特開 2022-107299 試料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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022107299

(43)【公開日】2022-07-21

(54)【発明の名称】試料ホルダーおよび荷電粒子線装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20220713BHJP

   H01J 37/26 20060101ALI20220713BHJP

【ＦＩ】

H01J37/20 A

H01J37/26

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021002165

(22)【出願日】2021-01-08

(71)【出願人】

【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

(74)【代理人】

【識別番号】100161540

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 良伸

(72)【発明者】

【氏名】湯浅 修一

【テーマコード（参考）】

5C001

5C033

【Ｆターム（参考）】

5C001AA01

5C001AA05

5C001CC03

5C033SS02

(57)【要約】

【課題】カートリッジを搬送する際に、試料台が破損することを防ぐことができる試料ホルダーを提供する。
【解決手段】荷電粒子線装置用の試料ホルダーであって、試料を保持する試料台１６０を有するカートリッジ１５０と、カートリッジ１５０を取付け可能な取付け部１１２を有するホルダーベース１１０と、を含み、カートリッジ１５０は、試料台１６０を傾斜させる傾斜機構１７０と、カートリッジ１５０が取付け部１１２から取り外された状態において、試料台１６０に接触して試料台１６０の傾斜を制限するロックレバー１８０と、を有する。
【選択図】図１

【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、
試料を保持する試料台を有するカートリッジと、
前記カートリッジを取付け可能な取付け部を有するホルダーベースと、
を含み、
前記カートリッジは、
前記試料台を傾斜させる傾斜機構と、
前記カートリッジが前記取付け部から取り外された状態において、前記試料台に接触して前記試料台の傾斜を制限するロックレバーと、
を有する、試料ホルダー。

【請求項2】

請求項１において、
前記ロックレバーに接続された弾性部材を含み、
前記カートリッジが前記取付け部から取り外された状態では、前記ロックレバーは、前記弾性部材によって付勢されて前記試料台に接触し、
前記カートリッジが前記取付け部に取り付けられた状態では、前記ロックレバーは、前記取付け部に設けられたブロックに当たって、前記試料台と離間する、試料ホルダー。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記傾斜機構は、
前記試料台に接続された傾斜アームと、
前記傾斜アームに接続された傾斜レバーと、
を有し、
前記ホルダーベースは、前記カートリッジが前記取付け部に取り付けられた状態で、前記傾斜レバーに接触するシャフトを有し、
前記傾斜レバーが前記シャフトに接触して前記試料台が傾斜することによって、前記試料台と前記ロックレバーが離間する、試料ホルダー。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか１項に記載の試料ホルダーを含む、荷電粒子線装置。

【請求項5】

請求項４において、
前記試料ホルダーの前記取付け部が配置される試料室と、
前記試料室に接続された試料交換室と、
前記試料室と前記試料交換室との間において、前記カートリッジを搬送する搬送ロッドと、
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、試料ホルダーおよび荷電粒子線装置に関する。

【背景技術】

【0002】

透過電子顕微鏡などの荷電粒子線装置において、試料を保持するカートリッジを自動で試料室に搬送する自動搬送装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、試料交換室と試料室との間において、カートリッジを搬送する搬送ロッドを備えた荷電粒子線装置が開示されている。試料室は、対物レンズを構成するポールピースの上極と下極の間の空間であり、搬送ロッドは、カートリッジを上極と下極の隙間を通して試料室に搬送する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－８８２３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

半導体材料などの結晶性の試料を観察する場合、一般的に、電子線の入射方向に、結晶の方位を合わせて観察を行う。そのため、結晶性の試料を観察するためのカートリッジは、試料台を傾斜させる傾斜機構を有している。

【0006】

カートリッジの試料台が傾斜している場合、カートリッジを試料室に搬送するときに、試料台が荷電粒子線装置の他の部材に衝突して、試料台が破損するおそれがある。例えば、ポールピースの上極と下極の隙間は、数ｍｍ程度と狭い。そのため、カートリッジの試料台の傾斜角度が大きい場合、カートリッジを上極と下極の隙間を通すときに試料台がポールピースに接触してしまう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る試料ホルダーの一態様は、
荷電粒子線装置用の試料ホルダーであって、
試料を保持する試料台を有するカートリッジと、
前記カートリッジを取付け可能な取付け部を有するホルダーベースと、
を含み、
前記カートリッジは、
前記試料台を傾斜させる傾斜機構と、
前記カートリッジが前記取付け部から取り外された状態において、前記試料台に接触して前記試料台の傾斜を制限するロックレバーと、
を有する。

【0008】

このような試料ホルダーでは、カートリッジを搬送する際に試料台の傾斜を制限できるため、試料台が荷電粒子線装置の他の部材に衝突することを防ぐことができる。

【0009】

本発明に係る荷電粒子線装置の一態様は、
上記試料ホルダーを含む。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図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3】ロックレバーの動作を説明するための図。

【図4】傾斜機構の動作を説明するための図。

【図5】傾斜機構の動作を説明するための図。

【図6】実施形態に係る試料ホルダーを含む電子顕微鏡の構成を示す図。

【図7】実施形態に係る試料ホルダーを含む電子顕微鏡の構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

１． 試料ホルダー
まず、本発明の一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および図２は、本発明の一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１は、カートリッジ１５０がホルダーベース１１０の取付け部１１２から取り外された状態を示し、図２は、カートリッジ１５０がホルダーベース１１０の取付け部１１２に取り付けられた状態を示している。

【0013】

試料ホルダー１００は、透過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および図２に示すように、ホルダーベース１１０と、カートリッジ１５０と、を含む。

【0014】

ホルダーベース１１０は、シャフト部１０２と、取付け部１１２と、ブロック１２０と、ブロック１２２と、を有している。

【0015】

シャフト部１０２は、棒状の部材である。シャフト部１０２は、試料ホルダー１００の柄となる部分である。シャフト部１０２には、Ｏリング１０４が装着されている。Ｏリング１０４は、シャフト部１０２の外周面に設けられた溝に装着されている。Ｏリング１０４によって、試料ホルダー１００を電子顕微鏡に挿入した際に、試料室を気密にできる。図示はしないが、シャフト部１０２の後端には、ユーザーが試料ホルダー１００を把持するための把持部が設けられている。

【0016】

取付け部１１２は、シャフト部１０２の先端に設けられている。取付け部１１２は、カートリッジ１５０を取付け可能に構成されている。取付け部１１２は、カートリッジ１５０を載置するための載置面１１４を有している。取付け部１１２は、板バネ１１６を有し、載置面１１４に載置されたカートリッジ１５０は、板バネ１１６によってブロック１２０およびブロック１２２に押し当てられる。これにより、カートリッジ１５０が固定される。

【0017】

ブロック１２０およびブロック１２２は、カートリッジ１５０が載置面１１４に載置されたときに、カートリッジ１５０に接する部材である。ブロック１２０およびブロック１２２は、カートリッジ１５０を取付け部１１２に取り付ける際に、カートリッジ１５０を案内するガイドとして機能する。

【0018】

ホルダーベース１１０は、カートリッジ１５０の傾斜機構１７０を動作させるためのシャフト１３０を有している。シャフト１３０は、図示はしないが、シャフト部１０２内に設けられた送りねじなどを介してモーターなどの駆動部に接続されている。

【0019】

カートリッジ１５０は、図１に示すように、シャフト部１０２の中心軸Ｌに対して、斜め方向Ｃから取付け部１１２に取付けられる。具体的には、取付け部１１２を静止させた状態で、カートリッジ１５０を斜め方向Ｃに移動させることで、カートリッジ１５０が取付け部１１２に差し込まれ、カートリッジ１５０が取付け部１１２に固定される。

【0020】

なお、取付け部１１２にカートリッジ１５０を取り付ける手法は特に限定されない。すなわち、取付け部１１２の構成は、上記の例に限定されず、カートリッジ１５０が着脱可能に構成されていればよい。

【0021】

カートリッジ１５０は、試料を保持する。カートリッジ１５０は、フレーム１５２と、試料台１６０と、傾斜機構１７０と、ロックレバー１８０と、を有している。

【0022】

試料台１６０は、試料を保持する。試料台１６０には、貫通孔が形成されており、貫通孔上に試料が固定される。試料は、例えば、Ｃリングや板バネを用いて試料台１６０に固定される。

【0023】

試料台１６０は、カートリッジ１５０のフレーム１５２に、不図示の軸部材で接続されている。フレーム１５２は、枠状の部材である。軸部材は、試料台１６０を軸Ａまわりに回転可能に支持している。そのため、試料台１６０は、軸Ａを傾斜軸（回転軸）として、傾斜可能（回転可能）である。カートリッジ１５０が取付け部１１２に取り付けられたときに、軸Ａは、ホルダーベース１１０のシャフト部１０２の中心軸Ｌに対して垂直である。

【0024】

傾斜機構１７０は、傾斜アーム１７２と、傾斜レバー１７４と、を有している。傾斜アーム１７２は、試料台１６０に接続されている。傾斜アーム１７２は、傾斜レバー１７４に接続されている。カートリッジ１５０が取付け部１１２に取付けられた状態では、傾斜レバー１７４にシャフト１３０の先端が接している。シャフト１３０が伸縮することによって、傾斜レバー１７４が回転し、傾斜アーム１７２に接続された試料台１６０が軸Ａまわりに傾斜する（図５参照）。

【0025】

ロックレバー１８０は、カートリッジ１５０が取付け部１１２から取り外された状態において、試料台１６０の傾斜を制限する。ロックレバー１８０は、例えば、Ｌ字状である。ロックレバー１８０は、第１棒状部材１８１と、第２棒状部材１８２と、を有している。第１棒状部材１８１および第２棒状部材１８２は、軸部材１８４から互いに直交する方向に延びている。ロックレバー１８０は、軸部材１８４を回転軸として、回転可能である。

【0026】

第２棒状部材１８２には、弾性部材１８６が接している。弾性部材１８６は、一端が第２棒状部材１８２に接し、他端がフレーム１５２に固定されている。弾性部材１８６は、例えば、板バネである。図１および図２に示す例では、弾性部材１８６は、ロックレバー１８０が反時計回りに回転するように付勢する。

【0027】

図１に示すように、カートリッジ１５０が取付け部１１２から取り外された状態では、ロックレバー１８０は、試料台１６０に接して、試料台１６０の傾斜を制限する。カートリッジ１５０が取付け部１１２に取り付けられた状態では、図２に示すように、ロックレバー１８０は、試料台１６０と離間する。これにより、試料台１６０は傾斜可能となる。

【0028】

２． 動作
２．１． カートリッジの取付け
２．１．１． ロックレバーの動作
まず、カートリッジ１５０を、取付け部１１２に取り付けるときのロックレバー１８０の動作について説明する。図３は、ロックレバー１８０の動作を説明するための図である。

【0029】

図１に示すように、カートリッジ１５０が取付け部１１２から取り外された状態では、ロックレバー１８０は、試料台１６０に接して、試料台１６０の傾斜を制限する。具体的には、第２棒状部材１８２が弾性部材１８６によって付勢されて、第１棒状部材１８１が試料台１６０に接する。図１に示す例では、第１棒状部材１８１は、試料台１６０の下に配置されている。これにより、試料台１６０の傾斜が制限されて、試料台１６０が水平に固定される。

【0030】

ロックレバー１８０によって試料台１６０が水平に固定された状態で、カートリッジ１５０を取付け部１１２に突入させる。具体的には、カートリッジ１５０を、シャフト部１０２の中心軸Ｌに対して斜め方向Ｃに移動させる。カートリッジ１５０は、取付け部１１２の載置面１１４上を斜め方向Ｃにスライドする。

【0031】

このとき、試料台１６０が水平に固定されているため、カートリッジ１５０を取付け部１１２に突入させても、試料台１６０が、取付け部１１２のフレーム１１３や、載置面１１４に衝突しない。

【0032】

図３に示すように、カートリッジ１５０は、ブロック１２０とブロック１２２との間を通る。カートリッジ１５０は、ブロック１２０およびブロック１２２にガイドされて、斜め方向Ｃに移動する。

【0033】

カートリッジ１５０を斜め方向Ｃに移動させると、第２棒状部材１８２がブロック１２０に接触する。さらに、カートリッジ１５０を斜め方向Ｃに移動させると、第２棒状部材１８２はブロック１２０に接触しているため、ロックレバー１８０は軸部材１８４を回転軸として時計回りに回転する。これにより、第１棒状部材１８１は、試料台１６０と離間する。この結果、試料台１６０の傾斜の制限が解除されて、試料台１６０は傾斜可能となる。

【0034】

さらに、カートリッジ１５０を斜め方向Ｃに移動させると、図２に示すように、カートリッジ１５０が取付け部１１２に固定される。図２に示す状態では、第１棒状部材１８１は、試料台１６０と離間しており、試料台１６０は傾斜可能である。このように、カートリッジ１５０を斜め方向Ｃに移動させることで、ロックレバー１８０による試料台１６０の傾斜の制限が解除され、カートリッジ１５０を取付け部１１２に取り付けることができる。

【0035】

以上の工程により、カートリッジ１５０を取付け部１１２に取り付けることができる。

【0036】

２．１．２． 傾斜機構の動作
次に、カートリッジ１５０を、取付け部１１２に取り付けるときの傾斜機構１７０の動作について説明する。図４および図５は、傾斜機構１７０の動作を説明するための図である。

【0037】

図４に示すように、第２棒状部材１８２がブロック１２０に当たる前の状態では、第１棒状部材１８１が試料台１６０に接しており、試料台１６０が水平に固定されている。このとき、シャフト１３０は、傾斜レバー１７４に接していない。

【0038】

図５は、図４に示す状態から、さらに、カートリッジ１５０を斜め方向Ｃに移動させた
状態を示している。図５に示すように、第２棒状部材１８２がブロック１２０に接触すると同時に、傾斜レバー１７４がシャフト１３０に接触する。これにより、シャフト１３０が傾斜レバー１７４を押し、傾斜レバー１７４が回転して、試料台１６０が傾斜する。図５に示す例では、傾斜レバー１７４の突起部１７５が、シャフト１３０の先端のボール１３２に接触している。

【0039】

このように、傾斜レバー１７４がシャフト１３０に接触して試料台１６０が傾斜することによって、ロックレバー１８０を回転させて、試料台１６０を傾斜可能とするときに、ロックレバー１８０（第１棒状部材１８１）が試料台１６０に接触しない。すなわち、試料台１６０の傾斜の制限を解除するためにロックレバー１８０を移動させるときに、ロックレバー１８０は、試料台１６０に接触しない。したがって、ロックレバー１８０と試料台１６０との間の摩擦によって生じるかじりを防ぐことができる。

【0040】

２．２． カートリッジの取り外し
２．２．１． ロックレバーの動作
カートリッジ１５０を取付け部１１２から取り外す場合、ロックレバー１８０は、カートリッジ１５０を取付け部１１２に取り付けるときと逆の動作を行う。

【0041】

具体的には、図２に示すカートリッジ１５０が取付け部１１２に取り付けられている状態から、カートリッジ１５０を斜め方向Ｃとは反対方向に移動させる。これにより、第２棒状部材１８２は、ブロック１２０から離間する。そのため、ロックレバー１８０は、弾性部材１８６によって付勢されて、反時計まわりに回転し、図２に示すように、第１棒状部材１８１が試料台１６０に接触する。この結果、試料台１６０の傾斜が制限され、試料台１６０が水平に固定される。

【0042】

さらに、カートリッジ１５０を斜め方向Ｃとは反対方向に移動させると、図１に示すように、試料台１６０が水平に固定された状態で、カートリッジ１５０が取付け部１１２から取り外される。

【0043】

２．２．２． 傾斜機構の動作
カートリッジ１５０を取付け部１１２から取り外す場合、傾斜機構１７０は、カートリッジ１５０を取付け部１１２に取り付けるときと逆の動作を行う。

【0044】

具体的には、図５に示すように、カートリッジ１５０が取付け部１１２に取り付けられた状態から、カートリッジ１５０を斜め方向Ｃとは反対方向に移動させる。これにより、ロックレバー１８０が反時計回りに回転する。このとき、傾斜レバー１７４はシャフト１３０に接触しており、試料台１６０が傾斜している。そのため、ロックレバー１８０は、試料台１６０に接触せずに試料台１６０の下に移動できる。

【0045】

さらに、カートリッジ１５０を斜め方向Ｃとは反対方向に移動させると、図４に示すように、シャフト１３０と傾斜レバー１７４が離間し、試料台１６０が水平になる。これにより、試料台１６０がロックレバー１８０（第１棒状部材１８１）に接触し、試料台１６０の傾斜が制限される。

【0046】

３． 作用効果
試料ホルダー１００は、試料を保持する試料台１６０を有するカートリッジ１５０と、カートリッジ１５０を取付け可能な取付け部１１２を有するホルダーベース１１０と、を含む。また、カートリッジ１５０は、試料台１６０を傾斜させる傾斜機構１７０と、カートリッジ１５０が取付け部１１２から取り外された状態において、試料台１６０に接触して試料台１６０の傾斜を制限するロックレバー１８０と、を有している。

【0047】

そのため、試料ホルダー１００では、カートリッジ１５０を搬送する際に、試料台１６０の傾斜を制限できる。したがって、試料台１６０が傾斜して試料台１６０がポールピースや、取付け部１１２のフレーム１５２など、電子顕微鏡を構成する他の部材に衝突することを防ぐことができる。これにより、試料台１６０の破損を防ぐことができる。

【0048】

試料ホルダー１００は、ロックレバー１８０に接続された弾性部材１８６を含み、カートリッジ１５０が取付け部１１２から取り外された状態では、ロックレバー１８０は、弾性部材１８６によって付勢されて試料台１６０に接触し、カートリッジ１５０が取付け部１１２に取り付けられた状態では、ロックレバー１８０は、取付け部１１２に設けられたブロック１２０に当たって、試料台１６０と離間する。そのため、試料ホルダー１００では、カートリッジ１５０が取付け部１１２から取り外された状態では、試料台１６０に接触して試料台１６０の傾斜を制限することができ、カートリッジ１５０が取付け部１１２に取り付けられた状態では、試料台１６０と離間して、試料台１６０を傾斜可能とすることができる。

【0049】

試料ホルダー１００では、傾斜機構１７０は、試料台１６０に接続された傾斜アーム１７２と、傾斜アーム１７２に接続された傾斜レバー１７４と、を有し、ホルダーベース１１０は、カートリッジ１５０が取付け部１１２に取り付けられた状態で、傾斜レバー１７４に接触するシャフト１３０を有し、傾斜レバー１７４がシャフト１３０に接触して試料台１６０が傾斜することによって、試料台１６０とロックレバー１８０が離間する。

【0050】

そのため、試料ホルダー１００では、ロックレバー１８０が回転する際に、ロックレバー１８０は試料台１６０に接触しない。したがって、ロックレバー１８０と試料台１６０との間の摩擦によって生じるかじりを防ぐことができる。

【0051】

４． 電子顕微鏡
４．１． 電子顕微鏡の構成
次に、試料ホルダー１００を含む電子顕微鏡について説明する。図６および図７は、試料ホルダー１００を含む電子顕微鏡１の構成を示す図である。なお、図６は、図７のＶＩ－ＶＩ線断面図である。図７では、便宜上、試料ホルダー１００、第２搬送ロッド５０、および鏡筒１２のみを図示している。

【0052】

電子顕微鏡１は、図６に示すように、試料室１０と、試料交換室２０と、搬送装置３０と、真空排気装置６０と、制御部７０と、試料ホルダー１００と、を含む。電子顕微鏡１は、例えば、透過電子顕微鏡である。

【0053】

試料室１０は、鏡筒１２内の空間である。鏡筒１２内には、図示はしないが、電子源、電子源から放出された電子線を試料に照射するための照射光学系、および試料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結像系が配置されている。また、電子顕微鏡１は、図示はしないが、結像系で結像された像を検出するための検出器や、試料から放出されたＸ線を検出するための検出器などを備えている。

【0054】

試料室１０は、不図示の対物レンズのポールピースの上極と下極との間の空間である。試料室１０は、真空排気装置によって真空排気されている。試料室１０には、ホルダーベース１１０の取付け部１１２が配置される。試料ホルダー１００に保持された試料は、試料室１０において電子線が照射される。

【0055】

試料ホルダー１００は、ゴニオメーターステージ１４によって位置決めされる。ゴニオメーターステージ１４は、試料ホルダー１００をシャフト部１０２の中心軸Ｌまわりに回
転させることで試料を傾斜させることができる。また、試料台１６０を軸Ａまわりに回転させることで試料を傾斜させることができる。このように、電子顕微鏡１では、互いに直交する２軸に関して試料を傾斜させることができる。

【0056】

試料交換室２０は、試料室１０に接続されている。試料交換室２０と試料室１０との間には、仕切り弁２２が設けられている。

【0057】

試料交換室２０に設けられた接続部材２６には、試料容器２が着脱可能である。試料交換室２０と試料容器２との間には、仕切り弁２４が設けられている。試料容器２には、複数のカートリッジ１５０が取り付けられたマガジン４を収容することができる。試料交換室２０および試料容器２は、真空排気装置６０によって真空排気される。

【0058】

搬送装置３０は、第１搬送ロッド４０と、第２搬送ロッド５０と、を有している。第１搬送ロッド４０は、試料容器２と試料交換室２０との間において、カートリッジ１５０を搬送する。ここでは、第１搬送ロッド４０は、マガジン４を搬送することで、カートリッジ１５０を搬送している。第１搬送ロッド４０は、先端部でマガジン４を掴み、掴んだマガジン４を上方向に移動させて、マガジン４を試料容器２から試料交換室２０に搬送する。

【0059】

第２搬送ロッド５０は、試料交換室２０と試料室１０との間において、カートリッジ１５０を搬送する。第２搬送ロッド５０は、第１搬送ロッド４０が掴んだマガジン４からカートリッジ１５０を取り出す。第２搬送ロッド５０は、取り出したカートリッジ１５０を試料交換室２０から試料室１０に搬送し、取付け部１１２に取り付ける。

【0060】

第２搬送ロッド５０は、図７に示すように、カートリッジ１５０を、試料ホルダー１００の中心軸Ｌに対して、斜め方向Ｃに移動させることによって、カートリッジ１５０を取付け部１１２に取り付ける。

【0061】

真空排気装置６０は、排気管６２を介して、試料容器２を真空排気する。排気管６２には、電磁弁６４が設けられている。真空排気装置６０は、さらに、試料交換室２０を真空排気する。真空排気装置６０は、排気管６６を介して、試料交換室２０を真空排気する。排気管６６には、電磁弁６８が設けられている。

【0062】

制御部７０は、仕切り弁２２、仕切り弁２４、搬送装置３０、電磁弁６４、および電磁弁６８を制御する。制御部７０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および記憶装置（ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）など）を含む。制御部７０では、ＣＰＵで記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、各種制御処理を行う。

【0063】

４．２． 動作
４．２．１． カートリッジの取付け
電子顕微鏡１では、自動で、試料容器２に収容されたカートリッジ１５０を、試料室１０に搬送して取付け部１１２に取り付けることができる。

【0064】

マガジン４に装着されたカートリッジ１５０は、試料容器２に収容される。カートリッジ１５０を収容した試料容器２は、接続部材２６に取り付けられる。このとき、仕切り弁２４は、閉じられている。そして、ユーザーは、カートリッジ１５０を導入する指示を制御部７０に入力する。

【0065】

制御部７０は、カートリッジ１５０を導入する指示を受け付けると、電磁弁６４を開き
、試料容器２内を真空排気する。制御部７０は、試料容器２内が所定の圧力以下になると、仕切り弁２４を開く。

【0066】

制御部７０は、第１搬送ロッド４０に、試料容器２内のマガジン４を掴ませて、マガジン４を試料交換室２０に搬送させる。制御部７０は、マガジン４を試料交換室２０に搬送させた後、仕切り弁２４を閉じ、仕切り弁２２を開く。

【0067】

制御部７０は、第２搬送ロッド５０に、第１搬送ロッド４０が掴んだマガジン４から指定されたカートリッジ１５０を掴ませて、カートリッジ１５０を試料室１０に搬送させる。このとき、カートリッジ１５０は、対物レンズのポールピースの上極と下極の隙間を通って、試料室１０に搬送される。

【0068】

制御部７０は、第２搬送ロッド５０に、カートリッジ１５０を斜め方向Ｃに移動させ、カートリッジ１５０を取付け部１１２に取り付ける。カートリッジ１５０を取付け部１１２に取り付けるときのロックレバー１８０および傾斜機構１７０の動作は、上述した「２．１． カートリッジの取付け」に記載した通りである。

【0069】

制御部７０は、カートリッジ１５０を取付け部１１２に取り付けた後、第２搬送ロッド５０を試料交換室２０内に戻し、仕切り弁２２を閉じる。

【0070】

以上の処理により、カートリッジ１５０を取付け部１１２に取り付けることができる。これにより、カートリッジ１５０に保持された試料を電子顕微鏡１で観察することができる。

【0071】

４．２．２． カートリッジの取り外し
電子顕微鏡１では、自動で、カートリッジ１５０を取付け部１１２から取り外し、試料交換室２０に搬送することができる。

【0072】

制御部７０は、仕切り弁２２を開き、第２搬送ロッド５０を試料室１０に移動させる。制御部７０は、第２搬送ロッド５０に、取付け部１１２に取り付けられたカートリッジ１５０を掴ませて、斜め方向Ｃとは反対方向にカートリッジ１５０を移動させる。これにより、取付け部１１２からカートリッジ１５０が取り外される。カートリッジ１５０を取付け部１１２から取り外すときのロックレバー１８０および傾斜機構１７０の動作は、上述した「２．２． カートリッジの取り外し」に記載した通りである。

【0073】

制御部７０は、第２搬送ロッド５０に、カートリッジ１５０を試料交換室２０に搬送させる。このとき、カートリッジ１５０は、対物レンズのポールピースの上極と下極の隙間を通って、試料交換室２０に搬送される。制御部７０は、試料交換室２０にカートリッジ１５０を搬送させた後、仕切り弁２２を閉じる。次に、制御部７０は、第２搬送ロッド５０に、カートリッジ１５０を、第１搬送ロッド４０が掴んだマガジン４に装着させる。

【0074】

以上の処理により、カートリッジ１５０を取付け部１１２から取り外すことができる。

【0075】

５． 変形例
上述した実施形態では、本発明に係る荷電粒子線装置が電子線を用いて試料の観察や分析を行う電子顕微鏡を例に挙げて説明したが、本発明に係る荷電粒子線装置は、電子線以外の荷電粒子線（イオンビーム等）を用いて試料の観察や分析を行う装置であってもよい。例えば、本発明に係る荷電粒子線装置は、走査透過電子顕微鏡、走査電子顕微鏡、オージェ電子分光装置、集束イオンビーム装置などであってもよい。

【0076】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、及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である。また、本発明は、実施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】

【0077】

１…電子顕微鏡、２…試料容器、４…マガジン、１０…試料室、１２…鏡筒、１４…ゴニオメーターステージ、２０…試料交換室、２２…仕切り弁、２４…仕切り弁、２６…接続部材、３０…搬送装置、４０…第１搬送ロッド、５０…第２搬送ロッド、６０…真空排気装置、６２…排気管、６４…電磁弁、６６…排気管、６８…電磁弁、７０…制御部、１００…試料ホルダー、１０２…シャフト部、１０４…Ｏリング、１１０…ホルダーベース、１１２…取付け部、１１３…フレーム、１１４…載置面、１１６…板バネ、１２０…ブロック、１２２…ブロック、１３０…シャフト、１３２…ボール、１５０…カートリッジ、１５２…フレーム、１６０…試料台、１７０…傾斜機構、１７２…傾斜アーム、１７４…傾斜レバー、１７５…突起部、１８０…ロックレバー、１８１…第１棒状部材、１８２…第２棒状部材、１８４…軸部材、１８６…弾性部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】