JP2000121518A - Coating method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は走査電子顕微鏡によ
って観察する試料を導電性とするために適用されるコー
ティング方法に関するものであり、更に詳しくは、簡便
に適用することができ、かつ試料表面の微細構造の観察
を可能とするコーティング方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coating method applied to make a sample to be observed by a scanning electron microscope conductive, and more particularly, to a coating method which can be applied easily and has a small surface area. The present invention relates to a coating method capable of observing a microstructure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】走査電子顕微鏡は試料に電子線を照射
し、試料から放出される二次電子を検出してこれを画像
化している。ところが、試料が絶縁性である場合、電子
線照射によって試料が帯電し、その帯電が原因となって
走査電子線が偏向され、得られる像が歪んだり、流れた
りして正確な画像が得られなくなる。この帯電を回避す
るために、試料の表面を導電性にし、二次電子の放出性
を高めるために、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）等の貴金属
のコーティングを施すことが従来から広く行われてい
る。貴金属のコーティング方法としては真空蒸着法とス
パッタリング法があるが、真空蒸着法は凹凸のある表面
構造に対して金属粒子の回り込みが悪いので、一般的に
はスパッタリング法が採用されている。このスパッタリ
ング法による場合、導電性を保つのに十分な厚さのコー
ティングを施すとＡｕ粒子やＰｔ粒子の核成長が起こ
り、試料の表面構造だけでなく、コーティング膜の核成
長した表面構造が観察されてしまうほか、試料表面に微
細構造がある場合には、これを核成長した粒子が覆って
しまうので、微細構造の観察ができなくなるという問題
がある。しかし、粒子の成長を抑制するべくコーティン
グ膜の厚さを小にすると導電性が不十分となり、上記し
たように正確な画像が得られなくなる。2. Description of the Related Art A scanning electron microscope irradiates a sample with an electron beam, detects secondary electrons emitted from the sample, and images it. However, when the sample is insulative, the sample is charged by electron beam irradiation, and the scanning electron beam is deflected due to the charging, and the obtained image is distorted or flows, so that an accurate image can be obtained. Disappears. In order to avoid this charging, a coating of a noble metal such as Au (gold) or Pt (platinum) has been widely used in order to make the surface of the sample conductive and to enhance the emission of secondary electrons. ing. As a method of coating a noble metal, there are a vacuum deposition method and a sputtering method. However, the vacuum deposition method is generally adopted by a sputtering method because metal particles are hardly wrapped around an uneven surface structure. In the case of this sputtering method, nucleus growth of Au particles and Pt particles occurs when a coating having a thickness sufficient to maintain conductivity is observed, and not only the surface structure of the sample but also the surface structure of the coating film where the nuclei have grown are observed. In addition, when a fine structure is present on the surface of the sample, there is a problem that the fine structure cannot be observed because the particles grown by nuclei cover the fine structure. However, if the thickness of the coating film is reduced to suppress the growth of particles, the conductivity becomes insufficient, and an accurate image cannot be obtained as described above.
【０００３】そのほか、微細構造の観察可能な方法とし
て、１０-2Ｐａ以下の圧力で試料表面にあらかじめ核成
長し難い炭素（Ｃ）をアーク放電によって蒸着し、次い
でその上へＰｔを蒸着する方法、および酸化オスミウム
をプラズマ重合させるコーティング方法があり実用され
ている。In addition, as a method for observing a fine structure, carbon (C), which is difficult to grow nuclei, is previously deposited on a sample surface by an arc discharge at a pressure of 10 -2 Pa or less, and then Pt is deposited thereon. And a coating method in which osmium oxide is polymerized by plasma.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体デバイス
が走査電子顕微鏡の観察対象となっているように、観察
試料は益々微細化している。これに対して従来から広く
使用されているＡｕやＰｔをスパッタリングしてコーテ
ィングする方法は、上述したように、粒子の成長を伴う
ので微細構造の観察に難があり、実用されているＣとＰ
ｔとの２層コーティングはＣのコーティングとＰｔのコ
ーティングとを行うので試料作成に複雑な手間を要する
ほか、Ｐｔの核成長を完全には防ぎ得ず満足のできる方
法ではない。また、酸化オスミウによる方法は酸化オス
ミウに毒性があるほか材料が高価であり、また酸化オス
ミウムをガス状としてプラズマ重合させる装置が必要で
あり、従来のＡｕやＰｔをスパッタリングする方法に比
して経済性に劣る。In recent years, observation samples have been increasingly miniaturized so that semiconductor devices have been observed by scanning electron microscopes. On the other hand, the conventionally widely used method of sputtering and coating Au or Pt involves the growth of particles as described above, which makes it difficult to observe the fine structure.
In the two-layer coating with t, the coating of C and the coating of Pt are performed, so that complicated work is required for preparing a sample, and the nucleus growth of Pt cannot be completely prevented, which is not a satisfactory method. In addition, the method using osmium oxide is toxic to osmium oxide and the material is expensive, and requires a device for plasma polymerization of osmium oxide in gaseous form, which is more economical than the conventional method of sputtering Au or Pt. Poor sex.
【０００５】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、走査
電子顕微鏡の観察試料に簡便に適用することができ、か
つ試料表面の微細構造を十分に観察し得るコーティング
方法を提供することを課題とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a coating method which can be easily applied to a sample to be observed by a scanning electron microscope and which can sufficiently observe the fine structure of the sample surface. I do.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
構成によって解決されるが、その解決手段を以下に説明
すれば、請求項１のコーティング方法は、スパッタリン
グ装置内へ不活性ガスと炭化水素ガスとの混合ガスを導
入しながら、金属からなるターゲット側の陰極と試料側
の陽極との間に電圧を印加してグロー放電を生起させ、
ターゲットから金属をスパッタリングさせることによ
り、試料の表面に導電性コーティング膜を形成させる方
法である。この様な方法によって試料表面に金属粒子と
Ｃ粒子とが分散したコーティング膜が形成されるが、分
散しているＣ粒子によって金属粒子の核成長が抑制さ
れ、試料表面の微細構造に忠実な緻密な膜として形成さ
れる。Means for Solving the Problems The above-mentioned object is solved by the structure of claim 1. The means for solving the problem will be described below. According to the coating method of claim 1, an inert gas is introduced into a sputtering apparatus. While introducing a mixed gas with a hydrocarbon gas, a voltage is applied between a cathode on the target side made of metal and an anode on the sample side to cause glow discharge,
This is a method in which a conductive coating film is formed on the surface of a sample by sputtering metal from a target. By such a method, a coating film in which metal particles and C particles are dispersed is formed on the sample surface. However, the dispersed C particles suppress the nucleus growth of the metal particles, and the density is faithful to the fine structure of the sample surface. It is formed as a simple film.
【０００７】請求項１に従属する請求項２のコーティン
グ方法は、炭化水素ガスとして、メタン、エタン、プロ
パン、エチレン、アセチレンおよびブタンの中の何れか
一種のガス、または二種以上の混合ガスを使用する方法
であり、これらのガスは入手、取扱いが簡便であり、廉
価であるので、コーティング方法を簡易化させ、コーテ
ィング・コストを上昇させない。[0007] In the coating method according to claim 2, which is dependent on claim 1, as the hydrocarbon gas, any one of methane, ethane, propane, ethylene, acetylene and butane, or a mixed gas of two or more kinds is used. Since these gases are easy to obtain and handle and are inexpensive, they simplify the coating method and do not increase the coating cost.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本発明のコーティング方法は、走
査電子顕微鏡によって微細構造を有する試料表面を観察
するための微細構造のコーティング方法において、スパ
ッタリング装置内へ不活性ガスと炭化水素ガスとの混合
ガスを導入しながら一定の真空度、例えば圧力１０〜１
Ｐａに維持し、金属からなるターゲット側の陰極と試料
側の陽極との間に直流電圧、例えば１〜７ｋＶを印加し
てグロー放電を生起させ、ターゲットから金属をスパッ
タリングさせることにより、試料の表面に金属の粒子と
Ｃ粒子とが分散した導電性コーティング膜を形成させる
方法である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A coating method of the present invention is a coating method of a fine structure for observing a sample surface having a fine structure by a scanning electron microscope, wherein a mixture of an inert gas and a hydrocarbon gas is introduced into a sputtering apparatus. A certain degree of vacuum while introducing gas, for example, a pressure of 10 to 1
By maintaining a Pa, a DC voltage, for example, 1 to 7 kV, is applied between the cathode on the target side and the anode on the sample side made of a metal to generate a glow discharge, and the metal is sputtered from the target, whereby the surface of the sample is sputtered. In this method, a conductive coating film in which metal particles and C particles are dispersed is formed.
【０００９】スパッタリングのために、一般的にはアル
ゴンガス等の不活性ガスがスパッタリング装置内へ導入
されるが、本発明のコーティング方法においては、不活
性ガスと炭化水素ガスとの混合ガスがスパッタリング装
置内へ導入される。不活性ガスとしては、ヘリウム、窒
素、ネオン、アルゴン、クリプトン、およびキセノンの
中の何れか一種のガス、または二種以上の混合ガスが好
適に使用される。炭化水素としてはスパッタリング条件
下においてガス状となり得る全ての炭化水素、例えば飽
和炭化水素、不飽和炭化水素、ないしは鎖状炭化水素、
環状炭化水素が使用され得るが、中でも入手、取扱いが
容易であり、廉価な鎖状の飽和炭化水素であるメタン、
エタン、プロパン、およびブタンあるいは不飽和炭化水
素であるエチレン、アセチレンの中の何れか一種のガ
ス、または二種以上の混合ガスが好適に使用される。In general, an inert gas such as an argon gas is introduced into a sputtering apparatus for sputtering. However, in the coating method of the present invention, a mixed gas of an inert gas and a hydrocarbon gas is used for sputtering. It is introduced into the device. As the inert gas, any one of helium, nitrogen, neon, argon, krypton, and xenon, or a mixed gas of two or more is suitably used. As hydrocarbons, all hydrocarbons that can become gaseous under sputtering conditions, such as saturated hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons, or chain hydrocarbons,
Cyclic hydrocarbons can be used, among which methane, which is easy to obtain and handle, is an inexpensive chain-like saturated hydrocarbon,
Ethane, propane, butane or any one of unsaturated hydrocarbons such as ethylene and acetylene, or a mixed gas of two or more thereof is preferably used.
【００１０】また、不活性ガスと炭化水素ガスとの混合
ガス中の炭化水素の好ましい量は５容積％から３０容積
％の範囲内にある。すなわち、炭化水素ガスを５容積％
以下とすると、得られるコーティング膜中の金属粒子の
核成長を抑制することは困難となる。また、炭化水素ガ
スを３０容積％以上とすると、得られるコーティング膜
はＣ粒子の組成比が大になるので二次電子発生効率が低
下し走査顕微鏡による鮮鋭な画像を得難くなる。The preferred amount of hydrocarbon in the mixed gas of the inert gas and the hydrocarbon gas is in the range of 5% by volume to 30% by volume. That is, 5% by volume of hydrocarbon gas
In the case described below, it is difficult to suppress the nucleus growth of the metal particles in the obtained coating film. If the hydrocarbon gas content is 30% by volume or more, the resulting coating film has a large C particle composition ratio, so that the secondary electron generation efficiency is reduced and it becomes difficult to obtain a sharp image with a scanning microscope.
【００１１】スパッタリングによってコーティングする
金属として、仕事関数が小さく二次電子を放出し易いＡ
ｕ、Ｐｔ、Ｐｄのような金属単体、またはＡｕ−Ｐｄ、
Ｐｔ−Ｐｄのような合金が好ましく使用される。形成さ
せるコーティング膜の好ましい厚さは１０ｎｍから２０
ｎｍまでの範囲内にある。５ｎｍ以下では連続膜を得難
く、５ｎｍ以上の厚さが必要であり、細部にわたる観察
が可能な画像を得るには１０ｎｍ以上の厚さが必要であ
る。また２０ｎｍ以上とすると観察対象の微細構造が覆
われてしまうようになる。As a metal to be coated by sputtering, A has a small work function and easily emits secondary electrons.
simple metal such as u, Pt, Pd, or Au-Pd,
Alloys such as Pt-Pd are preferably used. The preferred thickness of the coating film to be formed is 10 nm to 20 nm.
in the range up to nm. If the thickness is 5 nm or less, it is difficult to obtain a continuous film, and a thickness of 5 nm or more is required. In order to obtain an image that can be observed in detail, a thickness of 10 nm or more is required. When the thickness is 20 nm or more, the fine structure to be observed is covered.
【００１２】また、上述したように本発明のコーティン
グ方法はスパッタリング装置によって行われる。すなわ
ち、最も簡単には直流２極式スパッタリング装置によっ
て行われるが、それ以外に、試料の陽極側にバイアスを
印加したスパッタリング装置や、ターゲットの陰極側に
磁石を配したマグネトロン方式のスパッタリング装置も
採用し得る。勿論、これらの装置には通常使用される不
活性ガスの導入手段以外に、炭化水素ガスの導入手段が
必要であることは言うまでもない。Further, as described above, the coating method of the present invention is performed by a sputtering apparatus. In other words, it is most easily performed by a DC bipolar sputtering apparatus, but in addition, a sputtering apparatus in which a bias is applied to the anode side of the sample or a magnetron type sputtering apparatus in which a magnet is arranged on the cathode side of the target is also adopted. I can do it. Needless to say, these devices require a means for introducing a hydrocarbon gas in addition to a means for introducing an inert gas which is usually used.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、走査電子顕微鏡による観察試料に適用
される本発明のコーティング方法について、実施例によ
って図面を参照し具体的に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The coating method of the present invention applied to a sample to be observed by a scanning electron microscope will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.
【００１４】図１は本発明の方法が実施されるスパッタ
リング装置の一例を示す図である。図１の直流２極式ス
パッタリング装置１０においては、真空槽１内に陰極２
と陽極３とが平行に対向して配置されており、それぞれ
は真空槽１外の直流高圧電源４に接続され、その回路に
モニターとしての放電電流計４ｍが設けられている。な
お、陽極３は接地されている。そして、陰極２にはコー
ティング膜用の金属Ｐｔからなるターゲット５が取り付
けられ、陽極３には試料ステージ６が設けられて試料７
としてシリコン基板が載置される。また、真空槽１には
真空排気系８が接続されて真空計としてのイオンゲージ
１９が取り付けられている。更には真空槽１内へ導入す
るアルゴン（Ａｒ）ガスのボンベ１１とプロパン（Ｃ3
Ｈ8 ）ガスのボンベ１２とが、それぞれの可変流量バル
ブ１１ｖ、可変流量バルブ１２ｖを介して、真空槽１に
接続されている。FIG. 1 is a diagram showing an example of a sputtering apparatus in which the method of the present invention is performed. In the DC bipolar sputtering apparatus 10 shown in FIG.
And an anode 3 are arranged in parallel and opposed to each other. Each is connected to a DC high-voltage power supply 4 outside the vacuum chamber 1, and a discharge ammeter 4 m as a monitor is provided in the circuit. The anode 3 is grounded. Then, a target 5 made of metal Pt for a coating film is attached to the cathode 2, and a sample stage 6 is provided for the anode 3, and a sample 7 is provided.
A silicon substrate is placed on the substrate. Further, an evacuation system 8 is connected to the vacuum chamber 1 and an ion gauge 19 as a vacuum gauge is attached. Further, a cylinder 11 of argon (Ar) gas introduced into the vacuum chamber 1 and propane (C 3
An H 8 ) gas cylinder 12 is connected to the vacuum chamber 1 via respective variable flow valves 11v and 12v.
【００１５】（実施例１）上記のスパッタリング装置１
０を使用して試料７のフラットな表面に導電性コーティ
ング膜を形成させた。真空排気系８を起動し、真空槽１
内の圧力が１Ｐａに維持されるようにして、ボンベ１１
からのＡｒガスが９０容積％、ボンベ１２からプロパン
ガスが１０容積％となるように流量を調整して導入す
る。そして、陰極２と陽極３との間に直流電圧を印加し
た。なお、このスパッタリング装置は走査顕微鏡に付属
の簡単な装置であるために、電圧計が備わっておらず５
ｋＶの直流電圧が印加されるようになっている。両電極
間に電流５ｍＡのグロー放電を生じ、ターゲット５と試
料ステージ６との間にプラズマ９が形成され、Ａｒが電
離されて生成する電子は陽極３へ、またＡｒ+ イオンは
ターゲット５に衝突する。このＡｒ+ イオンの衝突によ
ってターゲット５から粒子状のＰｔがプラズマ内へ放出
され、試料７の表面に析出する。この時、プラズマ中で
分解されたプロパンからのＣが試料７の表面に同時に粒
子状に析出し、試料７の表面にはＰｔ粒子とＣ粒子とが
均等に分散したコーティング膜が形成される。６０秒間
のスパッタリングによって厚さ１０ｎｍのコーティング
膜ａが得られた。そして、このコーティング膜ａはＰｔ
粒子とＣ粒子とが分散した状態にあるために、Ｐｔの核
成長が抑制された膜として得られた。そのコーティング
膜ａの走査電子顕微鏡写真を図２のＡに示した。(Embodiment 1) The above sputtering apparatus 1
Using 0, a conductive coating film was formed on the flat surface of Sample 7. Activate the evacuation system 8 and set the vacuum chamber 1
So that the internal pressure is maintained at 1 Pa.
The flow rate is adjusted so that the Ar gas from the furnace becomes 90% by volume and the propane gas from the cylinder 12 becomes 10% by volume. Then, a DC voltage was applied between the cathode 2 and the anode 3. Since this sputtering device is a simple device attached to a scanning microscope, it is not equipped with a voltmeter and has a 5
A DC voltage of kV is applied. A glow discharge with a current of 5 mA is generated between both electrodes, and a plasma 9 is formed between the target 5 and the sample stage 6. Electrons generated by ionization of Ar collide with the anode 3 and Ar + ions collide with the target 5. I do. Due to the collision of the Ar + ions, particulate Pt is released from the target 5 into the plasma and is deposited on the surface of the sample 7. At this time, C from the propane decomposed in the plasma is simultaneously precipitated in the form of particles on the surface of the sample 7, and a coating film in which Pt particles and C particles are uniformly dispersed is formed on the surface of the sample 7. A coating film a having a thickness of 10 nm was obtained by sputtering for 60 seconds. This coating film a is made of Pt
Since the particles and the C particles were in a dispersed state, a film was obtained in which nucleus growth of Pt was suppressed. A scanning electron micrograph of the coating film a is shown in FIG.
【００１６】（比較例１）上記のスパッタリング装置１
０を使用し、アルゴン（Ａｒ）ガスは導入するが、プロ
パンガスは導入しないこと以外は、実施例１と全く同様
にして、スパッタリングを施して、試料７の表面にＰｔ
単独のコーティング膜ｂを形成させた。このコーティン
グ膜ｂの走査電子顕微鏡写真を図２のＢに示した。Comparative Example 1 The above sputtering apparatus 1
0, and sputtering was performed in the same manner as in Example 1 except that argon (Ar) gas was introduced but no propane gas was introduced, and Pt was applied to the surface of the sample 7.
A single coating film b was formed. A scanning electron micrograph of this coating film b is shown in FIG.
【００１７】図２のＡと図２のＢとを比較して明らかな
ように、実施例１のコーティング膜ａを示す図２のＡは
Ｐｔからの二次電子の検出を示す白色部が均一で微小な
点状に示されているに対して、比較例１のコーティング
膜ｂを示す図２のＢは白色部が大きい粒子状になってい
おり、Ｐｔが核成長した状態であることを示している。As is apparent from a comparison between FIG. 2A and FIG. 2B, FIG. 2A showing the coating film a of Example 1 has a uniform white portion indicating the detection of secondary electrons from Pt. In FIG. 2B showing the coating film b of Comparative Example 1, the white portion is in the form of large particles, indicating that Pt has grown into nuclei. ing.
【００１８】上述した実施例１で示した本発明のコーテ
ィング方法と、比較例１で示した従来のコーティング方
法とを、試料の微細構造に適用された場合を模式的に示
せば図３のＡ、図３のＢ、図３のＣの如くになる。すな
わち、Ｐｔ粒子を白丸、Ｃ粒子を黒丸で示して、図３の
Ａは従来のＰｔ単体のコーティングにおいて、Ｐｔの核
成長を抑えるためにコーティング量を小にするとＰｔ粒
子による連続膜が形成されず導電性が得られない場合を
示し、図３のＢは導電性を得るべくＰｔ単体のコーティ
ング量を大にすると連続膜は形成されるが、粒子が集ま
り大きくなった部分Ｄを生じ試料表面の微細構造を埋め
て、微細構造の観察を不能にする場合を示す。これに対
して、図３のＣはＰｔ粒子とＣ粒子とが分散したコーテ
ィング膜となるために、連続膜を形成させても微細構造
を埋めるような大きい粒子が形成されず、微細構造の観
察が可能になることを示す。FIG. 3A schematically shows a case where the coating method of the present invention shown in Example 1 and the conventional coating method shown in Comparative Example 1 are applied to the microstructure of a sample. , FIG. 3B and FIG. 3C. That is, Pt particles are indicated by white circles, and C particles are indicated by black circles. FIG. 3A shows that in the conventional coating of Pt alone, a continuous film of Pt particles is formed when the coating amount is reduced to suppress Pt nucleus growth. FIG. 3B shows a case where the coating amount of Pt alone is increased to obtain conductivity, a continuous film is formed, but a portion D where particles are gathered to form a large portion D is formed. The case where the fine structure is buried to make observation of the fine structure impossible is shown. On the other hand, since C in FIG. 3 is a coating film in which Pt particles and C particles are dispersed, even if a continuous film is formed, large particles that fill the fine structure are not formed. Indicates that it becomes possible.
【００１９】本実施の形態によるコーティング方法は以
上のように構成され作用するが、勿論、本発明はこれに
限られることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々
の変形が可能である。Although the coating method according to the present embodiment is structured and operates as described above, the present invention is, of course, not limited to this, and various modifications are possible based on the technical idea of the present invention.
【００２０】例えば本実施の形態においては、試料のシ
リコン基板にＰｔ粒子とＣ粒子との分散したコーティン
グ膜を形成させたが、これ以外に使用し得る金属として
は、上述したＡｕ、Ｐｄ等の貴金属以外に、例えばモリ
ブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン
（Ｗ）、クローム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）なども使用
される。For example, in the present embodiment, a coating film in which Pt particles and C particles are dispersed is formed on a silicon substrate of a sample, but other metals that can be used include Au, Pd and the like described above. In addition to noble metals, for example, molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), chrome (Cr), titanium (Ti), and the like are also used.
【００２１】また本実施の形態においては、直流２極式
スパッタリング装置１０内の真空度を１Ｐａに維持して
スパッタリングを施したが、勿論、真空度はこの値以外
の通常的な値、例えば、１Ｐａから１０Ｐａまでの範囲
内の圧力を採用し得る。圧力を高くすると、ガス分子と
金属粒子との衝突によって散乱の度合いが増大し、凹凸
部への回り込みの度合いも増大するが、コーティング膜
に緻密さが失われ易いので、鮮明な画像を得難くなる。In this embodiment, sputtering is performed while maintaining the degree of vacuum in the DC bipolar sputtering apparatus 10 at 1 Pa. Of course, the degree of vacuum is a normal value other than this value, for example, Pressures in the range from 1 Pa to 10 Pa may be employed. When the pressure is increased, the degree of scattering increases due to collision between gas molecules and metal particles, and the degree of wraparound to the uneven portion also increases, but it is difficult to obtain a clear image because the coating film easily loses its density. Become.
【００２２】[0022]
【発明の効果】走査電子顕微鏡の観察試料に適用される
本発明のコーティング方法は以上に説明したような形態
で実施され、次に記載するような効果を奏する。The coating method of the present invention applied to a sample to be observed by a scanning electron microscope is carried out in the form described above, and has the following effects.
【００２３】請求項１のコーティング方法によれば、不
活性ガスと炭化水素ガスとの混合ガスをスパッタリング
装置内へ導入して金属をスパッタリングさせるという簡
便な方法によって、試料表面に金属粒子とＣ粒子とが分
散し核成長のない導電性のコーティング膜を形成させる
ことができるので、試料表面の微細構造をそのまま観察
することを可能ならしめる。According to the coating method of the first aspect, the metal particles and the C particles are formed on the surface of the sample by a simple method of introducing a mixed gas of an inert gas and a hydrocarbon gas into the sputtering apparatus to sputter the metal. Are dispersed and a conductive coating film without nucleus growth can be formed, so that the fine structure of the sample surface can be observed as it is.
【００２４】請求項２のコーティング方法によれば、炭
化水素ガスとして入手、取扱いが簡便で廉価なメタン、
エタン、プロパン、エチレン、アセチレンおよびブタン
の中の何れか一種のガス、または二種以上の混合ガスを
使用するので、コーティング方法を簡易化させ、コーテ
ィング・コストの上昇を防ぐ。According to the coating method of the second aspect, methane, which is easily obtained and handled as a hydrocarbon gas and is inexpensive,
Since any one of ethane, propane, ethylene, acetylene and butane, or a mixture of two or more gases is used, the coating method is simplified and the coating cost is prevented from increasing.
【００２５】また、スパッタリング装置内へ導入する不
活性ガスと炭化水素ガスとの混合ガス中の炭化水素の量
を５容積％から３０容積％までの範囲内とすることによ
り、金属粒子にＣ粒子が分散して核成長が効果的に抑制
され、微細構造に忠実なコーティング膜が得られる。ま
た、Ｃ粒子と共にＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄのような金属単体、
またはＡｕ−Ｐｄ、Ｐｔ−Ｐｄのような合金からなる金
属粒子を含む二次電子放出効率が大きいコーティング膜
が形成されるので、観察対象としての微細構造の鮮明な
画像を与える。さらに試料表面に形成された厚さ１０ｎ
ｍから２０ｎｍまでの範囲内のコーティング膜は、試料
表面の微細構造の観察を可能にする。Further, by setting the amount of hydrocarbons in the mixed gas of the inert gas and the hydrocarbon gas introduced into the sputtering apparatus in the range of 5% by volume to 30% by volume, C particles can be added to the metal particles. Are dispersed, nucleus growth is effectively suppressed, and a coating film faithful to the fine structure can be obtained. Further, a simple metal such as Au, Pt, and Pd together with the C particles,
Alternatively, since a coating film having high secondary electron emission efficiency including metal particles made of an alloy such as Au-Pd or Pt-Pd is formed, a clear image of a fine structure as an observation target is provided. Furthermore, a thickness of 10 n formed on the sample surface
Coatings in the range from m to 20 nm allow observation of the microstructure of the sample surface.
【図１】実施の形態で使用するスパッタリング装置を示
す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a sputtering apparatus used in an embodiment.
【図２】Ａは実施例１で得られたコーティング膜の走査
電子顕微鏡による写真であり、Ｂは比較例１で得られた
コーティング膜の走査電子顕微鏡による写真である。2A is a photograph taken by a scanning electron microscope of the coating film obtained in Example 1, and FIG. 2B is a photograph taken by a scanning electron microscope of the coating film obtained in Comparative Example 1.
【図３】Ａは凹凸のある試料表面に対して、従来のＰｔ
コーティングにおいて、コーティング量を小とした場合
を概念的に説明する断面図であり、Ｂは従来のＰｔコー
ティングにおいて、コーティング量を大とした場合を概
念的に説明する断面図であり、Ｃは本発明のＰｔ−Ｃコ
ーティングを概念的に説明する断面図である。FIG. 3A shows a conventional Pt on a sample surface having irregularities.
FIG. 3 is a cross-sectional view conceptually illustrating a case where the coating amount is small in coating, B is a cross-sectional view conceptually explaining a case where the coating amount is large in the conventional Pt coating, and C is a cross-sectional view. It is sectional drawing which illustrates Pt-C coating of this invention notionally.
１ 真空槽 ２ 陰極 ３ 陽極 ４ 直流高圧電源 ５ ターゲット ６ 試料ステージ ７ 試料 ８ 真空排気系 ９ グロー放電領域 １０ 直流２極式スパッタリング装置 １９ イオンゲージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum tank 2 Cathode 3 Anode 4 DC high voltage power supply 5 Target 6 Sample stage 7 Sample 8 Vacuum exhaust system 9 Glow discharge area 10 DC bipolar sputtering device 19 Ion gauge
Claims (2)
するためのコーティング方法において、 スパッタリング装置内へ不活性ガスと炭化水素ガスとの
混合ガスを導入しながら、金属からなるターゲット側の
陰極と前記試料側の陽極との間に電圧を印加してグロー
放電を生起させ、前記ターゲットから前記金属をスパッ
タリングさせることにより、前記試料の表面に前記金属
の粒子と炭素粒子とが分散した導電性コーティング膜を
形成させることを特徴とするコーティング方法。1. A coating method for observing the surface of a sample by a scanning electron microscope, comprising: introducing a mixed gas of an inert gas and a hydrocarbon gas into a sputtering apparatus; A voltage is applied between the anode and the anode to generate glow discharge, and the metal is sputtered from the target to form a conductive coating film in which the metal particles and the carbon particles are dispersed on the surface of the sample. A coating method characterized by being formed.
ン、プロパン、エチレン、アセチレンおよびブタンの中
の何れか一種のガス、または二種以上の混合ガスを使用
する請求項１に記載のコーティング方法。2. The coating method according to claim 1, wherein any one of methane, ethane, propane, ethylene, acetylene and butane, or a mixed gas of two or more is used as the hydrocarbon gas.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
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