JP7200064B2 - 試料ホルダー - Google Patents
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電子顕微鏡と集束イオンビーム装置に共通の試料ホルダーであって、
ロッドと、
前記ロッドの先端に設けられている試料台と、
前記電子顕微鏡の受容部および前記集束イオンビーム装置の受容部に嵌まるピンと、
前記ピンを固定する固定部材と、
を含み、
前記ピンは、前記固定部材から前記試料台に向けて前記ロッドに沿って突出し、
前記試料台と前記ピンの先端との間の距離は、可変である。
1.1. 試料ホルダー
まず、第1実施形態に係る試料ホルダーについて、図面を参照しながら説明する。図1および図2は、第1実施形態に係る試料ホルダー100を模式的に示す図である。
0が挿入されたことが制御部に通知される。
30aと第2部分30bとを一体にできる。第2ピン32も、第1ピン30と同様の形状を有しており、第1部分32aと、第2部分32bと、を有している。なお、第1ピン30の第1部分30aは、第2ピン32の第1部分32aよりも長い。
図10は、集束イオンビーム装置2を模式的に示す図である。図10では、試料ホルダー100によって、試料室201に試料S(すなわち試料台20)が導入された状態を図示している。
よい。
試料ホルダー100は、例えば、以下の特徴を有する。
び第2ピン32は、把持部40に対して着脱可能である。そのため、試料ホルダー100では、試料台20とピンの先端との間の距離を可変にできる。したがって、試料ホルダー100では、試料室の大きさが異なる集束イオンビーム装置2および透過電子顕微鏡4であっても、それぞれの装置においてセンサーを動作させることができる。これにより、例えば、集束イオンビーム装置2および透過電子顕微鏡4において、真空排気系を正しく制御でき、また、漏洩X線の発生を防止できる。このように、試料ホルダー100を、試料室の大きさが異なる集束イオンビーム装置2と透過電子顕微鏡4に共通の試料ホルダーとして用いることができる。
2.1. 試料ホルダー
次に、第2実施形態に係る試料ホルダーについて図面を参照しながら説明する。図12は、第2実施形態に係る試料ホルダー200を模式的に示す図である。以下、第2実施形態に係る試料ホルダー200において、第1実施形態に係る試料ホルダー100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
試料ホルダー200の使用方法は、試料台20とピンの先端との間の距離を変更する手法が異なる点を除いて、上述した試料ホルダー100の使用方法と同じである。以下、この相違点について説明する。
試料ホルダー200では、ピン230の把持部40から突出する部分の長さは、可変である。そのため、試料ホルダー200では、試料台20とピンとの間の距離を可変にできる。したがって、試料ホルダー200を、上述した試料ホルダー100と同様に、試料室の大きさが異なる集束イオンビーム装置2と透過電子顕微鏡4に共通の試料ホルダーとして用いることができる。
3.1. 試料ホルダー
次に、第3実施形態に係る試料ホルダーについて図面を参照しながら説明する。図15および図16は、第3実施形態に係る試料ホルダー300を模式的に示す図である。以下、第3実施形態に係る試料ホルダー300において、第1実施形態に係る試料ホルダー100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
試料ホルダー300の使用方法は、試料台20とピンの先端との間の距離を変更する手法が異なる点を除いて、上述した試料ホルダー100の使用方法と同じである。以下、この相違点について説明する。
試料ホルダー300では、ピンを固定する固定部材は、ロッド10に着脱可能なアダプター340と、把持部40と、を含み、第1ピン330は、アダプター340に固定され
、第2ピン332は、把持部40に固定されている。そのため、試料ホルダー300では、試料台20とピンとの間の距離を可変にできる。したがって、試料ホルダー300を、上述した試料ホルダー100と同様に、試料室の大きさが異なる集束イオンビーム装置2と透過電子顕微鏡4に共通の試料ホルダーとして用いることができる。
4.1. 試料ホルダー
次に、第4実施形態に係る試料ホルダーについて図面を参照しながら説明する。図20および図21は、第4実施形態に係る試料ホルダー400を模式的に示す図である。以下、第4実施形態に係る試料ホルダー400において、第1実施形態に係る試料ホルダー100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
試料ホルダー400の使用方法は、試料台20とピンの先端との間の距離を変更する手法が異なる点を除いて、上述した試料ホルダー100の使用方法と同じである。以下、この相違点について説明する。
試料ホルダー400では、把持部40は、ロッド10上を移動可能である。そのため、試料ホルダー400では、試料台20とピンとの間の距離を可変にできる。したがって、試料ホルダー400を、上述した試料ホルダー100と同様に、試料室の大きさが異なる集束イオンビーム装置2と透過電子顕微鏡4に共通の試料ホルダーとして用いることができる。
以下、第1~第4実施形態に係る試料ホルダーの変形例について説明する。
例えば、上述した第1実施形態では、図1および図2に示すように、互いに長さの異なる2つのピン(第1ピン30および第2ピン32)を用いる場合について説明したが、互いに長さが異なる3つ以上のピンを用いてもよい。これにより、試料ホルダー100を、試料室の大きさが異なる様々な装置間で共用可能である。
例えば、上述した第1実施形態では、図1および図2に示すように、第1ピン30および第2ピン32が把持部40に固定される場合について説明したが、第1ピン30および第2ピン32を固定する固定部材は、把持部40に限定されない。例えば、把持部40とは別に、ロッド10に、第1ピン30および第2ピン32を固定する固定部材を設けてもよい。上述した第2~第4実施形態についても同様である。
上述した第1実施形態では、試料ホルダー100が、集束イオンビーム装置と透過電子顕微鏡に共用の試料ホルダーである場合について説明したが、これに限定されない。例えば、試料ホルダー100は、集束イオンビーム装置と、透過電子顕微鏡以外の電子顕微鏡に共通の試料ホルダーであってもよい。透過電子顕微鏡以外の電子顕微鏡としては、走査電子顕微鏡、走査透過電子顕微鏡などが挙げられる。また、集束イオンビーム装置は、FIB鏡筒と、SEM鏡筒と、を備えた装置(FIB-SEM)であってもよい。
例えば、上述した第1実施形態では、図10および図11に示すように、集束イオンビーム装置2および透過電子顕微鏡4が、試料台20が試料室201または試料室401に導入されたことを検知するセンサー(センサー211、センサー411)を備えていたが、図22に示すように、試料ホルダー100が、試料台20が試料室201または試料室401に導入されたことを検知するセンサー60を有していてもよい。
1または集束イオンビーム装置2の試料室201に導入されたことを検知するセンサー60を含む。センサー60は、第1ピン30が透過電子顕微鏡4の受容部410に嵌まることで、試料台20が透過電子顕微鏡4の試料室401に導入されたことを検知する。また、センサー60は、第2ピン32が集束イオンビーム装置2の受容部210に嵌まることで、試料台20が集束イオンビーム装置2の試料室201に導入されたことを検知する。そのため、試料ホルダー100では、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、上述した第2~第4実施形態についても同様である。
6.1. 試料ホルダー
次に、第5実施形態に係る試料ホルダーについて図面を参照しながら説明する。図23および図24は、第5実施形態に係る試料ホルダー500を模式的に示す図である。なお、図23は、図11に示す透過電子顕微鏡4に試料を導入するときの状態を図示し、図24は、図10に示す集束イオンビーム装置2に試料を導入するときの状態を図示している。
が封止される。このとき、第2Oリング72は、ロッド10とゴニオメーター408との間の隙間を封止しなくてもよい。
以下では、上述した試料ホルダー100の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
試料室401に導入する際には、ガイドピン50がゴニオメーター408に設けられたガイド溝(図示せず)に嵌まる。そして、ガイドピン50をガイド溝に沿って移動させることによって、試料台20が試料室401に導かれる。試料台20が試料室401と大気側とを遮断するためのバルブに到達すると、ガイドピン50によってバルブを開くためのスイッチを動作させることができる。
試料ホルダー500は、ロッド10に装着された第1Oリング70および第2Oリング72を含む。また、第1Oリング70と試料台20との間の距離は、第2Oリング72と試料台20との間の距離よりも小さく(L3<L4)、試料台20が透過電子顕微鏡4の試料室401に導入された場合に、第1Oリング70が透過電子顕微鏡4の試料室401を気密に封止し、試料台20が集束イオンビーム装置2の試料室201に導入された場合に、第2Oリング72が集束イオンビーム装置2の試料室201を気密に封止する。そのため、試料ホルダー500では、集束イオンビーム装置2のゴニオメーター208および透過電子顕微鏡4のゴニオメーター408の設計の自由度を高めることができる。
7.1. 試料ホルダー
次に、第6実施形態に係る試料ホルダーについて図面を参照しながら説明する。図25および図26は、第6実施形態に係る試料ホルダー600を模式的に示す図である。なお、図25は、図11に示す透過電子顕微鏡4に試料を導入するときの状態を図示し、図26は、図10に示す集束イオンビーム装置2に試料を導入するときの状態を図示している。
試料ホルダー600の使用方法は、ガイドピン50の取付け方が異なる点を除いて、上述した試料ホルダー500の使用方法と同じであり、その説明を省略する。
試料ホルダー600は、上述した試料ホルダー500と同様の作用効果を奏することができる。
8.1. 試料ホルダー
次に、第7実施形態に係る試料ホルダーについて図面を参照しながら説明する。図27および図28は、第7実施形態に係る試料ホルダー700を模式的に示す図である。なお、図27は、図11に示す透過電子顕微鏡4に試料を導入するときの状態を図示し、図28は、図10に示す集束イオンビーム装置2に試料を導入するときの状態を図示している
。
試料ホルダー700の使用方法はガイドピン取付け部材56の取付け方が異なる点を除いて、上述した試料ホルダー500の使用方法と同じであり、その説明を省略する。
試料ホルダー700は、上述した試料ホルダー500と同様の作用効果を奏することができる。
9.1. 試料ホルダー
次に、第8実施形態に係る試料ホルダーについて図面を参照しながら説明する。図29および図30は、第8実施形態に係る試料ホルダー800を模式的に示す図である。なお、図29は、図11に示す透過電子顕微鏡4に試料を導入するときの状態を図示し、図30は、図10に示す集束イオンビーム装置2に試料を導入するときの状態を図示している。
試料ホルダー800の使用方法は、把持部40を移動させることによってガイドピン50およびピン704を位置決めする点を除いて、上述した試料ホルダー500の使用方法と同じであり、その説明を省略する。
試料ホルダー800は、上述した試料ホルダー500と同様の作用効果を奏することができる。
0…試料ホルダー、200…試料ホルダー、201…試料室、202…イオン源、204…集束イオンビーム光学系、206…ガス銃、207…2次電子検出器、208…ゴニオメーター、210…受容部、211…センサー、212…制御部、230…ピン、232…ストッパー、300…試料ホルダー、330…第1ピン、332…第2ピン、340…アダプター、340a…第1部分、340b…第2部分、340c…接続部材、400…試料ホルダー、401…試料室、402…電子源、404…透過電子顕微鏡光学系、406…撮像装置、408…ゴニオメーター、410…受容部、411…センサー、412…制御部、430…ピン、500…試料ホルダー、600…試料ホルダー、700…試料ホルダー、702…アダプター、704…ピン、800…試料ホルダー
Claims (13)
- 電子顕微鏡と集束イオンビーム装置に共通の試料ホルダーであって、
ロッドと、
前記ロッドの先端に設けられている試料台と、
前記電子顕微鏡の受容部および前記集束イオンビーム装置の受容部に嵌まるピンと、
前記ピンを固定する固定部材と、
を含み、
前記ピンは、前記固定部材から前記試料台に向けて前記ロッドに沿って突出し、
前記試料台と前記ピンの先端との間の距離は、可変である、試料ホルダー。 - 請求項1において、
前記ピンを複数含み、
複数の前記ピンのうちの第1ピンと、複数の前記ピンのうちの第2ピンとは、互いに長さが異なり、
前記第1ピンおよび前記第2ピンは、前記固定部材に対して着脱可能である、試料ホルダー。 - 請求項2において、
前記第1ピンを前記固定部材に固定した場合、前記試料台が前記電子顕微鏡の試料室に導入されたときに、前記第1ピンが前記電子顕微鏡の受容部に嵌まり、
前記第2ピンを前記固定部材に固定した場合、前記試料台が前記集束イオンビーム装置の試料室に導入されたときに、前記第2ピンが前記集束イオンビーム装置の受容部に嵌まる、試料ホルダー。 - 請求項1において、
前記ピンの前記固定部材から突出する部分の長さは、可変である、試料ホルダー。 - 請求項4において、
前記ピンの前記固定部材から突出する部分は、第1の長さと、第2の長さと、に変更可能であり、
前記ピンの前記固定部材から突出する部分を前記第1の長さとした場合、前記試料台が前記電子顕微鏡の試料室に導入されたときに、前記ピンが前記電子顕微鏡の受容部に嵌まり、
前記ピンの前記固定部材から突出する部分を前記第2の長さとした場合、前記試料台が前記集束イオンビーム装置の試料室に導入されたときに、前記ピンが前記集束イオンビーム装置の受容部に嵌まる、試料ホルダー。 - 請求項1において、
前記ピンを複数含み、
前記固定部材は、前記ロッドに着脱可能な第1部材と、前記ロッドに設けられた第2部材と、を含み、
複数の前記ピンのうちの第1ピンは、前記第1部材に固定され、
複数の前記ピンのうちの第2ピンは、前記第2部材に固定されている、試料ホルダー。 - 請求項6において、
前記第1部材を前記ロッドに取り付けた場合、前記試料台が前記電子顕微鏡の試料室に導入されたときに、前記第1ピンが前記電子顕微鏡の受容部に嵌まり、
前記第1部材を前記ロッドから取り外した場合、前記試料台が前記集束イオンビーム装置の試料室に導入されたときに、前記第2ピンが前記集束イオンビーム装置の受容部に嵌
まる、試料ホルダー。 - 請求項1において、
前記固定部材は、前記ロッド上を移動可能である、試料ホルダー。 - 請求項1ないし8のいずれか1項において、
前記距離は、第1距離と、第2距離と、に変更可能であり、
前記距離を前記第1距離とした場合、前記試料台が前記電子顕微鏡の試料室に導入されたときに、前記ピンが前記電子顕微鏡の受容部に嵌まり、
前記距離を前記第2距離とした場合、前記試料台が前記集束イオンビーム装置の試料室に導入されたときに、前記ピンが前記集束イオンビーム装置の受容部に嵌まる、試料ホルダー。 - 請求項1ないし9のいずれか1項において、
前記試料台が前記電子顕微鏡の試料室または前記集束イオンビーム装置の試料室に導入されたことを検知するセンサーを含み、
前記センサーは、
前記ピンが前記電子顕微鏡の受容部に嵌まることで、前記試料台が前記電子顕微鏡の試料室に導入されたことを検知し、
前記ピンが前記集束イオンビーム装置の受容部に嵌まることで、前記試料台が前記集束イオンビーム装置の試料室に導入されたことを検知する、試料ホルダー。 - 請求項1ないし9のいずれか1項において、
前記距離は、第1距離と、第2距離と、に変更可能であり、
前記距離を前記第1距離とした場合、前記ピンが前記電子顕微鏡の受容部に嵌まることで、前記電子顕微鏡のセンサーが、前記試料台が前記電子顕微鏡の試料室に導入されたことを検知し、
前記距離を前記第2距離とした場合、前記ピンが前記集束イオンビーム装置の受容部に嵌まることで、前記集束イオンビーム装置のセンサーが、前記試料台が前記集束イオンビーム装置の試料室に導入されたことを検知する、試料ホルダー。 - 請求項1ないし11のいずれか1項において、
前記ロッドに装着された第1Oリングとおよび第2Oリングを含み、
前記第1Oリングと前記試料台との間の距離は、前記第2Oリングと前記試料台との間の距離よりも小さく、
前記試料台が前記電子顕微鏡の試料室に導入されたときに、前記第1Oリングが前記電子顕微鏡の試料室を気密に封止し、
前記試料台が前記集束イオンビーム装置の試料室に導入されたときに、前記第2Oリングが前記集束イオンビーム装置の試料室を気密に封止する、試料ホルダー。 - 請求項1ないし12のいずれか1項において、
前記ロッドに、前記試料台との間の距離が第3距離となる第1状態、および前記試料台との間の距離が前記第3距離よりも長い第4距離となる第2状態で取付け可能なガイドピンを含み、
前記ガイドピンが前記ロッドに前記第1状態で取付けられた場合、前記試料台が前記電子顕微鏡の試料室に導入される際に、前記ガイドピンが前記電子顕微鏡のガイド溝に嵌まり、
前記ガイドピンが前記ロッドに前記第2状態で取り付けられた場合、前記試料台が前記集束イオンビーム装置の試料室に導入される際に、前記ガイドピンが前記集束イオンビーム装置のガイド溝に嵌まる、試料ホルダー。
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