特許 6774761 試料ホルダー

(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】6774761

(24)【登録日】2020年10月7日

(45)【発行日】2020年10月28日

(54)【発明の名称】試料ホルダー

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20201019BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/20 A

   H01J37/20 E

   H01J37/20 F

【請求項の数】7

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-20580(P2016-20580)

(22)【出願日】2016年2月5日

(65)【公開番号】特開2017-139175(P2017-139175A)

(43)【公開日】2017年8月10日

【審査請求日】2018年11月29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】鈴木 俊明

(72)【発明者】

【氏名】中▲島▼ 香織

【審査官】 大門 清

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１９２１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０５５５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１６２７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２２８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１９９７３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭６０−１５８６５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０５−０６９６６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−２４４７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１４２１７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０４３１９２２０（ＣＮ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１４−０００２８３１（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３７／２０

Ｇ０１Ｎ ２３／２２０４

Ｇ０１Ｑ ３０／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子線装置用の試料ホルダーであって、
試料または前記試料が載置される試料台に電流を流すための第１電極および第２電極と、
前記試料または前記試料台が前記第１電極と前記第２電極との間で固定されるように、前記第２電極を前記第１電極に向けて押圧する押圧部と、
前記試料または前記試料台を加熱するための第１ヒーターおよび第２ヒーターと、
を含み、
前記第１ヒーターは、前記第１電極に機械的に接続され、
前記第２ヒーターは、前記第２電極に機械的に接続されている、試料ホルダー。

【請求項2】

荷電粒子線装置用の試料ホルダーであって、
試料または前記試料が載置される試料台に電流を流すための第１電極および第２電極と、
前記試料または前記試料台が前記第１電極と前記第２電極との間で固定されるように、前記第２電極を前記第１電極に向けて押圧する押圧部と、
前記試料または前記試料台を加熱するための第１ヒーターおよび第２ヒーターと、
を含み、
前記第１電極および前記第２電極は、第１方向において、前記試料または前記試料台を挟むように設けられ、
前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターは、前記第１方向とは異なる第２方向において、前記試料または前記試料台を挟むように設けられている、試料ホルダー。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記第１ヒーターと前記第２ヒーターとは、独立して動作可能に構成されている、試料ホルダー。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記押圧部が前記第２電極を押圧する力を測定するためのセンサーを含む、試料ホルダ
ー。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１項において、
基台を含み、
前記押圧部は、雄ネジ部を有し、
前記基台には、前記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が設けられ、
前記押圧部は、前記雄ネジ部が前記雌ネジ部にねじ込まれることにより、前記第２電極を押圧する、試料ホルダー。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記試料または前記試料台に電流を流すための第３電極を、さらに含む、試料ホルダー。

【請求項7】

荷電粒子線装置用の試料ホルダーであって、
試料または前記試料が載置される試料台を加熱するための第１ヒーターおよび第２ヒーターと、
前記試料または前記試料台が前記第１ヒーターと前記第２ヒーターとの間で固定されるように、前記第２ヒーターを前記第１ヒーターに向けて押圧する押圧部と、
を含む、試料ホルダー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試料ホルダーに関する。

【背景技術】

【0002】

走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）では、試料を加熱することができる試料ホルダーを用いることで、試料を加熱しながら、その場観察を行うことができる。試料の加熱を行いながらその場観察を行うことにより、試料の溶融や合金化の現象をミクロレベルで可視化することができる。

【0003】

例えば、特許文献１には、試料を加熱するためのヒーターを備えた試料ホルダーが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−４９９６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の試料ホルダーでは、試料は押さえ金具により固定されている。しかしながら、この押さえ金具では、歪んだ形状の試料を保持することは困難である。また、この押さえ金具では、独立した複数の部材を接触させた状態で保持しつつ、その接触界面を観察することは困難である。

【0006】

走査電子顕微鏡では、試料ステージが試料ホルダーを移動させたり、傾斜させたりするため、試料ホルダーは試料を確実に保持しなければならない。

【0007】

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、試料を加熱することができ、かつ、様々な形状の試料を保持することができる試料ホルダーを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る試料ホルダーは、
荷電粒子線装置用の試料ホルダーであって、
試料または前記試料が載置される試料台に電流を流すための第１電極および第２電極と、
前記試料または前記試料台が前記第１電極と前記第２電極との間で固定されるように、前記第２電極を前記第１電極に向けて押圧する押圧部と、
前記試料または前記試料台を加熱するための第１ヒーターおよび第２ヒーターと、
を含み、
前記第１ヒーターは、前記第１電極に機械的に接続され、
前記第２ヒーターは、前記第２電極に機械的に接続されている。

【0009】

このような試料ホルダーでは、押圧部が第１電極と第２電極との間で試料または試料台が固定されるように第２電極を第１電極に向けて押圧するため、様々な形状の試料または試料台を保持することができる。さらに、このような試料ホルダーでは、第１電極および第２電極を試料または試料台に密着させることができるため、効率よく試料または試料台を通電加熱することができる。また、このような試料ホルダーでは、第１電極および第２電極による通電加熱に加えて、第１ヒーターおよび第２ヒーターによっても試料または試料台を加熱することができる。また、このような試料ホルダーでは、第１ヒーターが第１電極を介して試料または試料台を加熱することができ、第２ヒーターが第２電極を介して試料または試料台を加熱することができる。

【0010】

（２）本発明に係る試料ホルダーは、
荷電粒子線装置用の試料ホルダーであって、
試料または前記試料が載置される試料台に電流を流すための第１電極および第２電極と、
前記試料または前記試料台が前記第１電極と前記第２電極との間で固定されるように、前記第２電極を前記第１電極に向けて押圧する押圧部と、
前記試料または前記試料台を加熱するための第１ヒーターおよび第２ヒーターと、
を含み、
前記第１電極および前記第２電極は、第１方向において、前記試料または前記試料台を挟むように設けられ、
前記第１ヒーターおよび前記第２ヒーターは、前記第１方向とは異なる第２方向において、前記試料または前記試料台を挟むように設けられている。

【0011】

このような試料ホルダーでは、押圧部が第１電極と第２電極との間で試料または試料台が固定されるように第２電極を第１電極に向けて押圧するため、様々な形状の試料または試料台を保持することができる。さらに、このような試料ホルダーでは、第１電極および第２電極を試料または試料台に密着させることができるため、効率よく試料または試料台を通電加熱することができる。また、このような試料ホルダーでは、第１電極および第２電極による通電加熱に加えて、第１ヒーターおよび第２ヒーターによっても試料または試料台を加熱することができる。また、このような試料ホルダーでは、第１ヒーターおよび第２ヒーターで発生した熱を、試料または試料台に電流を流すための電極を介さずに、試料または試料台に伝えることができる。

【0012】

（３）本発明に係る試料ホルダーにおいて、
前記第１ヒーターと前記第２ヒーターとは、独立して動作可能に構成されていてもよい。

【0013】

このような試料ホルダーでは、試料または試料台を第１ヒーターおよび第２ヒーターのいずれかで加熱することもできるし、試料または試料台を第１ヒーターおよび第２ヒーターの両方で加熱することもできる。

【0018】

（４）本発明に係る試料ホルダーにおいて、
前記押圧部が前記第２電極を押圧する力を測定するためのセンサーを含んでいてもよい。

【0019】

このような試料ホルダーでは、試料または試料台に加わる力の大きさの情報を得ることができる。

【0020】

（５）本発明に係る試料ホルダーにおいて、
基台を含み、
前記押圧部は、雄ネジ部を有し、
前記基台には、前記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が設けられ、
前記押圧部は、前記雄ネジ部が前記雌ネジ部にねじ込まれることにより、前記第２電極を押圧してもよい。

【0021】

このような試料ホルダーでは、雄ネジ部のねじ込みの程度に応じて、第２電極を試料に押し当てる力を調整することができる。したがって、このような試料ホルダーでは、様々な形状の試料を保持することができる。

【0022】

（６）本発明に係る試料ホルダーにおいて、
前記試料または前記試料台に電流を流すための第３電極を、さらに含んでもよい。

【0023】

このような試料ホルダーでは、より確実に試料を通電加熱することができる。

【0024】

（７）本発明に係る試料ホルダーは、
荷電粒子線装置用の試料ホルダーであって、
試料または前記試料が載置される試料台を加熱するための第１ヒーターおよび第２ヒーターと、
前記試料または前記試料台が前記第１ヒーターと前記第２ヒーターとの間で固定されるように、前記第２ヒーターを前記第１ヒーターに向けて押圧する押圧部と、
を含む。

【0025】

このような試料ホルダーでは、押圧部が第１ヒーターと第２ヒーターとの間で試料または試料台が固定されるように第２ヒーターを第１ヒーターに向けて押圧するため、様々な形状の試料または試料台を保持することができる。さらに、このような試料ホルダーでは、第１ヒーターおよび第２ヒーターを試料または試料台に密着させることができるため、効率よく試料または試料台を加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態に係る試料ホルダーが走査電子顕微鏡に装着された状態を模式的に示す図。

【図2】第１実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図3】第１実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す平面図。

【図4】試料ホルダーが試料を加熱するときの動作を説明するための図。

【図5】試料ホルダーが試料を加熱するときの動作を説明するための図。

【図6】試料ホルダーが試料を加熱するときの動作を説明するための図。

【図7】試料ホルダーが試料を加熱するときの動作を説明するための図。

【図8】試料ホルダーが独立した２つの板状部材を接触させた状態で保持している様子を模式的に示す図。

【図9】試料ホルダーが球形の試料を保持している様子を模式的に示す図。

【図10】試料ホルダーが試料台を保持している様子を模式的に示す図。

【図11】第１実施形態の変形例に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図12】第２実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図13】第２実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す平面図。

【図14】第３実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図15】第３実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す平面図。

【図16】第４実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す平面図。

【図17】第４実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図18】第４実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図19】第５実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

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。

【0028】

以下では、本発明に係る試料ホルダーが用いられる荷電粒子線装置として、試料に電子線を照射して試料の観察を行う走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を例に挙げて説明するが、本発明に係る試料ホルダーが用いられる荷電粒子線装置は例えば電子線以外の荷電粒子線（イオン等）を照射して試料の観察や試料の加工を行う装置であってもよい。例えば、本発明
に係る試料ホルダーが用いられる荷電粒子線装置は、集束イオンビーム加工観察装置（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｙｓｔｅｍ、ＦＩＢ装置）であってもよい。

【0029】

１． 第１実施形態
１．１． 試料ホルダー
まず、第１実施形態に係る試料ホルダーについて図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る試料ホルダー１００が走査電子顕微鏡１に装着された状態を模式的に示す図である。

【0030】

試料ホルダー１００は、走査電子顕微鏡用の試料ホルダーである。試料ホルダー１００は、図１に示すように、走査電子顕微鏡１のチャンバー（試料室）２内に設けられた試料ステージ４に装着される。試料ホルダー１００は、試料ステージ４に対して着脱可能に構成されている。試料ステージ４は、試料ホルダー１００を移動させたり、回転させたりすることができる。試料ステージ４は、さらに、試料ホルダー１００を傾斜させることもできる。

【0031】

走査電子顕微鏡１では、試料ホルダー１００が保持している試料Ｓに対してカラム６に収容された電子光学系から電子線ＥＢ（荷電粒子線の一例）を照射し、試料Ｓから放出された二次電子を検出器（図示せず）で検出して、ＳＥＭ像を取得する。

【0032】

図２は、第１実施形態に係る試料ホルダー１００を模式的に示す断面図である。図３は、第１実施形態に係る試料ホルダー１００を模式的に示す平面図である。なお、図２は、図３のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２および図３では、試料ホルダー１００が試料Ｓを保持している状態を図示している。

【0033】

試料ホルダー１００は、図２および図３に示すように、基台１０と、取付け台２０と、第１電極３０と、第２電極３２と、第１ヒーター４０と、第２ヒーター４２と、試料固定ネジ（押圧部の一例）５０と、を含む。なお、図３では、便宜上、電極３０，３２、ヒーター４０，４２、および試料固定ネジ５０以外の部材の図示を省略している。

【0034】

基台１０は、例えば、導電性の材料で構成されている。基台１０は、走査電子顕微鏡１に装着されたときに接地される。これにより、電子線ＥＢの照射による基台１０のチャージアップ（帯電）を防止することができる。

【0035】

取付け台２０は、走査電子顕微鏡１の試料ステージ４に着脱可能に装着される。取付け台２０は、基台１０に絶縁部材１２を介して接続されている。絶縁部材１２は、取付け台２０と基台１０とを電気的に絶縁するとともに、熱的に絶縁する。

【0036】

第１電極３０および第２電極３２は、試料Ｓに電流を流すための電極である。第１電極３０および第２電極３２は、電源３４およびスイッチ３６に接続されている。スイッチ３６によって、試料Ｓに流す電流のオン、オフを切り替えることができる。第１電極３０および第２電極３２によって試料Ｓに電流を流すことにより、試料Ｓを加熱（通電加熱）することができる。

【0037】

試料ホルダー１００には、電子線ＥＢの照射により第１電極３０および第２電極３２がチャージアップすることを防ぐために、第１電極３０および第２電極３２に溜まった電荷を逃がすための経路が設けられている。

【0038】

第１電極３０および第２電極３２は、試料Ｓを挟んで固定する。図示の例では、第１電極３０および第２電極３２は平板状であり、互いに対向する第１電極３０の表面と第２電
極３２の表面との間で試料Ｓが固定されている。試料ホルダー１００では、試料Ｓは第１電極３０および第２電極３２のみと接している。すなわち、試料Ｓは、第１電極３０および第２電極３２のみで固定されている。

【0039】

第１電極３０および第２電極３２は、試料ホルダー１００が試料ステージ４に装着されたときに、試料Ｓに照射される電子線ＥＢを遮らないように配置されている。例えば、第１電極３０および第２電極３２は、図３に示すように、第１方向Ａにおいて、試料Ｓを挟むように設けられている。第１方向Ａは、図１に示すように、試料ホルダー１００が走査電子顕微鏡１に装着された場合に、試料Ｓに照射される電子線の照射方向に対して交差する方向（図示の例では垂直）である。そのため、第１電極３０および第２電極３２は、試料Ｓに照射される電子線ＥＢを遮らない。

【0040】

第１電極３０および第２電極３２の材質は、タングステンやタンタルなどの高融点金属であることが望ましい。これにより、試料Ｓを加熱する際に第１電極３０および第２電極３２が壊れることを防ぐことができる。

【0041】

第１ヒーター４０および第２ヒーター４２は、試料Ｓを加熱するためのヒーターである。第１ヒーター４０および第２ヒーター４２は、例えば、セラミックヒーターである。

【0042】

第１ヒーター４０は、絶縁部材１４を介して、基台１０に固定されている。絶縁部材１４は、第１ヒーター４０と基台１０とを電気的に絶縁するとともに、熱的に絶縁する。

【0043】

第１ヒーター４０は、第１電極３０に接続されている。すなわち、第１ヒーター４０は、第１電極３０を介して、試料Ｓを加熱する。第１ヒーター４０は、試料Ｓに接していなくてもよい。第１ヒーター４０と第１電極３０とは、例えば、一体に構成されている。

【0044】

第２ヒーター４２は、試料固定ネジ５０に接続されており、基台１０に固定されていない。そのため、試料ホルダー１００では、試料固定ネジ５０のねじ込みの程度に応じて、第２ヒーター４２（および第２電極３２）を移動させることができる。

【0045】

第２ヒーター４２は、第２電極３２に接続されている。すなわち、第２電極３２を介して、試料Ｓを加熱する。第２ヒーター４２は、試料Ｓに接していなくてもよい。第２ヒーター４２と第２電極３２とは、例えば、一体に構成されている。

【0046】

第１ヒーター４０は、電源４４ａおよびスイッチ４６ａに接続されている。第２ヒーター４２は、電源４４ｂおよびスイッチ４６ｂに接続されている。このように第１ヒーター４０および第２ヒーター４２は、それぞれ独立した電源およびスイッチに接続されている。すなわち、試料ホルダー１００では、第１ヒーター４０および第２ヒーター４２は、独立して動作可能に構成されている。

【0047】

第１ヒーター４０および第２ヒーター４２は、ヒーター保護板４８で覆われている。ヒーター保護板４８は、ヒーター４０，４２を保護するとともに、ヒーター４０，４２から放出される熱電子が検出器で検出されることを防ぐために設けられている。ヒーター保護板４８を設けることにより、ヒーター４０，４２から放出された熱電子に起因するＳＥＭ像のノイズを低減することができる。ヒーター保護板４８の材質は、例えば、金属である。

【0048】

試料固定ネジ５０は、試料Ｓを固定するためのネジである。試料固定ネジ５０は、試料Ｓが第１電極３０と第２電極３２との間で固定されるように、第２電極３２を第１電極３０に向けて押圧する。

【0049】

具体的には、試料固定ネジ５０は、基台１０に形成された貫通孔の内面に形成された雌ネジ部１６に螺合される雄ネジ部５２を有しており、雄ネジ部５２が雌ネジ部１６にねじ込まれることにより、第２電極３２（第２ヒーター４２）を第１電極３０に向けて押圧する。第１電極３０は、基台１０に固定された第１ヒーター４０に固定されているため、試料固定ネジ５０が第２電極３２を第１電極３０に向けて押圧することにより、試料Ｓは第１電極３０と第２電極３２との間に挟まれて固定される。

【0050】

また、試料固定ネジ５０は、ねじ込みの程度に応じて、第２電極３２を第１方向Ａに移動させることができる。そのため、試料固定ネジ５０によって、第１電極３０と第２電極３２との間の距離を調整できる。したがって、試料ホルダー１００では、様々な大きさの試料Ｓを保持することができる。

【0051】

試料固定ネジ５０は、図示の例では、第２ヒーター４２に接続されている。そのため、試料固定ネジ５０は、第２ヒーター４２を介して第２電極３２を押圧して、試料Ｓを固定する。

【0052】

試料固定ネジ５０は、複数設けられている。図示の例では、試料固定ネジ５０は、４つ設けられている。複数の試料固定ネジ５０によって第２電極３２を押圧することにより、試料Ｓをより確実に固定することができる。

【0053】

１．２． 試料ホルダーの動作
（１）試料の加熱
次に、試料ホルダー１００が試料Ｓを加熱するときの動作について説明する。図４〜図７は、試料ホルダー１００が試料Ｓを加熱するときの動作を説明するための図である。

【0054】

試料ホルダー１００では、図４に示すように、スイッチ３６をＯＮにすることにより、第１電極３０および第２電極３２によって試料Ｓに電流を流すことができる。これにより、試料Ｓを通電加熱することができる。

【0055】

また、試料ホルダー１００では、図５に示すように、スイッチ４６ａおよびスイッチ４６ｂをＯＮにすることにより、第１ヒーター４０および第２ヒーター４２を動作させることができる。これにより、試料Ｓを第１電極３０側および第２電極３２側の両方から加熱することができる。なお、このとき、スイッチ３６をＯＮにすることにより、第１ヒーター４０および第２ヒーター４２によって試料Ｓを加熱しつつ、第１電極３０および第２電極３２によって試料Ｓを通電加熱することができる。

【0056】

また、試料ホルダー１００では、図６に示すように、スイッチ４６ａをＯＮとし、かつ、スイッチ４６ｂをＯＦＦとすることにより、第１ヒーター４０を動作させつつ、第２ヒーター４２を動作させないことができる。これにより、試料Ｓを第１電極３０側からのみ加熱することができる。なお、このとき、スイッチ３６をＯＮにすることにより、第１ヒーター４０によって試料Ｓを加熱しつつ、第１電極３０および第２電極３２によって試料Ｓを通電加熱することができる。

【0057】

また、試料ホルダー１００では、図７に示すように、スイッチ４６ａをＯＦＦとし、かつ、スイッチ４６ｂをＯＮとすることにより、第２ヒーター４２を動作させつつ、第１ヒーター４０を動作させないことができる。これにより、試料Ｓを第２電極３２側からのみ加熱することができる。なお、このとき、スイッチ３６をＯＮにすることにより、第２ヒーター４２によって試料Ｓを加熱しつつ、第１電極３０および第２電極３２によって試料Ｓを通電加熱することができる。

【0058】

（２）試料の保持
次に、試料ホルダー１００が試料Ｓを保持するときの動作について説明する。

【0059】

図８は、試料ホルダー１００が独立した２つの板状部材Ｓ１，Ｓ２を接触させた状態で保持している様子を模式的に示す図である。

【0060】

試料ホルダー１００では、図８に示すように、試料が独立した２つの板状部材Ｓ１，Ｓ２からなる場合であっても、２つの板状部材Ｓ１，Ｓ２が接触した状態を保ちつつ、その接触界面Ｓ３を観察できるように板状部材Ｓ１，Ｓ２を保持することができる。そのため、試料ホルダー１００を用いることにより、走査電子顕微鏡１において、例えば低融点金属同士の接合過程のその場観察を行うことができる。

【0061】

図９は、試料ホルダー１００が球形の試料Ｓを保持している様子を模式的に示す図である。

【0062】

試料ホルダー１００では、図９に示すように、試料Ｓが球形であっても、試料Ｓを保持することができる。なお、試料ホルダー１００では、試料Ｓの形状が球形の場合に限定されず、様々な形状を有する試料Ｓを保持することができる。

【0063】

図１０は、試料ホルダー１００が、試料台Ｓ４を保持している様子を模式的に示す図である。

【0064】

図１０に示すように、試料ホルダー１００では、試料台Ｓ４を保持することができる。具体的には、試料ホルダー１００では、試料Ｓを保持する場合と同様に、試料固定ネジ５０によって、試料台Ｓ４が第１電極３０と第２電極３２との間で固定されるように、第２電極３２を第１電極３０に向けて押圧することで試料台Ｓ４を保持することができる。

【0065】

試料ホルダー１００では、試料台Ｓ４を保持することができるため、例えば、試料Ｓが微細であった場合（例えば試料Ｓが粉体であった場合）に、試料Ｓを試料台Ｓ４に載置することで、試料Ｓを走査電子顕微鏡１に導入することができる。試料台Ｓ４の材質は、耐熱性を有し、かつ、導電性を有する材料であることが望ましい。これにより、試料ホルダー１００において、試料台Ｓ４に載置された試料Ｓを加熱することができる。

【0066】

試料ホルダー１００は、例えば、以下の特徴を有する。

【0067】

試料ホルダー１００では、試料固定ネジ５０が、試料Ｓが第１電極３０と第２電極３２との間で固定されるように、第２電極３２を第１電極３０に向けて押圧する。そのため、試料ホルダー１００では、様々な形状の試料Ｓを保持することができる。さらに、試料ホルダー１００では、第１電極３０および第２電極３２を試料Ｓに密着させることができるため、効率よく試料Ｓを通電加熱することができる。

【0068】

さらに、試料ホルダー１００では、試料固定ネジ５０のねじ込みの程度に応じて、第１電極３０と第２電極３２との間の距離を調整できるため、様々な大きさの試料Ｓを保持することができる。したがって、試料ホルダー１００では、コネクタ接点や、ヒューズなど数センチ程度の大きさの試料を、確実に保持することができる。

【0069】

試料ホルダー１００では、第１電極３０に接続されている第１ヒーター４０と、第２電極３２に接続されている第２ヒーター４２と、を含む。そのため、試料ホルダー１００では、第１電極３０および第２電極３２による通電加熱に加えて、第１ヒーター４０および
第２ヒーター４２によっても試料Ｓを加熱することができる。また、試料ホルダー１００では、第１ヒーター４０は第１電極３０を介して試料Ｓを加熱することができ、第２ヒーター４２は第２電極３２を介して試料Ｓを加熱することができる。

【0070】

試料ホルダー１００では、第１ヒーター４０と第２ヒーター４２とは、独立して動作可能に構成されている。そのため、試料ホルダー１００では、試料Ｓを第１ヒーター４０および第２ヒーター４２のいずれかで加熱することもできるし、試料Ｓを第１ヒーター４０および第２ヒーター４２の両方で加熱することもできる。したがって、試料ホルダー１００では、試料Ｓを第１電極３０側からのみ加熱することもできるし、試料Ｓを第２電極３２側からのみ加熱することもできるし、試料Ｓを第１電極３０側および第２電極３２側の両方から加熱することもできる。

【0071】

試料ホルダー１００では、試料固定ネジ５０は、雄ネジ部５２が基台１０の雌ネジ部１６にねじ込まれることにより、第２電極３２を押圧する。そのため、試料ホルダー１００では、試料固定ネジ５０のねじ込みの程度に応じて、第２電極３２を試料Ｓに押し当てる力を調整することができる。

【0072】

１．３． 試料ホルダーの変形例
次に、第１実施形態に係る試料ホルダーの変形例について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第１実施形態の変形例に係る試料ホルダー２００を模式的に示す断面図である。

【0073】

以下、第１実施形態の変形例に係る試料ホルダー２００において、上述した試料ホルダー１００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。

【0074】

試料ホルダー２００は、図１１に示すように、試料固定ネジ５０が第２電極３２を押圧する力を測定するためのセンサー２１０を含む。

【0075】

センサー２１０は、例えば、圧力センサーである。センサー２１０が、試料固定ネジ５０が第２電極３２を押圧する力を測定することにより、試料Ｓに加わる力の大きさの情報を得ることができる。

【0076】

試料ホルダー２００によれば、センサー２１０を含むため、走査電子顕微鏡１において、試料Ｓに加わる圧力を把握したうえで、試料Ｓを加熱しつつ、試料Ｓのその場観察を行うことができる。そのため、試料Ｓに加わる圧力および温度をパラメーターとして、試料Ｓの状態の変化を観察することができる。また、例えば、試料ホルダー２００では、試料Ｓに加わる力を確認しつつ、試料Ｓを第１電極３０と第２電極３２との間に挟むことができるため、試料Ｓを試料ホルダー１００に固定する際に、試料Ｓが破損してしまう可能性を低減することができる。

【0077】

２． 第２実施形態
次に、第２実施形態に係る試料ホルダーについて、図面を参照しながら説明する。図１２は、第２実施形態に係る試料ホルダー３００を模式的に示す断面図である。図１３は、第２実施形態に係る試料ホルダー３００を模式的に示す平面図である。なお、図１２は、図１３のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。また、図１３では、便宜上、ヒーター４０，４２、および試料固定ネジ５０以外の部材の図示を省略している。

【0078】

以下、第２実施形態に係る試料ホルダー３００において、上述した試料ホルダー１００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。

【0079】

上述した試料ホルダー１００では、図２および図３に示すように、試料固定ネジ５０によって第２電極３２を第１電極３０に向けて押圧することより、第１電極３０と第２電極３２とで試料Ｓを挟んで固定した。

【0080】

これに対して、試料ホルダー３００では、図１２および図１３に示すように、試料固定ネジ５０によって第２ヒーター４２を第１ヒーター４０に向けて押圧することにより、第１ヒーター４０と第２ヒーター４２とで試料Ｓを挟んで固定する。

【0081】

本実施形態では、第１ヒーター４０および第２ヒーター４２が試料Ｓを挟むため、第１ヒーター４０および第２ヒーター４２は試料Ｓに接している。図示の例では、互いに対向する第１ヒーター４０の表面と第２ヒーター４２の表面との間で試料Ｓが固定されている。

【0082】

試料ホルダー３００では、試料固定ネジ５０によって第２ヒーター４２を第１ヒーター４０に向けて押圧することができる。第１ヒーター４０は、基台１０に固定されているため、第２ヒーター４２を第１ヒーター４０に向けて押圧することにより、試料Ｓは第１ヒーター４０と第２ヒーター４２との間に挟まれて固定される。

【0083】

なお、試料ホルダー３００は、試料Ｓに電流を流すための電極（第１電極３０および第２電極３２）を備えていなくてもよい。

【0084】

試料ホルダー３００が試料Ｓを加熱するときの動作は、図４に示す第１電極３０および第２電極３２を用いた通電加熱を行うことができない点を除いて、上述した試料ホルダー１００と同様であり、その説明を省略する。また、試料ホルダー３００が試料Ｓを保持するときの動作は、上述した試料ホルダー１００と同様であり、その説明を省略する。

【0085】

試料ホルダー３００によれば、試料固定ネジ５０が、試料Ｓが第１ヒーター４０と第２ヒーター４２との間で固定されるように、第２ヒーター４２を第１ヒーター４０に向けて押圧する。そのため、試料ホルダー３００では、上述した試料ホルダー１００と同様に、試料Ｓを加熱することができ、かつ、様々な形状の試料Ｓを保持することができる。さらに、試料ホルダー３００によれば、第１ヒーター４０および第２ヒーター４２を試料Ｓに密着させることができるため、効率よく試料Ｓを加熱することができる。

【0086】

なお、第２実施形態に係る試料ホルダーは、上述した第１実施形態に係る試料ホルダーの変形例（図１１参照）と同様に、試料固定ネジ５０が第２ヒーター４２を押圧する力を測定するためのセンサー２１０を含むことができる。

【0087】

３． 第３実施形態
次に、第３実施形態に係る試料ホルダーについて、図面を参照しながら説明する。図１４は、第３実施形態に係る試料ホルダー４００を模式的に示す断面図である。図１５は、第３実施形態に係る試料ホルダー４００を模式的に示す平面図である。なお、図１４は、図１５のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。また、図１５では、便宜上、ヒーター４４０、電極支持部１８ａ，１８ｂ、および試料固定ネジ５０以外の部材の図示を省略している。

【0088】

以下、第３実施形態に係る試料ホルダー４００において、上述した試料ホルダー１００，２００，３００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。

【0089】

上述した試料ホルダー１００では、図２および図３に示すように、第１ヒーター４０は第１電極３０に接続され、第２ヒーター４２は第２電極３２に接続されていた。すなわち、試料ホルダー１００では、第１ヒーター４０で発生した熱は第１電極３０を介して試料Ｓに伝わり、第２ヒーター４２で発生した熱は第２電極３２を介して試料Ｓに伝わっていた。

【0090】

これに対して、試料ホルダー４００では、図１４および図１５に示すように、試料Ｓを加熱するためのヒーター４４０は、試料Ｓの下方に設けられている。すなわち、ヒーター４４０は、走査電子顕微鏡１において電子線ＥＢが照射される試料Ｓの面側とは反対側に、配置されている。ヒーター４４０は、試料Ｓに接していなくてもよい。

【0091】

ヒーター４４０は、絶縁部材４１４を介して、基台１０に固定されている。絶縁部材４１４は、ヒーター４４０と基台１０とを電気的に絶縁するとともに、熱的に絶縁する。ヒーター４４０は、電源４４４ａおよびスイッチ４４６ａに接続されている。

【0092】

本実施形態では、第１電極３０は、電極支持部１８ａに接続されている。第１電極３０は、例えば、電極支持部１８ａと一体に設けられている。電極支持部１８ａは、絶縁部材１４を介して基台１０に固定されている。

【0093】

また、第２電極３２は、電極支持部１８ｂに接続されている。第２電極３２は、例えば、電極支持部１８ｂと一体に設けられている。電極支持部１８ｂは、試料固定ネジ５０に接続されている。

【0094】

試料ホルダー４００によれば、上述した試料ホルダー１００と同様に、試料Ｓを加熱することができ、かつ、様々な形状の試料を保持することができる。

【0095】

なお、図示はしないが、試料ホルダー４００は、ヒーター４４０を有さなくてもよい。すなわち、試料ホルダー４００は、第１電極３０および第２電極３２による通電加熱のみが可能な試料ホルダーであってもよい。

【0096】

４． 第４実施形態
次に、第４実施形態に係る試料ホルダーについて、図面を参照しながら説明する。図１６は、第４実施形態に係る試料ホルダー５００を模式的に示す平面図である。図１７および図１８は、第４実施形態に係る試料ホルダー５００を模式的に示す断面図である。なお、図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図であり、図１８は、図１６のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。また、図１６では、便宜上、電極３０，３２、ヒーター４０，４２、電極支持部１８ａ，１８ｂ、および試料固定ネジ５０以外の部材の図示を省略している。

【0097】

以下、第４実施形態に係る試料ホルダー５００において、上述した試料ホルダー１００，２００，３００，４００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。

【0098】

上述した試料ホルダー１００では、図２および図３に示すように、第１電極３０および第２電極３２は、第１方向Ａにおいて試料Ｓを挟み、第１ヒーター４０は第１電極３０に接続され、第２ヒーター４２は第２電極３２に接続されていた。すなわち、試料ホルダー１００では、第１ヒーター４０で発生した熱は、第１電極３０を介して試料Ｓに伝わり、第２ヒーター４２で発生した熱は、第２電極３２を介して試料Ｓに伝わっていた。

【0099】

これに対して、試料ホルダー５００では、図１６〜図１８に示すように、第１電極３０
および第２電極３２は、第１方向Ａにおいて試料Ｓを挟み、第１ヒーター４０および第２ヒーター４２は、第１方向Ａとは異なる第２方向Ｂにおいて、試料Ｓを挟んでいる。そのため、試料ホルダー４００では、第１ヒーター４０および第２ヒーター４２で発生した熱を、電極３０，３２を介さずに、試料Ｓに伝えることができる。

【0100】

図１６に示す例では、第１方向Ａと第２方向Ｂとは、互いに垂直である。なお、第１方向Ａと第２方向Ｂとがなす角度は垂直（９０度）に限定されず、０度でなければよい。

【0101】

試料ホルダー５００では、試料固定ネジ５０によって第２電極３２を第１電極３０に向けて押圧することより、第１方向Ａにおいて第１電極３０と第２電極３２とで試料Ｓを挟んで固定することができる。さらに、試料ホルダー５００では、試料固定ネジ５０によって第２ヒーター４２を第１ヒーター４０に向けて押圧することにより、第２方向Ｂにおいて第１ヒーター４０と第２ヒーター４２とで試料Ｓを挟んで固定することができる。したがって、試料ホルダー５００では、より確実に試料Ｓを保持することができる。

【0102】

５． 第５実施形態
次に、第５実施形態に係る試料ホルダーについて、図面を参照しながら説明する。図１９は、第５実施形態に係る試料ホルダー６００を模式的に示す平面図である。なお、図１９では、便宜上、電極３０，３２，６３０、ヒーター４０，４２，６４０、および試料固定ネジ５０以外の部材の図示を省略している。

【0103】

以下、第５実施形態に係る試料ホルダー６００において、上述した試料ホルダー１００，２００，３００，４００，５００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。

【0104】

上述した試料ホルダー１００では、図２および図３に示すように、試料Ｓに電流を流すための電極として、第１電極３０および第２電極３２を有していた。

【0105】

これに対して、試料ホルダー６００では、図１９に示すように、試料Ｓに電流を流すための電極として、第１電極３０、第２電極３２、および第３電極６３０を有している。そのため、試料ホルダー６００では、例えば２つの電極を有する場合と比べて、試料Ｓをより確実に通電加熱することができる。なお、第３電極６３０の構成は、上述した第１電極３０の構成と同様であり、その説明を省略する。

【0106】

第１電極３０、第２電極３２、および第３電極６３０は、図示の例では、試料Ｓを囲むように配置される。これにより、例えば、独立した３つの部材Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ１４を接触させた状態で保持することができる。

【0107】

試料ホルダー６００は、さらに、第３電極６３０に接続された第３ヒーター６４０を備えている。そのため、試料ホルダー６００では、例えば２つのヒーターを有する場合と比べて、試料Ｓをより偏り無く加熱することができる。なお、第３ヒーター６４０の構成は、上述した第１ヒーター４０の構成と同様であり、その説明を省略する。

【0108】

なお、試料ホルダー６００において、電極およびヒーターの数は特に限定されず、試料ホルダー６００は、電極およびヒーターをそれぞれ４つ以上有していてもよい。

【0109】

試料ホルダー６００によれば、上述した試料ホルダー１００と同様に、試料Ｓを加熱することができ、かつ、様々な形状の試料を保持することができる。さらに、試料ホルダー６００によれば、第３電極６３０を含むため、試料Ｓをより確実に通電加熱することができる。

【0110】

なお、上述した実施形態及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。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。

【0111】

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】

【0112】

１…走査電子顕微鏡、２…チャンバー、４…試料ステージ、６…カラム、１０…基台、１２…絶縁部材、１４…絶縁部材、１６…雌ネジ部、１８ａ…電極支持部、１８ｂ…電極支持部、２０…取付け台、３０…第１電極、３２…第２電極、３４…電源、３６…スイッチ、４０…第１ヒーター、４２…第２ヒーター、４４ａ…電源、４４ｂ…電源、４６ａ…スイッチ、４６ｂ…スイッチ、４８…ヒーター保護板、５０…試料固定ネジ、５２…雄ネジ部、１００…試料ホルダー、２００…試料ホルダー、２１０…センサー、３００…試料ホルダー、４００…試料ホルダー、４１４…絶縁部材、４４０…ヒーター、４４４ａ…電源、４４６ａ…スイッチ、５００…試料ホルダー、６００…試料ホルダー、６３０…第３電極、６４０…第３ヒーター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】