JPH0887972A - 試料ホールダ - Google Patents

試料ホールダ

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JPH0887972A
JPH0887972A JP22475494A JP22475494A JPH0887972A JP H0887972 A JPH0887972 A JP H0887972A JP 22475494 A JP22475494 A JP 22475494A JP 22475494 A JP22475494 A JP 22475494A JP H0887972 A JPH0887972 A JP H0887972A
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JP22475494A
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Hidemi Koike
英巳 小池
Motohide Ukiana
基英 浮穴
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】従来、集束イオンビーム(FIB)装置と透過電
子顕微鏡(TEM)装置間で共用できる試料ホールダに
は、一軸傾斜方式しかなく、格子像を観察できるTEM
試料作製は困難であった。本発明は容易に格子像を観察
できる高品質なTEM試料を簡単に作製できる試料ホー
ルダを提供することを目的にしている。 【構成】TEM観察で使用するサイドエントリー方式の
二軸傾斜ホールダにおいて、二軸目の傾斜角度を90度
以上可能な構造にするとともに、TEMの試料作製に使
用するFIBの入射領域を確保するために試料台の一部
を切り欠いた構造にする。 【効果】試料の入替え無しにFIB加工と二軸傾斜のT
EM観察や、TEM観察後の再度FIB加工が容易にな
り、高品質のTEM試料作製を簡単に行うことが可能に
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は試料ホールダに係り、特
に、集束イオンビーム加工及び透過電子顕微鏡観察に共
用して使用可能な試料ホールダに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、透過電子顕微鏡(以下TEMと
記す)を用いて試料を観察するためには、試料の観察部
分を非常に薄い薄膜形状(例えば、100nm程度の薄
膜)に加工する必要がある。また、最近、試料の作成の
ため、集束イオンビーム(以下FIMと記す)を用い
て、試料を加工することが多くなってきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に、FIBを用い
て試料を加工する場合、重力の方向(上から下)に集束
ビームを照射して試料を加工する。したがって、重力と
垂力方向に膜厚をもった試料が作成される。
【0004】また、一般に、TEMを用いた試料を観察
する場合も、同様に、重力の方向(上から下)に、電子
ビームを試料を照射する。したがって、FIBで作成し
た試料を、TEMを用いて観察するには、試料を約90
度回転させる必要がある。また、TEMを用いた観察し
た試料をFIBで加工する際にも、試料を約90度回転
させる必要がある。
【0005】従来では、FIBでの試料加工とTEM観
察の間は試料を取りはずし、試料を90度回転させてい
た。
【0006】このように、FIB加工と、TEM観察の
遷移のときに、必ず、試料を取りはずしていたので、こ
のときに、試料ホールダと試料の距離関係がなくなって
しまう。そのため、FIB加工した面をTEMで観察す
るのに困難を要していた。また、TEMで観察した面を
FIB加工するのにも困難を要していた。
【0007】本発明の目的は、試料の取りはずしがなく
ても、FIB加工とTEM観察の間で移すことが可能な
試料ホールダを提供することにある。
【0008】また、TEM観察において、試料の二軸傾
斜機能は、試料の結晶方位をTEM観察時の透過電子線
の方向に合わせるのに絶対必要な機能であり、上記TE
M試料作製用FIB加工装置でも、その能力を最大限に
発揮するためには、FIB装置とTEMで共用できるサ
イドエントリー方式二軸傾斜ホールダが待ち望まれてい
た。一方TEM用二軸傾斜ホールダの試料固定部まわり
は、電子顕微鏡の磁場レンズのわずかなギャップ間に挿
入されるため全体で4mm程度の厚さに抑える必要がある
ことと、数十万倍以上の像観察が可能なように、傾斜角
度を必要最小限に抑え、外部振動のひろいにくい構造に
なっていることから、FIB−TEM共用の二軸傾斜ホ
ールダは実現されていなかった。このため、FIB加工
で作製したTEM試料の格子像観察を行うためには、F
IB加工後に試料を従来のTEM用二軸傾斜ホールドに
移し変えることが必要であった。TEM試料の観察部分
は100nm程度の非常に薄い薄膜になっており、その
取扱いは大変丁寧に行う必要がある。また、一旦ホール
ダから外した場合、その薄さゆえ、観察部分を再度FI
B加工するのは不可能に近いことであった。
【0009】本発明の目的は、このような問題を解決す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、ホールダと、試料を固定する試料台を
有し、さらに、ホールダと試料台を約90度回転可能と
した。
【0011】さらに好ましくは、試料台を90度以上傾
斜(回転)させる機構として、プーリとベルトを使う方
法,プーリとワイヤーを使う方法,歯車の組合せを使う
方法等を採用するとともに、ベルトやワイヤー部分での
外部振動による共振を抑えるための押さえローラの追
加、ベルトやワイヤー部分の緩みや歯車噛み合わせ部の
バックラッシュを無くすための逆方向ひきバネを追加す
る。
【0012】
【作用】上記の構成によれば、ホールダを固定したま
ま、試料台を回転させることができる。
【0013】このため、FIB加工が終了すると、試料
台を回転させることにより、試料を回転させることがで
き、したがって、試料を試料ホールダからはずすことな
く、FIB加工とTEM観察の欄で移ることができる。
【0014】また、好ましくは、プーリとベルト,プー
リとワイヤ,歯車の組合せ等の機構により試料台を90
度以上傾斜させることが可能になり、90度傾斜させた
時に上にくる部分にFIB加工ビーム入射のための切り
欠きをつくることで、FIB加工とTEM観察を一つの
試料台で実施できるようになる。さらに、ベルトやワイ
ヤの押さえローラと逆方向ひきバネを追加することによ
り、外部振動による共振を抑えることが可能になり、高
倍率のTEM観察ができる。
【0015】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。ま
ず、FIB加工で作製するTEM試料1は図2(a:F
IB加工前,b:FIB加工時,c:TEM観察時)に
示すような形をしており、FIB加工時のイオンビーム
11の入射方向と、TEM観察時の電子ビーム12の入
射方向は90度ずれている。このため、上記FIB加工
装置で使用しているサイドエントリー方式と似た形状の
試料ホールダ21は、図3に示すように試料固定部の一
部が切り欠いてあり、この切り欠き部の方向からイオン
ビーム11を入射させ、FIB加工を実施している。
尚、上記FIB加工装置で使用している試料ホールダ
は、ホールダ内に試料駆動機構を持たないFIB−TE
M共用一軸傾斜方式のものだけである。
【0016】FIB−TEM共用二軸傾斜ホールダの試
料台部分の詳細構造図である。試料1は直径3mmの単孔
メッシュの一部を切り欠いた切欠きメッシュ2に接着固
定されており、さらにリングバネ3で試料台4に固定さ
れている。試料台4の両端は円錐形状(ピボット)4a
になっており、これをホールダ5にあけた孔5aで受
け、試料台4を回転可能にしている。試料台4の中央の
切欠きメッシュ固定部4cの両側には金属製ベルト6を
巻き付け固定するプーリ4bと、試料台4に傾斜の駆動
方向と逆方向の力を常時加えるためのコイルバネ7を取
り付ける部分4dを設けている。なお、ホールダ5は図
の一点鎖線を中心として回転可能となっている。また、
試料台4の傾斜(回転)駆動はホールダ5を同軸構造5
b,5cにし、内側の軸5cを軸方向に前後させること
で行っている。当然のことながら、金属製ベルト6はそ
の一端が試料台のプーリ4bに巻き付け固定され、反対
側は上記傾斜駆動用軸5cに固定されている。さらに、
上記傾斜駆動用軸5cと試料台4の間に押さえローラ8
を入れ、これで金属製ベルト6の途中を押さえている。
なお、ホールダの一軸目の傾斜はホールダ全体をホール
ダ5bの軸を中心にして回転させることで実現している
(一軸目の駆動機構は図示せず)。押さえローラ8の役
割は金属製ベルト6が外部振動の影響を受けにくくする
ものであり、その設置位置は、試料台4に近い程良い。
【0017】図1(a)はTEM観察を行う時の試料台
位置を示しており、図1(b)は図1(a)のA−A断
面を示している。図1(b)においてTEM観察用の電
子ビーム12は図示の方向から入射する。また、FIB
加工時は傾斜駆動用軸5cを引き、試料台4を90度回
転(回転方向は図1(b)において反時計方向になる)さ
せる。この時のFIB加工用イオンビームはTEM観察
用の電子ビーム12と同じ方向(図1(b)の場合、図
の上側から下側に向かう)になる。これにより、試料1
のFIB加工部にイオンビームを正面から入射させるこ
とが可能になる。
【0018】本実施例によれば、FIB−TEM共用二
軸傾斜ホールドに一旦試料を固定した後は、試料の入替
え無しにFIB加工と二軸傾斜のTEM観察が可能とな
るとともに、TEM観察後に再度FIB加工を行うこと
もでき、高品質のTEM試料を簡単に作製できるように
なる。
【0019】本実施例では、二軸目の傾斜駆動にプーリ
と金属製ベルトを使用したが、金属製ベルトのかわりに
金属製ワイヤを使用しても同様の効果が得られることは
あきらかである。また、歯車の組合せでも同様の効果が
得られることはあきらかである。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、試料の入替え無しにF
IB加工とのTEM観察や、TEM観察後の再度FIB
加工が容易になり、高品質のTEM試料作製を可能にす
る効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る図面であって、FIB
−TEM共用二軸傾斜ホールダの試料台部分の詳細構造
図である。
【図2】FIB加工でTEM試料を作製する場合の試料
形状ならびに、試料とFIB加工用イオンビーム、試料
とTEM観察用電子ビームの関係を示す図である。
【図3】従来技術に係る図面であって、FIB−TEM
共用一軸傾斜ホールダの形状を示す図である。
【符号の説明】
1…試料、2…切欠きメッシュ、3…リングバネ、4…
試料台、5…ホールダ、6…金属製ベルト、7…コイル
バネ、8…押さえローラ、11…FIB加工用イオンビ
ーム、12…TEM観察用電子ビーム、21…FIB−
TEM共用一軸傾斜ホールダ。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ホールダと、試料を固定する試料台とを有
    し、前記ホールダと前記試料台が約90度回転可能に構
    成されていることを特徴とする試料ホールダ。
  2. 【請求項2】透過電子顕微鏡の観察で使用する試料ホー
    ルダにおいて、試料を保持する試料台の傾斜角度を90
    度以上可能な構造にするとともに、透過電子顕微鏡の試
    料作製に使用する集束イオンビームの入射領域を確保す
    るように前記試料台の一部を切り欠いたことを特徴とす
    る試料ホールダ。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の試料ホールダにおいて、
    前記試料台の軸端部にプーリを設け、そこに金属製ベル
    トをかけて引き、コイルバネでこの引力と逆方向の回転
    力をかけて前記試料台と傾斜させるように構成すること
    を特徴とする試料ホールダ。
  4. 【請求項4】請求項2に記載の試料ホールダにおいて、
    試料台の軸端部にプーリを設け、そこに金属製ワイヤー
    をかけて引き、コイルバネでこの引力と逆方向の回転力
    をかけて前記試料台を傾斜させるように構成することを
    特徴とする試料ホールダ。
  5. 【請求項5】請求項3,4に記載の試料ホールダにおい
    て、前記試料台に回転力をかける部品として渦巻バネを
    用いることを特徴とする試料ホールダ。
  6. 【請求項6】請求項3,4,5に記載の試料ホールダに
    おいて、前記試料台の傾斜動作を駆動する手段のゆるみ
    を抑えるとともに外部振動の吸収を防ぐように、前記試
    料台の近くに押さえローラを設置したことを特徴とする
    試料ホールダ。
  7. 【請求項7】請求項2に記載の試料ホールダにおいて、
    前記試料台の軸端部にプーリを設け、そこに金属製ワイ
    ヤーを複数回巻きつけてその片方をコイルバネで常に引
    っ張り、もう片方を引いたり戻したりして前記試料台を
    傾斜させ、さらに金属製ワイヤーのゆるみを抑えるとと
    もに外部振動の吸収を防ぐように、前記試料台の近くに
    押さえローラを設置したことを特徴とする試料ホール
    ダ。
  8. 【請求項8】請求項2に記載の試料ホールダにおいて、
    歯車の組合せにより前記試料台の傾斜動作駆動し、前記
    歯車のバックラッシュを無くすようにコイルバネあるい
    は渦巻バネで試料台に逆方向の回転力をかけるようにし
    たことを特徴とする試料ホールダ。
JP22475494A 1994-09-20 1994-09-20 試料ホールダ Pending JPH0887972A (ja)

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