JP6943641B2 - 試料ホルダーシステム及び試料観察装置 - 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において試料と遮蔽板との位置合わせを行う試料ホルダーシステム及びこの試料ホルダーシステム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、試料ホルダーとその回転機構、及び試料の一部を遮蔽するマスクとそのマスクの位置を微調整する微調整機構とが一体に構成された試料マスクユニット本体を設けることが記載されている。

特開２００６−２６９３４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、試料マスクユニットに微調整機構と試料ホルダーが一体に設けられているため、試料マスクユニットの部品点数が増加し、構造が複雑になる、という問題を有していた。

また、特許文献１に記載された技術では、イオンビームを試料に照射すると、微調整機構も加熱され、微調整機構が熱膨張し、試料と遮蔽板との位置がずれるおそれがあった。さらに、特許文献１に記載された技術では、試料マスクユニットに放熱機構を設ける必要があり、試料マスクユニットの構造がさらに複雑になる、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、試料を保持する試料ホルダーの構成の簡略化を図ることができる試料ホルダーシステム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システムは、試料を保持する試料ホルダーと、試料ホルダーに着脱可能に接続され、試料の位置合わせを行う試料調整ユニットと、を備えている。
試料ホルダーは、遮蔽板と、ホルダー本体と、保持部と、固定機構と、を備えている。遮蔽板は、試料の加工面の一部を覆う。ホルダー本体は、試料及び遮蔽板のうちどちらか一方を保持する。保持部は、試料及び遮蔽板のうち残りの他方を保持し、ホルダー本体に回動可能に支持される。固定機構は、保持部をホルダー本体に固定すると共に保持部をホルダー本体に固定した際に、保持部の回動を規制する。
試料調整ユニットは、位置調整治具と、回動機構と、を備えている。位置調整機構は、保持部に接触する。回動機構は、位置調整治具を回動可能に支持する。

また、本発明の試料観察装置は、試料ホルダーシステムと、試料ホルダーが着脱可能に装着される装着ステージと、試料ホルダーに保持された試料を観察する観察部と、を備えている。試料ホルダーシステムとしては、上述した試料ホルダーシステムが用いられる。

本発明の試料ホルダーシステム及び試料観察装置によれば、試料を保持する試料ホルダーの構成の簡略化を図ることができる。

本発明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。 本発明の実施の形態例にかかる試料ホルダーシステムを示す斜視図である。 本発明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。 本発明の実施の形態例にかかる試料ホルダーシステムを示すもので、試料調整ユニットを透明化して示す斜視図である。 本発明の実施の形態例にかかる試料ホルダーシステムにおける試料ホルダーと試料調整ユニットを接続した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態例にかかる試料ホルダーシステムにおける試料の位置合わせ動作を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態例にかかる試料ホルダーシステムにおける試料にイオンビームを照射する状態を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の試料ホルダーシステム及び試料観察装置の実施の形態例について、図１〜図９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．試料観察装置の構成
まず、本発明の実施の形態例（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、ホルダースタンド８と、試料ホルダーシステム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、試料ホルダーシステム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、すなわち光軸Ｌ１と平行をなす方向を第３の方向Ｚとする。

この装着ステージ６には、ホルダースタンド８が着脱可能に装着される。また、ホルダースタンド８は、装着ステージ６の一面から第３の方向Ｚに沿って立設している。ホルダースタンド８の一面には、後述する試料ホルダーシステム１０を構成する試料ホルダー１２が着脱可能に装着される。

２．試料ホルダーシステム
２−１．試料ホルダーシステムの構成例
次に、試料ホルダーシステム１０の構成例について図１〜図６を参照して説明する。
図２は、試料ホルダーシステム１０を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、試料ホルダーシステム１０は、試料ホルダー１２と、試料調整ユニット４０と、を備えている。試料調整ユニット４０は、試料ホルダー１２に着脱可能に接続される。そして、試料調整ユニット４０は、試料ホルダー１２に保持された試料１４における遮蔽板１３に対する位置合わせを行う。また、試料ホルダー１２は、ホルダースタンド８に着脱可能に装着される。

試料ホルダー１２は、試料１４を着脱可能に保持する。また、試料ホルダー１２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。

使用者は、観察部５によって試料１４と遮蔽板１３を視認し、試料ホルダーシステム１０を用いて、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。また、使用者は、試料ホルダーシステム１０を用いて、試料１４の側面部１４ｂにおける第１の方向Ｘに対する傾斜角度を調整する。

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。

次に、試料ホルダーシステム１０の詳細な構成について、図２及び図６を参照して説明する。
図６は、試料ホルダーシステム１０における試料調整ユニット４０を透明化して示す斜視図である。

［試料ホルダー］
まず、試料ホルダー１２について説明する。
図２及び図６に示すように、試料ホルダー１２は、遮蔽板１３と、ホルダー本体２１と、ホルダー側装着部２２と、保持部の一例を示す試料保持部２６と、固定ねじ３１を備えている。ホルダー側装着部２２は、ホルダースタンド８（図１参照）に着脱可能に装着される。ホルダー側装着部２２には、ホルダー本体２１が一体に設けられている。

ホルダー本体２１は、ホルダー側装着部２２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２１は、略Ｌ字状に形成されている。ホルダー本体２１は、第１支持部２３と、第２支持部２４とを有している。

第１支持部２３は、ホルダー側装着部２２から第２の方向Ｙに沿って突出している。第１支持部２３の第２の方向Ｙの一端部には、固定片２３ｃが設けられている。固定片２３ｃには、遮蔽板１３が固定される。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。

第１支持部２３の第２の方向Ｙの一端部における第１の方向Ｘの両端部には、２つの第１ホルダー側接続面部２３ａ、２３ａが設けられている。２つの第１ホルダー側接続面部２３ａ、２３ａは、固定片２３ｃに固定された遮蔽板１３における第１の方向Ｘの両側に配置される。第１ホルダー側接続面部２３ａには、磁石又は金属片等の磁性体が設けられている。そして、第１ホルダー側接続面部２３ａには、後述する試料調整ユニット４０の第１ユニット側接続面部４５ａが接続される。

第１支持部２３には、２つの固定孔２３ｂ、２３ｂが設けられている。２つの固定孔２３ｂ、２３ｂは、第１支持部２３における第１の方向Ｘの両端部に形成されている。２つの固定孔２３ｂ、２３ｂは、第１支持部２３を第３の方向Ｚに貫通している。２つの固定孔２３ｂ、２３ｂは、第１の方向Ｘの長さよりも第２の方向Ｙの長さが長く開口した長孔である。

固定孔２３ｂには、固定機構を示す固定ねじ３１のねじ部が挿通する。なお、固定ねじ３１のねじ部の間には、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙに隙間が形成されている。そのため、固定ねじ３１を緩めた状態では、固定ねじ３１は、固定孔２３ｂ内で第２の方向Ｙに移動可能に支持される。

また、第１支持部２３における第２の方向Ｙの他端部には、第２支持部２４が略垂直に連続して設けられている。第２支持部２４は、第１支持部２３の第２の方向Ｙの他端部から第３の方向Ｚの他側に向けて突出している。

第２支持部２４の第３の方向Ｚの他端部における第１の方向Ｘの両端部には、２つの第２ホルダー側接続面部２４ａ、２４ａが設けられている。第２ホルダー側接続面部２４ａには、磁石又は金属片等の磁性体が設けられている。そして、第２ホルダー側接続面部２４ａには、後述する試料調整ユニット４０の第２ユニット側接続面部４６ａが接続される。

ホルダー本体２１における第１支持部２３の第３の方向Ｚの他側には、試料１４を保持する試料保持部２６が配置される。試料保持部２６は、２つの固定ねじ３１、３１により、ホルダー本体２１の第１支持部２３に締結固定される。なお、試料保持部２６をホルダー本体２１に固定する固定機構としては、固定ねじ３１、３１に限定されるものではなく、固定ピンや固定爪等その他各種の固定機構を用いてもよい。

試料保持部２６は、２つのハンドル部２７と、試料載置台２８と、保持ねじ３２と、を有している。２つのハンドル部２７、２７は、第１の方向Ｘの両側に間隔を空けて配置される。２つのハンドル部２７、２７の間には、試料１４が配置される。そして、試料１４は、２つのハンドル部２７、２７によって挟持される。

ハンドル部２７における第２の方向Ｙの一端部には、被押圧面２７ａが設けられている。被押圧面２７ａは、第３の方向Ｚと平行に配置されている。被押圧面２７ａは、後述する試料調整ユニット４０の押圧部４７の押圧面４７ａが接触する。ハンドル部２７には、固定孔２３ｂを挿通した固定ねじ３１が螺合される。そのため、試料保持部２６は、固定ねじ３１を締め込むことでホルダー本体２１に締結固定される。

２つのハンドル部２７、２７の第３の方向Ｚの他側には、試料載置台２８が設けられている。試料載置台２８は、２つのハンドル部２７、２７の第３の方向Ｚの他側において、２つのハンドル部２７、２７を接続するように配置される。そして、試料保持部２６をホルダー本体２１に固定した際、試料載置台２８は、第１支持部２３及び遮蔽板１３と第３の方向Ｚに沿って対向する。

試料載置台２８には、試料１４が載置される。また、試料載置台２８には、第３の方向Ｚの他側から保持ねじ３２螺合している。保持ねじ３２を締め込むことで、試料１４は、保持ねじ３２とホルダー本体２１の第１支持部２３によって挟持される。また、試料１４を保持ねじ３２により第３の方向Ｚの一側に向けて押圧することで、試料１４は、遮蔽板１３に密着する。その結果、試料１４と遮蔽板１３との間の隙間を無くすることができ、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が防ぐことができる。

固定ねじ３１を緩めた状態では、試料保持部２６は、ホルダー本体２１に第２の方向Ｙに移動可能に支持される。また、固定ねじ３１のねじ部と固定孔２３ｂとの間には、第１の方向Ｘに若干の隙間が形成されている。そのため、試料保持部２６は、ホルダー本体２１に、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙで形成される平面上において回動可能に支持される。なお、固定ねじ３１を締め込むと、試料保持部２６は、ホルダー本体２１に締結固定され、移動及び回動動作が規制される。

［試料調整ユニット］
次に、試料調整ユニット４０について説明する。
図２及び図６に示すように、試料調整ユニット４０は、ユニット本体４１と、位置調整治具４２と、回動機構５１と、移動機構５５とを有している。ユニット本体４１は、中空の略直方体状に形成されている。ユニット本体４１における第２の方向Ｙの他端部が開口している。また、ユニット本体４１における試料ホルダー１２と対向する端部、すなわち第２の方向Ｙの他端部には、２つの第１ユニット側接続部４５、４５と、２つの第２ユニット側接続部４６、４６が設けられている。

また、２つの第１ユニット側接続部４５、４５は、ユニット本体４１の第１の方向Ｘの両端部に設けられている。同様に、２つの第２ユニット側接続部４６、４６は、ユニット本体４１の第１の方向Ｘの両端部に設けられている。２つの第１ユニット側接続部４５、４５は、ユニット本体４１の第３の方向Ｚの一端部に設けられ、２つの第２ユニット側接続部４６、４６は、ユニット本体４１の第３の方向Ｚの他端部に設けられている。２つの第１ユニット側接続部４５、４５及び２の第２ユニット側接続部４６、４６は、第２の方向Ｙの他端部から第２の方向Ｙに沿って、第２の方向Ｙの他側に向けて突出している。

第１ユニット側接続部４５の先端面である第１ユニット側接続面部４５ａは、第１ホルダー側接続面部２３ａに接触する。第１ユニット側接続部４５の先端部には、磁石４５ｂが収容されている。そして、第１ユニット側接続部４５は、第１ホルダー側接続面部２３ａに接続される（図７参照）。

第２ユニット側接続部４６の先端面である第２ユニット側接続面部４６ａは、第２ホルダー側接続面部２４ａに接触する。第２ユニット側接続部４６の先端部には、磁石４６ｂが収容されている。そして、第２ユニット側接続部４６は、第２ホルダー側接続面部２４ａに接続される（図７参照）。

また、ユニット本体４１の第２の方向Ｙの他端部には、２つの第１ユニット側接続部４５、４５によって開口凹部４１ａが形成されている。開口凹部４１ａは、２つの第１ユニット側接続部４５、４５の間に形成される。

さらに、ユニット本体４１の第１の方向Ｘの両端部には、第１ユニット側接続部４５と第２ユニット側接続部４６により、スリット部４１ｂが形成されている。スリット部４１ｂは、第１ユニット側接続部４５と第２ユニット側接続部４６の間に形成される。

また、ユニット本体４１内の第１の方向Ｘの両端部には、移動レール４１ｃが設けられている。移動レール４１ｃは、ユニット本体４１内において第２の方向Ｙに沿って延在している。また、移動レール４１ｃにおける第２の方向Ｙの他端部には、スリット部４１ｂが連続する。

ユニット本体４１における第３の方向Ｚの中間部には、位置調整治具４２が配置されている。位置調整治具４２は、回動部材４３と、移動部材４４とを有している。

移動部材４４は、略平板状に形成されている。移動部材４４の第１の方向Ｘの両端部には、スライド部４４ａが設けられている。スライド部４４ａは、ユニット本体４１内に設けた移動レール４１ｃに摺動可能に係合する。これにより、移動部材４４は、ユニット本体４１に第２の方向Ｙに移動可能に支持される。

また、移動部材４４には、移動機構５５が接続されている。移動機構５５は、突出量調整ツマミ５６と、不図示の送りねじ軸等を有している。送りねじ軸は、ユニット本体４１内において第２の方向Ｙに沿って回転可能に設けられている。また、送りねじ軸は、移動部材４４と螺合する。送りねじ軸の端部には、突出量調整ツマミ５６が接続されている。突出量調整ツマミ５６は、ユニット本体４１に回転可能に支持されている。

突出量調整ツマミ５６を回転させることで、送りねじ軸も回転する。これにより、送りねじ軸と移動部材４４との螺合により、送りねじ軸の回転が移動部材４４における第２の方向Ｙへの移動力に変換される。これにより、突出量調整ツマミ５６を回転させる方向に応じて、移動部材４４が第２の方向Ｙの一側又は他側に移動する。

なお、移動機構５５としては、上述した機構に限定されるものではなく、複数のギアを用いた機構やスライダーを用いた機構等その他各種の機構を適用できるものである。

移動部材４４における試料ホルダー１２側、すなわち第２の方向Ｙの他端部は、第２の方向Ｙの一側に向けて略円弧状に凹んでいる。また、移動部材４４の第２の方向Ｙの他端部には、後述する回動機構５１の回動支持ローラ５３が設けられている。そして、移動部材４４の他端部には、回動支持ローラ５３を介して回動部材４３が回動可能に接続されている。そして、回動部材４３は、移動部材４４と共に第２の方向Ｙに沿って移動する。

回動部材４３は、略平板状に形成されている。回動部材４３は、後述する回動機構５１とユニット本体４１によって、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙで形成される平面上において回動可能に支持されている。回動部材４３は、２つの押圧部４７、４７と、凹部４８と、軸受け面部４９とを有している。

２つの押圧部４７、４７は、回動部材４３の第２の方向Ｙの他端部に設けられている。２つの押圧部４７、４７は、回動部材４３の第１の方向Ｙの両端部に設けられている。そして、２つの押圧部４７、４７の一部は、ユニット本体４１のスリット部４１ｂに突出している。

押圧部４７における第２の方向Ｙの他端には、押圧面４７ａが形成されている。押圧面４７ａは、第３の方向Ｚと平行に配置されている。押圧面４７ａは、試料ホルダー１２におけるハンドル部２７の被押圧面２７ａと対向又は接触する（図７参照）。

２つの押圧部４７、４７の間には、凹部４８が形成されている。凹部４８は、回動部材４３における第２の方向Ｙの一側に向けて凹んでいる。押圧部４７がハンドル部２７の被押圧面２７ａに接触した際、凹部４８は、試料ホルダー１２に保持された試料１４と間隔を空けて対向する。また、凹部４８は、ユニット本体４１の開口凹部４１ａを介して第３の方向Ｚから視認可能な位置に配置される。

軸受け面部４９は、回動部材４３における第２の方向Ｙの一端部に形成されている。軸受け面部４９は、回動部材４３の一端部から第２の方向Ｙの他側に向けて略円弧状に突出している。なお、軸受け面部４９の円弧の中心は、試料調整ユニット４０を試料ホルダー１２に接続した際、遮蔽板１３上に位置する。軸受け面部４９は、回動機構５１の２つの回動支持ローラ５３、５３に当接している。そして、軸受け面部４９は、２つの回動支持ローラ５３、５３により回動可能に支持されている。

回動機構５１は、回動ツマミ５２と、２つの回動支持ローラ５３、５３と、不図示の伝達部と、を有している。回動ツマミ５２は、ユニット本体４１に回転可能に支持されている。また、２つの回動支持ローラ５３、５３は、移動部材４４に回転可能に支持されている。回動ツマミ５２には、不図示の伝達部が接続されている。伝達部は、回動ツマミ５２の回転力を回動部材４３に伝達する。そのため、回動ツマミ５２を操作することで、回動部材４３が回動する。回動部材４３の回動範囲は、例えば、第１の方向Ｘに対して±５度程度に設定されている。

また、回動部材４３における２つの２つの押圧部４７、４７の一部は、ユニット本体４１のスリット部４１ｂに配置されている。そのため、回動部材４３が回動する際に、２つの押圧部４７、４７がユニット本体４１の内壁面に干渉し、回動部材４３の回動動作が妨げられることを防止することができる。

なお、回動機構５１については、上述した機構に限定されるものではなく、円盤状の回動テーブルを用いた機構や、複数のギアやカムを用いた機構等その他各種の回動機構を適用できるものである。

本例の試料ホルダーシステム１０によれば、試料の位置を調整する回動機構５１や移動機構５５は、試料ホルダー１２ではなく試料調整ユニット４０に設けられている。そのため、試料ホルダー１２の部品点数を削減することができ、構成の簡略化を図ることができる。

３．試料の位置合わせ動作
次に、上述した構成を有する試料ホルダーシステム１０を用いた試料１４の位置合わせ動作について図７〜図８を参照して説明する。
なお、図７は、試料ホルダー１２と試料調整ユニット４０を接続した状態を示す斜視図、図８は、試料ホルダーシステム１０における試料１４の位置合わせ動作を模式的に示す説明図である。

まず、図２及び図６に示すように、固定ねじ３１及び保持ねじ３２を緩め、試料保持部２６を第２の方向Ｙの一側に移動させる。これにより、試料保持部２６に保持された試料１４も試料保持部２６と共に第２の方向Ｙの一側に移動する。

次に、図７及び図８に示すように、試料ホルダー１２に試料調整ユニット４０を接続する。具体的には、第１ユニット側接続部４５の第１ユニット側接続面部４５ａを第１ホルダー側接続面部２３ａに接触させ、第２ユニット側接続部４６の第２ユニット側接続面部４６ａを第２ホルダー側接続面部２４ａに接触させる。

上述したように、第１ユニット側接続部４５及び第２ユニット側接続部４６の先端部には、磁石４５ｂ、４６ｂが設けられている。また、第１ホルダー側接続面部２３ａ及び第２ホルダー側接続面部２４ａには、磁石又は磁性体が設けられている。そのため、磁石４５ｂ、４６ｂの磁気吸着力により、第１ホルダー側接続面部２３ａと第１ユニット側接続面部４５ａが接続され、第２ホルダー側接続面部２４ａと第２ユニット側接続面部４６ａが接続される。これにより、試料ホルダー１２に試料調整ユニット４０が接続される。

なお、第１ホルダー側接続面部２３ａ及び第２ホルダー側接続面部２４ａに磁石を設け、第１ユニット側接続部４５及び第２ユニット側接続部４６に磁性体を設けてもよい。または、第１ホルダー側接続面部２３ａ及び第２ホルダー側接続面部２４ａと、第１ユニット側接続部４５及び第２ユニット側接続部４６の両方に、磁石を設けてもよい。

なお、本例では、試料ホルダー１２に試料調整ユニット４０の接続方法として、磁石４５ｂ、４６ｂを用いた例を説明したが、これに限定されるものではない。試料ホルダー１２に試料調整ユニット４０の接続方法としては、ねじによる締結や、係合爪と係合受け部による係合等その他各種の接続方法を適用できるものである。しかしながら、本例の磁石４５ｂ、４６ｂを用いた接続方法であれば、接続及び取り外し作業を容易に行うことができる。

試料ホルダー１２に試料調整ユニット４０が接続されると、ハンドル部２７の被押圧面２７ａに押圧部４７の押圧面４７ａが対向又は接触する。そして、凹部４８が試料１４と対向する。なお、被押圧面２７ａと押圧面４７ａが間隔を空けて対向している場合では、試料調整ユニット４０の突出量調整ツマミ５６を操作して、押圧面４７ａが被押圧面２７ａに接触するまで位置調整治具４２を第２の方向Ｙの他側に向けて移動させる。

次に、観察部５によって試料１４と遮蔽板１３を視認し、試料調整ユニット４０の回動ツマミ５２や突出量調整ツマミ５６を操作する。試料調整ユニット４０のユニット本体４１には、開口凹部４１ａが設けられている。そのため、試料１４及び遮蔽板１３における第３の方向Ｚの一側が開放されており、観察部５によって試料１４と遮蔽板１３の状態を視認することができる。

突出量調整ツマミ５６を操作すると、位置調整治具４２が第２の方向Ｙに沿って移動する。そのため、ハンドル部２７は、位置調整治具４２の押圧部４７によって第２の方向Ｙに沿って押圧される。これにより、試料保持部２６及び試料１４が第２の方向Ｙに沿って移動し、試料１４における遮蔽板１３からの突出量Ｋ１を調整することができる。

また、回動ツマミ５２を操作すると、位置調整治具４２における回動部材４３が第１の方向Ｘと第２の方向Ｙで形成される平面上で回動する。そのため、２つのハンドル部２７、２７におけるどちらか一方のハンドル部２７が、位置調整治具４２の押圧部４７によって押圧される。そして、試料保持部２６及び試料１４が第１の方向Ｘと第２の方向Ｙで形成される平面上で回動する。その結果、試料１４における側面部１４ｂ（図５参照）を第１の方向Ｘと平行に調整したり、側面部１４ｂ（図５参照）を第１の方向Ｘから任意の傾斜角度に調整したりすることができる。

なお、ハンドル部２７と押圧部４７のどちらか一方に磁石を設け、残りの他方に磁性体を設けてもよい。または、ハンドル部２７と押圧部４７の両方に磁石を設けてもよい。これにより、ハンドル部２７の被押圧面２７ａに押圧部４７の押圧面４７ａを確実に接触させることができ、調整の誤差を軽減することができる。

試料１４の位置合わせが完了すると、固定ねじ３１及び保持ねじ３２を締め付ける。これにより、試料保持部２６がホルダー本体２１に締結固定される。また、試料１４が保持ねじ３２と第１支持部２３に挟持される。その結果、試料保持部２６及び試料１４の移動及び回動動作が規制される。

次に、試料調整ユニット４０を試料ホルダー１２から取り外す。これにより、試料ホルダーシステム１０を用いた試料１４の位置合わせ動作が完了する。

なお、試料１４の位置合わせ動作は、上述した工程に限定されるものではない。例えば、試料調整ユニット４０を試料ホルダー１２に接続する前に、突出量調整ツマミ５６や回動ツマミ５２を操作して、予め位置調整治具４２における第２の方向Ｙの位置及び回動部材４３における回動角度を所定の位置及び角度に調整する。

次に、調整が完了した試料調整ユニット４０を試料ホルダー１２に接続する。そして、固定ねじ３１を緩め、２つのハンドル部２７、２７の被押圧面２７ａが、それぞれ２つの押圧部４７の押圧面４７ａに接触するまで試料保持部２６を移動及び回動させる。２つのハンドル部２７、２７の被押圧面２７ａが、それぞれ２つの押圧部４７の押圧面４７ａに接触すると、試料保持部２６の移動を停止し、固定ねじ３１を締め込む。そして、試料ホルダー１２から試料調整ユニット４０を取り外す。このような工程によっても試料１４の位置合わせを行うことができる。

図９は、試料ホルダーシステム１０における試料１４にイオンビームＢ１を照射する状態を模式的に示す説明図である。
図９に示すように、試料１４にイオンビームＢ１を照射してエッチングを行う際には、回動機構５１や移動機構５５を有する試料調整ユニット４０は、試料ホルダー１２から取り外される。そのため、試料調整ユニット４０がイオンビームＢ１によって加熱されることがないため、試料調整ユニット４０が熱膨張することで、試料１４と遮蔽板１３との位置がずれることがない。その結果、試料ホルダーシステム１０に試料調整ユニット４０を冷却させる放熱機構を設ける必要がなくなり、部品点数の削減を図ることができ、試料ホルダーシステム１０の構造の簡略化を図ることもできる。

また、試料ホルダー１２は、部品点数が削減され、構造が簡略化している。さらに、試料１４を保持する試料保持部２６は、固定ねじ３１によってホルダー本体２１に締結固定されている。そのため、試料保持部２６の移動及び回動が規制されている。その結果、試料１４にイオンビームＢ１を照射してエッチングを行う際に、試料１４の位置がずれることを抑制することができる。

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、試料調整ユニット４０の位置調整治具４２の移動及び回動操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、試料調整ユニット４０の回動機構５１や移動機構５５に駆動モータを設け、駆動モータの駆動力によって位置調整治具４２を移動及び回動させてもよい。

さらに、上述した実施の形態例では、試料調整ユニット４０に位置調整治具４２を移動させる移動機構５５を設けた例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、試料調整ユニットには、位置調整治具を回動させる回動機構だけを設け、試料の突出量の調整は試料ホルダー側で行ってもよい。

また、上述した実施の形態例では、試料１４を保持する試料保持部２６を試料調整ユニット４０で移動及び回動させることで、試料１４の位置合わせを行った例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、試料ホルダーに試料を保持する試料保持部を固定し、遮蔽板を保持する遮蔽板保持部を試料保持部に対して回動及び移動可能に支持してもよい。そして、試料調整ユニットは、遮蔽板保持部を回動及び移動させることで、試料と遮蔽板の位置を調整してもよい。

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、 ８…ホルダースタンド、 １０…試料ホルダーシステム、 １２…試料ホルダー、 １３…遮蔽板、 １４…試料、 １４ａ…加工面、 １４ｂ…側面部、 ２１…ホルダー本体、 ２２…ホルダー側装着部、 ２３…第１支持部、 ２３ａ…第１ホルダー側接続面部、 ２３ｂ…固定孔、 ２３ｃ…固定片、 ２４…第２支持部、 ２４ａ…第２ホルダー側接続面部、 ２６…試料保持部（保持部）、 ２７…ハンドル部、 ２７ａ…被押圧面、 ２８…試料載置台、 ３１…固定ねじ（固定機構）、 ３２…保持ねじ ４０…試料調整ユニット、 ４１…ユニット本体、 ４１ａ…開口凹部、 ４１ｂ…スリット部、 ４１ｃ…移動レール、 ４２…位置調整治具、 ４３…回動部材、 ４４…移動部材、 ４４ａ…スライド部、 ４５…第１ユニット側接続部、 ４５ａ…第１ユニット側接続面部、 ４５ｂ、４６ｂ…磁石、 ４６…第２ユニット側接続部、 ４６ａ…第２ユニット側接続面部、 ４７…押圧部、 ４７ａ…押圧面、 ４８…凹部、 ４９…軸受け面部、 ５１…回動機構、 ５２…回動ツマミ、 ５３…回動支持ローラ、 ５５…移動機構、 ５６…突出量調整ツマミ、 Ｋ１…突出量、 Ｌ１…光軸、 Ｑ１…加工位置、 Ｔ１…加工断面、 Ｘ…第１の方向、 Ｙ…第２の方向、 Ｚ…第３の方向

Claims (6)

1. 試料を保持する試料ホルダーと、
   前記試料ホルダーに着脱可能に接続され、前記試料の位置合わせを行う試料調整ユニットと、を備え、
   前記試料ホルダーは、
   前記試料の加工面の一部を覆う遮蔽板と、
   前記試料及び前記遮蔽板のうちどちらか一方を保持するホルダー本体と、
   前記試料及び前記遮蔽板のうち残りの他方を保持し、前記ホルダー本体に回動可能に支持される保持部と、
   前記保持部を前記ホルダー本体に固定すると共に前記保持部を前記ホルダー本体に固定した際に、前記保持部の回動を規制する固定機構と、を備え、
   前記試料調整ユニットは、
   前記保持部に接触する位置調整治具と、
   前記位置調整治具を回動可能に支持する回動機構と、を備え、
   前記位置調整治具は、前記保持部に接触し、前記回動機構により前記保持部と共に回動する
   試料ホルダーシステム。
2. 前記保持部は、前記ホルダー本体に前記試料が前記遮蔽板から突出する突出方向に移動可能に支持され、
   前記固定機構は、前記保持部を前記ホルダーに固定した際に、前記保持部の移動を規制し、
   前記試料調整ユニットは、
   前記位置調整治具を移動可能に支持する移動機構を備え、
   前記位置調整治具は、前記保持部に接触し、前記移動機構により前記保持部と共に移動する
   請求項１に記載の試料ホルダーシステム。
3. 前記ホルダー本体には、前記遮蔽板が固定され、
   前記保持部は、前記試料を保持する試料保持部であり、
   前記試料調整ユニットは、
   前記位置調整治具を支持するユニット本体を有し、
   前記ユニット本体は、前記ホルダー本体に着脱可能に接続される接続部を有する
   請求項１又は２に記載の試料ホルダーシステム。
4. 前記試料保持部は、前記試料における前記遮蔽板から突出する方向と直交し、前記試料の前記加工面と平行をなす方向の両側に、前記試料を挟持する２つのハンドル部を有し、
   前記位置調整治具は、前記２つのハンドル部に接触する２つの押圧部を有する
   請求項３に記載の試料ホルダーシステム。
5. 前記接続部及び前記ホルダー本体のうち少なくとも一方には、磁石が設けられ、
   前記接続部及び前記ホルダー本体のうち残りの他方には、前記磁石が吸着する磁性体又は磁石が設けられる
   請求項３に記載の試料ホルダーシステム。
6. 試料を保持する試料ホルダーと、前記試料ホルダーに着脱可能に接続され、前記試料の位置合わせを行う試料調整ユニットと、を有する試料ホルダーシステムと、
   前記試料ホルダーが着脱可能に装着される装着ステージと、
   前記試料ホルダーに保持された試料を観察する観察部と、を備え、
   前記試料ホルダーシステムは、
   前記試料ホルダーは、
   前記試料の加工面の一部を覆う遮蔽板と、
   前記試料及び前記遮蔽板のうちどちらか一方を保持するホルダー本体と、
   前記試料及び前記遮蔽板のうち残りの他方を保持し、前記ホルダー本体に回動可能に支持される保持部と、
   前記保持部を前記ホルダー本体に固定すると共に前記保持部を前記ホルダー本体に固定した際に、前記保持部の回動を規制する固定機構と、を備え、
   前記試料調整ユニットは、
   前記保持部に接触する位置調整治具と、
   前記位置調整治具を回動可能に支持する回動機構と、を備え、
   前記位置調整治具は、前記保持部に接触し、前記回動機構により前記保持部と共に回動する
   試料観察装置。

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