JPH10188871A - 観察機器の試料ステージ盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 観察角度の自由度を高めると共に、試料（試
料ステージ）を傾けて観察する時に、再度の位置合わせ
およびフォーカス調整を不要にする。 【解決手段】 定盤１に固定された外側リング２と、外
側リング２の内側に設けられた第１軸３と、第１軸３を
介して外側リング２に揺動可能に設けられた内側リング
４と、内側リング４の内側に設けられた第１軸３に対し
て直交する第２軸５と、第２軸５を介して内側リング４
に揺動可能に設けられた円筒体６と、円筒体６に支持固
定されたＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方向に移動可能な試料ステ
ージ７とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察機器の試料ス
テージ盤に関する。より詳しくは、半導体素子等の試料
を試料ステージに載置して種々の観察を行う観察機器の
ステージ盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、製造され
た半導体素子（試料）の状態等を観察することが行われ
る。

【０００３】この観察には、走査型電子顕微鏡が用いら
れ、その試料ステージ盤の試料ステージに半導体素子を
載置して観察している。

【０００４】図５（ａ）は、従来の走査型電子顕微鏡を
示し、その試料ステージ盤は、定盤１の上にＸ、Ｙ、Ｚ
およびθ方向に移動可能な試料ステージ７が支持固定さ
れている。

【０００５】半導体素子８の観察は、前記試料ステージ
７上に試料（半導体素子）８を載置し、試料ステージ７
をＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方向に移動させて顕微鏡本体１０
の観察軸ａの位置と試料８の観察位置（ポイント）ｂと
を一致させて観察が行われる。

【０００６】ところで、試料８の観察にあたっては、試
料８を斜めにして観察したい場合があり、そのような場
合には、傾斜可能な定盤１を傾斜させて観察を行ってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記試
料ステージ盤の定盤１は一定方向にしか傾けることがで
きないため、観察角度が制限され、観察自由度が少な
い。

【０００８】また、顕微鏡で観察する際、定盤１を傾け
ると、図５（ｂ）に示すように顕微鏡本体１０の観察軸
ａの位置と試料８の観察位置（試料８の観察軸ｃと観察
面ｄとの交点）ｂとがずれ、また焦点（フォーカス）も
ずれる。そのために、再度の位置合わせおよびフォーカ
ス調整が必要となる。

【０００９】本発明は、上記従来技術を考慮してなされ
たものであって、観察角度の自由度を高めると共に、試
料（試料ステージ）を傾けて観察する時に、再度の位置
合わせおよびフォーカス調整を不要にする観察機器の試
料ステージ盤の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、定盤に固定された外側リングと、該外
側リングの内側に設けられた前記定盤面に平行な第１軸
と、該第１軸を介して前記外側リングに揺動可能に設け
られた内側リングと、該内側リングの内側に設けられた
前記第１軸に対して直交する第２軸と、該第２軸を介し
て前記内側リングに揺動可能に設けられた筒体と、該筒
体に支持固定されたＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方向に移動可能
な試料ステージとを備えたことを特徴とする観察機器の
試料ステージ盤を提供する。

【００１１】この構成によれば、定盤上に固形された外
側リングに第１軸を介して揺動可能な内側リングが設け
られ、また内側リングに第１軸に対して直交する第２軸
を介して揺動可能な筒体が設けられているため、必要に
応じて試料ステージを支持する筒体および筒体を支持し
ている内側リングを各軸を中心にして揺動させることに
より、試料を載置している試料ステージが左右方向およ
び前後方向に傾けられる。従って、試料の観察角度が制
限されず、観察の自由度が高められる。

【００１２】また、試料ステージ上に載置された試料の
観察面と内側リング，筒体の揺動軸となる第１軸および
第２軸の中心軸が一致した所で観察位置および焦点（フ
ォーカス）の位置が合うようにしておけば、試料ステー
ジを支持している筒体を第２軸を中心にして揺動させ、
又はその筒体を支持している内側リングを第１軸を中心
にして揺動させて試料を傾けても、顕微鏡本体の観察軸
と試料の観察位置（ポイント）が交差する位置は変わら
ない。

【００１３】従って、試料を傾けて観察する時に、観察
ポイントおよび焦点（フォーカス）のずれがなくなり、
再度の試料の位置合わせおよびフォーカス調整が不要と
なる。

【００１４】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記筒体は、正面に試料出入口が形成されていることを
特徴としている。

【００１５】従って、筒体の正面に形成された試料出入
口により、支障なく試料ステージへの試料の挿入および
試料ステージからの試料の引出しが円滑に行われる。

【００１６】

【実施例】図１〜図３は、本発明に係る観測機器の試料
ステージ盤を走査型電子顕微鏡の試料ステージ盤に適用
した例を示し、図１はその全体の斜視図、図２は図１の
Ａ−Ａ視断面図、図３は全体の平面図である。

【００１７】定盤１は、走査型電子顕微鏡の下部側に設
けられた所定の大きさの盤で、一定方向に傾斜可能とな
っている。この定盤１の上に外側リング２が固定されて
いる。従って、定盤１を必要に応じて傾斜させれば、外
側リング２もそれに伴って傾斜することができる。

【００１８】この外側リング２の内側には、そのリング
中心を通る第１軸３が配設され、この第１軸３を介して
内側リング４が揺動可能に支持されている。従って、内
側リング４は、第１軸３を中心にして図上左右に揺動
（傾斜）可能になる。

【００１９】内側リング４の内側には、前記第１軸３に
対して直交して第２軸５が配設され、この第２軸５を介
して円筒体６が揺動（傾斜）可能に支持されている。即
ち、第１軸３と第２軸５は、十字になるように配置され
て、第１軸３を軸として図上左右に揺動する内側リング
４と、その内側リング４の内側に第２軸５を軸として図
上前後に揺動する円筒体６が設けられている。そのた
め、円筒体６は、第１軸３および第２軸５を中心にして
前後・左右に揺動（傾斜）可能になる。

【００２０】この円筒体６の底面上には、Ｘ、Ｙ、Ｚお
よびθ方向に移動可能な試料ステージ７が設けられて、
この上に試料８が載置される。

【００２１】従って、試料ステージ７上に載置された試
料８は、試料ステージ７によってＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方
向に移動可能となると共に、また試料ステージ７は、前
述するように前後・左右に揺動可能な円筒体６に支持さ
れているため、必要に応じて試料８を前後・左右に傾斜
することができる。

【００２２】前記円筒体６には、試料８を出し入れ可能
にする試料出入口９が形成されている。そのため、試料
ステージ７への試料８の供給および試料ステージ７から
の試料８の取り出しが支障なく行われる。

【００２３】次に、このような試料ステージ盤を備えた
走査型電子顕微鏡による観察方法について説明する。

【００２４】図４（ａ）は、試料ステージ７を傾斜させ
ないで（試料８を水平にして）観察する場合を示したも
ので、その説明図である。

【００２５】まず、試料ステージ７に試料（例えば、半
導体素子）８を載置し、試料８を載置した試料ステージ
７をＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方向に移動調節を行って、試料
８の観察位置（試料８の観察軸ｃと観察面ｄとの交点）
ｂと顕微鏡本体１０の観察軸ａの位置とを位置合わせ
し、また試料８の観察位置ｂと第１軸３，第２軸５の中
心軸ｅの位置とを合わせて焦点調整を行って観察ポイン
ト位置およびフォーカスの位置を合わせる。その後、試
料８を観察する。

【００２６】図４（ｂ）は、試料ステージ７を傾斜させ
て（試料８を傾斜させて）観察する場合を示したもの
で、その説明図である。

【００２７】まず、図４（ａ）に示すしたように、試料
８を載置した試料ステージ７をＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方向
に移動調節を行って、試料８の観察位置（試料８の観察
軸ｃと観察面ｄとの交点）ｂと顕微鏡本体１０の観察軸
ａの位置とを位置合わせし、また試料８の観察位置ｂと
第１軸３，第２軸５の中心軸ｅの位置とを合わせて焦点
調整を行って観察ポイント位置およびフォーカスの位置
を合わせる。

【００２８】その後、試料ステージ７上の試料８の観察
面ｄを顕微鏡本体１０の観察軸ａに対して必要な方向に
傾斜させて観察する。

【００２９】こうすることにより、試料８の観察角度が
制限されなくなり、観察の自由度を飛躍的に高めること
ができる。また、試料８を傾けても、顕微鏡本体１０の
観察軸ａの位置と試料８の観察位置ｂを一致した状態で
傾けるため、観察ポイントがずれず、また焦点もずれな
い。そのため、再度の位置合わせおよびフォーカス調整
が不要となる。

【００３０】なお、内側リング４および外側リング２は
円形に限らず角形であってもよい。また、円筒体６は角
筒体であってもよい。

【００３１】上記実施例は、走査型電子顕微鏡の試料ス
テージ盤に適用した場合を説明したが、本発明は、走査
型電子顕微鏡の試料ステージ盤に限らず、例えば光学顕
微鏡の試料ステージ盤、その他の観察機器の試料ステー
ジ盤に利用・応用できるものである。

【００３２】また、観察する試料も、半導体素子以外
に、例えば金属組織、合成樹脂の組織、微生物等が対象
となり、これらを正確に観察できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、定
盤上に固形された外側リングに第１軸を介して揺動可能
な内側リングが設けられ、また内側リングに第１軸に対
して直交する第２軸を介して揺動可能な筒体が設けられ
ているため、必要に応じて試料ステージを支持する筒体
および筒体を支持している内側リングを各軸を中心にし
て揺動させることにより、試料を載置している試料ステ
ージが左右方向および前後方向に傾けられる。従って、
試料の観察角度が制限されず、観察の自由度が飛躍的に
高められる。

【００３４】また、試料ステージ上に載置された試料の
観察面と内側リング，筒体の揺動軸となる第１軸および
第２軸の中心軸が一致した所で観察位置および焦点（フ
ォーカス）の位置が合うようにしておけば、試料ステー
ジを支持している筒体を第２軸を中心にして揺動させ、
又はその筒体を支持している内側リングを第１軸を中心
にして揺動させて試料を傾けても、顕微鏡本体の観察軸
と試料の観察位置（ポイント）が交差する位置は変わら
ない。

【００３５】従って、試料を傾けて観察する時に、観察
ポイントおよび焦点（フォーカス）のずれがなくなり、
再度の試料の位置合わせおよびフォーカス調整が不要と
なる。

【００３６】さらに、筒体に試料を出し入れる試料出入
口を形成するため、支障なく試料ステージへの試料の挿
入および試料ステージからの試料の引出しが可能とな
り、試料の出し入れを円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る観察機器の試料ステージ盤の一
実施例の斜視図。

【図２】 図１のＡ−Ａ視断面図。

【図３】 図１の平面図。

【図４】 本発明に係る観察機器の試料ステージ盤によ
る観察の状態を示す断面図（ａは試料ステージを傾斜さ
せない場合、ｂは試料ステージを傾斜させた場合であ
る）。

【図５】 従来の観察機器の試料ステージ盤による観察
の状態を示す断面図（ａは試料ステージを傾斜させない
場合、ｂは試料ステージを傾斜させた場合である）。

【符号の説明】

１：定盤、２：外側リング、３：第１軸、４：内側リン
グ、５：第２軸、６：円筒体、７：試料ステージ、８：
試料（半導体素子）、９：試料出入口、１０：顕微鏡本
体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定盤に固定された外側リングと、 該外側リングの内側に設けられた前記定盤面に平行な第
   １軸と、 該第１軸を介して前記外側リングに揺動可能に設けられ
   た内側リングと、 該内側リングの内側に設けられた前記第１軸に対して直
   交する第２軸と、 該第２軸を介して前記内側リングに揺動可能に設けられ
   た筒体と、 該筒体に支持固定されたＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方向に移動
   可能な試料ステージとを備えたことを特徴とする観察機
   器の試料ステージ盤。
2. 【請求項２】前記筒体は、正面に試料出入口が形成され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の観察機器の試
   料ステージ盤。