JP6817139B2 - 試料ホルダーユニット及び試料観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、イオンミリング装置に用いられる試料を保持する試料ホルダーユニット及びこの試料ホルダーユニットを備えた試料観察装置に関する。

一般的に、電子顕微鏡によって観察される試料は、イオンミリング装置によってイオンビームを照射してエッチングを行い、観察に適した形状に加工される。イオンミリング装置で加工を行う前に、試料は、試料ホルダーに保持された状態で、イオンビームを遮蔽する遮蔽板との位置合わせが行われる。

特許文献１には、加工を行う試料と遮蔽板との位置合わせを行うための技術が記載されている。この特許文献１には、試料を保持する試料マスクユニットと、この試料マスクユニットが設置される固定台を備えた技術が記載されている。そして、固定台には、試料を観察する光学顕微鏡の光軸に対して傾斜した状態で試料マスクマスクユニットが設置できる。

特開２００７−１４９９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、固定台の傾斜角度は、特定の角度に設定されており、観察部の一例を示す光学顕微鏡の光軸に対して特定の傾斜角度でしか試料を観察することができなかった。そのため、観察部の光軸に対して任意の傾斜角度で試料の観察を行うことができない、という問題を有していた。

本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、任意の傾斜角度で試料を観察することができる試料ホルダーユニット及び試料観察装置を提供することにある。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の試料ホルダーユニットは、試料保持部と、遮蔽板と、回動機構と、を備えている。試料保持部は、試料を保持する。遮蔽板は、試料保持部の一側に配置されて、試料の加工面の一部を覆う。回動機構は、試料保持部に保持された試料及び遮蔽板を回動可能に支持する。試料保持部は、試料の一部を遮蔽板から突出させて保持する。回動機構は、その回動動作の軸方向が、試料保持部に保持された試料の加工面と平行をなし、かつ試料における遮蔽板から突出する方向とも直交する方向と平行に配置されている。また、回動機構の回動動作の回動中心は、試料保持部に保持された試料の加工面上に位置する。

また、本発明の試料観察装置は、試料を保持する試料ホルダーユニットと、試料ホルダーユニットが着脱可能に装着される装着ステージと、装着ステージと対向して配置され、試料ホルダーユニットの保持された試料を観察する観察部と、を備えている。
試料ホルダーユニットは、試料保持部と、遮蔽板と、回動機構と、を備えている。試料保持部は、試料を保持する。遮蔽板は、試料保持部よりも観察部側に配置されて、試料の加工面の一部を覆う。回動機構は、試料保持部に保持された試料及び遮蔽板を回動可能に支持する。試料保持部は、試料の一部を遮蔽板から突出させて保持する。回動機構は、その回動動作の軸方向が、観察部の光軸の方向と直交し、かつ試料における遮蔽板から突出する方向とも直交する方向と平行に配置されている。また、回動機構の回動動作の回動中心は、試料保持部に保持された試料の加工面上に位置する。

本発明の試料ホルダーユニット及び試料観察装置によれば、任意の傾斜角度で試料を観察することができる。

本発明の第１の実施の形態例にかかる試料観察装置を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニットを示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態例にかかる試料観察装置の観察部で試料を撮影した画像を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例にかかる試料観察装置の観察部で試料を観察した状態を示す模式図である。 試料と遮蔽板との位置関係を示す模式図である。 図２に示す試料ホルダーユニットの状態における試料を撮影した画像である。 本発明の第１の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニットの試料及び遮蔽板を任意の角度に回動させた状態を示す斜視図である。 図７に示す試料ホルダーユニットの状態における試料を撮影した画像を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニットの試料及び遮蔽板を９０度回動させた状態を示す斜視図である。 図９に示す試料ホルダーユニットの状態における加工後の試料を撮影した画像を示す図である。 本発明の第２の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニットを示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニットを試料及び遮蔽板を任意の角度に回動させた状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニットを試料及び遮蔽板を９０度回動させた状態を示す斜視図である。

以下、本発明の試料ホルダーユニット及び試料観察装置の実施の形態例について、図１〜図１３を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

１．第１の実施の形態例
１−１．試料観察装置の構成
まず、本発明の第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかる試料観察装置について図１を参照して説明する。
図１は、本例の試料観察装置を示す概略構成図である。

図１に示す装置は、例えば、イオンミリング装置により加工を行う試料と遮蔽板との位置合わせや、加工後の試料の状態を観察する際に用いられる試料観察装置である。また、試料観察装置は、接眼レンズと対物レンズを有するいわゆる光学顕微鏡である。

図１に示すように、試料観察装置１は、筐体２と、支持部３と、載置台４と、観察部５と、装着ステージ６と、試料ホルダーユニット１０と、を備えている。支持部３は、筐体２の一端部に設けられている。支持部３には、観察部５が取り付けられている。観察部５は、接眼レンズと対物レンズとを有している。また、観察部５は、観察対象を撮影するカメラを有している。

載置台４は、筐体２の他端部に設けられ、支持部３に支持された観察部５と対向する。載置台４における観察部５と対向する一面には、装着ステージ６が設けられている。装着ステージ６には、試料ホルダーユニット１０が着脱可能に装着される。装着ステージ６は、観察部５の対物レンズの光軸Ｌ１と直交する第１の方向Ｘと第２の方向Ｙに、試料ホルダーユニット１０を移動可能に支持する。以下、光軸Ｌ１と平行をなし、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙと直交する方向を第３の方向Ｚとする。

１−２．試料ホルダーユニットの構成例
次に、試料ホルダーユニット１０の詳細な構成例について図１〜図５を参照して説明する。
図２は、試料ホルダーユニット１０を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、試料ホルダーユニット１０は、ホルダースタンド１１と、試料ホルダー１２とを有している。試料ホルダー１２は、ホルダースタンド１１に着脱可能に装着される。また、試料ホルダー１２には、試料１４が着脱可能に保持される。そして、試料ホルダー１２には、遮蔽板１３を有している。試料１４は、試料ホルダー１２に設けられた遮蔽板１３よりも観察部５や、イオンミリング装置のイオンビームの光軸Ｌ１から離反する方向、すなわち第３の方向Ｚの他側に配置されている。

ここで、図３〜図５を参照して遮蔽板１３と試料１４との位置関係について説明する。
図３は、観察部５のカメラで試料１４を撮影した画像を示す図、図４は、その模式図である。図５は、試料１４と遮蔽板１３との位置関係を示す模式図である。

図３〜図５に示すように、試料１４は、略平板状に形成されている。図３及び図４に示すように、試料１４は、観察部５の光軸Ｌ１やイオンミリング装置のイオンビームと対向する加工面１４ａと、この加工面１４ａの一端部から略垂直に連続する側面部１４ｂとを有している。側面部１４ｂは、第３の方向Ｚと略平行に配置される。

試料ホルダー１２に保持された際、試料１４は、その一部が遮蔽板１３から光軸Ｌ１、すなわち第３の方向Ｚと直交する方向に所定の長さで突出して配置される。以下、光軸Ｌ１及び第３の方向Ｚと直交し、かつ試料１４が遮蔽板１３から突出する方向を第２の方向Ｙとする。さらに、加工面１４ａと平行をなす方向、すなわち光軸Ｌ１及び第３の方向Ｚと直交し、かつ第２の方向Ｙと直交する方向を第１の方向Ｘとする。

また、試料１４における遮蔽板１３の一面から第２の方向Ｙに突出する長さを突出量Ｋ１とする。このとき、試料１４の第３の方向Ｚの一面である加工面１４ａが、観察部５の光軸Ｌ１と対向し、イオンミリング装置においてイオンビームが照射される。そして、使用者は、突出量Ｋ１と、試料１４の加工面１４ａにおける加工が行われる加工位置Ｑ１（図３参照）を調整する。

図５に示すように、イオンミリング装置において、試料１４の加工面１４ａには、イオンビームが照射される。このとき、試料１４よりも第３の方向Ｚの一側に配置された遮蔽板１３は、イオンビームを遮蔽する。そのため、遮蔽板１３よりも第３の方向Ｚの他側に配置された試料１４の加工面１４ａにおける遮蔽板１３によって覆われた箇所は、イオンビームによりエッチングされずに残る。また、試料１４の加工面１４ａにおける遮蔽板１３から突出量Ｋ１の領域がイオンビームによりエッチングが行われる。その結果、試料１４の加工面１４ａ及びこの加工面１４ａと略垂直に連続する側面部１４ｂには、加工断面Ｔ１が形成される。

［ホルダースタンド］
次に、試料ホルダーユニット１０のホルダースタンド１１の構成について説明する。
図２に示すように、ホルダースタンド１１は、支持部材２１と、回動部材２２と、装着部２３と、傾斜角度調整部材２４と、を有している。

支持部材２１は、略コの字状に形成されている。支持部材２１は、接続面部２１ａと、第１支持面部２１ｂと、第２支持面部２１ｃとを有している。また、接続面部２１ａ、第１支持面部２１ｂ及び第２支持面部２１ｃは、それぞれ略平板状に形成されている。

接続面部２１ａにおける第１の方向Ｘの一端部には、第１支持面部２１ｂが設けられている。また、接続面部２１ａにおける第１の方向Ｘの他端部には、第２支持面部２１ｃが設けられている。第１支持面部２１ｂ及び第２支持面部２１ｃは、接続面部２１ａの端部から第２の方向Ｙの一側に向けて略垂直に設けられている。そして、第１支持面部２１ｂと第２支持面部２１ｃは、第１の方向Ｘに沿って対向している。

第１支持面部２１ｂと第２支持面部２１ｃには、それぞれ回動軸２６と、固定片３０が設けられている。固定片３０は、第１支持面部２１ｂ及び第２支持面部２１ｃにおける接続面部２１ａとは反対側の第２の方向Ｙの一端部における第３の方向Ｚの他端部に設けられている。固定片３０には、固定部材３１が挿入される。この固定部材３１は、装着ステージ６に締結固定される。

これにより、支持部材２１が装着ステージ６に着脱可能に装着される。このとき、接続面部２１ａ、第１支持面部２１ｂ及び第２支持面部２１ｃは、装着ステージ６の一面から第３の方向Ｚに沿って立設される。また、第１支持面部２１ｂと第２支持面部２１ｃの間を観察部５の光軸Ｌ１が通る。

また、第１支持面部２１ｂには、傾斜ガイド部２５と、開口部２８が設けられている。傾斜ガイド部２５は、回動軸２６を中心に略円弧状に開口した溝部である。傾斜ガイド部２５には、後述する傾斜角度調整部材２４が摺動可能に挿通する。

開口部２８は、後述する回動部材２２の不図示の開口部と連通している。この開口部２８を介してホルダースタンド１１に装着された試料ホルダー１２に設けられた不図示の加工位置調整機構を操作することができる。そのため、使用者は、開口部２８を介して、試料ホルダー１２に保持された試料１４の突出量Ｋ１（図４及び図５参照）を調整することができる。

第１支持面部２１ｂ及び第２支持面部２１ｃに設けた回動軸２６には、回動部材２２が回動可能に支持される。

回動部材２２は、略コの字状に形成されている。回動部材２２は、支持部材２１における第１支持面部２１ｂと第２支持面部２１ｃの間に配置される。回動部材２２は、装着面部２２ａと、第１回動アーム２２ｂと、第２回動アーム２２ｃとを有している。装着面部２２ａ、第１回動アーム２２ｂ及び第２回動アーム２２ｃは、それぞれ略平板状に形成されている。

装着面部２２ａにおける第１の方向Ｘの長さは、支持部材２１における第１支持面部２１ｂ及び第２支持面部２１ｃの間隔よりも若干短く設定されている。装着面部２２ａは、支持部材２１の接続面部２１ａと第２の方向Ｙで対向する。また、装着面部２２ａにおける接続面部２１ａと対向する面とは反対側の面には、装着部２３が設けられている。

この装着部２３には、後述する試料ホルダー１２が着脱可能に装着される。装着部２３に装着された試料ホルダー１２の第３の方向Ｚの他側である上下方向の下端部には、固定片３５が配置される。固定片３５は、装着部２３に沿って移動可能に配置されている。この固定片３５には、装着部２３に装着された試料ホルダー１２が載置される。これにより、試料ホルダー１２におけるホルダースタンド１１での第３の方向Ｚの位置合わせを行うことができる。

装着面部２２ａにおける第１の方向Ｘの一端部には、第１回動アーム２２ｂが設けられている。また、装着面部２２ａにおける第１の方向Ｘの他端部には、第２回動アーム２２ｃが設けられている。

第１回動アーム２２ｂ及び第２回動アーム２２ｃは、装着面部２２ａの端部から第２の方向Ｙの一側に向けて略垂直に設けられている。そして、第１回動アーム２２ｂと第２回動アーム２２ｃは、第１の方向Ｘに対向している。回動部材２２が支持部材２１に取り付けられた際に、第１回動アーム２２ｂと第２回動アーム２２ｃの間を観察部５の光軸Ｌ１が通る。

また、第１回動アーム２２ｂは、支持部材２１の第１支持面部２１ｂと対向している。第２回動アーム２２ｃは、支持部材２１の第２支持面部２１ｃと対向している。第１回動アーム２２ｂは、回動軸２６を介して第１支持面部２１ｂに回動可能に支持されている。また、第２回動アーム２２ｃは、回動軸２６を介して第２支持面部２１ｃに回動可能に支持されている。これにより、回動部材２２は、回動軸２６、２６を介して支持部材２１に回動可能に支持される。

ここで、回動部材２２の回動動作の軸方向は、光軸Ｌ１と平行をなす第３の方向Ｚと直交している。すなわち、回動部材２２の回動動作の軸方向は、後述する試料ホルダー１２に保持された試料１４の加工面１４ａと平行に配置される。また、回動部材２２の回動動作の軸方向は、試料１４が遮蔽板１３から突出する方向と平行をなす第２の方向Ｙとも直交している。そのため、回動部材２２の回動動作の軸方向は、第１の方向Ｘと平行に配置される。

さらに、回動部材２２の回動動作の回動中心Ｒ１は、試料ホルダー１２に保持された試料１４の加工面１４ａ上に配置される。さらに詳細には、回動中心Ｒ１は、後述する試料ホルダー１２に設けた遮蔽板１３と試料１４の加工面１４ａの境界線上に配置される。

また、第１回動アーム２２ｂには、傾斜角度調整部材２４が設けられている。傾斜角度調整部材２４は、第１支持面部２１ｂの傾斜ガイド部２５を挿通する。そして、傾斜角度調整部材２４は、傾斜ガイド部２５に摺動可能に支持される。

傾斜角度調整部材２４には、第１回動アーム２２ｂに締結される雄ねじ部が形成されている。そして、第１支持面部２１ｂを介して傾斜角度調整部材２４を第１回動アーム２２ｂに締結することで。第１支持面部２１ｂが傾斜角度調整部材２４と第１回動アーム２２ｂに挟持される。これにより、回動部材２２を傾斜角度調整部材２４及び支持部材２１によって光軸Ｌ１に対して任意の傾斜角度で保持することができる。

さらに、第１回動アーム２２ｂには、把持部２７が設けられている。把持部２７は、第１回動アーム２２ｂにおける第２の方向Ｙの一端部において第１の方向Ｘの一側に向けて突出している。把持部２７は、使用者によって把持される。これにより、使用者は、傾斜角度調整部材２４の締結を緩め、把持部２７を操作することで、回動部材２２の回動動作を操作することができる。

上述した回動部材２２と、回動軸２６、２６により後述する試料１４及び遮蔽板１３を回動させる回動機構を構成する。

なお、本例では、回動部材２２の第１回動アーム２２ｂ及び第２回動アーム２２ｃを平板状に形成した例を説明したが、これに限定されるものではない。第１回動アーム２２ｂ及び第２回動アーム２２ｃとしては、円柱や角柱をなす棒状部材や、装着面部２２ａよりも第３の方向Ｚの長さが短い舌片状の部材等その他各種の形状に形成してもよい。

［試料ホルダー］
次に、試料ホルダー１２について説明する。
試料ホルダー１２は、遮蔽板１３と、ホルダー本体４１と、ホルダー側装着部４２と、試料載置台４３と、試料保持部４５と、を有している。ホルダー側装着部４２は、ホルダースタンド１１の装着部２３に着脱可能に装着される。これにより、試料ホルダー１２は、ホルダースタンド１１における第１回動アーム２２ｂと第２回動アーム２２ｃの間に配置される。さらに、ホルダー側装着部４２における装着部２３と対向する一面とは反対側の他面にはホルダー本体４１が設けられている。

ホルダー本体４１は、ホルダー側装着部４２から第２の方向Ｙの一側に向けて突出している。ホルダー本体４１における第２の方向Ｙの一端部には、遮蔽板１３が固定されている。遮蔽板１３は、試料１４よりもイオンビームに対する強度が高い材質で形成されている。そして、遮蔽板１３は、イオンミリング装置において照射されるイオンビームを遮蔽する。

ホルダー本体４１における遮蔽板１３よりも第３の方向Ｚの他側、すなわち観察部５の光軸Ｌ１の下流、やイオンミリング装置におけるイオンビームの下流側には、試料載置台４３と、試料保持部４５が設けられている。試料載置台４３には、試料１４が載置される。この試料載置台４３における試料１４が載置される一面は、第１の方向Ｘと平行に配置される。

試料１４は、遮蔽板１３と試料載置台４３により挟持される。また、試料１４は、試料載置台４３により遮蔽板１３に向けて押圧される。これにより、試料１４と遮蔽板１３が密着する。その結果、試料１４と遮蔽板１３との間の隙間を無くし、イオンミリング装置での加工時に加工不良が発生することを防ぐことができる。

また、試料載置台４３に載置された試料１４の第１の方向Ｘの両側には、試料保持部４５が配置されている。試料保持部４５は、試料１４を第１の方向Ｘの両側から保持する。これにより、試料１４は、試料載置台４３と試料保持部４５により、加工面１４ａが第１の方向Ｘと平行に配置される。

また、ホルダー本体４１には、試料保持部４５を第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに移動させる不図示の加工位置調整機構が設けられている。そして、試料保持部４５は、試料１４を保持した状態で第１の方向Ｘ及び第２の方向に移動する。その結果、試料１４における遮蔽板１３からの突出量Ｋ１（図４及び図５）を調整することができる。

なお、本例の試料ホルダー１２では、試料１４を第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに移動できる例を説明したが、これに限定されるものではない。試料ホルダー１２としては突出量Ｋ１を調整するために、試料１４を第２の方向Ｙにのみ移動可能な構成であってもよい。

１−３．試料ホルダーユニットの動作例
次に、上述した構成を有する試料ホルダーユニット１０の動作例について図２、図６〜図１０を参照して説明する。
図６は、図２に示す試料ホルダーユニット１０の状態において、試料１４を撮影した画像を示す図である。図７は、試料ホルダーユニット１０の回動部材２２を任意の角度に回動させた状態を示す斜視図である。図８は、図７に示す試料ホルダーユニット１０の状態における加工後の試料１４を撮影した画像を示す図である。

図２に示す状態では、試料１４の加工面１４ａは、光軸Ｌ１に対して直交し、傾斜していない状態を示している。この状態では、試料１４は、その加工面１４ａが第２の方向Ｙと平行に試料ホルダー１２から突出する。この状態で撮影した画像は、図３及び図６に示すように、試料１４における遮蔽板１３からの突出量Ｋ１を確認することができる。

次に、使用者は、傾斜角度調整部材２４を緩める。これにより、回動部材２２を、支持部材２１に対して回動軸２６、２６を中心に任意の角度に回動させることができる。そして、使用者は、把持部２７を把持して回動部材２２を所望する角度まで回動させる。傾斜角度調整部材２４が、支持部材２１の傾斜ガイド部２５に摺動可能に挿入されている。そのため、回動部材２２を支持部材２１に対してがたつきなく回動させることができる。このとき、試料ホルダー１２及びこの試料ホルダー１２に保持された試料１４や遮蔽板１３も、回動部材２２と共に回動する。

そして、使用者が所望する角度位置において傾斜角度調整部材２４を回動部材２２に締結させる。これにより、図７に示すように、第１支持面部２１ｂが傾斜角度調整部材２４と第１回動アーム２２ｂに挟持され、回動部材２２が光軸Ｌ１に対して任意の傾斜角度で保持される。

また、上述したように、回動部材２２の回動動作の回動中心Ｒ１は、試料ホルダー１２に保持された試料１４の加工面１４ａ上に配置されている。そのため、回動部材２２を任意の角度に回動させても、観察部５から試料１４までの第３の方向Ｚの間隔や、試料１４における光軸Ｌ１に対する第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの位置は、変化しない。これにより、回動部材２２と共に試料１４を回動させても、試料１４は、観察部５の焦点位置から移動しない。その結果、試料１４を回動させても観察部５の焦点を調整する必要がなく、試料１４の観察作業を容易に行うことができる。

図８に示すように、試料１４を光軸Ｌ１に対して傾斜させることで、試料１４の加工面１４ａだけではなく、試料１４の側面部１４ｂの状態も観察することができる。

また、図２に示すように、試料１４の加工面１４ａが観察部５と対向する場合、試料１４の加工面１４ａや遮蔽板１３が観察部５の照明により乱反射するおそれがある。その結果、照明の乱反射により試料１４の加工面１４ａの状態が見えにくくなるおそれがある。

これに対して、図７に示すように、試料１４を光軸Ｌ１に対して傾斜させることで、観察部５の照明における加工面１４ａでの乱反射を軽減させることができる。これにより、加工面１４ａや側面部１４ｂの状態を明瞭に観察することができる。

試料１４を斜めから観察することで、試料１４と遮蔽板１３との密着具合や、試料１４における加工面１４ａと側面部１４ｂの状態を同時に観察することができる。

図９は、回動部材２２を９０度回動させた状態を示す斜視図、図１０は図９に示す試料ホルダーユニット１０の状態における加工後の試料１４を撮影した画像である。

図９に示すように、傾斜角度調整部材２４を緩めて把持部２７により、回動部材２２をさらに回動させることで、回動部材２２を光軸Ｌ１に対して図２に示す状態から９０度回動させることができる。この場合でも、回動部材２２の回動動作の回動中心Ｒ１は、試料ホルダー１２に保持された試料１４の加工面１４ａ上を通るため、観察部５の焦点を再び調整する必要がない。

図１０に示すように、試料１４に設けられた加工断面Ｔ１の状態を観察することができるだけではなく、試料１４と遮蔽板１３との密着具合を確認することもできる。

このように、本例の試料観察装置１及び試料ホルダーユニット１０によれば、回動部材２２と回動軸２６、２６からなる回動機構により、光軸Ｌ１に対して任意の傾斜角度で試料１４を観察することができる。

２．第２の実施の形態例
次に、図１１〜図１３を参照して第２の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニットについて説明する。
図１１〜図１３は、第２の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニットを示す斜視図である。

この第２の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニットが、第１の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニット１０と異なる点は、試料ホルダーに回動機構を設けた点である。そのため、ここでは第１の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニット１０と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１１に示すように、試料ホルダーユニット６０は、ホルダースタンド６１と、遮蔽板１３が設けられた試料ホルダー６２とを有している。また、試料ホルダー６２には、試料１４が着脱可能に保持されている。

［ホルダースタンド］
ホルダースタンド６１は、支持部材７１と、装着部７３と、固定部材７４、７４と、固定片７５とを有している。支持部材７１は、略Ｌ字状に形成されている。支持部材７１は、第１支持面部７１ａと、第２支持面部７１ｂとを有している。第１支持面部７１ａ及び第２支持面部７１ｂは、それぞれ略平板状に形成されている。

第２支持面部７１ｂは、第１支持面部７１ａの第３の方向Ｚの他端部から第２の方向Ｙの一側に向けて略垂直に連続している。第１支持面部７１ａには、後述する試料ホルダー６２が着脱可能に装着される装着部７３が設けられている。また、装着部７３における第３の方向Ｚの他端部には、固定片７５が設けられている。

また、第１支持面部７１ａには、固定孔７６が設けられている。同様に、第２支持面部７１ｂには、固定孔７７（図１３参照）が設けられている。なお、試料１４を光軸Ｌ１に対して傾斜させない場合、第２支持面部７１ｂが装着ステージ６に載置され、固定孔７７に固定部材７４が締結固定される。これにより、支持部材７１が装着ステージ６に着脱可能に装着される。

なお、試料１４を光軸Ｌ１に対して９０度傾斜させる場合では、図１３に示すように、第１支持面部７１ａが装着ステージ６に載置され、固定孔７６に固定部材７４が締結固定される。

［試料ホルダー］
次に、試料ホルダー６２について説明する。
試料ホルダー６２は、遮蔽板１３と、ホルダー本体８１と、ホルダー支持部８２と、試料載置台８３と、試料保持部８５と、加工位置調整機構８７と、回動機構９０とを有している。

回動機構９０は、回動支持体９１と、スライド部材９２と、傾斜角度調整部材９３とを有している。回動支持体９１は、装着部７３に着脱可能に装着される。回動支持体９１における装着部７３と対向する一面とは反対側の他面には、スライド支持面９１ａが設けられている。スライド支持面９１ａは、第２の方向Ｙの他側に向けて円弧状に凹んだ湾曲面である。このスライド支持面９１ａには、スライド部材９２が移動可能に支持される。

スライド部材９２におけるスライド支持面９１ａと対向するスライド面９２ａは、第２の方向Ｙの他側に向けて円弧状に突出する湾曲面である。そして、回動支持体９１のスライド支持面９１ａの曲率半径と、スライド部材９２におけるスライド面９２ａの曲率半径は、同じ長さに設定されている。

さらに、スライド支持面９１ａの曲率の中心及びスライド面９２ａの曲率の中心は、試料保持部８５に保持された試料１４の加工面１４ａ上に位置している。そして、スライド部材９２は、スライド支持面９１ａ上を移動することで、回動する。

なお、スライド部材９２の回動動作の軸方向は、光軸Ｌ１と平行をなす第３の方向Ｚと直交している。また、スライド部材９２の回動動作の軸方向は、試料１４が遮蔽板１３から突出する方向と平行をなす第２の方向Ｙとも直交している。そのため、スライド部材９２の回動動作の軸方向は、第１の方向Ｘと平行に配置される。さらに、スライド部材９２の回動動作の回動中心Ｒ１は、試料ホルダー６２に保持された試料１４の加工面１４ａ上に配置される。さらに詳細には、回動中心Ｒ１は、遮蔽板１３と試料１４の加工面１４ａの境界線上に配置される。

また、回動支持体９１には、傾斜角度調整部材９３が設けられている。傾斜角度調整部材９３は、使用者に操作されることで、スライド部材９２をスライド支持面９１ａに沿って移動させる。これにより、スライド部材９２における光軸Ｌ１に対する傾斜角度を調整することができる。

また、スライド部材９２におけるスライド支持面９１ａと反対側の他面には、ホルダー支持部８２が固定されている。また、ホルダー支持部８２におけるスライド部材９２とは反対側の他面、すなわち第２の方向Ｙの一側には、ホルダー本体８１が設けられている。

ホルダー本体８１は、ホルダー支持部８２から第２の方向Ｙの一側に向けて突出している。ホルダー本体８１には、第１の実施の形態例にかかるホルダー本体４１と同様に、遮蔽板１３と、試料載置台８３と、試料保持部８５が設けられている。なお、試料載置台８３、試料保持部８５の構成は、第１の実施の形態例にかかる試料載置台４３と試料保持部４５と同様であるため、その説明は省略する。

また、ホルダー本体８１には、加工位置調整機構８７が設けられている。加工位置調整機構８７は、使用者に操作されることで、試料保持部８５及びこの試料保持部８５に保持された試料１４を第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに移動させる。これにより、試料１４における遮蔽板１３からの突出量Ｋ１（図４及び図５）を調整することができる。

次に、上述した構成を有する第２の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニット６０の動作例について説明する。
図１１に示すように、スライド部材９２を回動支持体９１から移動させない場合、試料１４の加工面１４ａは、第２の方向Ｙと平行に試料ホルダー６２から突出する。そのため、試料１４の加工面１４ａは、光軸Ｌ１に対して直交し、傾斜していない。

これにより、第２の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニット６０においても、第１の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニット１０と同様に、図６に示すような画像を観察部５で撮影し、観察することができる。

次に、使用者は、傾斜角度調整部材９３を操作して、スライド部材９２を回動支持体９１のスライド支持面９１ａに沿って移動させる。これにより、スライド部材９２、ホルダー本体８１、遮蔽板１３及び試料１４が回動中心Ｒ１を中心に回動する。これにより、図１２に示すように、スライド部材９２、ホルダー本体８１、遮蔽板１３及び試料１４を光軸Ｌ１に対して任意の傾斜角度に傾斜させることができる。

また、上述したように、回動中心Ｒ１は、回動中心Ｒ１は、試料ホルダー６２に保持された試料１４の加工面１４ａ上に配置されている。そのため、スライド部材９２を任意の角度に回動させても、観察部５から試料１４までの第３の方向Ｚの間隔や、試料１４における光軸Ｌ１に対する第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの位置は、変化しない。その結果、試料１４を回動させても観察部５の焦点を調整する必要がなく、試料１４の観察作業を容易に行うことができる。

図１２に示す試料ホルダーユニット６０の状態においても、第１の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニット１０と同様に、図８に示すような画像を観察部５で撮影し、観察することができる。

次に、試料１４の加工面１４ａを光軸Ｌ１に対して９０度回動させた例について図１３を参照して説明する。
まず、使用者は、傾斜角度調整部材９３を操作し、スライド部材９２を図１２に示す状態から図１１に示す状態に戻す。そして、図１３に示すように、ホルダースタンド６１における支持部材７１の第１支持面部７１ａを装着ステージ６の一面に載置させる。そして、第１支持面部７１ａに設けた固定孔７６に固定部材７４を挿入させて、固定部材７４を装着ステージ６に締結固定する。これにより、試料ホルダー６２に保持された試料１４の加工面１４ａは、光軸Ｌ１に対して９０度回動する。

なお、図１３に示す状態においても試料１４の回動中心Ｒ１の第３の方向Ｚの高さは、図１１に示す試料１４の回動中心Ｒ１の第３の方向Ｚの高さと同じに設定されている。その結果、観察部５から試料１４までの第３の方向Ｚの間隔が変化しないため、観察部５の焦点を再び調整する必要がない。

また、図１３に示す試料ホルダーユニット６０の状態においても、第１の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニット１０と同様に、図１０に示すような画像を観察部５で撮影し、観察することができる。

その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニット１０と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する試料ホルダーユニット６０によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニット１０と同様の作用効果を得ることができる。

なお、第２の実施の形態例にかかる試料ホルダーユニット６０では、試料ホルダー６２に回動機構９０を設けている。そのため、ホルダースタンド６１を設けずに、イオンミリング装置に試料ホルダー６２を装着した状態で、試料１４及び遮蔽板１３をイオンミリング装置のイオンビームに対して傾斜させることができる。

なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

上述した実施の形態例では、試料観察装置として、光学顕微鏡を適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。試料観察装置としては、試料を観察する観察部と、試料にイオンビームを照射するイオンビーム照射部と、を備えたイオンミリング装置やその他各種の装置を適用してもよい。

また、上述した実施の形態例では、試料及び遮蔽板の回動動作を使用者の手によって行う例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１の実施の形態例にかかる回動軸２６や、第２の実施の形態例にかかる回動機構９０にモータからの駆動力を伝達する伝達機構を設け、モータにより試料及び遮蔽板の回動動作を行ってもよい。

なお、本明細書において、「平行」及び「直交」等の単語を使用したが、これらは厳密な「平行」及び「直交」のみを意味するものではなく、「平行」及び「直交」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある、「略平行」や「略直交」の状態であってもよい。

１…試料観察装置、 ２…筐体、 ４…載置台、 ５…観察部、 ６…装着ステージ、 １０、６０…試料ホルダーユニット、 １１、６１…ホルダースタンド、 １２、６２…試料ホルダー、 １３…遮蔽板、 １４…試料、 １４ａ…加工面、 １４ｂ…側面部、 ２１、７２…支持部材、 ２１ａ…接続面部、 ２１ｂ…第１支持面部、 ２１ｃ…第２支持面部、 ２２…回動部材（回動機構）、 ２２ａ…装着面部、 ２２ｂ…第１回動アーム、 ２２ｃ…第２回動アーム、 ２３、７３…装着部、 ２４、９３…傾斜角度調整部材、 ２５…傾斜ガイド部、 ２６…回動軸（回動機構）、 ２７…把持部、 ４１、８１…ホルダー本体、 ４２…ホルダー側装着部、 ４３、８３…試料載置台、 ４５、８５…試料保持部、 ７１ａ…第１支持面部、 ７１ｂ…第２支持面部、 ８２・・・ホルダー支持部、 ８７…加工位置調整機構、 ９０…回動機構、 ９１…回動支持体、 ９１ａ…スライド支持面、 ９２…スライド部材、 ９２ａ…スライド面、 Ｋ１…突出量、 Ｌ１…光軸、 Ｑ１…加工位置、 Ｒ１…回動中心、 Ｔ１…加工断面、 Ｘ…第１の方向、 Ｙ…第２の方向、 Ｚ…第３の方向

Claims (4)

1. 試料を保持する試料保持部と、
   前記試料保持部の一側に配置されて、前記試料の加工面の一部を覆う遮蔽板と、
   前記試料保持部に保持された前記試料及び前記遮蔽板を回動可能に支持する回動機構と、
   前記試料保持部及び前記遮蔽板を有する試料ホルダーと、
   前記試料ホルダーが着脱可能に装着されるホルダースタンドと、を備え、
   前記回動機構は、前記ホルダースタンドに設けられ、
   前記ホルダースタンドは、
   前記試料ホルダーが着脱可能に装着される装着部と、
   前記装着部が設けられた回動部材と、
   前記回動部材を回動可能に支持する支持部材と、を有し、
   前記試料保持部は、前記試料の一部を前記遮蔽板から突出させて保持し、
   前記回動機構は、その回動動作の軸方向が、前記試料保持部に保持された前記試料の前記加工面と平行をなし、かつ前記試料における前記遮蔽板から突出する方向とも直交する方向と平行に配置され、
   前記回動機構の回動動作の回動中心は、前記試料保持部に保持された前記試料の前記加工面上に位置し、
   前記支持部材には、前記回動機構の円弧状に開口した溝部からなる傾斜ガイド部が形成され、
   前記回動部材には、前記傾斜ガイド部に摺動可能に支持され、前記試料及び前記遮蔽板を任意の傾斜角度で保持する傾斜角度調整部材が設けられる
   試料ホルダーユニット。
2. 試料を保持する試料保持部と、
   前記試料保持部の一側に配置されて、前記試料の加工面の一部を覆う遮蔽板と、
   前記試料保持部に保持された前記試料及び前記遮蔽板を回動可能に支持する回動機構と、
   前記試料保持部及び前記遮蔽板を有する試料ホルダーと、を備え、
   前記回動機構は、前記試料ホルダーに設けられ、
   前記試料保持部は、前記試料の一部を前記遮蔽板から突出させて保持し、
   前記回動機構は、その回動動作の軸方向が、前記試料保持部に保持された前記試料の前記加工面と平行をなし、かつ前記試料における前記遮蔽板から突出する方向とも直交する方向と平行に配置され、
   前記回動機構の回動動作の回動中心は、前記試料保持部に保持された前記試料の前記加工面上に位置し、
   前記回動機構は、
   円弧状に形成されたスライド支持面を有する回動支持体と、
   前記回動支持体の前記スライド支持面に移動可能に支持されるスライド部材と、を有し、
   前記試料保持部及び前記遮蔽板は、前記スライド部材に設けられる
   試料ホルダーユニット。
3. 試料を保持する試料ホルダーユニットと、
   前記試料ホルダーユニットが着脱可能に装着される装着ステージと、
   前記装着ステージと対向して配置され、前記試料ホルダーユニットの保持された試料を観察する観察部と、を備え、
   前記試料ホルダーユニットは、
   前記試料を保持する試料保持部と、
   前記試料保持部よりも前記観察部側に配置されて、前記試料の加工面の一部を覆う遮蔽板と、
   前記試料保持部に保持された前記試料及び前記遮蔽板を回動可能に支持する回動機構と、
   前記試料保持部及び前記遮蔽板を有する試料ホルダーと、
   前記試料ホルダーが着脱可能に装着されるホルダースタンドと、を備え、
   前記回動機構は、前記ホルダースタンドに設けられ、
   前記ホルダースタンドは、
   前記試料ホルダーが着脱可能に装着される装着部と、
   前記装着部が設けられた回動部材と、
   前記回動部材を回動可能に支持する支持部材と、を有し、
   前記試料保持部は、前記試料の一部を前記遮蔽板から突出させて保持し、
   前記回動機構は、その回動動作の軸方向が、前記観察部の光軸の方向と直交し、かつ前記試料における前記遮蔽板から突出する方向とも直交する方向と平行に配置され、
   前記回動機構の回動動作の回動中心は、前記試料保持部に保持された前記試料の前記加工面上に位置し、
   前記支持部材には、前記回動機構の円弧状に開口した溝部からなる傾斜ガイド部が形成され、
   前記回動部材には、前記傾斜ガイド部に摺動可能に支持され、前記試料及び前記遮蔽板を任意の傾斜角度で保持する傾斜角度調整部材が設けられる
   試料観察装置。
4. 試料を保持する試料ホルダーユニットと、
   前記試料ホルダーユニットが着脱可能に装着される装着ステージと、
   前記装着ステージと対向して配置され、前記試料ホルダーユニットの保持された試料を観察する観察部と、を備え、
   前記試料ホルダーユニットは、
   前記試料を保持する試料保持部と、
   前記試料保持部よりも前記観察部側に配置されて、前記試料の加工面の一部を覆う遮蔽板と、
   前記試料保持部に保持された前記試料及び前記遮蔽板を回動可能に支持する回動機構と、
   前記試料保持部及び前記遮蔽板を有する試料ホルダーと、を備え、
   前記回動機構は、前記試料ホルダーに設けられ、
   前記試料保持部は、前記試料の一部を前記遮蔽板から突出させて保持し、
   前記回動機構は、その回動動作の軸方向が、前記試料保持部に保持された前記試料の前記加工面と平行をなし、かつ前記試料における前記遮蔽板から突出する方向とも直交する方向と平行に配置され、
   前記回動機構の回動動作の回動中心は、前記試料保持部に保持された前記試料の前記加工面上に位置し、
   前記回動機構は、
   円弧状に形成されたスライド支持面を有する回動支持体と、
   前記回動支持体の前記スライド支持面に移動可能に支持されるスライド部材と、を有し、
   前記試料保持部及び前記遮蔽板は、前記スライド部材に設けられる
   試料観察装置。