JPH08254511A - 試料ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】厚みの異なる複数の試料を容易に固定すること
のできる試料ホルダを提供する。 【構成】試料を保持して試料を所定の設置位置に設置す
るための試料ホルダにおいて、設置位置に設置されるホ
ルダ本体１１と、それぞれ試料の載置面が形成され互い
に独立して移動可能にホルダ本体１１に収容される複数
の試料台１２と、ホルダ本体１１に固定されると共に各
試料台１２の載置面の一部を露出させる開口窓２３を構
成する枠縁部２４を有する押さえ部材１４と、ホルダ本
体内１１に収容され各試料台１２をそれぞれ押さえ部材
１４の枠縁部２４に押し付ける方向に付勢する付勢手段
１３とを有する。これにより各試料台１２ごとに異なる
厚みの複数の試料を一度に保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は試料ホルダに関し、１つ
の試料ホルダに独立して移動できる複数の試料台を設け
ることで一度に厚みの異なる複数の試料を容易にセット
できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】表面分析等を行う分析装置の所定の試料
ステージに試料をセットする場合、試料の取扱いを容易
にするために試料を予め試料ホルダに固定し、試料をそ
の試料ホルダごと分析装置内に設置することが行われて
いる。

【０００３】例えば、超高真空環境下で表面分析を行う
オージェ電子分光分析装置（ＡＥＳ：Ａｕｇｅｒ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）では、超高
真空の分析室に隣接して試料交換室を設け、試料交換室
を介して試料を分析室に対して交換するようにしてい
る。交換に際しては、試料が予め固定された試料ホルダ
を試料交換室に入れ、試料交換室をある程度の低圧の真
空まで予備減圧した後、試料交換室と分析室を連通させ
て遠隔操作により試料ホルダを分析室の試料ステージに
移行させる。その後、試料交換室と分析室の連通を遮断
し、分析室を超高真空まで減圧して試料の測定分析が行
われる。

【０００４】超高真空環境で使用される試料ホルダは接
着剤等のガスを発生する物質の使用はできない。そこで
従来この種の試料ホルダには、押さえバンドをビス止め
して試料を固定するタイプとばねにより試料をキャップ
に押し付けて固定するタイプの２種類が用いられてい
る。

【０００５】図１１は従来のビス止めタイプの試料ホル
ダの例の分解斜視図である。図１１に示すようにこの試
料ホルダ１００では、円盤状の試料台１０１の上に載せ
た試料Ｐの両端を２本のバンド１０２で押さえ、バンド
１０２を４本のビス１０３で試料台１０１に締め付ける
ことで試料Ｐを固定する。次に試料Ｐが固定された試料
台１０１をホルダ本体１０４内の高さ調整台１０５の上
に載せ、固定ねじ１０６にて試料台１０１をホルダ本体
１０４に固定する。このとき、試料Ｐの厚みに無関係に
試料Ｐの上面（表面）がいつもホルダ本体１０４の上面
と同じ高さとなるように予め試料台１０１の高さ調整を
しておく。これは試料ホルダ１０４を分析装置の所定の
位置に設置したときに分析の対象面である試料Ｐの表面
が所定の高さに位置するようにするためである。

【０００６】高さ調整台１０５の下面に設けられたねじ
軸（図示せず）がホルダ本体１０４の雌ねじ（図示せ
ず）に螺合し、それによって高さ調整台１０５はホルダ
本体１０４に支持されており、試料Ｐの厚みに応じた試
料台１０１の高さ調整はこの高さ調整台１０５を回転さ
せることで行われる。

【０００７】図１２は従来のばね押し付けタイプの試料
ホルダの例の分解斜視図である。図１２に示すようにこ
の試料ホルダ２００では、試料Ｐはばね２０１のばね力
によって試料台２０２とキャップ２０３の枠縁部２０４
との間に挟まれて固定される。つまり、キャップ２０３
は試料台２０２が挿入される円筒部２０５と、試料固定
ねじ２０６と螺合する雌ねじ（図示せず）が内周面に刻
設された取付部２０７を有している。キャップ２０３の
円筒部２０５に試料台２０２を挿入し、ばね２０１の一
端を試料台２０２の底面に当接させると共に他端を試料
固定ねじ２０６に当接させた状態で、試料固定ねじ２０
６を取付部２０７の雌ねじにねじ込むことで試料台２０
２がキャップ２０３の枠縁部２０４に押し付けられた状
態でキャップ２０３、試料台２０２、ばね２０１、試料
固定ねじ２０６が一体化される。試料Ｐを取り付けると
きは、キャップ２０３の枠縁部２０４の間の開口窓から
試料台２０２をばね２０１のばね力に抗して押し下げて
試料台２０２と枠縁部２０４との間に試料Ｐを挟み込
む。

【０００８】次に、試料Ｐが固定されたキャップ２０３
をホルダ本体２０８内に入れ、固定ねじ２０９にてキャ
ップ２０３をホルダ本体２０８に固定する。

【０００９】尚、図１２中に示したもう１つのキャップ
２１０は大形試料用であり、大きな試料Ｐを保持するの
に好適なように大形試料用のキャップ２１０の枠縁部２
１１は比較的小さく形成されて大きな開口窓が形成され
るようになっている。

【００１０】ここで、分析においては試料Ｐの表面が水
平な場合だけでなく、試料Ｐの表面を水平に対して傾斜
させて行う場合があり、図１２に示した試料ホルダ２０
０は大きく傾斜させて測定ができるように企図された高
傾斜用のものである。試料ホルダを大きく傾斜させたと
き、試料ホルダの高さが高いと試料ホルダの先端が分析
装置の内部の部材と干渉する可能性が高いので、高傾斜
用の試料ホルダ２００では高さを低く抑えるように全体
として小形に構成されている。

【００１１】図１３は従来のばね押し付けタイプの試料
ホルダの他の例の分解斜視図である。図１３に示すよう
にこの試料ホルダ３００ではそのホルダ本体３０１の内
部に位置するばね３０２で試料台３０３を上方に付勢し
ている。試料台３０３の上に試料Ｐを載せ、その上に開
口窓を構成する枠縁部３０４を有するキャップ３０５を
かぶせてキャップ３０５を止めねじ３０６にてホルダ本
体３０１に固定する。これによりばね３０２に付勢され
た試料台３０３が試料Ｐをキャップ３０４の枠縁部３０
４に押し付け、試料Ｐはキャップ３０５と試料台３０３
とに挟まれて固定される。

【００１２】尚、図１３中に示した他のキャップ３０
７、３０８はそれぞれ枠縁部３０９、３１０で構成され
る開口窓の大きさがキャップ３０５のものと異なってい
る。これらのキャップ３０５、３０７、３０８は試料Ｐ
の大きさに応じて試料Ｐの縁を枠縁部３０４、３０９、
３１０等で効果的に保持できるように適宜選択して使用
される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】超高真空環境下で機能
するオージェ電子分光分析装置の分析室に対して試料ホ
ルダを交換するには上述のように、分析室の超高真空、
試料交換室の予備真空、装置外の大気圧の間で昇圧、減
圧をその都度繰り返さなければならず、この昇減圧が伴
う試料ホルダの交換作業には多くの作業時間を要してい
た。そこで、試料ホルダに複数種類の試料をまとめて固
定して一回の試料ホルダの交換で複数種類の試料の分析
を行うことができたら、分析作業を極めて能率的に行う
ことができる。

【００１４】しかし、試料ホルダに高さ（厚み）の異な
る複数種類の試料を一緒に固定して使用しようとした場
合、上述した従来の試料ホルダでは以下のような問題を
生じる。

【００１５】図１１に示したビス止めタイプの試料ホル
ダ１００では、厚みの異なる複数の試料を取り付けると
各試料の表面の高さが皆相違することとなる。試料の表
面分析においては分析の対象である試料表面が分析装置
内の所定の高さに位置するように高精度に位置決め調整
をする必要がある。従って、各試料について分析を行う
場合各試料の厚みに合わせてその都度分析装置にて高さ
の位置決め調整をしなければならない。この調整作業は
煩雑なものであり、厚みが大きく異なる試料を扱う場合
にはその都度調整に多くの時間を費やすこととなる。

【００１６】図１２、図１３に示したようなばね押し付
けタイプの試料ホルダ２００、３００では、キャップ２
０３、３０５を正確にホルダ本体２０８、３０１に取り
付ければ試料の上面の高さを合わせることができるが、
厚みの異なる複数の試料を同時に試料ホルダに固定しよ
うとした場合、厚みの薄い方の試料をキャップと試料台
との間で十分に挟圧できないという問題がある。図１４
はその状況を表している。

【００１７】図１４に示すように、厚い試料Ｐ１はばね
３０２のばね力によって試料台３０３とキャップ３０５
と間に挟まれて固定されるが、一緒に固定しようとした
薄い試料Ｐ２は試料Ｐ１があるため試料台３０３とキャ
ップ３０５の間に挟まれずに不安定な状態となる。従っ
て、試料Ｐ２の上面が所定の高さに位置せず、しかも分
析で試料ホルダを傾斜させた際に試料Ｐ２が脱落する虞
もあった。

【００１８】そこで本発明は厚みの異なる複数の試料を
容易に固定することのできる試料ホルダを提供すること
を目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明にかかる試料ホルダは、試料を保持して該試料を所
定の設置位置に設置するための試料ホルダにおいて、前
記設置位置に設置されるホルダ本体と、それぞれ試料の
載置面が形成され互いに独立して移動可能に前記ホルダ
本体に収容される複数の試料台と、前記ホルダ本体に固
定されると共に前記各試料台の載置面の一部を露出させ
る開口窓を構成する枠縁部を有する押さえ部材と、前記
ホルダ本体内に収容され前記各試料台をそれぞれ前記押
さえ部材の前記枠縁部に押し付ける方向に付勢する付勢
手段とを有することを特徴としている。

【００２０】

【作用】試料台の載置面と押さえ部材との間に試料を介
在させると、付勢手段によって付勢される試料台によっ
て試料台上の試料は押さえ部材の枠縁部に押し付けら
れ、試料は試料台と押さえ部材の枠縁部とに挟まれて保
持される。

【００２１】押さえ部材はホルダ本体に固定されるの
で、押さえ部材に押し付けられて保持される試料はホル
ダ本体に対して常に一定の位置関係となる。このホルダ
本体を設置位置に設置することで、試料も所定の位置に
位置決めされる。

【００２２】複数の試料台を互いに独立して移動できる
ようにしてそれぞれの試料台を押さえ部材に向けて付勢
することで、試料台毎に厚みの異なる複数の試料を同時
に保持することが可能となる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２４】図１は本発明の一実施例にかかる試料ホル
ダの分解斜視図、図２はその試料ホルダの平面図、図３
は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【００２５】図１に示すように、本試料ホルダ１０はホ
ルダ本体１１と、ホルダ本体１１に収容される４つの試
料台１２と、試料台１２をそれぞれ付勢する付勢手段で
ある４つのばね１３（図１ではそのうち１つだけ見えて
いる）と、試料を押さえる押さえ部材であるキャップ１
４を有する。

【００２６】ホルダ本体１１は略直方体形状をし、図３
に示すようにホルダ本体１１の底面は後述する分析装置
等の試料ステージの所定の設置位置の上に安定して載置
することができるように平坦面１５を有している。底面
の中央には位置決め用の係合手段である蟻溝１６が形成
され、蟻溝１６には後述する試料ステージの設置位置に
設けられた位置決め手段である摺動台５４が嵌入するよ
うになっている。

【００２７】図１に示すように、ホルダ本体１１の一つ
の側面には試料交換棒取付雌ねじ１７が形成された連結
板１８が２本のねじ１９で固定されている。前述の蟻溝
１６はこの連結板１８のある側面と対向する側面（図１
では見えない）を繋ぐように試料交換棒取付雌ねじ１７
の軸方向と平行に延び、対向する側面に蟻溝１６の端部
が開放されている。

【００２８】図１に示すように、ホルダ本体１１の上面
には四隅が切除されたような方形の横断面を有する収容
部２０が凹設されている。その収容部２０の横断面を四
等分した平面形状を有するブロック状の試料台１２が４
つ設けられ、各試料台１２は互いに独立して上下に移動
できるようにホルダ本体１１の収容部２０に収容され
る。尚、図１は４つの試料台１２のうち２つは収容部２
０に収容され、１つは収容部２０から一部突出し、残り
の１つは全部突出した状態を表している。

【００２９】各試料台１２の上面は試料Ｐを載置できる
ように平坦な載置面となっている。図３に示すように各
試料台１２の下面にはばね１３が入る凹所２１が形成さ
れると共に、ホルダ本体１１の収容部２０の底面には各
試料台１２の位置に対応してそれぞればね係止突部２２
が形成されている。各ばね係止突部２２と試料台１２の
凹所２１との間にはそれぞればね１３が装着され、これ
らのばね１３によって各試料台１２はそれぞれホルダ本
体１１の収容部２０の上方へ突出するように付勢されて
いる。

【００３０】図１、図２に示すように、押さえ部材であ
るキャップ１４はホルダ本体１１の平面外形形状と略同
じ形状をした板状材から成っている。キャップ１４に
は、上述の４つの各試料台１２の位置に対応して４つの
開口窓２３が枠縁部２４によって構成されている。図２
に示すように、各枠縁部２４は各試料台１２の外縁部と
重なり、それによって開口窓２３は各試料台１２の外縁
部を除いた部分を表面に露出させる。各枠縁部２４と各
試料台１２の縁部の重なる部分は試料Ｐを挟み持つ部分
となる。

【００３１】図１に示すように、ホルダ本体１１の上面
の４隅にはねじ穴２５が形成される一方、キャップ１４
の４隅にはそれに対応してねじ取付孔２６が穿設され、
ねじ取付孔２６を通して止めねじ２７（図１では４本あ
る止めねじ２７のうち１本だけを示している）をねじ穴
２５に螺合させることで、キャップ１４がホルダ本体１
１に固定される。

【００３２】このような試料ホルダ１０においては、試
料台１２の上に試料Ｐを載せ、その上にキャップ１４を
かぶせて試料台１２をばね１３のばね力に抗して押し下
げ、キャップ１４を止めねじ２７にてホルダ本体１１に
固定する。これによりばね１３によって付勢された試料
台１２が試料Ｐをキャップ１３の枠縁部２４に押し付
け、試料Ｐは開口窓２３から表面を露出させた状態でキ
ャップ１４と試料台１２との間に挟まれて固定される。

【００３３】尚、上述の説明では試料Ｐを取り付ける際
にその都度キャップ１４を止めねじ２７にてホルダ本体
１１に固定するようにしているが、ホルダ本体１１内に
試料台１２、ばね１３を収納した状態でキャップ１４を
予めホルダ本体１１に固定的に取り付けておき、試料Ｐ
を取り付ける際は試料台１２を押し下げて試料Ｐを試料
台１２とキャップ１４との間に差し込むようにしてもよ
い。

【００３４】ここで、本試料ホルダ１０では４つの試料
台１２は独立して移動できるので、図３に示すように各
試料台１２にそれぞれ異なる高さ（厚み）の試料Ｐ１、
Ｐ２を載せてもそれぞれをしっかりと固定することがで
き、しかも各試料Ｐ１、Ｐ２の表面はキャップ１４に規
制されて皆同じ高さ、つまりホルダ本体１１の底面の平
坦面１５に対して同じ高さに位置することとなる。

【００３５】尚、試料Ｐの大きさが種々あることに鑑
み、キャップ１４の開口窓２３の大きさが異なる複数種
類のキャップ１４を予め用意し、試料Ｐの大きさに適合
した開口窓２３を有するキャップ１４を選択できるよう
にすることも可能である。

【００３６】また、上述のキャップ１４は各試料台１２
の数に対応して分割された４つの開口窓２３を設けるこ
とにより各試料台１２の試料Ｐを安定して保持できるよ
うにしているが、本発明の試料ホルダでは必ずしも試料
台の数に合わせて開口窓を分割しなくともよく、枠縁部
で試料を挟持できれば複数の試料台に跨るように開口窓
を設けてもよい。

【００３７】上述の実施例では４つの試料台１２を個別
に付勢する４つのばね１３を設けているが、本発明にか
かる付勢手段は押さえ部材に各試料台をそれぞれ付勢す
れば足り、必ずしも試料台の数に対応する数のばねを設
けなくともよい。例えば、１枚の板ばねによって複数の
試料台を個別的に付勢することも可能である。

【００３８】本試料ホルダを用いる装置の一例としてオ
ージェ電子分光分析装置があり、このオージェ電子分光
分析装置の概略構成図を図４に示す。

【００３９】物質に電子を照射すると、試料表面から特
性Ｘ線等と共に二次電子、反射電子、オージェ電子が放
出される。このオージェ電子は固体表面の元素の種類に
固有のエネルギを持つため、エネルギ測定により試料の
元素分析をすることができる。

【００４０】図４に示すように、オージェ電子分光分析
装置３０には分析室３１と、試料を交換するために分析
室３１に隣接して配置された試料交換室３２とが設けら
れている。分析室３１にはチタンゲッターポンプ３３、
ベーキングヒータ３４からなる分析室イオンポンプ３５
が設けられ、分析時は分析室３１内は１０^-8乃至１０ ^-7
Ｐａの超高真空とされる。分析室３１内には前述の試料
ホルダ１０が設置される試料ステージ３６が設けられ、
試料ステージ３６は水平面内のＸ、Ｙ軸方向、垂直なＺ
軸方向、Ｚ軸回りの回転方向、試料面を水平面から傾斜
させる傾斜方向に移動できるようになっている。

【００４１】分析室内にはオージェ電子励起用の電子線
を発生する電子銃３７と、試料Ｐから放出された信号を
検出するための二次電子検出器３８、オージェ電子検出
器３９及び試料Ｐをスパッタするためのイオン銃４０が
臨み、これらの作用中心軸は試料ステージ３６上の標準
物質（例えばシリコンウェーハ上に形成された熱酸化膜
ＳｉＯ₂ ）を用いて試料面上で１点（分析点）で交わる
ように予め調整されている。通常の分析の際はこの分析
点に分析したい試料面が位置するように試料ステージ３
６の位置調整が行われる。

【００４２】電子銃３７には電子銃室イオンポンプ４１
が連結され、このイオンポンプ４１にて真空にされた電
子銃３７から射出された電子ビームはファラデーカップ
４２を介して試料ステージ３６上の試料に照射され、そ
こから放出されたオージェ電子はオージェ電子検出器３
９により検出されプリアンプ４３で増幅されて所要の測
定がなされるようになっている。

【００４３】分析室３１と試料交換室３２との間には開
閉バルブ４４が設けられ、開閉バルブ４４によって分析
室３１と試料交換室３２との連通、遮断が行われる。試
料交換室３２にはバルブ４５を介してターボモレキュラ
ポンプ４６、ロータリーポンプ４７が連結され、これら
によって試料交換室３２は１０^-6Ｐａ程度の真空まで減
圧される。

【００４４】試料交換室３２には試料交換装置４８が設
けられ、試料交換室３２の扉（図示せず）を開くことで
この試料交換装置４８の試料交換棒４９を用いて外部か
ら試料ホルダ１０を着脱できるようになっている。試料
交換装置４８は前記扉が閉じられた状態で外部からマグ
ネット等を用いた遠隔操作によって操作され、試料ステ
ージ３６に対して試料ホルダ１０の交換を行う。

【００４５】また、装置３０には適宜ピラニゲージ５
０、イオンゲージ５１、バルブ５２が配設されている。

【００４６】試料ホルダの交換に際しては、試料交換室
３２内を大気圧として試料交換室３２の扉を開け、試料
交換装置４８の試料交換棒４９の先端に新たに交換する
試料ホルダ１０の試料交換棒取付雌ねじ１７（図１参
照）を用いて装着し、それを試料交換室３２内に入れて
扉を閉じる。次に試料交換室３２を減圧してから試料交
換室３２と分析室３１との間の開閉バルブ４４を開け、
遠隔操作にて試料交換装置４８の試料交換棒４９を開閉
バルブ４４を通って分析室３１内に延ばし、試料ホルダ
１０を試料ステージ３６上に載せる。その後は試料交換
棒４９を試料交換室３２内に退避させ、開閉バルブ４４
を閉じて分析室３１内を超高真空に減圧する。また、試
料ホルダ１０を分析室３１の試料ステージ３６から取り
出す場合は上述の手順と逆の手順が採られる。

【００４７】ここで、図５はオージェ電子分光分析装置
の試料ステージの説明図である。図５に示すように、試
料ステージ３６は上述のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動自
在とされ、且つ試料ステージ３６はＺ軸回りに回転自在
のテーブル５３を有し、そのテーブル５３の上面が試料
ステージ３６の試料ホルダ１０の所定の設置位置とされ
ている。テーブル５３の上面には前述の試料ホルダ１０
の蟻溝１６（図３）に摺動自在に嵌入する位置決め手段
である摺動台５４が突設されている。

【００４８】試料ホルダ１０の交換時は、摺動台５４の
長手軸方向（蟻溝１６が摺動する方向）が試料交換棒４
９の進退方向と平行となるようにテーブル５３が回転位
置決めされ、図５に示すように試料交換棒４９の前進に
伴って試料ホルダ１０の蟻溝１６にテーブル５３の摺動
台５４が嵌入しつつ試料ホルダ１０がテーブル５４上に
載せられる。試料ホルダ１０が設置位置まで進入すると
摺動台５４の端部が蟻溝１６の端部に当接し、試料ホル
ダ１０はそこで位置決めされる。その後、試料交換棒４
９はねじを解く方向に回転して試料ホルダ１０の試料交
換棒取付雌ねじ１７との螺合を解除し、試料交換棒４９
は試料交換室３２に退避する。

【００４９】このようにして試料ステージ３６に試料ホ
ルダ１０が設置された後、試料Ｐの表面が前述の分析点
に位置するように試料ステージ３６の位置調整が行われ
る。この位置調整は時間を要する操作であり、以下の手
順で行われる。

【００５０】オージェ電子分光分析装置に付属している
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、試料面から適当
な目印（例えば、表面の付着ゴミ、傷等）になるものを
見つけ出す。この目印を基準として分析時の傾斜角度を
中心として±５°の範囲で試料を傾斜させ、移動するＳ
ＥＭ像を観察しながら高さを合わせていき、ＳＥＭ像が
動かなくなるまでこれを繰り返す。つまり、試料の表面
が所定の分析点上に無い場合は試料を傾斜させると試料
表面がＺ軸方向に移動するので、これが移動しなくなれ
ば位置調整が行われたとすることができる。

【００５１】実際の位置調整は図５の右下部に示す装置
のＸ軸つまみ５５、Ｙ軸つまみ５６、Ｚ軸つまみ５７、
傾斜つまみ５８を用いてそれぞれ試料ステージ３６をＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸、傾斜方向に移動させることで行われ
る。例えば試料表面を４０°傾斜させて分析する場合
は、まず傾斜つまみ５８にて試料ステージ３６を３５°
（４０−５°）に傾斜させ、ＳＥＭ像を観察して目印が
中央（分析点）に来るようにＸ軸つまみ５５及びＹ軸つ
まみ５６で合わせる。次に、傾斜つまみ５８にて試料ス
テージ３６を４５°（４０＋５°）に傾斜させ、ＳＥＭ
像がずれた分を高さを調整するＺ軸つまみ５７で合わせ
る。この操作は少なくとも１０数回繰り返す必要があ
り、最終的にはＳＥＭ倍率を３０００倍にして、傾斜角
を移動させたとき像が分析点と一致して動かなくなるよ
うにする。この操作の過程では高さが変化するため、常
にフォーカスと非点を合わせ、像をクリアな状態にして
調整することが必要である。

【００５２】ところで、オージェ電子分光分析特有の分
析法として深さ方向分析がある。これは前述したイオン
銃４０を用いてイオンエッチングを併用しながら、試料
Ｐの深さ方向の情報を得るものであるが、この分析を行
う際は位置調整は特に重要になり、分析点に試料位置が
一致しない場合、次のような弊害が生じる。

【００５３】いま図６（ａ）に示すように厚み方向に
Ａ、Ｂの組成の異なる２種類の層を有する試料Ｐの分析
について考える。図６（ｂ）は試料Ｐの表面位置が装置
の分析点と一致している状態であり、この場合は図６
（ｃ）に示すようにある深さにてＡ、Ｂの組成の違いを
はっきり示したプロファイルを得ることができる。

【００５４】しかし図６（ｄ）のように試料Ｐの表面位
置が装置の分析点と一致していてない場合（この図６
（ｄ）の例では試料Ｐが分析点に対して高すぎる場合を
示している）、斜め方向から照射されるイオンビームと
電子ビームの照射が試料Ｐの表面上で合致せず、電子ビ
ームはイオンビームによるエッチングのエッジ部分を照
射することとなる。その結果得られるプロファイルは図
６（ｅ）のように深さ分解能が低下したものとなり、正
確な情報が得られなくなってしまう。

【００５５】図７はこの誤差の発生を模式的に示す説明
図である。一例として図７に示すように、電子ビームは
１００μｍの幅で垂直に照射され、イオンビームは水平
から３５°傾いた角度で照射されて試料表面上に５００
μｍ幅のエッチング面を形成する。ここで、図７の中で
（０）で示すように所定の分析点上に試料表面が位置す
るときは電子ビームはイオンビームの５００μｍ幅のエ
ッチング面の中央に位置する。

【００５６】図７の中で（＋）で示すように試料表面が
分析点より１２０μｍ高くなると電子ビームはエッチン
グのエッジに達してしまい正確な分析ができなくなる。
同様に、図７の中で（−）で示すように試料表面が分析
点より１２０μｍ低くなると電子ビームはエッチングの
反対側のエッジに達してしまいこれもまた正確な分析が
できなくなる。従って、この例においては試料表面を分
析点に対して少なくとも上下１２０μｍ未満の誤差内入
るように位置調整をする必要がある。

【００５７】このように、試料ホルダをオージェ電子分
光分析装置３０の試料ステージ３６に設置した後に分析
に先立って試料表面の位置調整を行う必要があるが、本
発明にかかる試料ホルダ１０を用いれば複数の試料につ
いて分析するときにも一回の位置調整で足り、極めて能
率良く作業を進めることができる。すなわち、本試料ホ
ルダ１０では複数の試料Ｐを試料ホルダ１０に対して皆
同等の高さとなるように予め位置決めされた状態で固定
することができるので、試料ホルダ１０をオージェ電子
分光分析装置３０の試料ステージ３６に設置して１つの
試料について位置調整した後は、他の試料について分析
する際に位置調整を行う必要がなくなる。あるいは、も
しも他の試料について再度位置調整が必要となる場合が
あるとしても、各試料は同等の高さとなっているので２
度目以降の調整は補助的な簡易な調整（微調整）で足り
ることとなる。

【００５８】図８は本発明の試料ホルダの試料台に複数
の試料を載せた場合の断面図である。図８に示すよう
に、高さ（厚み）が同じで比較的面積の小さい試料であ
れば、１つの試料台１２に複数の試料Ｐ１、Ｐ２を載せ
ることも可能である。一つの試料台１２に複数の試料Ｐ
１、Ｐ２を固定することでより多くの試料を一度にオー
ジェ電子分光分析装置３０にセットでき、それによって
昇減圧を伴う試料交換作業の回数や、多数の試料に対す
る装置３０における位置調整の回数を減少させることが
できる。

【００５９】図９は本発明の他の実施例にかかる試料ホ
ルダの断面図である。図９に示すように、この試料ホル
ダ６０では一列に３つの試料台１２を設け、図１の実施
例に比べて試料台１２の数を増加したものである。その
他の構成については図１の実施例と同様であるので同一
部分に同一符号を付して重複する説明は省略する。

【００６０】この試料ホルダ６０によれば、図１の試料
ホルダ１０に比べてより多くの厚みの異なる試料を一度
に固定でき、分析作業の能率のさらなる向上を期するこ
とができる。

【００６１】尚、本発明においては１つの試料ホルダに
収容される試料台の数はこれらに限定されるものではな
く、試料台の数は試料の性質等に応じて適宜選定される
ものである。

【００６２】図１０は本発明の別の実施例にかかる試料
ホルダの分解斜視図である。図１０に示すように、本試
料ホルダ７０は、押さえ部材であるキャップ７１と、２
つの試料台７２と、２つの試料台７２をそれぞれ付勢す
る付勢手段である２つのばね７３と、上面に２つのばね
固定凹部８３が形成された試料固定ねじ７４と、ホルダ
本体７５を有する。

【００６３】２つの試料台７２は円盤形状を２等分した
半円状の平面形状をし、合わせて１つの円が構成される
ようになっている。キャップ７１はこれらの試料台７２
が挿入される円筒部７６と試料固定ねじ７４が螺合する
雌ねじ（図示せず）が内周面に刻設された取付部７７を
有し、円筒部７６の端面部には各試料台７２の両端縁に
それぞれ当接し得る一対の枠縁部７８が形成されて両枠
縁部７８の間に開口窓７９を構成している。

【００６４】ホルダ本体７５の上面にはキャップ７１の
取付部７７を入る収容部８０が凹設されると共に、ホル
ダ本体７５には固定ねじ８１を取り付けるねじ孔８２が
形成されている。また、図１の実施例と同様に、ホルダ
本体７５は試料交換棒取付雌ねじ１７が形成された連結
板１８がねじ１９で固定され、その底面には平坦面と位
置決め用係合手段である蟻溝（図示せず）が形成されて
いる。

【００６５】この試料ホルダ７０ではキャップ７１の円
筒部７６に２つの試料台７２を挿入し、２つのばね７３
の一端をそれぞれ試料台７２の底面に当接させると共に
他端をそれぞれ試料固定ねじ７４のばね固定凹部８３に
当接させた状態で、ねじ７３を圧縮しつつ試料固定ねじ
７４を取付部７６の雌ねじにねじ込んで固定する。この
とき、図１０に示すように、各試料台７２の長手方向両
端部がキャップ７１の対向する両枠縁部７８の方向に向
くように、つまり各試料台７２の長手方向両端部がそれ
ぞれ枠縁部７８に当接するようにキャップ７１と両試料
台７２の相対的な回転角度位置を決定する。これにより
２つの試料台７２がばね７３のばね力によってそれぞれ
キャップ７１の枠縁部７８に押し付けられた状態で、キ
ャップ７１、試料台７２、ばね７３、試料固定ねじ７４
が一体化される。

【００６６】試料を取り付けるときは、キャップ７１の
枠縁部７８の間の開口窓７９から各試料台７２をばね７
３のばね力に抗して押し下げて試料台７２と枠縁部７８
との間に試料を挟み込む。次に、試料が固定されたキャ
ップ７１をホルダ本体７５の収容部８０内に入れ、固定
ねじ８１にてキャップ７１をホルダ本体７５に固定す
る。

【００６７】これによりばね７３によって付勢された試
料台７２が試料をキャップ７１の枠縁部７８に押し付
け、試料は開口窓７９から表面を露出させた状態でキャ
ップ７１と試料台７２との間に挟まれて固定される。

【００６８】ここで前述の実施例と同様に、本試料ホル
ダ７０では２つの試料台７２は独立して移動できるの
で、各試料台７２にそれぞれ異なる高さ（厚み）の試料
を載せてもそれぞれをしっかりと固定することができ、
しかも各試料の表面はキャップ７１に規制されて皆同じ
高さに位置することとなる。

【００６９】また、本実施例では前述の実施例に比べて
比較的小形に構成することができるので、試料を高傾斜
させて分析するような場合に好適である。

【００７０】尚、本発明の試料ホルダは上述のようにオ
ージェ電子分光分析装置のような煩雑な準備作業を伴う
超高真空仕様の表面分析装置の試料ホルダとして好適に
使用できるが、本発明の試料ホルダの用途はこれに限定
されるものではなく、試料を所定の設置位置に設置する
場合に広く用いることができる。

【００７１】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明によれば、ホルダ本体に互いに独立して移動
できる複数の試料台を設け、ホルダ本体に固定される押
さえ部材に各試料台をそれぞれ付勢手段にて押し付ける
方向に付勢し、各試料台と押さえ部材との間に試料を挟
んで固定するようにしたので、簡単な操作にて試料台毎
に厚みの異なる複数の試料を位置決めされた状態で一度
に保持することができ、試料ホルダを設置位置に一回設
置するだけで厚みの異なる複数種類の試料に対する分析
等を容易に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる試料ホルダの分解斜
視図である。

【図２】本発明の一実施例にかかる試料ホルダの平面図
である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】オージェ電子分光分析装置の概略構成図であ
る。

【図５】オージェ電子分光分析装置の試料ステージの説
明図である。

【図６】位置調整の不備に伴う深さ方向分析における誤
差発生の説明図である。

【図７】位置変化に伴う誤差の発生を模式的に示す説明
図である。

【図８】本発明の試料ホルダの試料台に複数の試料を載
せた場合の断面図である。

【図９】本発明の他の実施例にかかる試料ホルダの断面
図である。

【図１０】本発明の別の実施例にかかる試料ホルダの分
解斜視図である。

【図１１】従来のビス止めタイプの試料ホルダの例の分
解斜視図である。

【図１２】従来のばね押し付けタイプの試料ホルダの例
の分解斜視図である。

【図１３】従来のばね押し付けタイプの試料ホルダの他
の例の分解斜視図である。

【図１４】従来のばね押し付けタイプの試料ホルダの不
具合の説明図である。

【符号の説明】

１０，６０，７０ 試料ホルダ １１，７５ ホルダ本体 １２，７２ 試料台 １３，７３ ばね １４，７１ キャップ １５ 平坦面 １６ 蟻溝 １７ 試料交換棒取付雌ねじ ２０ 収容部 ２３ 開口窓 ２４ 枠縁部 ３０ オージェ電子分光分析装置 ３１ 分析室 ３２ 試料交換室 ３３ チタンゲッターポンプ ３４ ベーキングヒータ ３５ 分析室イオンポンプ ３６ 試料ステージ ３７ 電子銃 ３８ 二次電子検出器 ３９ オージェ電子検出器 ４０ イオン銃 ４１ 電子銃室イオンポンプ ４２ ファラデーカップ ４３ プリアンプ ４４ 開閉バルブ ４５，５２ バルブ ４６ ターボモレキュラポンプ ４７ ロータリーポンプ ４８ 試料交換装置 ４９ 試料交換棒 ５０ ピラニゲージ ５１ イオンゲージ ５３ テーブル ５４ 摺動台 ７４ 試料固定ねじ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を保持して該試料を所定の設置位置
   に設置するための試料ホルダにおいて、 前記設置位置に設置されるホルダ本体と、 それぞれ試料の載置面が形成され、互いに独立して移動
   可能に前記ホルダ本体に収容される複数の試料台と、 前記ホルダ本体に固定されると共に、前記各試料台の載
   置面の一部を露出させる開口窓を構成する枠縁部を有す
   る押さえ部材と、 前記ホルダ本体内に収容され、前記各試料台をそれぞれ
   前記押さえ部材の前記枠縁部に押し付ける方向に付勢す
   る付勢手段とを有することを特徴とする試料ホルダ。
2. 【請求項２】 前記押さえ部材は前記試料台の数に対応
   して分割された複数の開口窓を有する請求項１記載の試
   料ホルダ。
3. 【請求項３】 前記付勢手段は前記試料台を個別に付勢
   する複数のばねからなる請求項１記載の試料ホルダ。
4. 【請求項４】 前記ホルダ本体に前記設置位置に設けら
   れた位置決め手段と協働して該ホルダ本体を位置決めす
   る係合手段が設けられている請求項１記載の試料ホル
   ダ。