特許 6283526 荷電粒子線装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6283526

(24)【登録日】2018年2月2日

(45)【発行日】2018年2月21日

(54)【発明の名称】荷電粒子線装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20180208BHJP

   H01J 37/22 20060101ALI20180208BHJP

   H01J 37/26 20060101ALI20180208BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20180208BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/20 A

   H01J37/20 Z

   H01J37/22 501A

   H01J37/22 501Z

   H01J37/22 502H

   H01J37/26

   H01J37/28 B

【請求項の数】10

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-25292(P2014-25292)

(22)【出願日】2014年2月13日

(65)【公開番号】特開2015-153566(P2015-153566A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2016年11月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004271

【氏名又は名称】日本電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(72)【発明者】

【氏名】石川 貴己

(72)【発明者】

【氏名】染原 一仁

【審査官】 鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２８６５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５１０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２３６５４０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３７／００ −３７／０２

Ｈ０１Ｊ ３７／０５

Ｈ０１Ｊ ３７／０９ −３７／２４４

Ｈ０１Ｊ ３７／２５２−３７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料に荷電粒子線を照射して、前記試料の観察を行うための荷電粒子線装置において、
試料ホルダーと、
前記試料ホルダーを移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、振幅が時間の経過とともに小さくなるように前記試料ホルダーを振動させる、荷電粒子線装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記試料ホルダーを支持する支持部を含み、
前記支持部は、前記試料ホルダーを移動可能に支持する、荷電粒子線装置。

【請求項3】

請求項２において、
前記試料ホルダーには、前記支持部に接するＯリングが装着され、
前記駆動部は、前記試料ホルダーを第１軸に沿って移動させ、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記第１軸に沿って前記試料ホルダーを振動させる、荷電粒子線装置。

【請求項4】

請求項３において、
前記試料ホルダーは、前記試料ホルダーの長手方向が前記第１軸に平行となるように前記支持部によって支持される、荷電粒子線装置。

【請求項5】

請求項３または４において、
前記駆動部は、さらに、前記試料ホルダーを前記第１軸と直交する第２軸に沿って移動させ、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記第２軸に沿って前記試料ホルダーを振動させる、荷電粒子線装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記試料ホルダーを所定の位置を中心として振動させた後に、前記所定の位置で静止させる、荷電粒子線装置。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記制御部が前記試料ホルダーを振動させる前に取得された第１画像、および前記制御部が前記試料ホルダーを振動させた後に取得された第２画像に基づいて、前記試料ホルダーの位置ずれの情報を取得する画像解析部を含み、
前記制御部は、前記画像解析部で取得した前記試料ホルダーの位置ずれの情報に基づいて、前記駆動部を制御して、前記試料ホルダーを、前記第１画像が取得された位置に移動させる、荷電粒子線装置。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記荷電粒子線を発生させる荷電粒子線源と、
前記制御部が前記試料ホルダーを振動させている間に前記荷電粒子線源から放出された前記荷電粒子線を遮断するビームブランキング部と、
を含む、荷電粒子線装置。

【請求項9】

請求項１ないし８のいずれか１項において、
前記試料ホルダーが試料室に導入されたことを検出する検出部を含み、
前記検出部によって前記試料ホルダーが試料室に導入されたことが検出された場合に、前記制御部は、前記駆動部を制御して、振幅が時間の経過とともに小さくなるように前記試料ホルダーを振動させる、荷電粒子線装置。

【請求項10】

請求項１ないし９のいずれか１項において、
前記制御部は、前記試料ホルダーの移動距離に応じて、前記試料ホルダーの振動の振幅の大きさを決定する、荷電粒子線装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電粒子線装置に関する。

【背景技術】

【0002】

透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）等の荷電粒子線装置では、試料に対して高い位置決め精度が要求される。位置決め精度とは、具体的には、位置決めを完了した後に、試料を静止させ続ける性能のことである。位置決めを完了した後に、意図せず試料が動きつづけることをドリフトという。

【0003】

例えば、特許文献１には、荷電粒子線装置（透過電子顕微鏡）の物体位置決め装置が開示されている。特許文献１に示すような透過電子顕微鏡では、顕微鏡鏡筒内に試料を導入する際や、観察視野を探すためにステージを大きく動かしたときなどに、試料駆動ユニットが弾性変形を起こし、バネ成分としておおきな応力が導入される。この応力がダンパー成分の作用によって緩和するときに駆動ユニット自体が移動して、試料ドリフトとなり静止性能を悪化させる。

【0004】

図１０は、ドリフトを説明するためのモデルＭを示す図である。図１０に示すモデルＭにおいて、両端をある力で圧縮すると、瞬間的な動きにダンパーＤ１は追い付かないので、バネＳ１だけが縮む。その後、ダンパーＤ１は時間経過を伴って押し込まれ、バネＳ１は元の形状に戻り始める。そして、ダンパーＤ１の伸びがある程度進行すると、バネが伸びる力を失って、進行が止まる。

【0005】

上記モデルＭを透過電子顕微鏡のステージに当てはめると、ダンパー成分としては、真空シールに使用するＯリングの変形や、絶縁のために採用される樹脂部品の変形、各種接触面に塗布されるグリスなどが該当する。また、バネ成分としては、駆動ユニットの弾性変形が該当する。なお、Ｏリングは、ダンパー成分と同時に、ゴムの伸縮機能として弾性変形を起こすため、バネ成分としての性質を併せ持つ。

【0006】

図１１は、ダンパー要素の一例を説明するための図である。図１１には、Ｏリングの断面を模式的に図示している。ここでは、ダンパー要素としてＯリングを例にとり説明する。

【0007】

駆動ユニットは、駆動時に発生する摩擦力に応じた弾性変形を起こして駆動し、停止した後にもそれがバネ成分（応力）となって残る。駆動ユニットの駆動が停止した後に、Ｏリングのダンパー効果によって駆動ユニットの応力緩和が起こる。その際のダンパーの押し込みとして、Ｏリングの形状変化が起こる。応力の大きさに伴って、Ｏリングの断面が図１１に示す矢印の方向へと形状変化を起こし、試料ドリフトとして試料移動が伴う。駆動ユニットの応力がなくなったところ、もしくは駆動ユニットに対向する応力とバランスが取れた状態でドリフトは停止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１０−１５７４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

透過電子顕微鏡は高い分解能を持っており、観察対象がナノメートルである。また、近
年、透過電子顕微鏡を用いて、原子レベルの観察を行うことが増えている。そのため、撮影中に試料に許されるドリフトも原子レベル以下である。したがって、空間分解能を悪化させないために、試料のドリフト速度と検出器の最小画素の大きさで露光時間が制限される。ドリフトが少なければ撮影時間を長くすることができるため、撮影像の分解能を維持したままＳ／Ｎを向上させることができる。

【0010】

また、透過電子顕微鏡では、観察だけでなく、試料が発生させるＸ線の情報を使用し元素分析を行うエネルギー分散型Ｘ線分光法や、照射した電子が試料によって失うエネルギーから物質の構成元素や電子構造を分析する電子エネルギー損失分光法も合わせて行われることが多い。これらは、像の撮影に比べて、はるかに長い時間をかけてデータの取得を行う必要がある。データ取得時に試料がドリフトしてしまうと、空間分解能の悪化に直結するため、試料が位置決め後にドリフトすることなく、静止し続けることができれば、高い空間分解能と高いＳ／Ｎ比を実現できる。

【0011】

ドリフトを回避する方法としては、例えば目標とする視野へ移動した後に敢えて目標視野を通り過ぎてから再び目標視野に戻るように試料移動を行うことにより、ドリフトをキャンセルする方法が考えられる。すなわち、ドリフトの方向に対して、正負反対方向のドリフトを導入してドリフトをキャンセルしてドリフトを回避する。

【0012】

ここで、ドリフトの速度およびドリフトの源となる駆動ユニットの応力は経過時間とともに小さくなるが、直線的な変化ではない。そして、その変化の度合いは、駆動ユニットに導入される応力の大きさとダンパー成分によって変化する。駆動ユニットに導入される応力は、グリス等のダンパー成分のため、目標とする視野に移動するまでの移動量、移動速度、およびその履歴に依存する。

【0013】

図１２は、位置決め前の移動量（１００μｍ、１０μｍ、５μｍ、１μｍ）ごとにドリフト速度の変化を示したグラフである。ドリフト速度は、時間経過とともに累乗的に減少する。また、位置決め前の移動量が小さいほどドリフト量は小さい。図１２に示すように、移動量が異なるとグラフの曲線の傾きが異なるので、正負反対のドリフトを導入して、ドリフトをキャンセルすることは困難である。

【0014】

また、個々のステージが持つ摩擦力によっても応力は変化し、ダンパーにも個体差があるので、ドリフトの振る舞いは複雑に変化する。特に、Ｏリングはバネ成分とダンパー成分を併せ持ち、現象をより複雑にする。

【0015】

したがって、上記のように反対方向のドリフトを積極的に導入して、ドリフトをキャンセルするということは非常に困難である。

【0016】

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、物体のドリフトを抑制することができる荷電粒子線装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

（１）本発明に係る荷電粒子線装置は、
試料に荷電粒子線を照射して、前記試料の観察を行うための荷電粒子線装置において、
試料ホルダーと、
前記試料ホルダーを移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、振幅が時間の経過とともに小さくなるように前記試料ホルダーを振動させる。

【0018】

このような荷電粒子線装置では、後述するように、試料ホルダーのドリフトを抑制する
ことができる。したがって、例えば、撮影時間を長くすることができ、像の空間分解能、およびＳ／Ｎ比を向上させることができる。さらに、分析時間を長くすることができ、分析の空間分解能、およびＳ／Ｎ比を向上させることができる。

【0019】

（２）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記試料ホルダーを支持する支持部を含み、
前記支持部は、前記試料ホルダーを移動可能に支持していてもよい。

【0020】

このような荷電粒子線装置では、試料ホルダーのドリフトを抑制することができる。

【0021】

（３）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記試料ホルダーには、前記支持部に接するＯリングが装着され、
前記駆動部は、前記試料ホルダーを第１軸に沿って移動させ、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記第１軸に沿って前記試料ホルダーを振動させてもよい。

【0022】

このような荷電粒子線装置では、第１軸の方向における試料ホルダーのドリフトを抑制することができる。

【0023】

（４）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記試料ホルダーは、前記試料ホルダーの長手方向が前記第１軸に平行となるように前記支持部によって支持されてもよい。

【0024】

このような荷電粒子線装置では、試料ホルダーのドリフトを抑制することができる。

【0025】

（５）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記駆動部は、さらに、前記試料ホルダーを前記第１軸と直交する第２軸に沿って移動させ、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記第２軸に沿って前記試料ホルダーを振動させてもよい。

【0026】

このような荷電粒子線装置では、第２軸の方向における試料ホルダーのドリフトを抑制することができる。

【0027】

（６）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記試料ホルダーを所定の位置を中心として振動させた後に、前記所定の位置で静止させてもよい。

【0028】

このような荷電粒子線装置では、例えば、ドリフトが抑制された状態で所望の視野における観察、あるいは分析を行うことができる。

【0031】

（７）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記制御部が前記試料ホルダーを振動させる前に取得された第１画像、および前記制御部が前記試料ホルダーを振動させた後に取得された第２画像に基づいて、前記試料ホルダーの位置ずれの情報を取得する画像解析部を含み、
前記制御部は、前記画像解析部で取得した前記試料ホルダーの位置ずれの情報に基づいて、前記駆動部を制御して、前記試料ホルダーを、前記第１画像が取得された位置に移動させてもよい。

【0032】

このような荷電粒子線装置では、制御部が試料ホルダーを振動させても、試料ホルダーの位置を振動させる前の位置に正確に戻すことができる。

【0033】

（８）本発明に係る荷電粒子線装置において、
荷電粒子線を発生させる荷電粒子線源と、
前記制御部が前記試料ホルダーを振動させている間に前記荷電粒子線源から放出された前記荷電粒子線を遮断するビームブランキング部と、
を含んでいてもよい。

【0034】

このような荷電粒子線装置では、例えば、荷電粒子線が照射されることにより試料に加わるダメージを低減させることができる。

【0035】

（９）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記試料ホルダーが試料室に導入されたことを検出する検出部を含み、
前記検出部によって前記試料ホルダーが試料室に導入されたことが検出された場合に、前記制御部は、前記駆動部を制御して、振幅が時間の経過とともに小さくなるように前記試料ホルダーを振動させてもよい。

【0036】

このような荷電粒子線装置では、試料ホルダーを試料室に導入する際に生じる応力を解放（除去）することができる。したがって、このような荷電粒子線装置によれば、試料ホルダーのドリフトを抑制することができる。

【0037】

（１０）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記試料ホルダーの移動距離に応じて、前記試料ホルダーの振動の振幅の大きさを決定してもよい。

【0038】

このような荷電粒子線装置では、効率よく試料ホルダーのドリフトを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】第１実施形態に係る荷電粒子線装置を模式的に示す図。

【図2】第１実施形態に係る荷電粒子線装置の要部を模式的に示す図。

【図3】第１実施形態に係る荷電粒子線装置の制御部の動作例を説明するための図。

【図4】応力解放ありの場合および応力解放なしの場合のドリフト速度の変化を示したグラフ。

【図5】第１実施形態の第１変形例に係る荷電粒子線装置を模式的に示す図。

【図6】第１実施形態の第２変形例に係る荷電粒子線装置を模式的に示す図。

【図7】第１実施形態の第３変形例に係る荷電粒子線装置を模式的に示す図。

【図8】第２実施形態に係る荷電粒子線装置の要部を模式的に示す図。

【図9】第３実施形態に係る荷電粒子線装置の要部を模式的に示す図。

【図10】ドリフトを説明するためのモデルを示す図。

【図11】ダンパー要素の一例を説明するための図。

【図12】位置決め前の移動量の大きさごとにドリフト速度の変化を示したグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0041】

１． 第１実施形態
１．１． 荷電粒子線装置の構成
まず、第１実施形態に係る荷電粒子線装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００を模式的に示す図である。

【0042】

荷電粒子線装置１０００は、図１に示すように、電子線源（荷電粒子線源）１０２と、集束レンズ１０４と、対物レンズ１０６と、中間レンズ１０８と、投影レンズ１１０と、撮像部１１２と、位置決め装置１００と、を含む。

【0043】

なお、ここでは、荷電粒子線装置１０００が、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）である例について説明する。また、図１では、試料ホルダー２０が試料室１に挿入されている状態を図示している。また、図１では、便宜上、位置決め装置１００を簡略化して図示している。

【0044】

電子線源１０２は、電子線ＥＢを発生させる。電子線源１０２は、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線ＥＢを放出する。電子線源１０２として用いられる電子銃は特に限定されず、例えば熱電子放出型や、熱電界放出型、冷陰極電界放出型などの電子銃を用いることができる。

【0045】

集束レンズ１０４は、電子線源１０２の後段（電子線ＥＢの下流側）に配置されている。集束レンズ１０４は、電子線源１０２で発生した電子線ＥＢを集束して、試料Ｓに照射するためのレンズである。集束レンズ１０４は、複数のレンズ（図示せず）を含んで構成されていてもよい。

【0046】

対物レンズ１０６は、集束レンズ１０４の後段に配置されている。対物レンズ１０６は、試料Ｓを透過した電子線ＥＢで結像するための初段のレンズである。

【0047】

対物レンズ１０６は、図示はしないが、上部磁極（ポールピースの上極）、および下部磁極（ポールピースの下極）を有している。対物レンズ１０６では、上部磁極と下部磁極との間に磁場を発生させて電子線ＥＢを集束させる。試料ホルダー２０によって試料Ｓは、上部磁極と下部磁極との間に配置される。

【0048】

中間レンズ１０８は、対物レンズ１０６の後段に配置されている。投影レンズ１１０は、中間レンズ１０８の後段に配置されている。中間レンズ１０８および投影レンズ１１０は、対物レンズ１０６によって結像された像をさらに拡大し、撮像部１１２に結像させる。

【0049】

撮像部１１２は、投影レンズ１１０によって結像された像（電子顕微鏡像または電子回折図形）を撮影する。撮像部１１２は、例えば、デジタルカメラである。撮像部１１２は、撮影した電子顕微鏡像や電子回折図形の情報を出力する。撮像部１１２が出力した電子顕微鏡像や電子回折図形の情報は、画像処理部（図示せず）で処理されて表示部（図示せず）に表示される。表示部は、例えば、ＣＲＴ、ＬＣＤ、タッチパネル型ディスプレイなどである。

【0050】

荷電粒子線装置１０００の鏡筒は、図示の例では、除振機１１４を介して架台１１６上
に設置されている。

【0051】

位置決め装置１００は、試料ホルダー（物体）２０を、位置決めするための装置である。位置決め装置１００は、試料ホルダー２０を位置決めすることで、試料室１において試料Ｓを位置決めすることができる。すなわち、位置決め装置１００は、試料ホルダー２０を移動および静止させることにより、試料Ｓを試料室１の所望の位置へ移動および静止させることができる。

【0052】

図２は、荷電粒子線装置１０００の要部を模式的に示す図である。なお、図２には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。図示の例において、Ｚ軸方向は、試料室１を通過する電子線（図示しない）の進行方向である。

【0053】

位置決め装置１００は、図２に示すように、支持部（シフター）１０と、試料ホルダー（物体）２０と、Ｏリング３０と、駆動部（Ｘ駆動部４０およびＹ駆動部５０）と、を含む。位置決め装置１００は、さらに、図１に示す制御部６０を含む。

【0054】

なお、図２では、位置決め装置１００の使用状態、すなわち、試料ホルダー２０を支持部１０に装着した状態を図示している。以下、位置決め装置１００の使用状態について説明する。

【0055】

試料室１は、図２に示すように、壁部（鏡筒内壁）２によって囲まれている。支持部１０は、壁部２を貫通するように設けられた保持部材４によって保持されている。支持部１０は、試料室１に連通する孔１２を有しており、試料ホルダー２０は、この孔１２に移動可能に挿入されている。試料ホルダー２０にはＯリング３０が装着され、試料ホルダー２０と支持部１０との間が気密に封止されている。Ｘ駆動部４０は、試料ホルダー２０をＸ軸方向に移動させることができる。Ｙ駆動部５０は、支持部１０を回動させることにより試料ホルダー２０の先端部をＹ軸方向に移動させることができる。

【0056】

試料室１は、減圧状態に維持可能である。試料室１は、公知の真空ポンプ（図示しない）によって真空排気されることにより減圧状態に維持される。試料室１には、試料ホルダー２０によって試料Ｓが導入される。そして、試料室１において、試料Ｓに電子線が照射される。

【0057】

保持部材４は、壁部２を貫通するように設けられている。保持部材４には、支持部１０が挿入されている。保持部材４の試料室１側には、球面軸受部６が設けられている。球面軸受部６は、その内面が球面状に形成されている。

【0058】

支持部１０は、管状の部材であり、試料室１に連通する孔１２を有している。図示の例では、孔１２は、Ｘ軸方向に貫通している。孔１２の形状は、例えば、円柱状であり、孔１２の中心軸（図示しない）は、Ｘ軸と平行である。孔１２には、試料ホルダー２０が装着される。これにより、試料ホルダー２０は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の移動が規制され、Ｘ軸方向に直線的に移動可能となる。

【0059】

支持部１０の内側には、試料ホルダー２０を支持するベアリング１４が設けられている。図示の例では、ベアリング１４は、支持部１０の両端部（孔１２の両開口付近）に設けられている。ベアリング１４は、試料ホルダー２０のＸ軸方向への移動を円滑にすることができる。なお、ベアリング１４の位置および数は、図２に示す例に限定されず、試料ホルダー２０を直線的に移動可能に支持できる位置および数であればよい。

【0060】

支持部１０は、試料室１側の端部に、球面部１６を有する。球面部１６の表面は、中心
が孔１２の中心軸上にある球面状に形成されている。球面部１６は、球面軸受部６により支持される。球面軸受部６は、その内面が球面部１６の表面に接するように形成されている。これにより、球面部１６は、球面軸受部６に摺動可能に支持される。そのため、支持部１０は、球面部１６の中心を回動中心として、回動することができる。球面部１６と球面軸受部６との間には、試料室１を気密に封止するためのＯリング１９が設けられている。

【0061】

試料ホルダー２０は、円筒の棒状の部材である。試料ホルダー２０の先端部には、試料Ｓを保持するための試料保持部２２が設けられている。試料保持部２２は、図示はしないが、例えば、試料Ｓをねじの締め付けにより固定してもよいし、試料Ｓをリング状のばねを用いて押さえることにより固定してもよい。試料ホルダー２０の後端部には、幅広部２４が設けられている。幅広部２４の幅（直径）は、例えば、支持部１０の孔１２の径よりも大きい。

【0062】

試料ホルダー２０には、Ｏリング３０が装着されている。図示の例では、試料ホルダー２０の外周面には、溝が周設されており、当該溝内にＯリング３０が装着されている。Ｏリング３０は、支持部１０の内面と接して、支持部１０と試料ホルダー２０との間を気密に封止している。Ｏリング３０は、試料ホルダー２０の移動に伴って、支持部１０の孔１２内を摺動する。Ｏリング３０の材質は、例えば、ゴムなどの粘弾性材料である。

【0063】

試料ホルダー２０は、支持部１０の孔１２に移動可能に装着される。試料ホルダー２０は、支持部１０によって移動可能（摺動可能）に支持されている。試料ホルダー２０は、試料ホルダー２０の長手方向がＸ軸に平行となるように支持部１０によって支持される。試料ホルダー２０は、図２に示すように、試料室１（真空部）と外部（大気部）との間を貫くように配置される。

【0064】

位置決め装置１００の駆動部は、図示の例では、Ｘ駆動部４０およびＹ駆動部５０を含んで構成されている。駆動部４０，５０は、試料ホルダー２０を移動および静止させる。駆動部４０，５０が、試料ホルダー２０を移動および静止させることにより、試料Ｓを試料室１の所望の位置へ移動および静止させる。

【0065】

Ｘ駆動部４０は、試料ホルダー２０をＸ軸に沿って（Ｘ軸方向に）移動させる。ここで、試料ホルダー２０をＸ軸に沿って移動させるとは、例えば、試料ホルダー２０の少なくとも一部をＸ軸に沿って移動させることをいう。図示の例では、Ｘ駆動部４０は、少なくとも試料ホルダー２０の試料保持部２２をＸ軸に沿って移動させる。Ｘ駆動部４０は、図２に示すように、レバー４２と、Ｘモーター４４と、平歯車対４６と、Ｘ送りねじ４８と、を含んで構成されている。

【0066】

レバー４２は、試料ホルダー２０が大気圧で引き込まれることを防止しつつ、試料ホルダー２０をＸ軸方向に支持する。レバー４２は、軸４３を回転中心とするてこ式のレバーである。レバー４２の試料室１側の端部には、ベアリング４２ａが設けられ、ベアリング４２ａを介して試料ホルダー２０を支持している。ベアリング４２ａは、ＹＺ平面内を転動することができる。そのため、後述する試料ホルダー２０（試料保持部２２）のＹ軸方向への移動が円滑になる。レバー４２の試料室１側とは反対側の端部には、Ｘ送りねじ４８が当接している。

【0067】

Ｘ送りねじ４８は、Ｘモーター４４の回転によって、Ｘ軸方向に直線的に移動する。このＸ送りねじ４８の移動により、レバー４２は、軸４３を回転中心として回転し、試料ホルダー２０をＸ軸方向に直線的に移動させる。平歯車対４６は、Ｘモーター４４の回転をＸ送りねじ４８に伝達する。ベローズ４９は、試料室１を減圧状態に保ちつつ、レバー４
２の移動を円滑にすることができる。

【0068】

荷電粒子線装置１０００では、壁部２に挿入されたＸ駆動部支持用ブロック４１によってＸモーター４４が支持されている。また、Ｘ駆動部支持用ブロック４１には、ネジ孔４１ｂが設けられている。ネジ孔４１ｂには、Ｘ送りねじ４８が螺合し、Ｘ送りねじ４８は、ネジ孔４１ｂを貫通している。

【0069】

Ｙ駆動部５０は、試料ホルダー２０をＹ軸に沿って（Ｙ軸方向に）移動させる。ここで、試料ホルダー２０をＹ軸に沿って移動させるとは、例えば、試料ホルダー２０の少なくとも一部をＹ軸に沿って移動させることをいう。図示の例では、Ｙ駆動部５０は、少なくとも試料ホルダー２０の試料保持部２２をＹ軸に沿って移動させる。Ｙ駆動部５０は、Ｙモーター５４と、平歯車対５６と、Ｙ送りねじ５８と、戻しばね５９と、を含んで構成されている。

【0070】

Ｙ送りねじ５８の先端は、図２に示すように、支持部１０の＋Ｙ軸方向側の外周面に接している。支持部１０の−Ｙ軸方向側の外周面には、戻しばね５９が設けられている。支持部１０は、戻しばね５９によって、＋Ｙ軸方向に付勢されている。

【0071】

Ｙ送りねじ５８は、Ｙモーター５４の回転によって、Ｙ軸方向に直線的に移動する。このＹ送りねじ５８の移動により、支持部１０は、球面部１６の中心を回動中心として回動する。これにより、試料ホルダー２０の先端（試料保持部２２）をＹ軸方向に直線的に移動させることができる。平歯車対５６は、Ｙモーター５４の回転をＹ送りねじ５８に伝達する。

【0072】

なお、位置決め装置１００の駆動部は、さらに、試料ホルダー２０の先端（試料保持部２２）をＺ軸方向に移動させるＺ駆動部（図示せず）を含んで構成されていてもよい。Ｚ駆動部は、Ｙ駆動部５０と同様の構成であってもよい。また、位置決め装置１００は、試料ＳをＸ軸まわりに傾斜させる機構（図示しない）を有していてもよい。

【0073】

制御部６０（図１参照）は、駆動部４０，５０を制御する。制御部６０は、図２の例では、Ｘモーター４４およびＹモーター５４に制御信号を送ることで、駆動部４０および駆動部５０を動作させる。

【0074】

制御部６０は、専用回路によって実現して後述される制御を行うように構成されていてもよい。また、制御部６０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）がＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置に記憶された制御プログラムを実行することによってコンピューターとして機能し、後述される制御を行うように構成されていてもよい。

【0075】

制御部６０は、例えば、試料保持部２２の目標位置（目標座標）を記憶し、駆動部４０，５０を制御して、目標位置まで試料保持部２２を移動させる。

【0076】

また、制御部６０は、Ｘ駆動部４０を制御して、振幅が時間の経過とともに小さくなるように試料ホルダー２０をＸ軸に沿って振動させる。例えば、制御部６０は、Ｘ駆動部４０を制御して、所定の位置を中心として試料ホルダー２０の＋Ｘ軸方向への移動および−Ｘ軸方向への移動を繰り返し行い、徐々に移動量を小さくして当該所定の位置で試料ホルダー２０を静止させる。

【0077】

また、制御部６０は、Ｙ駆動部５０を制御して、振幅が時間の経過とともに小さくなる
ように試料ホルダー２０をＹ軸に沿って振動させる。例えば、制御部６０は、Ｙ駆動部５０を制御して、所定の位置を中心として試料ホルダー２０の＋Ｙ軸方向への移動および−Ｙ軸方向への移動を繰り返し行い、徐々に移動量を小さくして当該所定の位置で試料ホルダー２０を静止させる。

【0078】

制御部６０は、例えば、位置決め装置１００に設けられたスイッチ（図示せず）が押されることにより、駆動部４０，５０を制御して試料ホルダー２０を振動させる制御を開始する。

【0079】

図３は、制御部６０の動作の一例を説明するための図である。図３では、横軸は、試料ホルダー（試料Ｓ）の移動軸（Ｘ軸またはＹ軸）であり、縦軸は、時間である。

【0080】

視野探しで導入される大きな応力に対して、制御部６０は、その応力を除去するように現在位置を中心として試料ホルダー２０を振動させる。大きな応力を完全に除去するには、試料ホルダー２０を最初にある程度大きく移動させることが必要となる。

【0081】

ここで、駆動部４０，５０が試料ホルダー２０を移動させることにより導入される応力には最大値が存在する。すなわち、駆動部４０，５０が試料ホルダー２０を大きく移動させても導入される応力は所定値（最大応力）よりは大きくならない。そのため、制御部６０は、まず、その最大応力を導入できる最小の移動量で試料ホルダー２０を移動させる。すなわち、制御部６０では、図３に示す初期振幅Ａは、最大応力を導入できる最小の移動量に設定される。

【0082】

この過程（初期振幅Ａで試料ホルダー２０を移動させる過程）で当初の応力が除去される代わりに新たに応力が導入されるが、次に前回よりも小さな移動量で移動させることでその応力を除去する。除去すると同時にここでも新たに応力が導入されるが、小さくなった移動量の分だけ、前回よりも応力が小さくなる。このように、制御部６０は、初期振幅Ａで移動させた後、前回の移動量よりも小さい移動量であって、前回の移動で導入された応力を除去できる移動量で試料ホルダー２０を移動させる。なお、試料ホルダー２０の移動量と応力の減少は、すべり量の減少と相殺される。制御部６０は、これを繰り返し行い、最後は制御部６０が制御できる最小の移動量まで移動量を狭めていき、停止させる。その結果、応力が限りなく小さな状態となり、ドリフトを低減できる。

【0083】

なお、試料ホルダー２０を移動させる速度は、応力の除去への影響が小さい。そのため、制御部６０が試料ホルダー２０を移動させる速度は、特に限定されない。

【0084】

また、制御部６０は、例えば、試料ホルダー２０を初期振幅Ａで振動させることができない場合、すなわち、例えば試料ホルダー２０の現在の位置と駆動部４０，５０で試料ホルダー２０を移動できるリミットの位置との間の距離が初期振幅Ａよりも小さい場合、表示部にエラーメッセージを表示して、試料ホルダー２０を振動させる制御を行わない。

【0085】

また、制御部６０は、試料ホルダー２０を初期振幅Ａで振動させることができない場合に、初期振幅Ａの値を小さくして、試料ホルダー２０を振動させてもよい。例えば、初期振幅Ａの値を、試料ホルダー２０の現在の位置と駆動部４０，５０で試料ホルダー２０を移動できるリミットの位置との間の距離としてもよい。

【0086】

１．２． 荷電粒子線装置の動作
次に、第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００の動作について説明する。ここでは、荷電粒子線装置１０００の動作の一例として、試料Ｓの観察時において、試料ホルダー２０のドリフトを抑制するための動作を、図１〜図３を参照しながら説明する。

【0087】

ユーザーは所望の視野を探すために、試料Ｓの移動を行う。ユーザーは、例えば、制御部６０を介して、駆動部４０，５０を動作させることにより、試料ホルダー２０を移動させて、試料Ｓの移動を行う。

【0088】

ユーザーは、所望の視野が決まった後、試料ホルダー２０（試料Ｓ）を静止させて、位置決め装置１００のスイッチ（図示せず）を押す。これにより、制御部６０は、試料ホルダー２０を振動させる制御を開始する。

【0089】

制御部６０は、まず、Ｘ駆動部４０を制御して、初期視野を中心として、振幅が時間の経過とともに小さくなるように試料ホルダー２０をＸ軸に沿って振動させる。

【0090】

具体的には、制御部６０は、Ｘ駆動部４０を制御して、視野探しで導入された大きな応力が除去されるように大きく試料ホルダー２０の移動（−Ｘ軸方向の移動）を行い、その後、同じ移動量だけ戻して（＋Ｘ軸方向に移動させて）、視野を初期視野に戻す。すなわち、試料ホルダー２０は、往復運動をする（１回目の往復運動）。このとき、視野探しにて導入された応力は除去されるが、その代わりに、初期視野に戻るための移動時に発生する応力が新たに導入される。

【0091】

次に、制御部６０は、Ｘ駆動部４０を制御して、前回（１回目の往復運動）とは反対方向（＋Ｘ軸方向）に、前回よりも小さい移動量で試料ホルダーを移動させ、その後、同じ移動量だけ戻して（−Ｘ軸方向に移動させて）、視野を初期視野に戻す（２回目の往復運動）。このときの移動量は、前回（１回目の往復運動）で導入された応力を除去できる程度の大きさである。このときも、１回目の往復運動で導入された応力を除去する代わりに、初期視野に戻るための移動時に発生する応力が新たに導入されるが、移動量が小さくなった分だけ応力は小さくなる。１回目の往復運動に比べて、２回目の往復運動にて減少する移動量と応力は、すべり面のすべり量の減少と相殺される。

【0092】

制御部６０は、上記の動作を繰り返し行い、制御部６０が制御できる最小の移動量まで移動量を狭めていき、その後、試料ホルダー２０を静止させる。

【0093】

次に、制御部６０は、Ｙ駆動部５０を制御して、初期視野を中心として、振幅が時間の経過とともに小さくなるように試料ホルダー２０をＹ軸に沿って振動させる。制御部６０は、Ｙ駆動部５０に対しても、上記のＸ駆動部４０と同様の制御を行う。そして、制御部６０は、制御を終了する。

【0094】

この結果、Ｏリング３０や、駆動部４０，５０に導入される応力を限りなく小さな状態とすることができ、ドリフトを低減することができる。そして、ユーザーは、所望の視野（初期視野）で観察や分析を行うことができる。

【0095】

なお、ここでは、制御部６０がＸ駆動部４０を制御して試料ホルダー２０をＸ軸に沿って振動させた後に、Ｙ駆動部５０を制御して試料ホルダー２０をＹ軸に沿って振動させる場合について説明したが、制御部６０は、Ｙ駆動部５０を制御して試料ホルダー２０をＹ軸に沿って振動させた後に、Ｘ駆動部４０を制御して試料ホルダー２０をＸ軸に沿って振動させてもよい。また、制御部６０は、Ｘ駆動部４０およびＹ駆動部５０の両方を同時に制御して、試料ホルダー２０をＸ軸に沿って振動させつつ、Ｙ軸に沿って振動させてもよい。

【0096】

図４は、応力解放ありの場合および応力解放なしの場合のドリフト速度の変化を示したグラフである。図４に示すグラフでは、制御部６０が上述した試料ホルダー２０を振動さ
せる制御を行った場合（応力解放あり）と、上述した制御を行わなかった場合（応力解放なし）とを比較している。図４に示すグラフから、制御部６０が上述した試料ホルダー２０を振動させる制御を行うことにより、ドリフトが抑制されることがわかる。

【0097】

荷電粒子線装置１０００は、例えば、以下の特徴を有する。

【0098】

荷電粒子線装置１０００では、試料ホルダー（物体）２０と、物体を移動させる駆動部４０，５０と、駆動部４０，５０を制御する制御部６０と、を含み、制御部６０は、駆動部４０，５０を制御して、振幅が時間の経過とともに小さくなるように試料ホルダー２０を振動させる。そのため、荷電粒子線装置１０００では、上述のように、試料ホルダー２０のドリフトを抑制することができる。したがって、荷電粒子線装置１０００では、例えば、撮影時間を長くすることができ、電子顕微鏡像や電子回折図形の空間分解能、およびＳ／Ｎ比を向上させることができる。さらに、荷電粒子線装置１０００では、分析時間を長くすることができ、分析の空間分解能、およびＳ／Ｎ比を向上させることができる。

【0099】

荷電粒子線装置１０００では、試料ホルダー２０には、支持部１０に接するＯリング３０が装着され、駆動部（例えばＸ駆動部４０）は、試料ホルダー２０を第１軸（例えばＸ軸）に沿って移動させ、制御部６０は、駆動部（Ｘ駆動部４０）を制御して、第１軸に沿って試料ホルダー２０を振動させる。そのため、荷電粒子線装置１０００では、第１軸の方向（例えばＸ軸方向）における試料ホルダー２０のドリフトを抑制することができる。また、荷電粒子線装置１０００では、Ｏリング３０に導入された応力を解放（除去）することができ、Ｏリング３０に起因するドリフトを抑制することができる。

【0100】

荷電粒子線装置１０００では、駆動部（例えばＹ駆動部５０）は、試料ホルダー２０を第１軸と直交する第２軸（例えばＹ軸）に沿って移動させ、制御部６０は、駆動部（Ｙ駆動部５０）を制御して、第２軸に沿って試料ホルダー２０を振動させる。そのため、荷電粒子線装置１０００では、第２軸の方向（例えばＹ軸方向）における試料ホルダー２０のドリフトを抑制することができる。

【0101】

荷電粒子線装置１０００では、制御部６０は、駆動部４０，５０を制御して、試料ホルダー２０を所定の位置を中心として振動させた後に、前記所定の位置で静止させる。そのため、荷電粒子線装置１０００では、例えば、ドリフトが抑制された状態で所望の視野における観察、あるいは分析を行うことができる。

【0102】

１．３． 変形例
次に、第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００の変形例について説明する。以下に説明する変形例に係る荷電粒子線装置（荷電粒子線装置１１００，１２００，１３００）において、上述した荷電粒子線装置１０００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0103】

（１）第１変形例
まず、第１変形例に係る荷電粒子線装置について、図面を参照しながら説明する。図５は、第１変形例に係る荷電粒子線装置１１００を模式的に示す図である。なお、図５では、便宜上、位置決め装置１００を簡略化して図示している。

【0104】

荷電粒子線装置１１００では、図５に示すように、画像解析部７０を含む。

【0105】

画像解析部７０は、専用回路によって実現して後述される処理を行うように構成されていてもよい。また、画像解析部７０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）がＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄ
ｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置に記憶された制御プログラムを実行することによってコンピューターとして機能し、後述される処理を行うように構成されていてもよい。

【0106】

画像解析部７０は、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させる前に取得された第１画像（初期視野）、および制御部６０が試料ホルダーを振動させた後に取得された第２画像に基づいて、試料ホルダー２０の位置ずれの情報を取得する。

【0107】

第１画像および第２画像は、撮像部１１２で撮像される。撮像部１１２は、撮像した第１画像および第２画像の情報を出力する。第１画像および第２画像は、例えば、試料Ｓの電子顕微鏡像である。画像解析部７０は、この第１画像および第２画像の情報を受けて、第１画像と第２画像の相互相関処理を行い、試料ホルダー２０（試料Ｓ）の位置ずれの情報を取得する。ここで、試料ホルダー２０（試料Ｓ）の位置ずれの情報とは、例えば、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させる前の試料ホルダー２０（試料Ｓ）の位置と、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させた後の試料ホルダー２０（試料Ｓ）の位置と、を結ぶベクトルの大きさと向きである。

【0108】

制御部６０は、画像解析部７０で取得した試料ホルダー２０の位置ずれの情報に基づいて、駆動部４０，５０を制御して、試料ホルダー２０を、第１画像（初期視野）が取得された位置に移動させる。

【0109】

次に、第１変形例に係る荷電粒子線装置１１００の動作について説明する。ここでは、荷電粒子線装置１１００の動作の一例として、試料Ｓの観察時において、試料ホルダー２０のドリフトを抑制するための動作を、図２および図５を参照しながら説明する。なお、上述した荷電粒子線装置１０００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

【0110】

ユーザーは所望の視野を探すために、試料Ｓの移動を行う。ユーザーは、例えば、制御部６０を介して、駆動部４０，５０を動作させることにより、試料ホルダー２０を移動させて、試料Ｓの移動を行う。

【0111】

ユーザーは、所望の視野が決まった後、試料ホルダー２０（試料Ｓ）を静止させて、位置決め装置１００のスイッチ（図示せず）を押す。これにより、制御部６０は、試料ホルダー２０を振動させる制御を開始する。また、画像解析部７０は、試料ホルダー２０の位置ずれの情報を取得するための処理を開始する。

【0112】

まず、画像解析部７０は、撮像部１１２を用いて試料Ｓの現在（制御部６０が試料ホルダー２０を振動させる前）の観察視野（初期視野）の撮像を行い、第１画像の情報を取得する。

【0113】

ここで、画像解析部７０は、第１画像を表示部に表示させる。画像解析部７０は、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させている間、第１画像を表示部に表示させる。例えば、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させている間に、撮像部１１２がリアルタイムに撮像した画像を表示部に表示させると、視野が高速に切り替わり、画面がちらつく。画像解析部７０が、第１画像を表示部に表示させることで、この画面のちらつきを防ぐことができる。

【0114】

次に、制御部６０は、Ｘ駆動部４０を制御して、初期視野を中心として、振幅が時間の経過とともに小さくなるように試料ホルダー２０をＸ軸に沿って振動させる。

【0115】

次に、制御部６０は、Ｙ駆動部５０を制御して、初期視野を中心として、振幅が時間の経過とともに小さくなるように試料ホルダー２０をＹ軸に沿って振動させる。

【0116】

次に、画像解析部７０は、撮像部１１２を用いて試料Ｓの現在（試料ホルダー２０を振動させた後）の観察視野の撮像を行い、第２画像の情報を取得する。

【0117】

次に、画像解析部７０は、第１画像と第２画像との相互相関処理を行い、試料ホルダー２０の位置ずれの情報を取得する。そして、画像解析部７０は、処理を終了する。

【0118】

制御部６０は、画像解析部７０の計算結果にしたがって、駆動部４０，５０を制御し、試料ホルダー２０（試料Ｓ）を移動させる。これにより、初期視野に戻すことができる。そして、制御部６０は、制御を終了する。このとき、荷電粒子線装置１１００のオートフォーカスシステム（図示せず）により自動で焦点あわせを行ってもよい。

【0119】

この結果、Ｏリング３０や、駆動部４０，５０に導入される応力を限りなく小さな状態とすることができ、ドリフトを低減することができる。そして、ユーザーは、所望の視野（初期視野）で観察や分析を行うことができる。

【0120】

荷電粒子線装置１１００では、画像解析部７０は、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させる前に取得された第１画像、および制御部６０が試料ホルダー２０を振動させた後に取得された第２画像に基づいて、試料ホルダー２０の位置ずれの情報を取得し、制御部６０は、画像解析部７０で取得された試料ホルダー２０の位置ずれの情報に基づいて、駆動部４０，５０を制御して、試料ホルダー２０を、第１画像が取得された位置に移動させる。そのため、荷電粒子線装置１１００では、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させても、試料ホルダー２０の位置を振動させる前の位置に正確に戻すことができる。したがって、荷電粒子線装置１１００では、例えば、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させても、観察視野を、試料ホルダー２０を振動させる前の視野（初期視野）に正確に戻すことができる。

【0121】

（２）第２変形例
次に、第２変形例に係る荷電粒子線装置について、図面を参照しながら説明する。図６は、第２変形例に係る荷電粒子線装置１２００を模式的に示す図である。なお、図６では、便宜上、位置決め装置１００を簡略化して図示している。

【0122】

荷電粒子線装置１２００は、図６に示すように、ビームブランキング部１０３を含む。

【0123】

ビームブランキング部１０３は、偏向器１０３ａと、絞り１０３ｂと、を含んで構成されている。偏向器１０３ａおよび絞り１０３ｂは、図示の例では、電子線源１０２と集束レンズ１０４との間に配置されている。偏向器１０３ａは、電子線ＥＢを偏向させる。偏向器１０３ａは、磁場を発生させて電子線ＥＢを偏向させる偏向コイルであってもよいし、電場を発生させて電子線ＥＢを偏向させる静電偏向板であってもよい。偏向器１０３ａで偏向された電子線ＥＢは、絞り１０３ｂによって遮断される。これにより、絞り１０３ｂより後段（下流側）には、電子線ＥＢが進行しない。

【0124】

ビームブランキング部１０３は、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させている間に、電子線源１０２から放出された電子線ＥＢを遮断する。ビームブランキング部１０３は、例えば、制御部６０が試料ホルダー２０の振動させる制御を開始してから、試料ホルダー２０を振動させる処理を終了するまでの間、電子線ＥＢを遮断する。

【0125】

制御部６０は、例えば、駆動部４０，５０を制御して、試料ホルダー２０を振動させる
制御を開始する際に、偏向器１０３ａを動作させるためのブランキング信号を出力する。偏向器１０３ａは、このブランキング信号を受けて、電子線ＥＢを偏向させて電子線ＥＢを遮断する。また、制御部６０は、駆動部４０，５０を制御して、試料ホルダー２０を振動させる制御を終了する際に、ブランキング解除信号を出力する。偏向器１０３ａは、このブランキング解除信号を受けて、電子線ＥＢの偏向を中止し、電子線ＥＢは、絞り１０３ｂを通過する。

【0126】

荷電粒子線装置１１００では、ビームブランキング部１０３が、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させている間に電子線源１０２から放出された電子線ＥＢを遮断する。これにより、例えば、電子線ＥＢが照射されることによる試料Ｓに加わるダメージを低減させることができる。

【0127】

（３）第３変形例
次に、第３変形例に係る荷電粒子線装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、第３変形例に係る荷電粒子線装置１３００を模式的に示す図である。なお、図７では、便宜上、位置決め装置１００を簡略化して図示している。

【0128】

荷電粒子線装置１３００は、図７に示すように、試料ホルダー２０が試料室１に導入されたことを検出する物体検出部７２を含む。

【0129】

物体検出部７２は、例えば、試料ホルダー２０の位置を検出するためのセンサー（図示せず）を含んで構成され、当該センサーを用いて試料ホルダー２０（試料保持部２２）が試料室１に導入されたことを検出する。センサーは、例えば、試料室１や支持部１０の孔１２（図２参照）に配置される。物体検出部７２は、試料ホルダー２０が試料室１に導入されたことを検出すると、制御部６０が試料ホルダー２０を振動させる制御を開始するための開始信号を出力する。

【0130】

制御部６０は、物体検出部７２によって試料ホルダー２０が試料室１に導入されたことが検出された場合に、駆動部４０，５０を制御して、試料ホルダー２０を振動させる制御を開始する。具体的には、制御部６０は、物体検出部７２から出力された開始信号を受けて、試料ホルダー２０を振動させる制御を開始する。

【0131】

また、制御部６０は、例えば、試料ホルダー２０が試料室１に導入されてから、電子線源１０２から電子線ＥＢが試料Ｓに照射されるまでの間に、試料ホルダー２０を振動させる制御を終了させる。これにより、試料ホルダー２０のドリフトを、効率よく抑制することができる。

【0132】

荷電粒子線装置１３００では、物体検出部７２は、試料ホルダー２０が試料室１に導入されたことを検出し、物体検出部７２によって試料ホルダー２０が試料室１に導入されたことが検出された場合に、制御部６０は、駆動部４０，５０を制御して、振幅が時間の経過とともに小さくなるように試料ホルダー２０を振動させる。そのため、試料ホルダー２０を試料室１に導入する際に生じる応力を解放（除去）することができる。したがって、荷電粒子線装置１３００によれば、試料ホルダー２０のドリフトを抑制することができる。

【0133】

（４）第４変形例
次に、第４変形例に係る荷電粒子線装置について説明する。上述した荷電粒子線装置１０００の例では、制御部６０において、初期振幅Ａ（図３参照）は、駆動部４０，５０が試料ホルダー２０を移動させることにより導入される最大応力に設定されていた。

【0134】

これに対して、本変形例では、初期振幅Ａは、試料ホルダー２０が試料室１に導入されてから制御部６０が試料ホルダー２０を振動させる制御を開始するまでの試料ホルダー２０の移動量に応じて設定される。例えば、制御部６０は、図３に示す視野探しにおいて試料ホルダー（試料Ｓ）が移動した距離をモニターし、当該距離に応じて、初期振幅Ａを決定する。

【0135】

本変形例によれば、制御部６０は、試料ホルダー２０の移動距離に応じて振動の振幅の大きさを決定するため、導入された応力に応じて初期振幅Ａを設定することができ、効率よく試料ホルダー２０のドリフトを抑制することができる。例えば、本変形例によれば、導入された応力が小さい場合、初期振幅Ａが前記最大応力に設定されている場合と比べて、初期振幅Ａを小さくすることができ、短い時間で試料ホルダー２０のドリフトを抑制することができる。

【0136】

２． 第２実施形態
次に、第２実施形態に係る荷電粒子線装置について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した荷電粒子線装置１０００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

【0137】

図８は、第２実施形態に係る荷電粒子線装置２０００の要部を模式的に示す図である。なお、図８は、図２に対応している。以下、第２実施形態に係る荷電粒子線装置２０００において、上述した第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0138】

第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００の例では、図２に示すように、Ｘ駆動部４０は、Ｘモーター４４の回転によってＸ送りねじ４８を移動させ、このＸ送りねじ４８の移動によってレバー４２が軸４３を回転中心として回転し、試料ホルダー２０を移動させていた。

【0139】

これに対して、第２実施形態に係る荷電粒子線装置２０００では、図８に示すように、Ｘ駆動部２４０は、Ｘモーター２４４の回転によってＸ送りねじ２４８を移動させ、このＸ送りねじ２４８の移動によって位置決め用スライダー２４２を直線的に移動させ、試料ホルダー２０を移動させる。

【0140】

Ｘ駆動部２４０は、試料ホルダー２０をＸ軸方向（Ｘ軸に沿って）に移動させる。Ｘ駆動部２４０は、位置決め用スライダー２４２と、Ｘモーター２４４と、平歯車対２４６と、Ｘ送りねじ２４８と、を含んで構成されている。

【0141】

荷電粒子線装置２０００では、壁部２には、Ｘ駆動部支持用ブロック２４１が挿入されている。Ｘ駆動部支持用ブロック２４１には、Ｘ軸と平行なスライダー収容孔２４１ａが設けられている。スライダー収容孔２４１ａには、位置決め用スライダー２４２がＸ軸方向に移動可能に収容されている。スライダー収容孔２４１ａの端（大気側の端）には、ネジ孔２４１ｂが設けられている。ネジ孔２４１ｂには、Ｘ送りねじ２４８が螺合し、Ｘ送りねじ２４８は、ネジ孔２４１ｂを貫通している。

【0142】

Ｘ送りねじ２４８の一方（＋Ｘ軸方向側）の端部は、位置決め用スライダー２４２に当接している。また、Ｘ送りねじ２４８の他方（−Ｘ軸方向側）の端部には、平歯車対２４６を構成する一方の歯車が固着されている。平歯車対２４６を構成する他方の歯車は、Ｘモーター２４４の軸に固着されている。したがって、Ｘモーター２４４を回転させると、平歯車対２４６を介して、Ｘ送りねじ２４８がＸ軸方向に直線的に移動する。このＸ送りねじ２４８の移動により、位置決め用スライダー２４２がＸ軸方向に移動する。試料ホル
ダー２０は、位置決め用スライダー２４２の移動に伴って、Ｘ軸方向に移動する。

【0143】

位置決め用スライダー２４２は、試料ホルダー２０が大気圧で引き込まれることを防止しつつ、試料ホルダー２０をＸ軸方向に支持している。位置決め用スライダー２４２の＋Ｘ軸方向側の端部は、すり鉢状の凹部が設けられている。試料ホルダー２０の先端部には、球状部（例えばルビーの球）が設けられており、当該球状部が位置決め用スライダー２４２の凹部に当接している。位置決め用スライダー２４２には、Ｏリング２４３が装着されている。Ｏリング２４３は、Ｘ駆動部支持用ブロック２４１の内面と接して、Ｘ駆動部支持用ブロック２４１と位置決め用スライダー２４２との間を気密に封止している。

【0144】

第２実施形態に係る荷電粒子線装置２０００によれば、第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００と同様の作用効果を奏することができる。また、上述した第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００における変形例は、第２実施形態に係る荷電粒子線装置２０００においても同様に適用される。

【0145】

３． 第３実施形態
次に、第３実施形態に係る荷電粒子線装置について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した荷電粒子線装置１０００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

【0146】

図９は、第３実施形態に係る荷電粒子線装置３０００の要部を模式的に示す図である。なお、図９は、図２に対応している。また、図９では、便宜上、試料ホルダー２０およびＸ駆動部３４０以外の部材の図示を省略している。以下、第３実施形態に係る荷電粒子線装置３０００において、上述した第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0147】

第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００の例では、図２に示すように、Ｘ駆動部４０は、Ｘモーター４４の回転によってＸ送りねじ４８を移動させ、このＸ送りねじ４８の移動によってレバー４２が軸４３を回転中心として回転し、試料ホルダー２０を移動させていた。

【0148】

これに対して、第３実施形態に係る荷電粒子線装置３０００では、図９に示すように、Ｘ駆動部３４０は、Ｘモーター３４４の回転によってＸ送りねじ３４８を移動させ、このＸ送りねじ３４８の移動によってレバー３４２が軸３４３を回転中心として回転し、レバー３４２に当接した試料ホルダー２０に設けられた突出部２６を介して、試料ホルダー２０を移動させる。

【0149】

試料ホルダー２０には、試料ホルダー２０の長手方向（軸の方向）と直交する方向に突出した突出部２６が設けられている。突出部２６は、試料ホルダーを支持部（図示せず）の孔に挿入したときに、レバー３４２に当接する。図示の例では、突出部２６は、試料ホルダー２０の長手方向（Ｘ軸方向）において、幅広部２４側（大気側）に設けられている。すなわち、試料ホルダー２０の長手方向において、突出部２６と幅広部２４との間の距離は、突出部２６と試料保持部２２との間の距離よりも小さい。

【0150】

Ｘ駆動部３４０は、試料ホルダー２０をＸ軸方向（Ｘ軸に沿って）に移動させる。Ｘ駆動部３４０は、図９に示すように、レバー３４２と、Ｘモーター３４４と、平歯車対３４６と、Ｘ送りねじ３４８と、を含んで構成されている。

【0151】

レバー３４２は、試料ホルダー２０が大気圧で引き込まれることを防止しつつ、試料ホルダー２０をＸ軸方向に支持する。レバー３４２は、軸３４３を回転中心とするてこ式の
レバーである。レバー３４２の一方の端部には、試料ホルダー２０の突出部２６が当接している。レバー４２の他方の端部には、Ｘ送りねじ４８が当接している。

【0152】

Ｘ送りねじ３４８は、Ｘモーター３４４の回転によって、Ｘ軸方向に直線的に移動する。このＸ送りねじ３４８の移動により、レバー３４２は、軸３４３を回転中心として回転し、試料ホルダー２０をＸ軸方向に直線的に移動させる。平歯車対３４６は、Ｘモーター３４４の回転をＸ送りねじ３４８に伝達する。

【0153】

荷電粒子線装置３０００では、例えば、保持部材４（図２参照）に、Ｘ駆動部支持用ブロック３４１が設けられている。Ｘモーター３４４は、Ｘ駆動部支持用ブロック３４１によって支持されている。また、Ｘ駆動部支持用ブロック３４１には、ネジ孔３４１ｂが設けられている。ネジ孔３４１ｂには、Ｘ送りねじ３４８が螺合し、Ｘ送りねじ３４８は、ネジ孔３４１ｂを貫通している。

【0154】

第３実施形態に係る荷電粒子線装置３０００によれば、第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００と同様の作用効果を奏することができる。また、上述した第１実施形態に係る荷電粒子線装置１０００における変形例は、第３実施形態に係る荷電粒子線装置３０００においても同様に適用される。

【0155】

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

【0156】

例えば、上述した実施形態および変形例では、荷電粒子線装置が透過電子顕微鏡である例について説明したが、本発明に係る荷電粒子線装置は、例えば、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ）等であってもよい。また、本発明に係る荷電粒子線装置において、荷電粒子線は電子線に限定されず、例えばイオンビームであってもよい。

【0157】

また、例えば、上述した実施形態および変形例では、物体が試料ホルダーである例について説明したが、物体はこれに限定されない。例えば、物体は、コンデンサー絞り、対物絞り、制限視野絞り等として用いられる可動絞り等であってもよい。また、例えば、物体は、真空外（鏡筒の外）から位置の調整が可能な位相板（位相差像を得るために電子波の位相に変化を与える板）等であってもよい。また、例えば、物体は、電子線バイプリズムワイヤーであってもよい。

【0158】

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

【0159】

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0160】

１…試料室、２…壁部、４…保持部材、６…球面軸受部、１０…支持部（シフター）、１２…孔、１４…ベアリング、１６…球面部、１９…Ｏリング、２０…試料ホルダー、２２…試料保持部、２４…幅広部、２６…突出部、３０…Ｏリング、４０…Ｘ駆動部、４１…Ｘ駆動部支持用ブロック、４１ｂ…ネジ孔、４２…レバー、４２ａ…ベアリング、４３…
軸、４４…Ｘモーター、４６…平歯車対、４８…Ｘ送りねじ、４９…ベローズ、５０…Ｙ駆動部、５４…Ｙモーター、５６…平歯車対、５８…Ｙ送りねじ、５９…戻しばね、６０…制御部、７０…画像解析部、７２…物体検出部、１００…位置決め装置、１０２…電子線源、１０３…ビームブランキング部、１０３ａ…偏向器、１０３ｂ…絞り、１０４…集束レンズ、１０６…対物レンズ、１０８…中間レンズ、１１０…投影レンズ、１１２…撮像部、１１４…除振機、１１６…架台、２４０…Ｘ駆動部、２４１…Ｘ駆動部支持用ブロック、２４１ａ…スライダー収容孔、２４１ｂ…ネジ孔、２４２…位置決め用スライダー、２４３…Ｏリング、２４４…Ｘモーター、２４６…平歯車対、２４８…Ｘ送りねじ、３４０…Ｘ駆動部、３４１…Ｘ駆動部支持用ブロック、３４１ｂ…ネジ孔、３４２…レバー、３４３…軸、３４４…Ｘモーター、３４６…平歯車対、３４８…Ｘ送りねじ、１０００，１１００，１２００，１３００，２０００，３０００…荷電粒子線装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】