JP4616701B2 - 電子顕微鏡の試料ホルダ - Google Patents
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Description
電子顕微鏡の鏡体を貫通する試料ホルダ装着部材により、電子線の通路に交差して鏡体を貫通するホルダ軸方向に沿って移動可能に支持された試料ホルダ外筒を有する試料ホルダであって、
前記試料ホルダ外筒の先端に支持されて電子線が通過するための開口部を有する試料支持部材と、前記試料を前記試料支持部材と電気的に絶縁して前記開口部の一部を塞ぐように前記試料を保持する試料保持手段と、
前記ホルダ軸を含んで直交する3軸方向に位置調整可能な少なくとも2つの電流測定用プローブを前記試料の所望の位置に接触させるプローブ位置精密調節機構を備え、
前記プローブ位置精密調節機構は、ホルダ軸方向に位置固定された球体と、前記球体を挟むように構成されている2つのレバーと、前記ホルダ外筒と前記レバーとの間に弾性体を備え、
前記レバーと前記球体とが当接する前記レバー側にV溝が形成され、前記弾性体によって前記球体と前記V溝とが密着するようになされ、
前記プローブのホルダ軸方向の移動は、前記球体と前記レバーが相対移動することによって行われ、
前記プローブのホルダ軸方向と直交する2軸の移動は、前記レバーの前記プローブ搭載端と球体を挟む反対端のホルダ軸方向と直交する2軸方向への直線移動が、前記球体を支点とし前記球体と当接する前記レバーのV溝を摺動部とした回転を起こすことによって行われるようにしたことを特徴とする。
電子顕微鏡の鏡体を貫通する試料ホルダ装着部材により、電子線の通路に交差して鏡体を貫通するホルダ軸方向に沿って移動可能に支持された試料ホルダ外筒を有する試料ホルダであって、
前記試料ホルダ外筒の先端に支持されて電子線が通過するための開口部を有する試料支持部材と、前記試料を前記試料支持部材と電気的に絶縁して前記開口部の一部を塞ぐように前記試料を保持する試料保持手段と、
前記ホルダ軸を含んで直交する3軸方向に位置調整可能な少なくとも2つの電流測定用プローブを前記試料の所望の位置に接触させるプローブ位置精密調節機構を備え、
前記プローブ位置精密調節機構は、2つの球体の貫通穴に嵌合し前記球体と相対的に移動しないように各々固定された2つのレバーと、前記ホルダ外筒に固定された球体支持部材とを備え、
前記球体支持部材は前記2つの球体が各々ホルダ軸方向に相対的に移動可能な2つの円筒穴を有し、
前記プローブのホルダ軸方向の移動は、前記球体と前記円筒穴内壁が相対移動することによって行われ、
前記プローブのホルダ軸方向と直交する2軸の移動は、前記レバーの前記プローブ搭載端と球体を挟む反対端のホルダ軸方向と直交する2軸方向への直線移動が、前記球体を支点とし前記球体と前記球体支持部材との接触部を摺動部とした回転を起こすことによって行われるようにしたことを特徴とする。
図2は、本発明の実施の形態例を示す試料ホルダの図である。図2Aは試料ホルダH1を電子銃301側から見た平面図である。図2Bは図2AのR-R断面図であるが、途中から省略してある。図2C、図2Dはそれぞれ図2AのQ-Q断面、P-P断面を表す図である。また図6に、試料ホルダH1の先端部の拡大図を示す。図6Aは先端部を電子銃側から見た平面図である。図6B、図6Cはそれぞれ図6AのD−D断面、E−E断面を表す図である。なお、図6Bに示すように、対物レンズの上下磁極片303の狭い間隙に試料Sを挿入し、試料傾斜等を行うために、試料ホルダH1の先端は極めて薄く作られている。そのため、構造を理解しやすいように、実際の寸法よりも縦方向に2倍程度引き延ばして図示している。
次に図3に基づいて、プローブ1a、1bを3次元に移動させるための支点の構造について、他の実施の形態例を説明する。
図3Aは、試料ホルダH2を電子銃301側から見た平面図である。ただし、試料ホルダH2の右半分(−X方向側)は、図2Aの試料ホルダH1と同じ構造と機能を有するので図示を省略している。図3Bは図3AのA-A断面図である。プローブ1a、1bに接続する電線9a、9bは図を見やすくするため図示を省略している。
この時、円筒穴107a、107b内壁と球体103a、103bの接触部が摺動部となる。
次に図4に基づいて、プローブ1a、1bを3次元に移動させるための支点の構造について、他の実施の形態例を説明する。
図4Aは、試料ホルダH3を電子銃301側から見た平面図である。ただし、試料ホルダH3の右半分(-X方向側)は、図2Aの試料ホルダH1と同じ構造と機能を有するので図示を省略している。図4Bは図4AのB-B断面図である。プローブ1a、1bに接続する電線9a、9bは図を見やすくするため図示を省略している。
次に、図5に基づいて、プローブ位置精密調節機構に圧電素子及び/又はモーターを組み込む場合の実施の形態例について説明する。
図5Aは、マイクロメータヘッド13a、13b、14a、14b、15a、15bとレバー2a、2bの間に圧電素子53a、53b、54a、54b、55a、55bを配置し、さらにマイクロメータヘッド13a、13b、14a、14b、15a、15bを駆動するためのモーター56a、56b、57a、57b、58a、58bを組み込んだ試料ホルダH4の右半分(−X方向側)を示す電子銃301側から見た平面図である。図5Bは図5AのC−C断面図である。なお、圧電素子とモーターにはそれぞれを駆動するための図示しない電線が接続されている。
ことにより解決できる。図5では、マイクロメータヘッド13a、13b、14a、14b、15a、15bにそれぞれモーター56a、56b、57a、57b、58a、58bを組み込んだ例を示している。図5Aの左側(X方向側)の構造としては、上述した試料ホルダH1、H2、H3のいずれの場合にも適用が可能である。
次に、図7に基づいて、試料ホルダ先端部に電気信号を測定するための固定端子を追加した例を説明する。図7Aは、試料ホルダH5の先端を電子銃側から見た平面図である。図7B、図7Cはそれぞれ図7AのF−F断面、G−G断面を表す図である。なお、図6B,図6Cと同様に、構造を理解しやすいように、実際の寸法よりも縦方向に2倍程度引き延ばして図示している。
次に、図8に基づいて、試料ホルダ先端部に電気信号を測定するための2つの固定端子を追加した例を説明する。図8Aは、試料ホルダH6の先端を電子銃側から見た平面図である。図8B、図8Cはそれぞれ図8AのH−H断面、I−I断面を表す図である。なお、図6B,図6Cと同様に、構造を理解しやすいように、実際の寸法よりも縦方向に2倍程度引き延ばして図示している。
従って、板ばね端子70a、70bを介して試料Sに通電し又は試料Sからの電気信号を取り出すことができる。すなわち、試料ホルダH6において、測定位置選択可能な2つのプローブ1a、1bと2つの板ばね端子70a、70bによる4端子測定が可能である。
EB 電子線 S 試料
H1〜H6 試料ホルダ
1a、1b プローブ 2a、2b レバー
3 球体 4 球体固定用軸
5 ホルダ外筒 6a、6b ばね
7 試料押止部材 8 試料支持部材
8a 開口部
9a、9b 電線 10 Oリング
11a、11b V溝 12 Oリング
13a、13b、14a、14b、15a、15b マイクロメータヘッド
16a、16b、17a、17b、18a、18b ばね
19 直線移動機構支持部材 20 Oリング
21 気密端子
31a、32a ビス 32、33 絶縁体
34a プローブ押止部材 35a プローブ支持部材
36a 絶縁部材 37a、38a、39a ビス
53a、53b、54a、54b、55a、55b 圧電素子
56a、56b、57a、57b、58a、58b モーター
60 板ばね端子 61 ビス
62 電線 70a、70b 板ばね端子
71a、71b ビス 72a、72b 電線
102a、102b レバー 103a、103b 球体
104a、104b 固定ピン 105 ホルダ外筒
106 球体支持部材 107a、107b 円筒穴
202a、202b レバー 203a、203b 球体
205 ホルダ外筒 206 球体支持部材
211 球体押圧部材
300鏡体 301 電子銃
302 集束レンズ系 303 対物レンズ磁極片
304 中間レンズ系 305 投影レンズ系
306 蛍光板 307 試料ホルダ
308 試料ステージ
Claims (7)
- 電子顕微鏡の鏡体を貫通する試料ホルダ装着部材により、電子線の通路に交差して鏡体を貫通するホルダ軸方向に沿って移動可能に支持された試料ホルダ外筒を有する試料ホルダであって、
前記試料ホルダ外筒の先端に支持されて電子線が通過するための開口部を有する試料支持部材と、前記試料を前記試料支持部材と電気的に絶縁して前記開口部の一部を塞ぐように前記試料を保持する試料保持手段と、
前記ホルダ軸を含んで直交する3軸方向に位置調整可能な少なくとも2つの電流測定用プローブを前記試料の所望の位置に接触させるプローブ位置精密調節機構を備え、
前記プローブ位置精密調節機構は、ホルダ軸方向に位置固定された球体と、前記球体を挟むように構成されている2つのレバーと、前記ホルダ外筒と前記レバーとの間に弾性体を備え、
前記レバーと前記球体とが当接する前記レバー側にV溝が形成され、前記弾性体によって前記球体と前記V溝とが密着するようになされ、
前記プローブのホルダ軸方向の移動は、前記球体と前記レバーが相対移動することによって行われ、
前記プローブのホルダ軸方向と直交する2軸の移動は、前記レバーの前記プローブ搭載端と球体を挟む反対端のホルダ軸方向と直交する2軸方向への直線移動が、前記球体を支点とし前記球体と当接する前記レバーのV溝を摺動部とした回転を起こすことによって行われるようにした、
ことを特徴とする電子顕微鏡の試料ホルダ。 - 電子顕微鏡の鏡体を貫通する試料ホルダ装着部材により、電子線の通路に交差して鏡体を貫通するホルダ軸方向に沿って移動可能に支持された試料ホルダ外筒を有する試料ホルダであって、
前記試料ホルダ外筒の先端に支持されて電子線が通過するための開口部を有する試料支持部材と、前記試料を前記試料支持部材と電気的に絶縁して前記開口部の一部を塞ぐように前記試料を保持する試料保持手段と、
前記ホルダ軸を含んで直交する3軸方向に位置調整可能な少なくとも2つの電流測定用プローブを前記試料の所望の位置に接触させるプローブ位置精密調節機構を備え、
前記プローブ位置精密調節機構は、2つの球体の貫通穴に嵌合し前記球体と相対的に移動しないように各々固定された2つのレバーと、前記ホルダ外筒に固定された球体支持部材とを備え、
前記球体支持部材は前記2つの球体が各々ホルダ軸方向に相対的に移動可能な2つの円筒穴を有し、
前記プローブのホルダ軸方向の移動は、前記球体と前記円筒穴内壁が相対移動することによって行われ、
前記プローブのホルダ軸方向と直交する2軸の移動は、前記レバーの前記プローブ搭載端と球体を挟む反対端のホルダ軸方向と直交する2軸方向への直線移動が、前記球体を支点とし前記球体と前記球体支持部材との接触部を摺動部とした回転を起こすことによって行われるようにした、
ことを特徴とする電子顕微鏡の試料ホルダ。 - 前記プローブ位置精密調節機構は、前記プローブと電気的に絶縁された状態で先端部に前記プローブを搭載したレバーと、前記レバーをホルダ軸方向に移動可能でホルダ軸と直交する2軸方向には回転動により前記プローブ先端を移動可能とするための支点となる球体と、前記球体を前記試料ホルダ外筒に支持するための支持部材と、前記レバーの前記プローブ搭載端と球体を挟む反対端に配置されホルダ軸方向を含む3軸方向にレバーを移動させる直線移動機構と、前記直線移動機構とレバーを挟んだ対向位置に前記レバーを押し戻すための弾性体を備えた、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子顕微鏡の試料ホルダ。
- 前記プローブ位置精密調節機構は、前記直線移動機構と前記レバーとの間に圧電素子が組み込まれている、ことを特徴とする請求項3に記載の電子顕微鏡の試料ホルダ。
- 前記プローブ位置精密調節機構は、前記直線移動機構を駆動するモーターが組み込まれている、ことを特徴とする請求項3又は4に記載の電子顕微鏡の試料ホルダ。
- 前記試料支持部材と電気的に絶縁して前記試料支持部材に取り付けられ前記試料と接触する端子を有する電極を備えた、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電子顕微鏡の試料ホルダ。
- 前記試料を前記試料支持部材に押止するために試料上の異なる位置に接触し、且つ前記試料支持部材と電気的に絶縁された電極として使用し得る少なくとも2つの試料押止部材を備えた、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電子顕微鏡の試料ホルダ。
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