JPH0227488Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電子顕微鏡等によつて観察されるべ
き試料を所望位置へ微小移動させるための装置に
関する。

第１〜３図に示すごとく、従来の試料移動装置
は、電子顕微鏡の鏡筒１の下方における試料室２
内に設けられており、試料台３上の試料４をＸ，
Ｙ，Ｚ，Ｒ，Ｔの各方向に移動できるようになつ
ている。

ここで、Ｘ方向とは対物レンズ５の中心を通り
試料４に照射される電子線方向に沿う軸（光軸；
以下便宜上この軸をＯ軸と呼ぶ。）と直角に交叉
する方向をいい、Ｙ方向とはＯ軸と直角に交叉す
る平面内においてＸ方向と直交する方向をいい、
Ｚ方向とはＯ軸と平行な方向をいい、Ｒ方向とは
試料４をＸ−Ｙ平面内で回転させる方向をいい、
Ｔ方向とはＯ軸と直角をなす軸を中心に試料４を
回転させる方向をいう。

しかしながら、従来のこの種の試料移動装置で
は、試料４をＴ方向に回転させても、ワーキング
デイスタンスWDや照射位置が変化しないよう
に、Ｔ方向回転中心はＯ軸と交わり且つ電子線照
射位置Ａを通るように設定されているが、次のよ
うな問題点がある。

すなわち走査型電子顕微鏡等において、最高性
能を引き出すためには、ワーキングデイスタンス
WDをできるかぎり小さくする必要があるが、大
きな試料４を観察すると、第４図に示すように、
試料４が対物レンズ５と干渉するおそれがあるた
め、このような場合に、Ｔ方向の回転角θが著し
く制限される。

したがつて、この角θを大きくしたい場合は、
試料４を矢印Ｂ又はＣ方向へずらすことが行なわ
れるが、このような操作は手間がかかり、作業者
に大きな負担をかける。特に試料４がICウエフ
ア等の場合、試料４の損傷が致命的なものとなる
ので、試料移動にも細心の注意を要する。

本考案は、これらの問題点を解決しようとする
もので、Ｔ方向の回転角θを十分大きくとれるよ
うにしながら、しかも試料の移動を損傷なく確実
に行なえるようにした、試料移動装置を提供する
ことを目的とする。

このため、本考案の試料移動装置は、鏡筒の下
方において、試料を載置し光軸と交叉する方向に
上記試料を２次元的に移動させうる試料台をそな
え、上記光軸と直角をなし且つ同光軸から偏倚し
た回転軸を中心に上記試料台を回転させうる回転
駆動機構が設けられたことを特徴としている。

以下、図面により本考案の一実施例としての走
査型電子顕微鏡用試料移動装置について説明する
と、第５図はその要部斜視図、第６図は第８図の
矢視方向から見た側面図、第７図はその試料台
を傾けた状態にして第５図の矢視方向から見た
模式図、第８図はその作用を説明するための模式
図であり、第５〜８図中、第１〜４図と同じ符号
はほぼ同様の部分を示している。

第５〜７図に示すごとく、本装置は、走査型電
子顕微鏡の鏡筒１の下方における試料室２内に設
けられており、試料台３上の試料４をＸ，Ｙ，
Ｒ，Ｔの各方向へ移動できるようになつている。

以下各方向への試料移動機構について説明す
る。

まず、試料４を載置しうる試料台３が設けられ
ており、この試料台３はこれを図示しないＲ方向
駆動装置によつてＲ方向に回転しうる移動台６に
支持されている。

また、この移動台６はこれを図示しないＹ方向
駆動装置によつてレール７ａに沿いＹ方向へ移動
しうる移動台７に支持されており、この移動台７
はこれを図示しないＸ方向駆動装置によつてレー
ル８ａに沿いＸ方向へ移動しうる枠体８に支持さ
れている。

さらに、この枠体８は、その両端が支持される
ようになつており、しかもその回転軸８ｂを中心
にＴ方向駆動装置９によつて回転駆動せしめられ
るようになつている。

ところで、枠体８の回転軸８ｂは光軸（Ｏ軸）
と直角をなし且つこのＯ軸から偏倚した位置、す
なわち第５図および第８図に示す偏倚量ａだけ側
方へ離隔した位置に設けられている。したがつ
て、これらの枠体８やＴ方向駆動装置９で、Ｏ軸
と直角をなし且つＯ軸から偏倚した回転軸８ｂを
中心に試料台３を回転させうる回転駆動機構Ｍが
構成される。

このようにして、各移動台６，７を移動させた
り、試料台３を回転させたりすることにより、試
料４を、Ｏ軸と交叉する面内において、Ｘ，Ｙ，
Ｒの各方向に沿い２次元的に移動させることがで
き、さらに枠体８をその回転軸８ｂを中心に回転
させることにより、試料４をＯ軸から偏倚した位
置でＴ方向に回転させることができるのである。

なお、Ｔ方向回転中心の設定は次のようにして
行なわれる。すなわち、第８図に示すように、試
料４を対物レンズ下面５ａと平行にした状態でワ
ーキングデイスタンスWDが十分小さく且つ対物
レンズ５と干渉のおそれのないｃとなる位置での
試料４の表面と同一平面上で、且つ、Ｏ軸から距
離ａだけ偏倚した位置に、Ｔ方向回転中心がくる
ように設定されるのである。

そしてこの距離ａは、試料４をθmaxだけＴ方
向へ回転させると、試料４と対物レンズ５の傾斜
壁面とがほぼ平行な状態となつて、試料４の表面
と対物レンズ壁面との隙間が対物レンズ５と干渉
のおそれのないｂとなるように、決められる。

ところで、このようにＺ方向の移動は行なわな
いで、しかもＴ方向回転中心をＯ軸から偏倚した
位置に設定しているので、試料４をＴ方向に回転
させると、ワーキングデイスタンスWDや試料照
射位置が変化する。そこでこれを補正するための
機構が設けられている。

すなわち、Ｔ方向回転軸８ｂに、角度検出器１
０が設けられており、この角度検出器１０からの
信号が補正のための制御装置１１へフイードバツ
クされるようになつている。そして、この制御装
置１１は、角度検出器１０からの信号を受けて、
ワーキングデイスタンスWDや試料照射位置の変
化分を補正するための信号を対物レンズ５の励磁
コイル５ｂやＹ方向駆動装置１２へ供給する。こ
れにより試料４の傾動に伴うワーキングデイスタ
ンスや試料照射位置の変化分を自動的に補正でき
る。

なお、試料４がθmax以上回転しないように、
Ｔ方向回転軸８ｂの両回転端に図示しないストツ
パが設けられている。

本考案の試料移動装置は上述のごとく構成され
ているので、その効果ないし利点を列挙すれば、
次のとおりである。

(1) 試料４をＴ方向にかなり回転させても、対物
レンズ５との干渉を起こすことがなく、これに
より試料４の衝突による損傷を招くこともな
い。

(2) 制御装置１１等の作用により、試料４をＴ方
向に回転させていつても、各傾斜角度ごとに、
最良の状態で試料４を観察することができる。

(3) 作業者の操作負担が軽減する。

(4) Ｔ方向回転用の枠体８が両端支持構造となつ
ているので、剛性が増し、振動に強い。

(5) Ｚ方向の移動は行なわないので、防振の観点
から好都合となり、しかも構造が簡単になつ
て、コストの低廉化にも寄与しうる。

(6) 下極下面径φeや下極角度δの小さい対物レ
ンズ５に適用すれば、試料４を傾斜させたとき
のワーキングデイスタンスWDを小さくできる
ため、この場合に本装置の有用性が増す。

(7) なお、試料台３をＸ，Ｙ，Ｒ，Ｔのすべての
方向に移動させる代わりに、Ｘ，Ｙ，Ｔあるい
はＹ，Ｒ，Ｔ等の各方向に移動させるようにし
ても、十分に実用性を発揮することができる
が、このようにすれば、可動部がさらに減るた
め、防振面およびコスト面の両面でさらに有利
となる。

第９，１０図は本考案の他の実施例としての走
査型電子顕微鏡用試料移動装置を示すもので、第
９図はその要部斜視図、第１０図は第９図のＸ矢
視方向から見た側面図であり、第９，１０図中、
第１〜８図と同じ符号はほぼ同様の部分を示して
いる。

この実施例では、必要に応じて、試料４をＺ方
向に移動させることができるとともに、Ｔ方向回
転中心をＯ軸と直交する方向に移動させることが
できるようにしたもので、この実施例によれば、
前述の実施例とほぼ同様の効果ないし利点が得ら
れるほか、試料４や対物レンズ５の大きさ等に応
じ、最小ワーキングデイスタンス位置やＴ方向回
転中心の最適位置を自由に調整することができ
る。なお、調整後は、その位置を固定しておく。

また、本実施例の場合も、試料４の傾斜に伴
う、ワーキングデイスタンスWDや照射位置の変
化分を自動的に補正する機構やＴ方向回転規制用
ストツパが設けられていることは、前述の実施例
と同じである。

さらに、本装置は、走査型電子顕微鏡のほか、
ICウエフア検査装置等の類似装置にも適用でき
ることはいうまでもない。

以上詳述したように、本考案の試料移動装置に
よれば、鏡筒の下方において、試料を載置し光軸
と交叉する方向に上記試料を２次元的に移動させ
うる試料台をそなえ、上記光軸と直角をなし且つ
同光軸から偏倚した回転軸を中心に上記試料台を
回転させうる回転駆動機構が設けられるという簡
素な構成で、試料の移動を損傷なく確実に行なえ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は従来の試料移動装置を示すもの
で、第１図はその要部斜視図、第２図は第１図の
矢視方向から見た側面図、第３図はその試料台
を傾けた状態にして第１図の矢視方向から見た
模式図、第４図はその作用を説明するための模式
図であり、第５〜８図は本考案の一実施例として
の試料移動装置を示すもので、第５図はその要部
斜視図、第６図は第５図の矢視方向から見た側
面図、第７図はその試料台を傾けた状態にして第
５図の矢視方向から見た模式図、第８図はその
作用を説明するための模式図であり、第９，１０
図は本考案の他の実施例としての走査型電子顕微
鏡用試料移動装置を示すもので、第９図はその要
部斜視図、第１０図は第９図のＸ矢視方向から見
た側面図である。 １……鏡筒、２……試料室、３……試料台、４
……試料、５……対物レンズ、５ａ……対物レン
ズ下面、５ｂ……励磁コイル、６，７……移動
台、７ａ……レール、８……枠体、８ａ……レー
ル、８ｂ……回転軸、９……Ｔ方向駆動装置、１
０……角度検出器、１１……補正制御装置、１２
……Ｙ方向駆動装置、Ｍ……回転駆動機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 鏡筒の下方において、試料を載置し光軸と交叉
   する方向に上記試料を２次元的に移動させうる試
   料台をそなえ、上記光軸と直角をなし且つ同光軸
   から偏倚した回転軸を中心に上記試料台を回転さ
   せうる回転駆動機構が設けられたことを特徴とす
   る、試料移動装置。