特許 6796541 ホルダーおよび荷電粒子線装置

(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】6796541

(24)【登録日】2020年11月18日

(45)【発行日】2020年12月9日

(54)【発明の名称】ホルダーおよび荷電粒子線装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20201130BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/20 A

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-86884(P2017-86884)

(22)【出願日】2017年4月26日

(65)【公開番号】特開2018-185962(P2018-185962A)

(43)【公開日】2018年11月22日

【審査請求日】2019年10月21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】福田 知久

(72)【発明者】

【氏名】近藤 行人

(72)【発明者】

【氏名】石川 貴己

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 隆光

【審査官】 小林 直暉

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第４７０３１８１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第３８９６３１４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７５１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１３９９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６５６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０４０４８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ホルダー支持装置を含む荷電粒子線装置において、荷電粒子線の経路に配置される対象物を支持するホルダーであって、
前記ホルダー支持装置に固定される第１固定部、および前記第１固定部から第１方向に延出する第１延出部を有する第１部材と、
前記第１延出部に固定される第２固定部、および前記第２固定部から前記第１方向とは反対方向の第２方向に延出する第２延出部を有する第２部材と、
を含み、
前記第２延出部には、前記対象物を取付け可能な取付部が設けられ、
前記第１延出部は、熱膨張により前記第１方向に伸び、
前記第２延出部は、熱膨張により前記第２方向に伸び、
前記第１延出部の熱膨張量と前記第２延出部の熱膨張量は、等しい、ホルダー。

【請求項2】

請求項１において、
前記取付部に前記対象物を固定するための固定部材を含み、
前記固定部材は、前記第２延出部に固定され、
前記固定部材の材質は、前記第２部材の材質と同じである、ホルダー。

【請求項3】

請求項２において、
前記固定部材は、前記第２延出部との間で前記対象物を挟んで固定する板状の部材である、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、
前記第１延出部の長さの基点から前記第２固定部が固定されている固定位置までの前記第１延出部の長さと前記第１延出部の線膨張係数との積は、前記第２延出部の長さの基点から前記取付部までの前記第２延出部の長さと前記第２延出部の線膨張係数との積と等しい、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、
前記対象物は、前記荷電粒子線装置の絞りである、ホルダー。

【請求項6】

請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記対象物は、前記荷電粒子線装置の試料である、ホルダー。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１項に記載のホルダーを含む、荷電粒子線装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ホルダーおよび荷電粒子線装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子ビームまたはイオンビームを用いた荷電粒子線装置（透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）や、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）、オージェマイクロプローブ装置など）では、様々な絞りが用いられる。このような絞りは、絞りホルダーにより支持されて、電子ビームまたはイオンビームの経路上に配置される。

【0003】

例えば、特許文献１には、試料に照射される電子ビームまたはイオンビームのビーム径を調整するための絞りを、ビームの経路上に保持するための絞り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１０−３１０９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

荷電粒子線装置において、可動絞りは、荷電粒子線が照射されることによって発生する熱（ジュール熱）によって熱ドリフトを起こす。すなわち、絞りホルダーの熱膨張により絞りの位置が移動してしまう。例えば、透過電子顕微鏡では、この熱ドリフトは、強い電子ビームが照射されるコンデンサー絞りで顕著に起こる。近年、荷電粒子線を用いて長時間の点分析や面分析を行うことが一般的になっている。分析中にコンデンサー絞りが移動すると、分析点の移動や電圧軸のずれが生じてしまうため、絞りの熱ドリフトは長時間の分析において特に問題となっている。

【0006】

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、熱ドリフトを低減できるホルダーを提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記ホルダーを含む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】

【0007】

（１）本発明に係るホルダーは、
ホルダー支持装置を含む荷電粒子線装置において、荷電粒子線の経路に配置される対象物を支持するホルダーであって、
前記ホルダー支持装置に固定される第１固定部、および前記第１固定部から第１方向に延出する第１延出部を有する第１部材と、
前記第１延出部に固定される第２固定部、および前記第２固定部から前記第１方向とは反対方向の第２方向に延出する第２延出部を有する第２部材と、
を含み、
前記第２延出部には、前記対象物を取付け可能な取付部が設けられ、
前記第１延出部は、熱膨張により前記第１方向に伸び、
前記第２延出部は、熱膨張により前記第２方向に伸び、
前記第１延出部の熱膨張量と前記第２延出部の熱膨張量は、等しい。

【0008】

このようなホルダーでは、第１延出部が熱膨張により伸びる方向と第２延出部が熱膨張により伸びる方向とが反対方向となるため、第１延出部の熱膨張による対象物の移動方向と第２延出部の熱膨張による対象物の移動方向とが反対方向となる。したがって、このよ
うなホルダーでは、第１延出部の熱膨張による対象物の移動と第２延出部の熱膨張による対象物の移動とを相殺でき、対象物の熱ドリフトを低減できる。

【0011】

（２）本発明に係るホルダーにおいて、
前記取付部に前記対象物を固定するための固定部材を含み、
前記固定部材は、前記第２部材に固定され、
前記固定部材の材質は、前記第２部材の材質と同じであってもよい。

【0012】

このようなホルダーでは、固定部材の熱特性と第２部材の熱特性とを同じにできるため、固定部材の熱膨張が第２部材に与える影響を低減できる。これにより、対象物の熱ドリフトを低減できる。

【0013】

（３）本発明に係るホルダーにおいて、
前記固定部材は、前記第２延出部との間で前記対象物を挟んで固定する板状の部材であ
ってもよい。

【0014】

このようなホルダーでは、対象物の熱ドリフトを低減できる。

【0015】

（４）本発明に係るホルダーにおいて、
前記第１延出部の長さの基点から前記第２固定部が固定されている固定位置までの前記第１延出部の長さと前記第１延出部の線膨張係数との積は、前記第２延出部の長さの基点から前記取付部までの前記第２延出部の長さと前記第２延出部の線膨張係数との積と等しくてもよい。

【0016】

このようなホルダーでは、第１延出部の熱膨張による対象物の移動量と第２延出部の熱膨張による対象物の移動量とを等しくできるため、対象物の熱ドリフトをより低減（または熱ドリフトを無くすことが）できる。

【0017】

（５）本発明に係るホルダーにおいて、
前記対象物は、前記荷電粒子線装置の絞りであってもよい。

【0018】

このようなホルダーでは、絞りの熱ドリフトを低減できるため、荷電粒子線装置において分析点の移動や、電圧軸がずれてしまうというような問題を生じさせないことができる。

【0019】

（６）本発明に係るホルダーにおいて、
前記対象物は、前記荷電粒子線装置の試料であってもよい。

【0020】

このようなホルダーでは、試料のドリフトを低減できるため、荷電粒子線装置において高分解能観察や微小領域の分析などが可能となる。

【0021】

（７）本発明に係る荷電粒子線装置は、
本発明に係るホルダーを含む。

【0022】

このような荷電粒子線装置では、対象物の熱ドリフトを低減できるホルダーを含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本実施形態に係るホルダーを模式的に示す分解斜視図。

【図2】本実施形態に係るホルダーを模式的に示す平面図。

【図3】本実施形態に係るホルダーを模式的に示す断面図。

【図4】本実施形態に係るホルダーの機能を説明するための図。

【図5】本実施形態に係る荷電粒子線装置の構成を示す図。

【図6】本実施形態に係る荷電粒子線装置のホルダー支持装置を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

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。

【0025】

１． ホルダー
まず、本実施形態に係るホルダーについて図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るホルダー１００を模式的に示す分解斜視図である。図２は、本実施形態に係るホルダー１００を模式的に示す平面図である。図３は、本実施形態に係るホルダー１００を模式的に示す断面図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【0026】

本実施形態では、ホルダー１００は、絞り２（対象物）を支持するためのホルダーである。絞り２は、荷電粒子線装置において荷電粒子線の経路に配置され、例えば不要な荷電粒子線をカットするために用いられる。

【0027】

ホルダー１００は、図１〜図３に示すように、ホルダー台（第１部材）１０と、絞り支持部材（第２部材）２０と、押さえ板（固定部材）３０と、を含む。

【0028】

ホルダー台１０は、例えば、板状の部材である。ホルダー台１０は、絞り支持部材２０を支持している。ホルダー台１０は、ホルダー支持装置に固定される第１固定部１２と、第１固定部１２から＋Ｘ方向（第１方向）に延出する第１延出部１４と、を有している。

【0029】

第１固定部１２には、後述するホルダー支持装置に締結するための締結用の穴１３が設けられている。穴１３は、例えば、ねじ止め用の穴である。第１固定部１２は、後述するように、ねじを、穴１３を通してホルダー支持装置の軸部材のねじ穴に螺合することにより固定される（図６参照）。

【0030】

第１延出部１４は、第１固定部１２から＋Ｘ方向に延出している部分である。第１延出部１４の平面形状は、図２に示すように、＋Ｘ方向が長手方向となる長方形状である。第１延出部１４には、開口部１６が設けられており、開口部１６には、絞り支持部材２０が配置されている。第１延出部１４の先端部には、絞り支持部材２０を固定するためのねじ穴１８が設けられている。

【0031】

絞り支持部材２０は、例えば、板状の部材である。絞り支持部材２０は、絞り２を支持している。絞り支持部材２０は、ホルダー台１０の第１延出部１４に固定される第２固定部２２と、第２固定部２２から−Ｘ方向（＋Ｘ方向とは反対方向、第２方向）に延出する第２延出部２４と、を有している。

【0032】

第２固定部２２には、ねじ用貫通穴２１が設けられている。第２固定部２２は、ねじ４を、ねじ用貫通穴２１を通して、ホルダー台１０の第１延出部１４のねじ穴１８に螺合することで、ホルダー台１０に固定されている。

【0033】

第２固定部２２は、図２に示すように平面視で、第２延出部２４よりも幅が大きくなっている。第２固定部２２の幅（Ｘ方向と直交する方向の大きさ）は、開口部１６の幅よりも大きく、第２延出部２４の幅は、開口部１６の幅よりも小さい。第２固定部２２の−Ｘ方向を向く側壁２３が、ホルダー台１０の第１延出部１４の＋Ｘ方向を向く側壁１５に当接することで、絞り支持部材２０がホルダー台１０に対して位置決めされる。

【0034】

第２固定部２２には、貫通穴２６が設けられている。貫通穴２６は、絞り２を通過させずに荷電粒子線を通過させる場合に用いられる穴である。

【0035】

第２延出部２４は、第２固定部２２から−Ｘ方向に延出している。第２延出部２４は、開口部１６内に配置されており、ホルダー台１０に接していない（固定されていない）。平面視において第２延出部２４は、開口部１６の外縁の内側に位置している。

【0036】

第２延出部２４には、絞り２を設置（収容）するための穴２５（取付部）が設けられている。穴２５に設置された絞り２は、押さえ板３０によって穴２５内に固定される。穴２５には、底部に荷電粒子線を通過させるための通過穴が形成されている。

【0037】

なお、ここでは、絞り２を取り付けるための取付部が穴２５である場合について説明したが、絞り２を絞り支持部材２０に取り付けることができれば、取付部の構成は特に限定されない。

【0038】

押さえ板３０は、絞り２を穴２５に固定するための部材である。押さえ板３０は、絞り支持部材２０（第２延出部２４）との間で絞り２を挟んで固定する板状の部材である。具体的には、押さえ板３０は、ねじ６を第２延出部２４に設けられたねじ穴２７に螺合することで、ねじ６の頭部と第２延出部２４との間に挟まれて、固定される。このとき、押さえ板３０は穴２５に配置された絞り２に当接し、絞り２が穴２５内に固定される。押さえ板３０には、荷電粒子線を通過させるための貫通穴３２が設けられている。

【0039】

なお、ここでは、穴２５に絞り２を固定するための固定部材が押さえ板３０である例について説明したが、絞り２を絞り支持部材２０に固定するための固定部材の構成は、特に限定されない。

【0040】

本実施形態に係るホルダー１００では、荷電粒子線が照射されることによって発生する熱（ジュール熱）による絞り２の熱ドリフトを低減できる。すなわち、絞り２に荷電粒子線が照射されることにより、ホルダー１００に熱膨張が生じて絞り２が移動することを抑制できる。以下、絞り２の熱ドリフトを低減できる理由について説明する。

【0041】

図４は、ホルダー１００の機能を説明するための図である。

【0042】

絞り２に荷電粒子線が照射されることにより、ジュール熱が発生する。発生した熱は、絞り支持部材２０、押さえ板３０、およびホルダー台１０に伝わり、絞り支持部材２０、押さえ板３０、およびホルダー台１０が加熱される。

【0043】

ホルダー１００において、ホルダー台１０の第１延出部１４は第１固定部１２から＋Ｘ方向に延出し、絞り支持部材２０の第２延出部２４は第２固定部２２から−Ｘ方向に延出している。そのため、第１延出部１４が熱膨張により伸びる方向Ｅ１は、＋Ｘ方向であり
、第２延出部２４が熱膨張により伸びる方向Ｅ２は、−Ｘ方向である。すなわち、第１延出部１４が伸びる方向Ｅ１と第２延出部２４が伸びる方向Ｅ２とは、反対方向である。そのため、第１延出部１４の熱膨張による絞り２の移動方向と第２延出部２４の熱膨張による絞り２の移動方向とが反対方向となる。したがって、第１延出部の熱膨張による絞り２の移動と第２延出部の熱膨張による絞り２の移動とを相殺でき、絞り２の熱ドリフトを低減できる。

【0044】

ここで、絞り支持部材２０、押さえ板３０、およびホルダー台１０の温度上昇をΔＴとすると、熱膨張の計算式は次式で表される。

【0045】

ΔＬ＝αＬΔＴ
ただし、ΔＬは部材の伸び（熱膨張量）であり、αは部材の線膨張係数であり、Ｌは部材の伸びる方向の長さである。

【0046】

ホルダー１００では、上記式を利用して、絞り２の熱ドリフトをより低減できるように、ホルダー台１０および絞り支持部材２０の材質および形状（長さ）が設定されている。具体的には、本実施形態では、第１延出部１４の長さの基点から第２固定部２２が固定されている固定位置までの第１延出部１４の長さＬ１と第１延出部１４の線膨張係数との積が、第２延出部２４の長さの基点から穴２５（絞り２）までの第２延出部２４の長さＬ２と第２延出部２４の線膨張係数との積と等しい。以下、この点について詳細に説明する。

【0047】

ホルダー１００では、例えば、ホルダー台１０の線膨張係数が「ａ×Ａ」となり、絞り支持部材２０の線膨張係数が「ｂ×Ａ」となるように、ホルダー台１０の材質および絞り支持部材２０の材質が設定されている。

【0048】

また、ホルダー１００では、第１延出部１４の長さの基点から第２固定部２２の固定位置までの第１延出部１４の長さＬ１が「ｂ×Ｌ」となり、第２延出部２４の長さの基点から絞り２の位置（穴２５の位置）までの第２延出部２４の長さＬ２が「ａ×Ｌ」となるように、ホルダー台１０および絞り支持部材２０の形状が設定されている。

【0049】

なお、第１延出部１４の長さＬ１は、第１延出部１４のうち、伸びることで絞り支持部材２０が移動することとなる部分のＸ方向の長さである。第２延出部２４の長さＬ２は、第２延出部２４のうち、伸びることで絞り２（穴２５）が移動することとなる部分のＸ方向の長さである。

【0050】

このとき、第１延出部１４の熱膨張による伸びΔＬ１、および第２延出部２４の熱膨張による伸びΔＬ２は、上述した熱膨張の計算式からそれぞれ次式のようになる。

【0051】

第１延出部１４の伸び・・・ΔＬ１＝ａ×Ａ×ｂ×Ｌ×ΔＴ＝ａ×ｂ×Ａ×Ｌ×ΔＴ
第２延出部２４の伸び・・・ΔＬ２＝ｂ×Ａ×ａ×Ｌ×ΔＴ＝ａ×ｂ×Ａ×Ｌ×ΔＴ

【0052】

このように、第１延出部１４の伸びΔＬ１と、第２延出部２４の伸びΔＬ２とは、等しい（ΔＬ１＝ΔＬ２）。すなわち、第１延出部１４の熱膨張による絞り２の移動量と第２延出部２４の熱膨張による絞り２の移動量とは等しい。さらに、上述したように、第１延出部１４の伸びる方向Ｅ１と第２延出部２４の伸びる方向Ｅ２とは反対方向である。したがって、ホルダー台１０および絞り支持部材２０の熱膨張に起因する絞り２の位置ずれ（熱ドリフト）は生じない（または位置ずれ量を極めて小さくできる）。

【0053】

なお、上述したホルダー台１０の第１延出部１４の長さの基点とは、第１延出部１４と第１固定部１２との境界の位置である。すなわち、第１延出部１４の長さの基点とは、ホ
ルダー台１０のホルダー支持部材に固定されて熱膨張により方向Ｅ１に伸びない部分と、ホルダー台１０の熱膨張により方向Ｅ１に伸びる部分と、の境界の位置である。

【0054】

また、絞り支持部材２０の第２延出部２４の長さの基点とは、第２延出部２４と第２固定部２２との境界の位置である。すなわち、第２延出部２４の長さの基点とは、絞り支持部材２０のホルダー台１０に固定されて熱膨張により方向Ｅ２に伸びない部分と、絞り支持部材２０の熱膨張により方向Ｅ２に伸びる部分と、の境界の位置である。図示の例では、第２固定部２２の固定位置と第２延出部２４の長さの基点とは、同じ位置である。

【0055】

押さえ板３０の材質は、絞り支持部材２０の材質と同じである。これにより、押さえ板３０の熱特性（例えば線膨張係数や熱伝導率など）と絞り支持部材２０の熱特性とを同じにできる。したがって、押さえ板３０の単位長さあたりの熱膨張による伸びと絞り支持部材２０の単位長さあたりの熱膨張による伸びを同じにすることができ、押さえ板３０の熱膨張が、絞り支持部材２０に与える影響を低減できる（無視できる）。この結果、絞り２の熱ドリフトを低減できる。

【0056】

次に、ホルダー１００の構成について具体例を挙げて説明するが、本発明は下記の具体例に限定されるものではない。

【0057】

ホルダー台１０の材質をチタン（ＴＰ３４０）に設定し、絞り支持部材２０および押さえ板３０の材質をリン青銅に設定する。なお、チタン（ＴＰ３４０）の線膨張係数は８．４×１０^−６／Ｋであり、リン青銅の線膨張係数は１８．２×１０^−６／Ｋである。すなわち、リン青銅とチタンの線膨張係数の比は、１８．２：８．４＝２．１７：１である。

【0058】

このリン青銅とチタンの線膨張係数の比より、第１延出部１４の長さの基点から第２固定部２２の固定位置までの第１延出部１４の長さＬ１を、第２延出部２４の長さの基点から絞り２の位置までの第２延出部２４の長さＬ２の２．１７倍とすることで、第１延出部１４の熱膨張による絞り２の移動量と第２延出部２４の熱膨張による絞り２の移動量とを等しくできる。

【0059】

具体的には、例えば、第２延出部２４の長さの基点から絞り２の位置までの第２延出部２４の長さＬ２を１０ｍｍとし、第１延出部１４の長さの基点から第２固定部２２の固定位置までの第１延出部１４の長さＬ１を２．１７×１０ｍｍ＝２１．７ｍｍとする。

【0060】

このときの第１延出部１４の伸びΔＬ１、および第２延出部２４の伸びΔＬ２は、それぞれ次式のようになる。

【0061】

ΔＬ１＝８．４×１０^−６×２．１７×１０×ΔＴ
≒１．８２×１０^−４×ΔＴ［ｍｍ］
ΔＬ２＝１８．２×１０^−６×１０×ΔＴ
≒１．８２×１０^−４×ΔＴ［ｍｍ］

【0062】

このように、ΔＬ１≒ΔＬ２の関係が成り立つため、第１延出部１４の熱膨張による絞り２の移動量と第２延出部２４の熱膨張による絞り２の移動量とを等しくできる。

【0063】

本実施形態に係るホルダー１００は、例えば、以下の特徴を有する。

【0064】

ホルダー１００では、ホルダー台１０がホルダー支持装置に固定される第１固定部１２、および第１固定部１２から＋Ｘ方向に延出する第１延出部１４を有し、絞り支持部材２０が第１延出部１４に固定される第２固定部２２、および第２固定部２２から−Ｘ方向に
延出する第１延出部１４を有している。また、第２延出部２４には、絞り２を取付け可能な穴２５（取付部）が設けられている。そのため、第１延出部１４の熱膨張による絞り２の移動方向と第２延出部２４の熱膨張による絞り２の移動方向とが反対方向となる。したがって、第１延出部の熱膨張による絞り２の移動と第２延出部の熱膨張による絞り２の移動とを相殺でき、絞り２の熱ドリフトを低減できる。

【0065】

ホルダー１００では、第１延出部１４の長さの基点から第２固定部２２が固定されている固定位置までの第１延出部１４の長さＬ１と第１延出部１４の線膨張係数との積は、第２延出部２４の長さの基点から穴２５（取付部）までの第２延出部２４の長さＬ２と第２延出部２４の線膨張係数との積と等しい。そのため、ホルダー１００では、第１延出部１４の熱膨張による絞り２の移動量と第２延出部２４の熱膨張による絞り２の移動量とを等しくでき、絞り２の熱ドリフトをより低減できる（または熱ドリフトを無くすことができる）。

【0066】

ホルダー１００では、穴２５に絞り２を固定するための押さえ板３０を含み、押さえ板３０は絞り支持部材２０に固定され、押さえ板３０の材質は絞り支持部材２０の材質と同じである。そのため、ホルダー１００では、押さえ板３０の熱特性と絞り支持部材２０の熱特性とを同じにできる。これにより、押さえ板３０の単位長さあたりの熱膨張による伸びと絞り支持部材２０の単位長さあたりの熱膨張による伸びが同じとなるため、押さえ板３０の熱膨張が絞り支持部材２０に与える影響を低減できる（無視できる）。この結果、絞り２の熱ドリフトを低減できる。

【0067】

ホルダー１００は、荷電粒子線装置の絞り２を支持するためのホルダーである。そのため、ホルダー１００では、絞り２の熱ドリフトを低減でき、例えば、荷電粒子線装置において分析点の移動や、電圧軸がずれてしまうというような問題を生じさせないことができる。

【0068】

２． 荷電粒子線装置
次に、本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５は、本実施形態に係る荷電粒子線装置１０００の構成を示す図である。なお、図５では、便宜上、ホルダー１００を簡略化して図示している。

【0069】

荷電粒子線装置１０００は、本発明に係るホルダーを含んで構成されている。ここでは、荷電粒子線装置１０００が本発明に係るホルダーとして、ホルダー１００を含む例について説明する。なお、図５では、便宜上、ホルダー１００を簡略化して図示している。

【0070】

荷電粒子線装置１０００は、図５に示すように、電子源１００２と、照射レンズ１００４と、ホルダー１００に支持されている絞り２と、ホルダー支持装置１１０と、試料ステージ１００６と、試料ホルダー１００８と、対物レンズ１０１０と、中間レンズ１０１２と、投影レンズ１０１４と、撮像装置１０１６と、を含んで構成されている。荷電粒子線装置１０００は、試料Ｓを透過した電子線（電子ビーム）で結像する透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）である。

【0071】

電子源１００２は、電子を発生させる。電子源１００２は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線を放出する電子銃である。

【0072】

照射レンズ１００４は、電子源１００２から放出された電子線を集束して試料Ｓに照射する。照射レンズ１００４は、図示はしないが、複数の電子レンズで構成されていてもよい。

【0073】

絞り２は、いわゆるコンデンサー絞りであり、照射系に組み込まれている。絞り２は、不要な電子線をカットし、試料Ｓに入射する電子線の開き角および照射量を調整するための絞りである。絞り２はホルダー１００に取り付けられ、絞り２が取り付けられたホルダー１００はホルダー支持装置１１０によって支持されている。

【0074】

図６は、ホルダー支持装置１１０を説明するための図である。

【0075】

ホルダー支持装置１１０は、鏡筒内の空間を規定する壁部１００１に取り付けられている。ホルダー支持装置１１０は、先端部にホルダー１００が固定される軸部材１１２を有している。図６に示すように、ホルダー１００は、ホルダー台１０に設けられた穴１３を通じてねじ１１４により、軸部材１１２に固定される。

【0076】

ホルダー支持装置１１０の軸部材１１２は、先端部が鏡筒内の空間（真空室）に位置し、後端部が鏡筒の外（真空室の外）に位置している。軸部材１１２は、軸部材１１２の軸方向にスライド可能に構成されている。軸部材１１２を軸方向にスライドさせることで、絞り２が光軸ＯＡ上（すなわち電子線の経路）に配置される状態（図６参照）と、貫通穴２６が光軸ＯＡ上に配置される状態（図示せず）と、を切り替え可能である。軸部材１１２のスライド動作は、モーター等の駆動部を動作させることで行われてもよいし、手動で行われてもよい。

【0077】

試料ステージ１００６は、試料Ｓを保持する。図示の例では、試料ステージ１００６は、試料ホルダー１００８を介して、試料Ｓを保持している。試料ステージ１００６によって、試料Ｓの位置決めを行うことができる。

【0078】

対物レンズ１０１０は、試料Ｓを透過した電子線で透過電子顕微鏡像を結像するための初段のレンズである。

【0079】

中間レンズ１０１２および投影レンズ１０１４は、対物レンズ１０１０によって結像された像を拡大し、撮像装置１０１６上に結像させる。対物レンズ１０１０、中間レンズ１０１２、投影レンズ１０１４は、荷電粒子線装置１０００の結像系を構成している。

【0080】

撮像装置１０１６は、結像系によって結像された透過電子顕微鏡像を撮影する。撮像装置１０１６は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）カメラ等のデジタルカメラである。

【0081】

図示はしないが、荷電粒子線装置１０００は、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）や波長分散型Ｘ線分光器（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）などの分析装置を搭載していてもよい。

【0082】

荷電粒子線装置１０００では、電子源１００２から放出された電子線は、照射レンズ１００４によって集束されて試料Ｓに照射される。このとき、絞り２によって試料Ｓに照射される電子線の開き角および照射量が制御される。試料Ｓに照射された電子線は、試料Ｓを透過して対物レンズ１０１０によって結像される。対物レンズ１０１０によって結像された透過電子顕微鏡像は、中間レンズ１０１２および投影レンズ１０１４によってさらに拡大されて、撮像装置１０１６で撮影される。

【0083】

本実施形態に係る荷電粒子線装置１０００では、ホルダー１００を含むため、絞り２の熱ドリフトを低減できる。この結果、荷電粒子線装置１０００では、絞り２の移動に伴う分析点の移動を抑制できる。また、絞り２の移動に伴う電圧軸のずれを低減できる。した
がって、荷電粒子線装置１０００では、良好な電子顕微鏡像および良好な分析結果を得ることができる。例えば、長時間にわたる分析（面分析等）の際には、絞り２の熱ドリフトの影響が大きくなるため、絞り２の熱ドリフトを低減できる荷電粒子線装置１０００は特に有効である。

【0084】

なお、ここでは、ホルダー１００が支持する絞り２がコンデンサー絞りである例について説明したが、ホルダー１００が支持する絞り２は、荷電粒子線装置のその他の絞りであってもよい。例えば、ホルダー１００は、例えば対物絞りを支持してもよいし、制限視野絞りを支持してもよい。対物絞りは、対物レンズ１０１０の後焦点面に配置され、明視野像や暗視野像を得るために透過波や回折波を取り込むための絞りである。制限視野絞りは、対物レンズ１０１０と中間レンズ１０１２との間（対物レンズ１０１０の像面）に配置され、制限視野回折を行う際、回折図形を得る試料の領域を制限する絞りである。

【0085】

なお、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。

【0086】

例えば、上述した実施形態では、図１〜図３に示すように、絞り２が１つの絞り穴を有している場合について説明したが、絞り２は複数の絞り穴を有していてもよい。この場合、複数の絞り穴は互いに異なる穴径を有しており、図４に示すホルダー支持装置１１０の軸部材１１２をスライドさせることにより、穴の切り替え（光軸ＯＡに配置される穴の切り替え）が可能となっていてもよい。なお、絞り２が複数の絞り穴を有する場合、最も穴径の小さい穴の位置を絞り２の位置（取付部の位置）として、第２延出部２４の長さＬ２を設定することが望ましい。穴径が小さいほど、熱ドリフトの影響を大きく受けるためである。

【0087】

また、例えば、上述した実施形態では、図１〜図３に示すように、ホルダー１００が絞り２を支持するホルダーである場合について説明したが、本発明に係るホルダーは、絞りを支持するホルダーに限定されない。本発明に係るホルダーは、例えば、荷電粒子線装置において、試料を支持するためのホルダーであってもよい。この場合、本発明に係るホルダーは、試料のドリフトを低減できる。したがって、荷電粒子線装置において高分解能観察や微小領域の分析などが可能となる。

【0088】

また、例えば、上述した実施形態では、荷電粒子線装置が透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）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、荷電粒子（電子やイオン等）を試料に照射して、観察や、分析、加工等を行うことが可能な装置であればよい。本発明に係る荷電粒子線装置は、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）や、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）等であってもよい。

【0089】

また、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。

【0090】

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】

【0091】

２…絞り、４…ねじ、６…ねじ、１０…ホルダー台、１２…第１固定部、１３…穴、１４…第１延出部、１５…側壁、１６…開口部、１８…ねじ穴、２０…絞り支持部材、２１…ねじ用貫通穴、２２…第２固定部、２３…側壁、２４…第２延出部、２５…穴、２６…貫通穴、２７…ねじ穴、３０…押さえ板、３２…貫通穴、１００…ホルダー、１１０…ホルダー支持装置、１１２…軸部材、１１４…ねじ、１０００…荷電粒子線装置、１００１…壁部、１００２…電子源、１００４…照射レンズ、１００６…試料ステージ、１００８…試料ホルダー、１０１０…対物レンズ、１０１２…中間レンズ、１０１４…投影レンズ、１０１６…撮像装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】