム通過部７２ａが７個形成された場合を例示したが、前記ビーム通過部７２ａは７個以外の数に形成することが可能である。
（Ｈ０４）前記実施例１のギヤ６１は省略することも可能である。
（Ｈ０５）前記各実施例の試料作成装置Ｄは透過型電子顕微鏡に使用する試料も作成可能である。
【００６９】
【発明の効果】
前述の本発明の試料作成装置および試料ホルダは、下記の効果を奏することができる。
（Ｅ０１）試料の加工位置において、試料の加工の際ビーム遮断部材のビームの照射を受けた部分と前記ビーム遮断部材のビームの照射を受けていない部分との取り替えを容易に行うことができる。
（Ｅ０２）試料の厚さが変わっても前記試料の加工面の上下方向の位置を一定に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例１の試料作成装置の全体説明図で、図１Ａは前記試料作成装置を上方から見た図、図１Ｂは前記試料作成装置の正面図で、前記図１Ａの矢印ＩＢから見た図である。
【図２】図２は前記図１Ｂの矢印ＩＩ方向から見た図である。
【図３】図３は本発明の実施例１の試料作成装置に備えられたビーム遮断部材支持装置、試料ホルダおよび試料ステージの拡大説明図で、図３Ａはビーム遮断部材支持装置を除いて前記試料ホルダおよび試料ステージを上方から見た図、図３Ｂは前記図３Ａの試料ホルダおよび試料ステージのＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例１の試料作成装置に備えられたビーム遮断部材支持装置の側面図である。
【図５】図５は本発明の試料作成装置の実施例１で使用する試料ホルダの斜視図である。
【図６】図６は本発明の実施例１の試料ホルダが試料ステージに装着された状態の拡大説明図で、図６Ａは前記図３Ｂと同一方向から見た拡大断面図、図６Ｂは前記図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線断面図である。
【図７】図７は前記図６Ａの矢印ＶＩＩ方向から見た図である。
【図８】図８はビーム遮断部材支持装置と試料ホルダとの関係を示す拡大説明図で、図８Ａは前記ビーム遮断部材支持装置および試料ホルダを上方から見た図、図８Ｂは前記図８Ａの矢印ＶＩＩＩＢ方向から見た部分断面図である。
【図９】図９はビーム遮断部材支持装置の要部拡大説明図で、図９Ａは前記ビーム遮断部材支持装置の平面図、図９Ｂは前記図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図、図９Ｃは前記図９Ａの矢印ＩＸＣ方向から見た部分断面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例２の試料作成装置に備えられたビーム遮断部材支持装置の要部拡大説明図で、図１０Ａは前記ビーム遮断部材支持装置の平面図、図１０Ｂは前記図１０Ａの矢印ＸＢ方向から見た図である。
【図１１】図１１は従来の試料作成装置の全体説明図である。
【図１２】図１２は従来の試料作成装置の要部拡大説明図である。
【図１３】図１３は走査型電子顕微鏡用の試料作成方法の説明図である。
【図１４】図１４は透過型電子顕微鏡用の試料作成方法の説明図である。
【符号の説明】
Ａ１…試料加工室、Ｄ…試料作成装置、Ｈ…試料ホルダ、ＩＢ…イオンビーム、Ｓ…試料、Ｓ１…加工面、ＳＴ…試料ステージ、ｔ…保持部支持手段、
６…イオン照射装置、３４…ホルダ装着部材、４１…被装着部、４２…弾性部材、４３ｂ…試料載置面、４３…試料支持部材、４４…試料位置規制部材、５１…ビーム遮断部材、５２…ベース、５６…送出用部材、５７…巻取用部材、５８…回転位置保持手段、６７…間隔調節部材、７２…遮断部材支持部材、７２ａ，４７ａ…ビーム通過部、
（４３〜４７）…試料保持部、
（５２ｃ＋６４）…横断部分保持部。

Claims (2)

1. 下記の要件を備えたことを特徴とする試料作成装置、
   （Ａ01）試料ホルダに保持された試料の加工面が真空に保持された試料加工室内の試料作成位置に配置されるように前記試料ホルダを保持する試料ステージ、
   （Ａ02）前記試料加工面の上方に配置されて、前記試料加工面にイオンビームを入射させるイオン照射装置、
   （Ａ03）前記試料加工面に入射するイオンビームを横断し且つ前記試料加工面に接近して配置され、前記イオンビームの一部を遮断して前記試料加工面にイオンビームが照射されない線状のビーム非照射領域を形成する線状のビーム遮断部材、
   （Ａ04）ベースに回転可能に支持されて、前記イオンビームが通過する複数のビーム通過部を外周部に有し、前記複数のビーム通過部を前記ビーム遮断部材が横断する状態で前記ビーム遮断部材を支持するとともに、回転時に前記複数の各ビーム通過部が順次前記イオンビームを横断する位置に移動する遮断部材支持部材、
   （Ａ05）前記ベース上に回転可能に支持された前記遮断部材支持部材を所定の回転位置に保持する回転位置保持手段。
2. 下記の要件を備えたことを特徴とする試料作成装置、
   （Ｂ01）試料ホルダに保持された試料の加工面が真空に保持された試料加工室内の試料作成位置に配置されるように前記試料ホルダを保持する試料ステージ、
   （Ｂ02）前記試料加工面の上方に配置されて、前記試料加工面にイオンビームを入射させるイオン照射装置、
   （Ｂ03）前記試料加工面の上方から入射するイオンビームを横断し且つ前記試料加工面に接近して配置され、前記イオンビームの一部を遮断して前記試料加工面にイオンビームが照射されない線状のビーム非照射領域を形成する線状のビーム遮断部材、
   （Ｂ04）前記試料加工面に入射するイオンビームを横断して移動する前記線状のビーム遮断部材を送り出す送出用部材および前記送り出された線状のビーム遮断部材を巻き取る巻取用部材であって、ベースに回転可能に支持された前記送出用部材および前記巻取用部材、
   （Ｂ05）前記ベース上に回転可能に支持された前記送出用部材および巻取用部材を所定の回転位置に保持する回転位置保持手段。

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