JP4392709B2 - 試料採取装置および試料採取方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の観察装置や分析装置等を使用して観察、分析を行うための微細な試料を採取する試料採取装置および方法に関し、特に、微細な試料を採取するために光学顕微鏡と組み合わせて使用する試料採取装置および方法に関する。
本発明の試料採取装置は、IC回路等を製造するためのシリコンウエハ(半導体ウエハ)の表面に付着したごみや異物を採取する際等に使用される。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハ等の表面に付着したごみや異物を検査、分析するために半導体ウエハ表面に付着したごみや異物(顕微分析用の試料)を採取する装置(試料採取装置)や、採取したごみや異物が何であるかを検査、分析する装置が従来使用されている。
従来の試料採取装置は、光学顕微鏡部分と試料採取部分とが一体的に構成されており、光学顕微鏡部分で半導体ウエハ表面を観察してごみや異物を発見すると、ジョイスティック等を操作して試料採取部分の試料採取針を移動させて、試料採取針の先端をごみや異物に接近させ、試料採取針の先端にごみや異物(顕微分析用の試料)を引っ掛けて採取していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の試料採取装置は、半導体ウエハ表面にごみや異物(顕微分析用の試料)を発見してから、人が顕微鏡でごみや異物を観察しながら試料採取針を移動させてごみや異物を採取するので、採取する人の習熟が必要であった。
【0004】
また、前記従来の試料採取装置は、光学顕微鏡部分と試料採取部分とが一体的なものとして構成されており、試料採取部分のみを他の普通の顕微鏡に装着して試料を採取することは不可能であった。
このため、従来の試料採取装置は高価であり、試料採取装置を所有しない者は光学顕微鏡の所有者であっても、手軽に試料を採取することができなかった。
【0005】
本発明は、前述の事情に鑑み、次の(O01)〜(O03)の記載内容を課題とする。
(O01)微小な顕微分析用の試料を容易に採取できるようにすること。
(O02)構成が簡単で低コストの試料採取装置および操作の簡単な試料採取方法を提供すること。
(O03)通常の顕微鏡に着脱可能に装着して使用可能な試料採取装置を提供すること。
【0006】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものとして付記する。また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【0007】
(第1発明)
前記課題を解決するために、第1発明の試料採取装置は、次の構成要件(A01)〜(A05)を備えたことを特徴とする。
(A01)光学顕微鏡(M)の対物レンズに対して所定の位置に固定される固定枠(1)、
(A02)前記固定枠(1)により試料採取位置と待機位置との間で往復移動可能に支持された移動部材(15)、
(A03)前記移動部材(15)を待機位置に保持する待機位置保持部材(17)、
(A04)前記移動部材(15)が試料採取位置に移動した状態において前記試料採取針(23)の先端が前記光学顕微鏡(M)の対物レンズの焦点位置に配置されるように前記移動部材(15)に対する試料採取針(23)の位置を調節可能な針位置調節装置(11e,21,22)、
(A05)前記試料採取針(23)の先端が前記光学顕微鏡(M)の対物レンズの焦点位置に配置されるように前記移動部材(15)に対する試料採取針(23)の位置が調節された状態で前記試料採取針(23)を前記移動部材(15)に対して固定する採取針固定手段(24)。
【0008】
(第1発明の作用)
前記構成を備えた第1発明の試料採取装置では、固定枠(1)は光学顕微鏡(M)の対物レンズに対して所定の位置に固定される。前記固定枠(1)は移動部材(15)を試料採取位置と待機位置との間で往復移動可能に支持する。待機位置保持部材(17)は移動部材(15)を待機位置に保持する。
針位置調節装置(11e,21,22)により、前記移動部材(15)が試料採取位置に移動した状態において前記試料採取針(23)の先端が前記光学顕微鏡(M)の対物レンズの焦点位置に配置されるように前記移動部材(15)に対する試料採取針(23)の位置を調節することができる。
採取針固定手段(24)は、前記試料採取針(23)の先端が前記光学顕微鏡(M)の対物レンズの焦点位置に配置されるように前記移動部材(15)に対する試料採取針(23)の位置が調節された状態で前記試料採取針(23)を前記移動部材(15)に対して固定する。
【0009】
前記移動部材(15)を待機位置に保持した状態で、光学顕微鏡(M)の試料ステージ(図示せず)をZ軸方向に移動させて半導体ウエハ等の試料付着部材表面を焦点位置に移動させてから、試料ステージ(図示せず)をXY平面内で移動させて、ゴミまたは異物等の試料を探す。前記試料が焦点位置に移動したときに、前記移動部材(15)を待機位置から試料採取位置に移動させることにより、試料採取針23の先端を前記焦点位置に移動させて、試料採取針23の先端に前記試料を引っ掛けて試料を採取することができる。
【0010】
(第2発明)
第2発明の試料採取方法は、試料採取針(23)を支持して試料採取針(23)と一体的に移動する移動部材(15)を、試料採取針(23)の先端が光学顕微鏡(M)の焦点位置から離れた所定の待機位置と試料採取針(23)の先端が前記光学顕微鏡(M)の焦点位置に移動した試料採取位置との間で往復移動可能に調節された試料採取装置を使用して、次の工程(B01)〜(B03)を順次行うことを特徴とする。
(B01)前記採取する試料が光学顕微鏡(M)の焦点位置に移動するように前記試料が付着した試料付着物表面を移動させる試料移動工程、
(B02)試料採取針(23)を支持して試料採取針(23)と一体的に移動する移動部材(15)を、試料採取針(23)の先端が光学顕微鏡(M)の焦点位置から離れた待機位置から試料採取針(23)の先端が前記光学顕微鏡(M)の焦点位置に移動した試料採取位置に移動させる針移動工程、
(B03)試料採取針(23)の先端に引掛けた試料を試料付着物表面から取り上げる試料採取工程。
【0011】
(第2発明の作用)
第2発明の試料採取方法では、試料採取針(23)を支持して試料採取針(23)と一体的に移動する移動部材(15)を、試料採取針(23)の先端が光学顕微鏡(M)の焦点位置から離れた所定の待機位置と試料採取針(23)の先端が前記光学顕微鏡(M)の焦点位置に移動した試料採取位置との間で往復移動可能に調節された試料採取装置を使用して、次の工程(B01)〜(B03)を順次行うことにより、容易に試料を採取することができる。
試料移動工程において、採取する試料が光学顕微鏡(M)の焦点位置に移動するように前記試料が付着した試料付着物表面およびそれを支持する試料ステージを移動させる。
針移動工程において、試料採取針(23)を支持して試料採取針(23)と一体的に移動する移動部材(15)を、試料採取針(23)の先端が光学顕微鏡(M)の焦点位置から離れた待機位置から試料採取針(23)の先端が前記光学顕微鏡(M)の焦点位置に移動した試料採取位置に移動させる。
試料採取工程において、試料採取針(23)の先端に引掛けた試料を試料付着物表面から取り上げて採取する。
したがって、簡単な作業で微細試料を容易に採取することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
第1発明の実施の形態1の試料採取装置は、前記第1発明の試料採取装置において、次の構成要件(A06)を備えたことを特徴とする。
(A06)前記移動部材(15)を常時待機位置に保持するように作用するとともに前記移動部材(15)を試料採取位置に移動させる外力の作用時に前記移動部材(15)の前記試料採取位置への移動を可能にする弾性部材により構成された前記待機位置保持部材(17)。
【0013】
(実施の形態1の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態1の試料採取装置では、弾性部材により構成された前記待機位置保持部材(17)は、前記移動部材(15)を常時待機位置に保持するように作用するとともに前記移動部材(15)を試料採取位置に移動させる外力の作用時に前記移動部材(15)の前記試料採取位置への移動を可能にする。
したがって、通常時は前記待機位置保持部材(17)により、移動部材(15)は待機位置に保持されており、このとき、試料採取針(23)の先端は光学顕微鏡(M)の焦点位置から離れている。その状態で光学顕微鏡(M)の焦点位置に試料を移動させて、前記移動部材(15)を試料採取位置に移動させることにより微細な試料を容易に採取することができる。
【0014】
(実施の形態2)
第1発明の実施の形態2の試料採取装置は、前記第1発明または実施の形態1の試料採取装置において、次の構成要件(A07)を備えたことを特徴とする。
(A07)光学顕微鏡(M)の対物レンズを支持する鏡筒に着脱可能に構成された前記固定枠(1)。
【0015】
(実施の形態2の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態2の試料採取装置では、前記固定枠(1)は光学顕微鏡(M)の対物レンズを支持する鏡筒に着脱可能に構成されている。したがって、通常の光学顕微鏡(M)に着脱して、前記通常の光学顕微鏡(M)を利用して、微細な試料を容易に採取することができる。
【0016】
(実施例)
次に図面により、本発明の実施の形態の具体例(実施例)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、左方、右方、上方、下方、または、前側、後側、左側、右側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【0017】
(実施例1)
図1は本発明の試料採取装置の実施例1の全体説明図で、図1Aは試料採取装置の平面図、図1Bは側断面図で前記図1AのIB−IB線断面図、図1Cは前記図1Bの矢印ICから見た図である。
図2は図1に示す試料採取装置の固定枠の説明図で、図2Aは平面図、図2Bは前記図2Aの矢印IIBから見た図、図2Cは前記図2Aの矢印IICから見た図である。
図1において、試料採取装置Uは固定枠1を有しており、固定枠1は、図1Bに2点鎖線で示す光学顕微鏡Mの対物レンズ(図示せず)を収容する鏡筒Maに着脱可能に装着して固定される部材である。
【0018】
図1、図2において、固定枠1は、鏡筒Maの外周面と嵌合する内周面2aを有する円筒部2と、移動部材装着部3とを有している。
円筒部2には、前記内周面2aが嵌合する鏡筒Maに固定枠1を固定するための2本のネジ孔2b,2bが形成されている。前記ネジ孔2b,2bに螺合するネジ(図示せず)により、図1Bに示す光学顕微鏡Mの鏡筒Maに固定枠1が着脱可能に固定される。
移動部材装着部3は前後に離れた位置で右方に突出する一対の突出部3a,3aを有しており、前記突出部3a,3aにより上下方向に延びる凹溝3b(図2A、図2C参照)が形成されている。前記各突出部3aの上面にはネジ孔3cが形成されている。また、前側の突出部3aには前後方向(X軸方向)に延びる移動部材固定用ネジ孔3dが形成されている。前記各突出部3aの右側面(Y側面)にはそれぞれ上下一対のネジ孔3e,3eが形成されている。
【0019】
図3は試料採取装置Uの上面プレートの説明図で、図3Aは平面図、図3Bは前記図3Aの矢印IIIBから見た図である。
図3において上面プレート4は、図3で長方形の金属製のプレートであり、その中央部に軸貫通孔4aが形成され、前記軸貫通孔4aの前側および後側にはネジ貫通孔4bが形成されている。
図1において、上面プレート4は、前記ネジ貫通孔4b,4b(図3A参照)を貫通するネジ5,5(図1A、図1C参照)により突出部3a,3a(図2A参照)の上面に固定されている。
【0020】
図4は試料採取装置Uの前記一対の突出部3a,3aの右側面に固定される側面プレートの説明図で、図4Aは右側面図、図4Bは前記図4Aの矢印IVBから見た図である。
図1、図4において、側面プレート7は、図4Aで長方形の金属製のプレートであり、その中央部にネジ貫通孔7aが形成され、前記ネジ貫通孔7aの前側(X側)および後側(−X側)にはそれぞれ上下一対のネジ貫通孔7bが形成されている。
図1において、側面プレート7は、前記ネジ貫通孔7b(図4A参照)を貫通するネジ8,8(図1A、図1C参照)により突出部3a,3a(図2A参照)の右側面に固定されている。この側面プレート7は前記凹溝3b(図2参照)の右端を閉塞しており、凹溝3bと共に後述のスライダ9を上下にガイドする機能を有している。
【0021】
図5は試料採取装置Uのスライダの説明図で、図5Aは平面図、図5Bは前記図5Aの矢印VBから見た図である。
図1、図5において、スライダ9は図5Aで略正方形、図5Bで長方形の外形をしており、上下に貫通する軸ガイド孔9aを有している。また、スライダ9にはその右側の外側面から前記軸ガイド孔9aに貫通する軸連結用ネジ孔9bが形成されている。このスライダ9は前記固定枠1の凹溝3b(図2A参照)により上下方向にスライド可能に支持される部材である。
【0022】
図6は試料採取装置Uの軸の説明図で、図6Aは前面図、図6Bは下面図で前記図6Aの矢印VIBから見た図である。
図1、図6において、軸11は円柱状部材であり、上側部分である小径の被ガイド部11aと下側の大径の採取針支持部11bとを有しており、前記被ガイド部11aの上下方向の中間部には小径のネジ当接部11cが形成されている。前記被ガイド部11aの上端にはネジ孔11d(図6A参照)が形成されており、採取針支持部11bには斜めに貫通するホルダ嵌合孔11eが形成されている。また、採取針支持部11bにはその前側の外側面から前記ホルダ嵌合孔11eに貫通するネジ孔11fが形成されている。
【0023】
図1において、被ガイド部11aは前記軸ガイド孔9aにより回転可能且つ上下方向にスライド移動可能に支持される。図1において、軸11のネジ当接部11cに先端が当接する連結ネジ12は前記ネジ貫通孔9a(図4A参照)を貫通し、軸連結用ネジ孔9bを螺合して貫通している。この連結ネジ12はスライダ9および軸11を連結するネジであり、連結ネジ12を締付けた状態ではスライダ9および軸11が一体的に連結されてそれらは前記凹溝3bに沿って上下方向に移動する。連結ネジ12が緩んだ状態では、軸11はスライダ9の軸ガイド孔9a内で回転可能であり、軸11の回転位置を調節可能となる。
【0024】
図7は試料採取装置Uのバネケースの断面図である。
図1、図7において、バネケース13は円筒状部材であり、その下面には円筒状のバネ収容凹部13aが形成されており、その下面にはネジ頭部収容孔13bが形成されている。前記バネ収容凹部13aおよびネジ頭部収容孔13bの間にはネジ貫通孔13cが形成されている。図1Bにおいて、バネケース13はネジ14により軸11の上端に固定されている。したがって、前記連結ネジ12を締付けてスライダ9および軸11を一体的に連結した状態では、スライダ9、軸11およびバネケース13およびそれらを連結するネジ12,14等は一体的に連結され、それらは一体的に上下に移動する。
前記符号9〜14等で示された要素により移動部材15が構成される。
なお、前記移動部材固定用ネジ孔3dに螺合するスライダ固定用ネジ16を締付けることにより、前記凹溝3bにガイドされて上下に移動する移動部材15の上下方向の位置を固定することができる。
【0025】
バネケース13のバネ収容凹部13aには圧縮バネ(弾性部材)17が収容されている。圧縮バネ17は、その下端が上面プレート4の上面に接触しており、その上端は常時バネケース13を上方に向けて押し上げている。このとき、前記符号9〜14で示された要素により構成される移動部材15は、前記圧縮バネ17により上方に持ち上げられた位置(待機位置)に保持される。
【0026】
図8は針ホルダおよび試料採取針の分解図である。
図8において針ホルダ21は円柱状の金属により構成されており、その基端側部分(図8の右側部分)の外周面にはオスネジ21aが形成されており、先端側部分(図8の左側部分)には針装着孔21bが形成されている。前記オスネジ21aにはキャップ状の操作ツマミ22が螺合して固定されている。前記針装着孔21bに着脱可能に装着される試料採取針23は、その基端側部分の大径の円柱状の被装着部分23aと先端側部分の針部分23bとを有している。前記円柱状の被装着部分23aが前記針装着孔21bに着脱可能に嵌合して装着される。
前記試料採取針23の針部分23bの先端は前記円柱状の被装着部分23aの中心線に対して約1mm偏心した位置に配置されている。
【0027】
図1に示すように、試料採取針23が装着された針ホルダ21は、前記移動部材15の採取針支持部11bに形成されたホルダ嵌合孔11e(図6参照)に嵌合して貫通しており、軸方向にスライド移動可能である。また、前記試料採取針23の針部分23bの先端が前記円柱状の被装着部分23aの中心線に対して約1mm偏心した位置に配置されているため、前記操作ツマミ22を回転操作して針ホルダ21を回転させると、針部分23bの先端は針ホルダ21の中心線周りに円を描くように移動する。このとき、針部分23bの先端は鉛直方向および水平方向に約2mmの範囲で位置が変化するので、針部分23bの先端を前記光学顕微鏡Mの光軸方向の位置を約2mmの範囲で調節することができる。
【0028】
前記針部分23bの先端位置は、操作ツマミ22により針ホルダ21をホルダ嵌合孔11e(図6参照)内でその軸方向にスライド移動させることにより、光学顕微鏡Mの対物レンズの光軸方向のおおまかな位置調節を行うことができる。また、操作ツマミ22により針ホルダ21をその軸周りに回転させることにより、光学顕微鏡Mの対物レンズの光軸方向における前記針部分23bの先端位置の微調節を行うことができる。前記微調節時には針部分23bの先端は、光学顕微鏡Mの対物レンズの光軸方向(軸11の軸線方向)の位置の調節と同時に、光軸方向に垂直な方向にも移動する。前記光軸方向に垂直な方向に移動した針部分23bの先端を前記光軸方向に移動させることなく、光軸に垂直な平面内で移動させるためには、前記連結ネジ12を緩めた状態で操作ツマミ22を軸11の周りに回転させれば良い。その場合、針部分23bの先端は、軸11と一緒に軸11の軸線周りに回転して、前記光軸に垂直な平面内での位置調節が行われる。
前記符号11e,21,22で示された要素により、前記移動部材(15)が試料採取位置に移動した状態において前記試料採取針(23)の先端が前記光学顕微鏡(M)の対物レンズの焦点位置に配置されるように前記移動部材(15)に対する試料採取針(23)の位置を調節可能な針位置調節装置(11e,21,22)が構成されている。
【0029】
なお前記位置調節した針ホルダ21は固定ネジ24(図1C参照)により、前記移動部材15の採取針支持部11bに固定することができる。
前記固定ネジ24により、前記試料採取針23の先端が前記光学顕微鏡Mの対物レンズの焦点位置に配置されるように前記移動部材15に対する試料採取針23の位置が調節された状態で前記試料採取針23を前記移動部材15に対して固定する採取針固定手段24が構成されている。
【0030】
(実施例1の作用)
前記構成を備えた本発明の実施例1の試料採取装置Uでは、
図9は前記図1Bの状態から移動部材を下方に移動させた状態を示す図である。
前記図1Bは試料採取針23の先端が光学顕微鏡Mの焦点位置から離れた待機位置に移動している状態を示しており、図9はバネケース13を下方に押圧して、前記符号9〜14等で示された要素により構成された移動部材15を下方位置(バネケース13の下端が上面プレート4の上面に当接した位置、すなわち、試料採取位置)に移動させた状態を示している。図1Bおよび図9に示すように移動部材15は前記待機位置と試料採取位置との間で往復移動する。
【0031】
前記図1Bの状態から図9に示す状態に移動させた時に試料採取針23の先端が光学顕微鏡Mの焦点位置に移動するようにするためには、次のような調節を行う。なお次の調節を行う際には、前記連結ネジ12は緩めておいてスライダ9に対する軸11の回転が可能な状態にしておく。
前記バネケース13を下方に押圧した図9に示す状態にして前記スライダ固定用ネジ16を締付けると、スライダ9は図9の位置に固定される。この状態では図9に示すように、圧縮バネ19により上方に付勢された軸11の採取針支持部11bの上端は、スライダ9の下端に当接した状態に保持される。
【0032】
この図9の状態において、操作ツマミ22により針ホルダ21をスライドさせて試料採取針23先端の位置を光学顕微鏡Mの焦点位置近傍に移動させる。その位置において、操作ツマミ22により針ホルダ21をその軸線回りに回転させると、試料採取針23の先端は前記軸線から偏心しているので上下方向(光学顕微鏡Mの対物レンズの光軸方向)に移動すると同時に前記光軸に垂直な方向にも移動する。このとき試料採取針23の先端が光学顕微鏡Mの視野から外れようとするので、視野から外れないようにするため、前記操作ツマミ22により前記針ホルダ21を回転させると同時に軸11を回転させる。
【0033】
したがって、前記操作ツマミ22により、針ホルダ21の軸線方向のスライド移動および軸線回りの回転操作と、前記軸11の回転操作を同時に行うことにより、試料採取針23の先端を光学顕微鏡Mの焦点位置に移動させることができる。この試料採取針23の先端が光学顕微鏡Mの焦点位置に移動した状態で、前記連結ネジ12を締付けてスライダ9および軸11を一体的に連結すると同時に、固定ネジ24(図1C参照)により、前記移動部材15の採取針支持部11bに位置調節した針ホルダ21を固定する。
このとき、前記符号9〜14等で示された要素により構成された移動部材15は一体的に連結され、針ホルダ21は移動部材15の採取針支持部11bに位置調節した状態で固定される。この針ホルダ21に固定された試料採取針23の先端は光学顕微鏡Mの焦点位置に保持されている。
【0034】
すなわち、このときの移動部材15は、試料採取針23の先端が光学顕微鏡Mの焦点位置に移動した試料採取位置に移動した状態である。
この状態(図9に示す状態)で、前記スライダ固定用ネジ16を緩めると、移動部材15は上昇して前記図1Bに示す待機位置(試料採取針23の先端が光学顕微鏡Mの焦点位置から離れた位置)に移動する。
この状態で、光学顕微鏡Mの試料ステージ(図示せず)に半導体ウエハ等(ごみや異物等の検査、分析する必要のある試料が付着した物)を支持して、試料ステージ(図示せず)を移動させながらに半導体ウエハ等の試料付着物の表面を観察して、焦点位置にごみや異物等の試料が見つかった時に、前記移動部材15を図1に示す待機位置から図9に示す試料採取位置に移動させると、試料採取針23の先端にごみや異物等の試料が引っ掛かる。この試料採取針23先端に引っ掛かった試料は、移動部材15を図1Bの待機位置に上昇させることにより採取することができる。
このようにして採取した試料は、高倍率の光学顕微鏡、電子顕微鏡、赤外線顕微鏡等により、詳細に観察、検査、分析等が行われる。
【0035】
前記実施例1では、試料採取装置Uの移動部材15を図1Bの待機位置に保持した状態で、光学顕微鏡Mにより試料ステージ(図示せず)上に支持した半導体ウエハ等の試料付着物(検査すべきごみや異物等の試料が付着した物)の表面を観察し、試料が見つかったときに、バネケース13を押圧して移動部材15を下方の採取位置に移動させてから、待機位置に上昇させるだけで試料を採取することができる。すなわち、光学顕微鏡Mの焦点位置に移動したごみまたは異物等の試料は、待機位置(図1B参照)に有る移動部材15を試料採取位置(図9参照)との間で往復させるだけで簡単に採取することができる。
なお、前記移動部材15の往復では試料(ごみまたは異物等)を採取できなかった場合には、移動部材15を試料採取位置に移動させた状態で、試料ステージ(図示せず)により試料(ごみまたは異物等)を試料採取針23先端に向けて移動させた後に、移動部材15を待機位置(図1B参照)に上昇させることにより採取することができる。
【0036】
(実施例2)
図10は本発明の試料採取装置Uの実施例2の説明図で、図10Aは試料採取装置Uの移動部材15が待機位置に保持されている状態を示す図、図10Bは前記移動部材15が試料採取位置に移動した状態を示す図である。
なお、この実施例2の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
軸11は被ガイド部11aと採取針支持部11bとが別体に構成されており、被ガイド部11aの下端には下方に延びるオスネジ11gが設けられており、採取針支持部11bの上端には前記オスネジが螺合するネジ孔11hが形成されている。また、採取針支持部11bには前記実施例1のホルダ嵌合孔11e(図6参照)の代わりに、ホルダ装着用ネジ孔11e′が形成されている。
またこの実施例2の針ホルダ21の外周面には、前記ホルダ装着用ネジ孔11e′に螺合するオスネジ21cが形成されている。なおこの実施例2では、試料採取針23はホルダ装着用ネジ孔11e′の中心線上に配置されている。
この実施例2は、他の点では前記実施例1と同様に構成されている。
【0037】
(実施例2の作用)
図10Bに示す状態において、前記スライダ固定用ネジ16(図1参照)を締付けてスライダを固定し、連結ネジ12および固定用ネジ24を緩めた状態で次の作業により、試料採取針23の先端が光学顕微鏡Mの対物レンズ(図示せず)の焦点位置に配置されるように調節を行う。この調節時には光学顕微鏡Mの試料ステージ(図示せず)は下方に移動させておく。
(1)操作ツマミ22を回転操作することにより試料採取針23をホルダ装着用ネジ孔11e′の軸方向に移動させてその先端部分が前記焦点位置に届く程度に針ホルダ21の位置を調節する。
【0038】
(2)採取針支持部11bが回転しないように片手でつかんで、もう一方の手でバネケース13を回転させると、採取針支持部11bが上下動する。また、採取針支持部11bを片手でつかまずにバネケース13を回転させると、採取針支持部11bがバネケース13と共に回転する。したがって、前記採取針支持部11bの上下位置および回転位置を調節することにより、試料採取針23の先端部が前記焦点位置を通るようにすることができる。その状態で連結ネジ12を締付けてスライダ9および軸11を一体的に連結する。
(3)その状態で操作ツマミ22を回転操作して、試料採取針23をホルダ装着用ネジ孔11e′の軸方向に移動させて、試料採取針23の先端を前記焦点位置に移動させる。その状態で、固定用ネジ24を締付けて針ホルダ21を採取針支持部11bに固定する。このときの移動部材15の位置(図10Bに示す位置)は、試料採取針23の先端を前記焦点位置に保持する試料採取位置である。
【0039】
(4)その状態で前記スライダ固定用ネジ16を緩めると、移動部材15は図10Aの待機位置に移動する。
(5)移動部材15が図10Aに示す待機位置に移動した状態で、試料ステージ(図示せず)をZ軸方向に移動させて半導体ウエハ等の試料付着部材表面を焦点位置に移動させてから、試料ステージ(図示せず)をXY平面内で移動させて、ゴミまたは異物等の試料が焦点位置に移動したときに、前記移動部材15を図10Aの待機位置から図10Bの試料採取位置に移動させることにより、前記実施例1と同様に試料り採取することができる。
【0040】
(実施例3)
図11は本発明の試料採取装置Uの実施例3の説明図で、図11Aは試料採取装置Uの移動部材15が待機位置に保持されている状態を示す図、図11Bは実施例3の要部断面図で前記図11AのXIB−XIB線断面図、図11Cは前記移動部材15が試料採取位置に移動した状態を示す図である。
なお、この実施例3の説明において、前記実施例2の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図11において、スライダ9の下端には角筒状の外周面および円筒状の内周面を有するガイド筒9cが形成されており、ガイド筒9cにはネジ孔9dが形成されている。また、採取針支持部11bの上端部には前記ガイド筒9cの内周面に嵌合する円筒状外周面を有する嵌合部11iが形成されている。
前記ネジ孔9dに螺合して貫通するネジ26が緩んでいる状態では採取針支持部11bはスライダ9に対して回転可能であるが、ネジ26が締付けられた状態では採取針支持部11bはスライダ9に対して回転不能となり、スライダ9と一体的に移動する。
この実施例3は、他の点では前記実施例1と同様に構成されている。
【0041】
(実施例3の作用)
この実施例3は、採取針支持部11bはその上端部の嵌合部11iがスライダ9下端部のガイド筒9cにより回転方向、スライド方向にガイドされるため、回転およびスライド移動が安定する。また、ネジ26により採取針支持部11bをスライダ9に確実に固定することができる。
この実施例3のその他の作用は前記実施例2と同様である。
【0042】
(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
(H01)前記各実施例において、移動部材を待機位置に保持する待機位置保持部材としては、待機位置に移動した移動部材をその位置に保持する機能を有する部材であればどの様な部材でも使用可能であり、例えば、移動部材を待機位置に固定するネジを待機位置保持部材として使用可能である。
(H02)前記各実施例では固定枠は光学顕微鏡の鏡筒に着脱可能に構成されているが、固定枠を鏡筒と一体的に構成することが可能である。この場合の光学顕微鏡は試料採取装置としての機能を最初から有していることになるが、この試料採取装置としての機能を有する光学顕微鏡は従来のものと比較して構成が簡素であり且つ低コストで製造可能である。
(H03)前記各実施例において、光学顕微鏡の対物レンズに対して所定の位置に固定される固定枠は、次の(a),(b)の場合には、対物レンズを支持する鏡筒に固定する必要はなく、対物レンズに対して固定された部材であれば、どのような部材にも固定することが可能である。
(a)光学顕微鏡Mを使用する際、鏡筒を光軸方向に移動させずに、試料ステージのXYZ空間内の移動のみにより使用することを前提とした場合。
(b)試料採取装置と組み合わせて使用することを前提にした対物レンズが光軸方向に移動しない専用の光学顕微鏡Mを製造してその光学顕微鏡Mを使用する場合。
(H04)本発明において移動部材15の待機位置と試料採取位置との往復移動は、手動の代わりにモータまたはソレノイド等の駆動部材を使用して自動で行うことが可能である。
【0043】
【発明の効果】
前述の本発明の試料採取装置および試料採取方法は、下記の効果(E01)〜(E03)を奏することができる。
(E01)微小な顕微分析用の試料を容易に採取できる。
(E02)構成が簡単で低コストの試料採取装置および操作の簡単な試料採取方法を提供することができる。
(E03)通常の顕微鏡に着脱可能に装着して使用可能な試料採取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の試料採取装置の実施例1の全体説明図で、図1Aは試料採取装置の平面図、図1Bは側断面図で前記図1AのIB−IB線断面図、図1Cは前記図1Bの矢印ICから見た図である。
【図2】 図2は図1に示す試料採取装置の固定枠の説明図で、図2Aは平面図、図2Bは前記図2Aの矢印IIBから見た図、図2Cは前記図2Aの矢印IICから見た図である。
【図3】 図3は試料採取装置Uの上面プレートの説明図で、図3Aは平面図、図3Bは前記図3Aの矢印IIIBから見た図である。
【図4】 図4は試料採取装置Uの前記一対の突出部3a,3aの右側面に固定される側面プレートの説明図で、図4Aは右側面図、図4Bは前記図4Aの矢印IVBから見た図である。
【図5】 図5は試料採取装置Uのスライダの説明図で、図5Aは平面図、図5Bは前記図5Aの矢印VBから見た図である。
【図6】 図6は試料採取装置Uの軸の説明図で、図6Aは前面図、図6Bは下面図で前記図6Aの矢印VIBから見た図である。
【図7】 図7は試料採取装置Uのバネケースの断面図である。
【図8】 図8は針ホルダおよび試料採取針の分解図である。
【図9】 図9は前記図1Bの状態から移動部材を下方に移動させた状態を示す図である。
【図10】 図10は本発明の試料採取装置Uの実施例2の説明図で、図10Aは試料採取装置Uの移動部材15が待機位置に保持されている状態を示す図、図10Bは前記移動部材15が試料採取位置に移動した状態を示す図である。
【図11】 図11は本発明の試料採取装置Uの実施例3の説明図で、図11Aは試料採取装置Uの移動部材15が待機位置に保持されている状態を示す図、図11Bは実施例3の要部断面図で前記図11AのXIB−XIB線断面図、図11Cは前記移動部材15が試料採取位置に移動した状態を示す図である。
である。
【符号の説明】
M…光学顕微鏡、
1…固定枠、15…移動部材、17…待機位置保持部材(圧縮バネ)、23…試料採取針、24…採取針固定手段(固定用ネジ)、(11e,21,22)…針位置調節装置、
Claims (4)
- 次の構成要件(A01)〜(A05)を備えた試料採取装置、
(A01)光学顕微鏡の対物レンズに対して所定の位置に固定される固定枠、
(A02)前記固定枠により試料採取位置と待機位置との間で往復移動可能に支持された移動部材、
(A03)前記移動部材を待機位置に保持する待機位置保持部材、
(A04)前記移動部材が試料採取位置に移動した状態において前記試料採取針の先端が前記光学顕微鏡の対物レンズの焦点位置に配置されるように前記移動部材に対する試料採取針の位置を調節可能な針位置調節装置、
(A05)前記試料採取針の先端が前記光学顕微鏡の対物レンズの焦点位置に配置されるように前記移動部材に対する試料採取針の位置が調節された状態で前記試料採取針を前記移動部材に対して固定する採取針固定手段。 - 次の構成要件(A06)を備えた請求項1記載の試料採取装置、
(A06)前記移動部材を常時待機位置に保持するように作用するとともに前記移動部材を試料採取位置に移動させる外力の作用時に前記移動部材の前記試料採取位置への移動を可能にする弾性部材により構成された前記待機位置保持部材。 - 次の構成要件(A07)を備えた請求項1または2記載の試料採取装置、
(A07)光学顕微鏡の対物レンズを支持する鏡筒に着脱可能に構成された前記固定枠。 - 試料採取針を支持して試料採取針と一体的に移動する移動部材を、試料採取針の先端が光学顕微鏡の焦点位置から離れた所定の待機位置と試料採取針の先端が前記光学顕微鏡の焦点位置に移動した試料採取位置との間で往復移動可能に調節された試料採取装置を使用して、次の工程(B01)〜(B03)を順次行う試料採取方法、
(B01)前記採取する試料が光学顕微鏡の焦点位置に移動するように前記試料が付着した試料付着物表面およびそれを支持する試料ステージを移動させる試料移動工程、
(B02)試料採取針を支持して試料採取針と一体的に移動する移動部材を、試料採取針の先端が光学顕微鏡の焦点位置から離れた待機位置から試料採取針の先端が前記光学顕微鏡の焦点位置に移動した試料採取位置に移動させる針移動工程、(B03)試料採取針の先端に引掛けた試料を試料付着物表面から取り上げて採取る試料採取工程。
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