JPH10508976A - 両面イオン平削り加工のための試験片ホルダ及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 試験片（１０）の両側から０°までの極めて小さなビーム入射角で同時両面イオンビーム平削り加工を可能にする装置及び試験片ホルダが提供され、装置は両面イオンビーム平削り加工のための試験片ホルダと、試験片（１０）の周縁（１０４）に係合するようになった少なくとも１つの延在する試験片支持アーム（１２）を有する承台（１８）とを含む。試験片（１０）は、好ましくは、０°までの極めて小さな入射角で試験片（１０）の第１及び第２の主表面（１００、１０２）へ同時にイオンビームを向けることができるように、少なくとも１つの試験片支持アーム（１２）に固定される。高速の平削り加工及びアーチファクトの減少により、透過電子顕微鏡による分析のための良質の試験片が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 両面イオン平削り加工のための試験片ホルダ及び装置発明の背景 本発明は、透過電子顕微鏡用の試験片を準備するための試験片ホルダを含むイ オンビーム平削り(milling)装置及び方法に関し、特に、０°までの極めて小さ な角度での両面平削り加工を許容する試験片ホルダ及び保持方法に関する。 透過電子顕微鏡使用法は多くの材料の詳細なミクロ組織を観察するための重要 な技術である。電子顕微鏡の構造及び作動における改良は種々の材料の原子レベ ルの分解像を得るのにかなり重要になってきた。しかし、原子レベルの分解像用 の透過電子顕微鏡のための試験片の準備に際しては、極めて薄く（即ち、５０ｎ ｍ以下）アーチファクト(artifacts)のない最終試験片が要求される。典型的に は、試験片の準備は、約３ｍｍの直径の比較的薄い（１００−２００μｍ）ディ スクを形成するために、初期の薄切り(slicing)、薄断片作り(sectioning)、心 残し削り(trepanning)及び（又は）研削(grinding)作業を含む。 イオンビーム平削り装置は、原子レベルの分解像用の透過電子顕微鏡のための 、セラミック、半導体、金属及びその複合体を含む種々の材料の試験片を準備す るために使用されてきた。米国特許第５，００９，７４３号明細書に開示された 装置の如きこの種のイオンビーム平削り装置においては、試験片はホルダに装着 され、１以上のイオンビームの経路内に置かれる。イオンビームは試験片の表面 から原子を徐々に取り除き、試験片の中心に小さな穴を形成する。一般に、穴の まわりの領域は透過電子顕微鏡による原子レベルの分解分析にとって十分薄く（ 即ち、５０ｎｍ以下）なる。 しかし、イオン平削り加工は速度の遅い処理法である。試験片の表面から原子 を取り除く量を増大させるためには、入射ビームと試験片の表面との間の角度を １５−２５°程の大きな角度にして試験片を平削り加工するのが慣行である。こ のような大きな角度はビームの効果を最大にするが、試験片表面へのエネルギッ シュなイオン及び原子の侵入に起因する結晶欠陥や無定形表面層の如きアーチフ ァクトを生じさせてしまう。 試験片の両側から２以上のイオン銃を同時に使用することにより、全体の平削 り量を増大させることができる。従来の試験片ホルダは、試験片表面にわたって の一層均一な薄肉化を行うために、大きな角度での平削り加工、両面からの平削 り加工及び試験片の回転を可能にするように構成されていた。このようなホルダ は、典型的な試験片の直径（即ち、約３ｍｍ）より僅かに小さな直径の開口を備 えたクランプ板と呼ばれる一対の環状の薄い金属板を有していた。試験片は開口 と同心的にクランプ板間に置かれる。次いで、全体の組立体を一緒にクランプし 、補助のホルダに装着して回転できるようにする。 イオンビームはコリメートされる（平行光線とされる）が合焦されないので、 試験片の寸法に比して比較的幅広い領域を有する。従って、イオンビームは試験 片に衝突するほかに、クランプ板や補助ホルダのその他の部分にも衝突すること となる。このため、クランプ板や補助ホルダから飛び散った材料が試験片に付着 し、試験片表面に望ましくないアーチファクトを形成してしまう。また、この材 料の飛散によりクランプ板や補助ホルダが薄くなってしまうので、これらを頻繁 に交換しなければならなくなる。 従来のクランプ板に関する別の問題点は、クランプ板の厚さが試験片に対する 可能な最小平削り角度を制限してしまうことである。その理由は、クランプ板は ある程度の機械的強度を有さねばならず、そのためにはクランプ板の厚さを所定 の厚さよりも薄くできないからである。絶対不可欠な厚さより幾分大きな厚さを 有するクランプ板の方が望ましい。その理由は、特に繰り返しの使用による薄肉 化に鑑み、使用寿命が延びるからである。 平削り角度が大きいほど試験片表面の平削り量が増えるが、約５°又はそれ以 下の仰角でのイオン平削り加工が流行している。その理由は、特に平削り加工が 困難な材料でできた試験片について、良質の試験片を得ることができ、アーチフ ァクトが一層少ないからである。例えば、ある２相試験片においては、一相が他 相よりも急激に平削りされる。大きな角度で平削りされた試験片は、その質が悪 く、表面が粗くなり、薄い領域が限られ、試験片の異なる成分に対して薄肉化率 が異なる。小さな角度での平削りはこれらの問題の大半を解決する。 小さな角度での平削り加工における主要な要求は適当な視線(line-of-sight) 能力を備えた試験片ホルダである。すなわち、試験片ホルダは０°までの小さな 角度で１以上のイオンビームを試験片に向かわせることができるものでなければ ならない。小さな角度での平削り能力を有する試験片ホルダの一例は上記米国特 許第５，００９，７４３号明細書に開示されたホルダである。この米国特許にお いては、試験片は承台の上面に載置され、１以上のイオンビームを０°までの小 さな平削り角度で試験片の片面へ向かわせることができる。ホルダは承台の上表 面の隆起リップ部を含み、試験片を固定する。しかし、このホルダでは、両面平 削り加工行うことができず、試験片の下面から汚れを除去することができない。 更に、隆起リップ部はイオンビームの作用により削り取られてしまうので、試験 片ホルダを頻繁に交換する必要がある。 従って、この分野においては、０°までの極めて小さな角度でのイオンビーム による両面同時平削り加工を可能にする試験片ホルダを備えた平削り装置が依然 として要求されている。発明の概要 この要求は本発明により満たされ、本発明は、０°までの極めて小さなビーム 入射角で、試験片の両面からイオンビームによる試験片の両面同時平削り加工を 可能にする装置及び試験片ホルダを提供する。これは、アーチファクトの形成を 減少させた状態で迅速な平削り加工を可能にし、透過電子顕微鏡による分析にと って良質の試験片を提供する。 本発明の一形態によれば、両面イオンビーム平削り加工のための試験片ホルダ が提供され、このホルダ、試験片の周縁に係合するようになった少なくとも１つ の試験片支持アームと、少なくとも１つの試験片支持アームに試験片を固定する 手段とを有する。好ましくは、試験片は、イオンビームが０°までの極めて小さ な入射角で試験片の第１及び第２の主表面に同時に向かうことができるように、 支持アームに固定される。支持アームは狭いプロフィールを有していて、試験片 の周縁の少なくとも一部が拘束されない状態で承台から離れて保持されるように する。支持アームの数は試験片の型式及び平削り加工のためのイオンビーム銃の 位置に応じて変えることができ、サンプルを支持するために１個から複数個の支 持アームを使用できる。 試験片の縁部に係合する支持アームのくぼみ内に試験片を配置することにより 、試験片は少なくとも１つの支持アームに固定される。くぼみの深さは試験片の 高さより小さい。平削り加工中試験片を一定の位置に維持するために固定手段を 設ける。本発明の好ましい実施の形態においては、固定手段は、例えば低融点炭 化水素ワックスの如きワックスとする。ワックスは支持アームのくぼみ内に置か れ、ワックスを軟化し、試験片を載置し、次いでワックスを冷却することにより 、試験片が固定される。ワックスはまた、試験片から支持アームヘ熱を伝達する ための有利な熱伝達媒体を提供する。これは、イオンビームによる熱損傷効果を 減少させる。 本発明の別の実施の形態においては、固定手段はクランプから成る。クランプ は任意の構造のものとすることができる。ある構造においては、クランプは試験 片の周縁に係合するためのクランプ表面と、クランプ表面から延びるポストと、 試験片支持アームに対してクランプ表面を偏倚するポスト上のバネとを有する。 別の構造においては、クランプは試験片の周縁に係合するためのクランプ表面と 、クランプ表面を貫通して延び、クランプ表面を試験片支持アームに固定するた めのネジとを有する。更に別の構造においては、クランプは試験片の縁部に係合 するためのクランプ表面と、支持アームのまわりで延び、クランプを試験片支持 アームに固定するベース部分とを有するＣ字状のクランプから成る。 好ましくは、承台は貫通ボアを備え、例えば、このボアを通して光線を試験片 表面に照射することにより、平削り工程を監視することができる。光線はボアを 通過し、そして、平削り加工により試験片に穴が形成された直後に試験片を通過 し、適当な検出器により検出される。 好ましい実施の形態においては、試験片支持アームは承台から離れるように横 方向に延びる第１部分と、第２の直立部分と、承台の方へ横方向に延びる第３部 分とを有する。支持アームの第３部分は試験片の周縁に係合するためのくぼみを 備え、くぼみの深さは試験片の高さより小さい。 本発明の試験片ホルダはほぼ大半のイオンビーム平削り装置に使用できる。し かし、好ましい実施の形態においては、両面イオンビーム平削り装置が提供され 、この装置は真空室と、室内に真空を生じさせる手段と、室内に位置し、平削り すべき試験片を保持する試験片ホルダとを有する。複数個のイオン銃を室内に配 置し、そのうちの少なくとも１つの銃は試験片の第１面にイオンビームを照射す るように位置し、少なくとも別の１つの銃は試験片の第２面にイオンビームを照 射するように位置する。複数個の銃は０°までの極めて小さな平削り入射角を提 供するように調整できる。 本発明の試験片ホルダは種々のイオン平削り装置及び構造に対して適用できる 。試験片の周縁の少なくとも一部を拘束しない状態で、狭いプロフィールの支持 アームを使用することにより試験片の両面に接近できる視線能力を提供すること により、０°までの極めて小さな平削り角度を達成でき、試験片ホルダ上へのイ オンビームの照射を最小限に抑えることができる。更に、試験片の汚染を減少さ せながら総平削り量を増大させる。 本発明はまた、試験片に対する両面イオンビーム平削り方法を提供し、この方 法は、第１及び第２の主表面と周縁とを有する平削りすべき試験片を真空室内に 配置する工程と、周縁の少なくとも一部を拘束しないようにして試験片を固定す る工程と、真空室内に真空を発生させる工程と、０°までの小さな平削り角度で 試験片をイオン平削り加工する工程とを含む。この方法はまた、試験片の両側に 配置したイオンビーム銃を使用して試験片の両方の主表面を同時に平削り加工す るために使用できる。オプションとして、平削り加工中、試験片を回転させるこ とができる。 従って、本発明の目的は、０°までの極めて小さなビーム入射角での試験片の 両側からの両面イオンビーム平削り加工を可能にした平削り装置及び試験片ホル ダを提供することである。本発明のこの目的、及び、その他の特徴並びに利点は 添付図面に基づく以下の詳細な説明から明らかとなろう。図面の簡単な説明 第１図Ａはワックスにより試験片を固定する二支持アーム式の本発明の実施の 形態を示す斜視図、 第１図Ｂは第１図Ａの試験片ホルダの断面図、 第２図Ａはバネ負荷クランプ機構により試験片を固定する二支持アーム式の本 発明の実施の形態を示す斜視図、 第２図Ｂは第２図Ａの試験片ホルダの断面図、 第３図Ａ、第３図Ｂ及び第３図Ｃは、一支持アーム式、三支持アーム式及び四 支持アーム式の本発明の実施の形態をそれぞれ示す上面図、 第４図Ａは止めネジにより試験片を固定する二支持アーム式の本発明の実施の 形態を示す断面図、 第４図ＢはＣ字状のクランプより試験片を固定する二支持アーム式の本発明の 実施の形態を示す断面図、 第５図は本発明の試験片ホルダを備えたイオンビーム平削り装置の概略断面図 である。好ましい実施の形態の詳細な説明 一対の対向する支持アームを有する本発明の試験片ホルダの１つの実施の形態 を第１図Ａ及び第１図Ｂに示す。図示のように、第１及び第２の主表面１００、 １０２と、周囲の縁部１０４とを有する試験片１０は支持アーム１２上に載置さ れる。典型的には、試験片１０は約３ｍｍの直径を有する円形ディスクの形をし ている。支持アームは互いに離れていて、その間に、試験片１０の直径よりも小 さなギャップを画定する。支持アーム１２は直立のペデスタル即ち承台１８に装 着されるか又は固定される。好ましくは、承台１８はその長手軸線に沿った貫通 ボア２０を含み、後に詳説するように光線のための通路を提供する。承台及び支 持アームは任意の適当な材料で作ることができるが、好ましくは、高熱伝導性及 び低イオン平削り率の材料で作る。 図示のように、好ましくは、各支持アーム１２は、承台１８から離れるように 実質上横方向に延びる第１の部分即ちセグメント１２０と、第２の直立部分即ち セグメント１２２と、承台１８の中心軸線の方へ実質上横方向に延びる第３の部 分即ちセグメント１２４とを有する。従って、支持アーム１２は、ボア２０の上 方でボアを中心に、承台１８から所定の距離だけ離して試験片１０を保持する。 もちろん、支持アームのセグメント即ち部分の特定の形状及び特定の数は上記の ものに限定されないこと明らかである。重要なことは、イオン銃の配置に対する 視線クリアランスを提供し、試験片の両面へのイオンビームの照射を可能にする ように、承台から所定の距離だけ離れて試験片を位置決めするように支持アーム が構成されていることである。 小さなくぼみ１４がセグメント１２４において支持アーム１２の先端に隣接し て設けてある。これらのくぼみは試験片１０の典型的な厚さ（例えば、１００− ２００μｍ）より僅かに小さな深さを有する。更に、くぼみは試験片の直径より 僅かに大きな直径を有し、従って、試験片はくぼみ内で着座できる。 第１図Ａ及び第１図Ｂに示す本発明の実施の形態においては、試験片１０はワ ックス化合物１６を用いて支持アーム１２上に着座（載置）される。好ましくは 、ワックス１６は比較的低融点のワックスであり、好ましくは、約１５０℃より 小さな融点を有し、最も好ましくは、約１１０℃から１４０℃までの範囲内の融 点を有する。上記範囲の下限の融点を有するワックスは、このワックスを軟化即 ち溶融するのに最小の加熱しか必要としないので、最も好ましい。ワックスは試 験片１０と支持アーム１２との間での熱伝達を助け、平削り加工中に試験片から 熱を運び去り、試験片に対するイオンビームによる損傷効果を減少させる。 試験片１０は次のようにしてくぼみ１４内に着座される。例えばアセトンの如 き揮発性溶剤とワックスとを混合し、この混合物をくぼみ１４に塗布する。溶剤 は蒸発できる。オプションとしては、試験片ホルダを加熱して溶剤を追い出すこ とができる。ワックスが冷却されて固化した後、試験片１０はくぼみ１４と整合 した状態でワックス上に位置する。次いで、試験片ホルダを再加熱してワックス １６を軟化即ち溶融し、くぼみ１４内への試験片１０の着座を可能にする。次い で、ワックスを再び冷却し、試験片１０を支持アーム１２上の適所に固定する。 試験片１０を支持アーム１２に固定するための機械的な固定手段を第２図Ａ、 第２図Ｂ及び第４図Ａ、第４図Ｂに示す。第２図Ａ及び第２図Ｂを参照すると、 試験片１０は支持アーム１２のくぼみ１４内に着座される。クランプ表面２２と クランプポスト２４とバネ２６とを有するクランプ機構は試験片１０の周縁をく ぼみ１４内で保持する。図示のように、各クランプ表面２２は試験片をくぼみ１ ４内で固定するために試験片１０の上方周縁を越えて延びる。クランプポスト２ ４は支持アーム１２の第１及び第３の部分１２０、１２４を貫通して延びる。ク ランプポスト２４の一端はクランプ表面２２に固定され、他端はフランジ１０６ を具備する。バネ２６はフランジ１０６と支持アーム１２の第３部分１２４との 間に位置する。バネ２６はクランプ表面２２にクランプ圧力を作用させるような 寸法を有する。更に、両方の支持アーム１２に関連するバネ２６は、必要に応じ て試験片の取り外しや別の試験片の挿入のためにクランプ表面２２を解放するよ うに圧縮できる。 機械的なクランプ機構の別の実施の形態として、第４図Ａは試験片１０の上方 の適所にクランプ表面２２を保持するネジ２８を示す。ネジ２８を回転させるこ とにより、試験片１０の挿入や取り外しのためにクランプ表面２２上の圧力を解 除でき、また、試験片を適所に固定するために圧力を増大させることができる。 第４図Ｂは機械的なクランプ機構の更に別の例を示す。図示のように、クラン プ表面２２を有するＣ字状のクランプ３０は支持アーム１２上にスナップ式に嵌 合し、試験片１０に対するクランプ力を提供する。Ｃ字状のクランプ３０は、必 要に応じて試験片の挿入又は取り外しを可能にするように、支持アーム１２に対 して摺動着脱できる。 本発明の試験片ホルダは第１図Ａ、第１図Ｂ、第２図Ａ、第２図Ｂ、第４図Ａ 及び第４図Ｂに示すような一対の対向する支持アームの形をとることができるが 、ある例においては、第３図Ａに示すような単一の支持アーム１２がイオンビー ム平削り作業に対する試験片１０の十分な支持を提供できる。代わりに、第３図 Ｂ及び第３図Ｃにそれぞれ示すように、３つ又は４つの支持アームの発明の実施 の形態も可能である。 従って、本発明の特定の利点は、種々の応用及びイオン平削り作業に対する構 造上の融通性にある。支持アーム間の角度は、試験片を平削り加工するために使 用されるイオン平削り銃の形状に従い、必要に応じて、対称的とすることができ るし、非対称的とすることもできる。しかし、重要なことは、試験片の両方の主 表面に接近できる直接の視線能力を提供ずるために、固定手段により試験片の周 縁の少なくとも一部が拘束されない状態に維持されることである。すなわち、承 台からの支持アームの距離（間隔）のため、承台又は支持アームに衝突すること なく、イオン銃を試験片に対して０°までの極めて小さな入射角で配置すること ができる。本発明の試験片ホルダは扇形（セクター）イオン平削り加工のために 変調イオンビームを使用するイオンビーム平削り装置に使用するのに適している 。このような装置は米国カリフォルニア州のガタン社(Gatan，Inc,)から商業的 に入手できる。 本発明の試験片ホルダを使用するイオンビーム平削り装置の一例を第５図に示 す。図示のように、試験片１０は真空室３４内で試験片ホルダの支持アーム１２ により支持される。室３４内の圧力を１０^-16Ｔｏｒｒまで減少させることので きる高真空ポンプ４４の如き適当な手段を使用して室内を真空にする。試験片ホ ルダの承台１８はホルダ装着体３２に嵌入される。イオン平削り加工中に試験片 １０を回転させるために、適当な回転駆動手段（図示せず）により、ホルダ装着 体３２を回転させることができる。支持アーム１２は、ボア２０に実質上整合す るように試験片１０を位置決めする。 実質的に同形の一対のイオン銃３６は電源（ＰＳ）５２に接続される。（図を 明瞭にするために角度を誇張して示した）図示の構成においては、一方のイオン 銃は試験片１０の上表面の上方に位置し、他方のイオン銃は試験片の下方に位置 していて、イオンビームを試験片１０の下表面に照射させる。典型的にはアルゴ ンの如きガスがガス供給ライン４０を通してイオン銃３６へ供給され、ガスの供 給量は弁４２により規制（調整）される。イオン銃３６は前方開口３８を通して 試験片１０上に照射されるエネルギ粒子のビームを発生させる。試験片表面（上 面又は下面）と銃３６から発射されるイオンビームとの間の角度は、両面の同時 平削り加工のために０°までの種々の値に調整できる。 例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）の如き光源５０が承台のボア２０を通して実 質上垂直の光を発する。試験片１０の表面が穿孔されるか又はその直前に、光源 ５０からの光を試験片１０及び窓４６を通して光検出器４８へ入射させるのに十 分な透過性となったときに、平削り加工を終了させることができる。光検出器４ ８は、光に対する所定のしきい値を検出したときに、イオン銃３６へのパワーを 決定するために適当な回路（図示せず）に接続することができる。 試験片１０の表面に対する視線クリアランスが生じる位置へ試験片ホルダが回 転する毎にパワーが供給され、かつ、この回転により支持アーム１２がイオンビ ームの経路へ進入する毎にパワーの供給を停止するようにイオン銃３６へのパワ ーを制御することにより、扇形イオン平削り加工を実施することができる。これ により、支持アームや承台からの金属の飛散による試験片の汚染を減少させ、熱 入力を減少させ、分析用の良質の試験片を提供する。 以上、特定の実施の形態につき本発明を詳細に説明したが、当業者にとっては 、本発明の要旨を逸脱することなく、上述の装置及び方法に対して種々の変形が 可能であることは言うまでもない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年８月２６日 【補正内容】 別のイオンビーム平削りシステムはエム・エス・アブラハムズ等(M.S．Abraha ms et al)著の「Ｒｅｖ． Ｓｃｉ． Ｉｎｓｔ．」第３９巻、Ｎｏ．１２（１ ９６８）、頁１９４４−１９４５に記載されている。このシステムは試験片ホル ダと、０°から１５°までの平削り角度で試験片の両側にイオンビームを提供す るように調整できる２つのイオン銃とを備えた両面イオン平削り装置を含む。両 面イオンビーム平削りシステムはＦＲ−Ａ−２，２０３，５０９号明細書にも記 載されている。このシステムでは、サンプルがキャリヤに装着され、キャリヤは サンプルを保持し、２つの作業位置間でサンプルを回転させる。第１の作業位置 においては、イオンビームは垂直軸線から約７５°の角度でサンプルを照射する 。第２の位置においては、イオンビームは垂直軸線から約８３°の角度でサンプ ルを照射し、サンプルのためのホルダからのシャドウ効果を回避する。 しかし、イオン平削り加工は速度の遅い処理法である。試験片の表面から原子 を取り除く量を増大させるためには、入射ビームと試験片の表面との間の角度を １５−２５°程の大きな角度にして試験片を平削り加工するのが慣行である。こ のような大きな角度はビームの効果を最大にするが、試験片表面へのエネルギッ シュなイオン及び中性子の侵入に起因する結晶欠陥や無定形表面層の如きアーチ ファクトを生じさせてしまう。 試験片の両側から２以上のイオン銃を同時に使用することにより、全体の平 削り量を増大させることができる。従来の試験片ホルダは、試験片表面にわたっ ての一層均一な薄肉化を行うために、大きな角度での平削り加工、両面からの平 削り加工及び試験片の回転を可能にするように構成されていた。このようなホル ダは、典型的な試験片の直径（即ち、約３ｍｍ）より僅かに小さな直径の開口を 備えたクランプ板と呼ばれる一対の環状の薄い金属板を有していた。試験片は開 口と同心的にクランプ板間に置かれる。次いで、全体の組立体を一緒にクランプ し、補助のホルダに装着して回転できるようにする。 イオンビームはコリメートされる（平行光線とされる）が合焦されないので、 試験片の寸法に比して比較的幅広い領域を有する。従って、イオンビームは試験 片に衝突するほかに、クランプ板や補助ホルダのその他の部分にも衝突すること となる。 請求の範囲 １． 承台（１８）と、承台に試験片（１０）を固定するための手段とを有する 、両面イオン平削り加工のための試験片ホルダであって、 上記承台（１８）が、 第１及び第２の主表面（１００、１０２）を備えた試験片（１０）の周縁（１ ０４）に係合するようになった少なくとも１つの延在する試験片支持アーム（１ ２）であって、試験片の周縁の少なくとも一部が試験片支持アームにより拘束さ れず、かつ、承台から離れた状態で保持されるようにする試験片支持アームと； 試験片を上記少なくとも１つの試験片支持アーム（１２）に固定する固定手段 （１６）と； を有することを特徴とする試験片ホルダ。 ２． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記承台（１８）から 延びる複数個の試験片支持アーム（１２）を備えたことを特徴とする試験片ホル ダ。 ３． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記少なくとも１つの 試験片支持アーム（１２）が試験片（１０）の周縁（１０４）に係合するための くぼみ（１４）を備え、当該くぼみの深さが試験片の高さよりも小さくなってい ることを特徴とする試験片ホルダ。 ４． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記固定手段（１６） がワックスから成ることを特徴とする試験片ホルダ。 ５． 請求の範囲第４項に記載の試験片ホルダであって、ワックスを低融点炭化 水素ワックスとしたことを特徴とする試験片ホルダ。 ６． 請求の範囲第３項に記載の試験片ホルダであって、上記固定手段（１６） がワックスから成り、ワックスを上記くぼみ（１４）内に配置することを特徴と する試験片ホルダ。 ７． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記固定手段がクラン プ（３０）から成ることを特徴とする試験片ホルダ。 ８． 請求の範囲第７項に記載の試験片ホルダであって、上記クランプが試験片 （１０）の周縁（１０４）に係合するためのクランプ表面（２２）と、クランプ 表面から延びたポスト（２４）と、ポスト上に位置し、上記試験片支持アーム（ １２）に対してクランプ表面を偏倚するバネ（２６）とを有することを特徴とす る試験片ホルダ。 ９． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記固定手段が試験片 の周縁に係合するためのクランプ表面（２０）と、クランプ表面を貫通して延び 、クランプ表面を上記試験片支持アーム（１２）に固定するためのネジ（２８） とから成ることを特徴とする試験片ホルダ。 １０． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記固定手段が、試 験片の周縁（１０４）に係合するためのクランプ表面（２２）と、クランプ表面 から延び、当該クランプ表面を上記試験片支持アーム（１２）に固定するための ベース部分とを有するＣ字状のクランプ（３０）から成ることを特徴とする試験 片ホルダ。 １１． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記承台が貫通ボア （２０）を有することを特徴とする試験片ホルダ。 １２． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記少なくとも１つ の試験片支持アーム（１２）が上記承台から離れるように横方向に延びる第１部 分（１２０）と、直立の第２部分（１２２）と、承台（１８）に近づくように横 方向に延びる第３部分（１２４）とを有することを特徴とする試験片ホルダ。 １３． 請求の範囲第１２項に記載の試験片ホルダであって、上記少なくとも１ つの試験片支持アーム（１２）の第３部分（１２４）が試験片の周縁（１０４） に係合するくぼみ（１４）を備え、当該くぼみの深さが試験片（１０）の高さよ りも小さくなっていることを特徴とする試験片ホルダ。 １４． 請求の範囲第１２項に記載の試験片ホルダであって、上記承台（１８） から延びる複数個の試験片支持アーム（１２）を備えたことを特徴とする試験片 ホルダ。 １５． 真空室（３４）、及び、真空室内を真空にする手段（４４）と、真空室 内に位置し、平削り加工すべき試験片（１０）を保持するための試験片ホルダと 、真空室内に位置した複数個のイオン銃（３６）であって、少なくとも１つのイ オン銃が試験片の第１表面にイオンを照射するように位置し、少なくとも１つの 他のイオン銃が試験片の第２表面にイオンを照射するように位置し、複数個のイ オン銃が０°までの極めて小さな平削り入射角を提供するように調整可能となっ ている複数個のイオン銃と、から成る、両面イオン平削り加工のための装置であ って、 上記試験片ホルダが、 試験片（１０）の周縁（１０４）に係合するようになった少なくとも１つの延 在する試験片支持アーム（１２）を有する承台（１８）であって、試験片の周縁 の少なくとも一部が試験片支持アームにより拘束されず、かつ、承台から離れた 状態で保持されるようにする承台と； 試験片を上記少なくとも１つの試験片支持アーム（１２）に固定する固定手段 （１６）と； から成ることを特徴とする装置。 １６． 請求の範囲第１５項に記載の装置であって、上記承台（１８）から延び る複数個の試験片支持アーム（１２）を備えたことを特徴とする装置。 １７． 請求の範囲第１５項に記載の装置であって、上記少なくとも１つの試験 片支持アーム（１２）が試験片の周縁に係合するためのくぼみ（１４）を備え、 当該くぼみの深さが試験片の高さよりも小さくなっていることを特徴とする装置 。 １８． 第１及び第２の主表面（１００、１０２）と周縁（１０４）とを備えた 平削り加工すべき試験片（１０）を真空室内に配置し、周縁の少なくとも一部が 拘束されないような状態で試験片を固定する工程と、真空室内を真空にする工程 と、０°までの平削り角度で試験片をイオン平削り加工する工程とから成る、試 験片の両面イオン平削り加工を行う方法であって、 試験片をイオン平削り加工する工程が試験片の両方の主表面に対して同時に行 われることを特徴とする方法。 １９． 請求の範囲第１８項に記載の方法であって、イオン平削り加工中に試験 片を回転させる工程を含むことを特徴とする方法。 ２０． 請求の範囲第１８項に記載の方法であって、試験片（１０）が少なくと も１つの延在する試験片支持アーム（１２）を有する支持ホルダにより固定され 、イオン平削り加工が複数個のイオン銃（３６）により実施され、上記方法は、 試験片支持アームがイオン銃から射出されるイオンビームの経路内へ回転する毎 にイオン銃へのパワーの供給を停止する工程を含むことを特徴とする方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｗ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 両面イオン平削り加工のための試験片ホルダであって、 第１及び第２の主表面を備えた試験片の周縁に係合するようになった少なくと も１つの延在する試験片支持アームを有する承台であって、試験片の周縁の少な くとも一部が試験片支持アームにより拘束されず、かつ、承台から離れた状態で 保持されるようにする承台と； 試験片を上記少なくとも１つの試験片支持アームに固定する固定手段と； から成ることを特徴とする試験片ホルダ。 ２． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記承台から延びる複 数個の試験片支持アームを備えたことを特徴とする試験片ホルダ。 ３． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記承台から延びる多 数の試験片支持アームを備えたことを特徴とする試験片ホルダ。 ４． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記少なくとも１つの 試験片支持アームが試験片の周縁に係合するためのくぼみを備え、当該くぼみの 深さが試験片の高さよりも小さくなっていることを特徴とする試験片ホルダ。 ５． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記固定手段がワック スから成ることを特徴とする試験片ホルダ。 ６． 請求の範囲第５項に記載の試験片ホルダであって、ワックスを低融点炭化 水素ワックスとしたことを特徴とする試験片ホルダ。 ７． 請求の範囲第４項に記載の試験片ホルダであって、上記固定手段がワック スから成り、ワックスを上記くぼみ内に配置することを特徴とする試験片ホルダ 。 ８． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記固定手段がクラン プから成ることを特徴とする試験片ホルダ。 ９． 請求の範囲第８項に記載の試験片ホルダであって、上記クランプが試験片 の周縁に係合するためのクランプ表面と、クランプ表面から延びたポストと、ポ スト上に位置し、上記試験片支持アームに対してクランプ表面を偏倚するバネと を有することを特徴とする試験片ホルダ。 １０． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記固定手段が試験 片の周縁に係合するためのクランプ表面と、クランプ表面を貫通しで延び、クラ ンプ表面を上記試験片支持アームに固定するためのネジとから成ることを特徴と する試験片ホルダ。 １１． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記固定手段が、試 験片の周縁に係合するためのクランプ表面と、クランプ表面から延び、当該クラ ンプ表面を上記試験片支持アームに固定するためのベース部分とを有するＣ字状 のクランプから成ることを特徴とする試験片ホルダ。 １２． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであって、上記承台が貫通ボア を有することを特徴とずる試験片ホルダ。 １３． 請求の範囲第１項に記載の試験片ホルダであっで、上記少なくとも１つ の試験片支持アームが上記承台から離れるように横方向に延びる第１部分と、直 立の第２部分と、承台に近づくように横方向に延びる第３部分とを有することを 特徴とする試験片ホルダ。 １４． 請求の範囲第１３項に記載の試験片ホルダであって、上記少なくとも１ つの試験片支持アームの第３部分が試験片の周縁に係合するくぼみを備え、当該 くぼみの深さが試験片の高さよりも小さくなっていることを特徴とする試験片ホ ルダ。 １５． 請求の範囲第１３項に記載の試験片ホルダであって、上記承台から延び る複数個の試験片支持アームを備えたことを特徴とする試験片ホルダ。 １６． 請求の範囲第１３項に記載の試験片ホルダであって、上記承台から延び る多数の試験片支持アームを備えたことを特徴とする試験片ホルダ。 １７． 両面イオン平削り加工のための装置であって、 真空室、及び、真空室内を真空にする手段と； 真空室内に位置し、平削り加工すべき試験片を保持するための試験片ホルダと ； 真空室内に位置した複数個のイオン銃と； から成り、少なくとも１つのイオン銃が試験片の第１表面にイオンを照射するよ うに位置し、少なくとも１つの他のイオン銃が試験片の第２表面にイオンを照射 するように位置し、上記複数個のイオン銃が０°までの極めて小さな平削り入射 角を提供するように調整可能となっている、 ことを特徴とする装置。 １８． 請求の範囲第１７項に記載の装置であって、上記試験片ホルダが、試験 片の周縁に係合するようになった少なくとも１つの延在する試験片支持アームを 有する承台であって、試験片の周縁の少なくとも一部が試験片支持アームにより 拘束されず、かつ、承台から離れた状態で保持されるようにする承台と、試験片 を上記少なくとも１つの試験片支持アームに固定する手段とから成ることを特徴 とする装置。 １９． 請求の範囲第１８項に記載の装置であって、上記承台から延びる複数個 の試験片支持アームを備えたことを特徴とする装置。 ２０． 請求の範囲第１８項に記載の装置であって、上記少なくとも１つの試験 片支持アームが試験片の周縁に係合するためのくぼみを備え、当該くぼみの深さ が試験片の高さよりも小さくなっていることを特徴とする装置。 ２１． 試験片の両面イオン平削り加工を行う方法であって、 第１及び第２の主表面と周縁とを備えた平削り加工すべき試験片を真空室内に 配置し、周縁の少なくとも一部が拘束されないような状態で試験片を固定する工 程と； 真空室内を真空にする工程と； ０°までの平削り角度で試験片をイオン平削り加工する工程と； から成ることを特徴とする方法。 ２２． 請求の範囲第２１項に記載の方法であって、試験片の第１及び第２の主 表面を同時に平削り加工する工程を含むことを特徴とする方法。 ２３． 請求の範囲第２１項に記載の方法であって、イオン平削り加工中に試験 片を回転させる工程を含むことを特徴とする方法。 ２４． 請求の範囲第２３項に記載の方法であって、試験片が少なくとも１つの 延在する試験片支持アームを有する支持ホルダにより固定され、イオン平削り加 工が複数個のイオン銃により実施され、上記方法は、試験片支持アームがイオン 銃から射出されるイオンビームの経路内へ回転する毎にイオン銃へのパワーの供 給を停止する工程を含むことを特徴とする方法。