JP2013061192A - Embedding plate and embedding method of sample for cross-sectional observation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学顕微鏡、走査電子顕微鏡、および透過電子顕微鏡などで断面観察を行う断面観察用試料(以下、観察用試料という。)を樹脂で包埋(包持)するための包埋板および包埋方法に関する。 The present invention relates to an embedding plate for embedding (embedding) a cross-section observation sample (hereinafter referred to as an observation sample) for cross-section observation with an optical microscope, a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, etc., with a resin, It relates to the embedding method.
光学顕微鏡、走査電子顕微鏡、および透過電子顕微鏡などで断面観察を行う観察用試料の断面観察において、観察用試料の断面作製にウルトラミクロトーム(断面切削器)を使う方法がある。このウルトラミクロトームで観察用試料を作製するにあたり、観察用試料が切削の衝撃により歪むことを防ぐため或いは扱いを容易にするために、観察用試料を透明樹脂中に包埋する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。包埋板には、観察用試料を収納して樹脂で包持させるための凹部が形成されている。例えば、材料系試料の包埋板としては、シリコン包埋板(例えば、非特許文献1参照)と称される板が用いられている。 There is a method of using an ultramicrotome (cross-section cutting machine) for cross-section preparation of an observation sample in cross-section observation of an observation sample that performs cross-section observation with an optical microscope, a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, or the like. In preparing an observation sample with this ultramicrotome, a method of embedding the observation sample in a transparent resin is known in order to prevent the observation sample from being distorted by the impact of cutting or to facilitate handling. (For example, refer to Patent Document 1). The embedding plate is formed with a recess for accommodating the observation sample and enclosing it with a resin. For example, as a material-based sample embedding plate, a plate called a silicon embedding plate (for example, see Non-Patent Document 1) is used.
しかしながら、上記包埋方法では観察用試料を包埋板の凹部内に水平に包埋できないという問題がある。すなわち、観察用試料がフィルム状の場合、シリコン包埋板の凹部内に観察用試料と樹脂を入れた後に樹脂を硬化させると、樹脂中で観察用試料が傾いたり撓んだり(カール)したりしてしまうことが多々あり、精度良く水平に包埋することは困難であった。また、包埋板の凹部内に観察用試料を配置させて樹脂を入れたときに、観察用試料が樹脂で覆われない部分や樹脂部分が薄くなる部分が生じる場合がある。このように、観察用試料に対して樹脂の付着が不均一になると、ウルトラミクロトームでの切削に適さなくなる。特に、断面観察から膜厚測定をする場合、水平に保持したものを切削する必要があるため、観察用試料を精度良く水平に包埋することは重要である。 However, the above-described embedding method has a problem that the observation sample cannot be embedded horizontally in the recess of the embedding plate. That is, when the observation sample is in the form of a film, if the observation sample and the resin are placed in the recess of the silicon embedding plate and then the resin is cured, the observation sample is tilted or bent (curled) in the resin. It was difficult to embed horizontally with high accuracy. In addition, when the observation sample is placed in the recessed portion of the embedding plate and the resin is put in, a portion where the observation sample is not covered with the resin or a portion where the resin portion becomes thin may occur. Thus, if the resin adheres unevenly to the observation sample, it becomes unsuitable for cutting with an ultramicrotome. In particular, when film thickness is measured from cross-sectional observation, it is necessary to cut a horizontally held object, so it is important to embed an observation sample horizontally with high accuracy.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、観察用試料の断面出しを精度良く行え、しかも正確な膜厚で計測することを可能にするとともに、観察用試料の切り取りなどの加工を容易に行える観察用試料の包埋板および包埋方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can perform cross-sectioning of an observation sample with high accuracy and measure with an accurate film thickness, and can also be used for cutting an observation sample. An object is to provide an embedding plate and an embedding method for an observation sample that can be easily processed.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様は、断面観察用試料の包埋板であって、光硬化性樹脂を載置する平面を有する包埋板本体と、この包埋板本体の平面上に載置されるスペーサと、このスペーサ上に載置され、上記光硬化性樹脂の厚さを規定する光透過板と、を備え、上記平面上で、光透過板を介して光照射された光硬化性樹脂でなる平板状の複数の樹脂チップで、観察用試料を包埋処理できることを特徴とする。
上記態様としては、スペーサとして互いに厚さ寸法の異なる複数種が備えられていることが好ましい。
上記態様としては、包埋板本体の平面は、光硬化性樹脂に光照射を行う場合に鏡面であることが好ましい。
上記態様としては、包埋板本体には磁石が平面と面一となるように埋設され、スペーサが金属で形成されていることが好ましい。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an aspect of the present invention is an embedding plate for a cross-sectional observation sample, and an embedding plate main body having a plane on which a photocurable resin is placed, A spacer placed on the plane of the embedding plate main body, and a light transmission plate placed on the spacer and defining the thickness of the photocurable resin. The observation sample can be embedded with a plurality of flat resin chips made of a photo-curable resin irradiated with light.
As said aspect, it is preferable that several types from which a thickness dimension mutually differs are provided as a spacer.
As said aspect, it is preferable that the plane of an embedding board main body is a mirror surface when light-irradiating a photocurable resin.
As said aspect, it is preferable that the embedding board main body embeds a magnet so that it may become flush | planar with a plane, and the spacer is formed with the metal.
また、本発明の他の態様は、断面観察用試料の包埋方法であって、鏡面の上に未露光の光硬化性樹脂を載置する工程と、光硬化性樹脂の厚さを規定した後、光を照射して光硬化性樹脂を硬化させて樹脂チップを作製する工程と、樹脂チップを前記鏡面上に載置した状態で、前記樹脂チップ上に観察用試料を載置し、未露光の光硬化性樹脂で前記観察用試料を覆った後、他の樹脂チップを載置する工程と、樹脂チップで挟まれた光硬化性樹脂に光を照射して光硬化性樹脂を硬化させて前記観察用試料が挟まれた試料保持体を作製する工程と、試料保持体を目的に応じて切削する工程と、を備えることを特徴とする。 Another aspect of the present invention is a method for embedding a sample for cross-sectional observation, in which a step of placing an unexposed photocurable resin on a mirror surface and the thickness of the photocurable resin are defined. Thereafter, the step of irradiating light to cure the photocurable resin to produce a resin chip, and placing the observation sample on the resin chip with the resin chip placed on the mirror surface, After covering the observation sample with a photocurable resin for exposure, placing the other resin chip, and irradiating the photocurable resin sandwiched between the resin chips with light to cure the photocurable resin. And a step of producing a sample holder in which the observation sample is sandwiched, and a step of cutting the sample holder in accordance with the purpose.
本発明によれば、観察用試料の断面出しを精度良く行え、しかも正確な膜厚で計測することを可能にするとともに、観察用試料の切り取りなどの加工を容易に行える観察用試料の包埋板および包埋方法を実現できる。 According to the present invention, the observation sample can be accurately cross-sectioned, and can be measured with an accurate film thickness, and the observation sample can be easily cut out and embedded in the observation sample. A plate and embedding method can be realized.
本発明に係る断面観察用試料の包埋板は、光硬化性樹脂を載置する平面を有する包埋板本体と、包埋板本体の前記平面上に載置されるスペーサと、スペーサ上に載置され、光硬化性樹脂の厚さを規定する光透過板と、を備え、平面上で、光透過板を介して光照射された光硬化性樹脂でなる平板状の複数の樹脂チップで観察用試料を包埋処理できることを特徴とすることに加えて以下のような変更が可能である。
すなわち、スペーサは、互いに厚さ寸法の異なる複数種が備えられている態様とすることができる。また、平面としては、光反射を行う鏡面であってもよい。さらに、包埋板本体には、磁石が平面と面一となるように埋設され、スペーサが金属で形成されている構成することができる。
An embedding plate for a cross-sectional observation sample according to the present invention includes an embedding plate body having a plane on which a photocurable resin is placed, a spacer placed on the plane of the embedding plate body, and a spacer. A plurality of plate-shaped resin chips made of a photocurable resin that is light-irradiated through a light transmitting plate on a plane. In addition to the feature that the observation sample can be embedded, the following modifications are possible.
In other words, the spacers may be provided with a plurality of types having different thickness dimensions. The plane may be a mirror surface that reflects light. Further, the embedding plate body can be configured such that the magnet is embedded so as to be flush with the flat surface, and the spacer is formed of metal.
本発明に係る断面観察用試料の包埋方法の態様は、鏡面の上に未露光の光硬化性樹脂を載置する工程と、光硬化性樹脂の厚さを規定した後、光を照射して光硬化性樹脂を硬化させて樹脂チップを作製する工程と、この樹脂チップを鏡面上に載置した状態で、この樹脂チップ上に観察用試料を載置し、未露光の光硬化性樹脂で観察用試料を覆った後、他の樹脂チップを載置する工程と、これら樹脂チップで挟まれた光硬化性樹脂に光を照射して光硬化性樹脂を硬化させて観察用試料が挟まれた試料保持体(一次サンプル)を作製する工程と、試料保持体を目的に応じて切削して最終サンプルを形成する工程と、を備えることである。 The aspect of the method for embedding a sample for cross-sectional observation according to the present invention includes a step of placing an unexposed photocurable resin on a mirror surface and a thickness of the photocurable resin, and then irradiating with light. A step of producing a resin chip by curing the photo-curable resin, and with the resin chip placed on a mirror surface, an observation sample is placed on the resin chip, and an unexposed photo-curable resin is placed on the mirror chip. After the observation sample is covered with, a step of placing another resin chip, and the photocurable resin sandwiched between these resin chips is irradiated with light to cure the photocurable resin, and the observation sample is sandwiched. And a step of producing the sample holder (primary sample) and a step of cutting the sample holder according to the purpose to form a final sample.
以下に、本発明の実施の形態に係る断面観察用試料の包埋板および包埋方法の詳細を図面に基づいて説明する。
図1および図2に示すように、本実施の形態に係る断面観察用試料の包埋板1は、光硬化性樹脂を載置する平面状の鏡面2Aを有する包埋板本体2と、この包埋板本体2の鏡面2A上に載置されるスペーサ3Aと、このスペーサ3A上に載置され、光硬化性樹脂の厚さを規定する光透過板4と、を備える。
Below, the detail of the embedding board and embedding method of the sample for cross-sectional observation which concerns on embodiment of this invention is demonstrated based on drawing.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, an embedding plate 1 for a cross-sectional observation sample according to the present embodiment includes an
本実施の形態においては、包埋板本体2は、金属板で形成されている。この包埋板本体2の上面は、上記鏡面2Aに仕上げられている。なお、本実施の形態では、包埋板本体2を金属板で構成したが、鏡面2Aを有する板状体であれば、ガラス板を用いてもよい。また、光反射性を有しない材料でなる板体の表面に対して、鏡面2Aをめっき処理で作製してもよい。
In this Embodiment, the embedding board
また、図1に示すように、包埋板本体2の鏡面2Aの幅方向両側部分には、長手方向に沿って細長い磁石2Bが鏡面2Aと面一になるように埋設されている。また、スペーサ3Aは、この磁石2Bに吸着される強磁性体でなる金属、例えば400系ステンレスで形成している。図3の(a)〜(c)に示すように、薄い厚さのスペーサ3Aの他に、厚さの異なるスペーサ3B,3Cなどを備えていることが好ましい。スペーサ3B,3Cの材料は、スペーサ3Aと同様である。これらスペーサ3A,3B,3Cは、作製する観察用試料の厚さや用途に応じて任意に選択して用いる。
Moreover, as shown in FIG. 1, the
そして、包埋板本体2の鏡面2A上の磁石2Bに吸着させた一対のスペーサ3Aの上には、透明な樹脂フィルムでなる光透過板4が配置されるようになっている。この光透過板4は、ある程度コシの強い剛性を備える厚さを有している。なお、光透過板4の厚さは、構成材となる樹脂によって適宜変更される。本実施の形態では、光透過板4として、膜厚100μm程度のPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムを用いている。
このような複数の部材からなる包埋板1は、後述するように、鏡面2A上で、光透過板4を介して光照射された光硬化性樹脂でなる平板状の複数の樹脂チップで観察用試料を包埋処理することができる。
A light transmission plate 4 made of a transparent resin film is arranged on the pair of
The embedding plate 1 composed of such a plurality of members is observed with a plurality of plate-like resin chips made of a photocurable resin irradiated with light through the light transmission plate 4 on the
次に、本発明の実施の形態に係る断面観察用試料の包埋方法を図4〜図11を用いて説明する。
まず、断面観察を行う試料を観察用途により、短冊型または三角のくさび型に切り出して観察用試料6を作製しておく。
そして、図4に示すように、包埋板本体2の鏡面2A上の磁石2Bの上に、スペーサ3Aをそれぞれ吸着させて配置させる。本実施の形態では、磁石2Bによってスペーサ3Aの配置がほぼ決定されるため、断面観察用試料を作製する度にほぼ同じ位置にスペーサ3Aを安定して配置させることができる。
Next, a method for embedding a cross-sectional observation sample according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, an
Then, as shown in FIG. 4, spacers 3 </ b> A are adsorbed and arranged on the
次に、図5に示すように、スペーサ3Aで挟まれた鏡面2Aの中央に、光硬化性樹脂5を所定量(数滴)ポッティング(樹脂盛り)する。一般に、電子顕微鏡観察用の包埋樹脂としては、エポキシ樹脂、メタクリレート樹脂、スチレン樹脂などが使用されている。これらの樹脂は、薄く切ることが容易であり、電子線に強いなどの利点がある。このうち、熱重合性のエポキシ樹脂、メタクリレート樹脂では、完全硬化に60℃で10〜24時間を要する。また、UV重合のスチレン樹脂でも硬化に紫外線照射のもとで3時間を要する。そこで、本実施の形態では、可視光硬化性アクリル樹脂を用いる。この可視光硬化性アクリル樹脂では、光照射器のもと1〜3分程度で硬化できるため包埋処理を効率的に行える。
Next, as shown in FIG. 5, a predetermined amount (several drops) of a photocurable resin 5 is potted (resin pile) at the center of the
そして、未露光の光硬化性樹脂5をポッティングした後、図6に示すように光硬化性樹脂5の上に光透過板4を載置して光硬化性樹脂5を平らにすることにより、光硬化性樹脂5の厚さを規定する(スペーサ3Aの厚さによって規定する)。このとき、光透過板4は、所定の剛性を有するため、一対のスペーサ3Aに横架するように載置したときに、水平に配置することができる。このため、鏡面2Aと光透過板4との間に形成される樹脂チップ5Aの上下両面を平行な平面に形成することが可能となる。その後、図6に示すように、光透過板4を介して光硬化性樹脂5に可視光を照射して硬化させて樹脂チップ5Aを形成した後、図7に示すように、樹脂チップ5Aを鏡面2A上より剥がして取り出す。本実施の形態では、このような樹脂チップ5Aを2枚作製する。
Then, after potting the unexposed photocurable resin 5, by placing the light transmitting plate 4 on the photocurable resin 5 and flattening the photocurable resin 5 as shown in FIG. The thickness of the photocurable resin 5 is defined (defined by the thickness of the
次に、図8に示すように、包埋板本体2の鏡面2A上に1枚の樹脂チップ5Aを載置し、観察用試料6を樹脂チップ5A上に載せて、光硬化性樹脂7をポッティングする。なお、この光硬化性樹脂7は、上記光硬化性樹脂5と同じ樹脂を用いることができる。そして、図9に示すように、光硬化性樹脂7をポッティングした観察用試料6を覆うように他の樹脂チップ5Aを載せる。そして、上記と同様に、可視光を照射させることで光硬化性樹脂7を硬化させる。
すると、図10に示すように、試料保持体としての円板状の一次サンプルが形成でき、この一次サンプルを例えばC1〜C4で示す切断線に沿って例えば鋏などで切削することにより最終サンプル8を作製することができる。
Next, as shown in FIG. 8, one
Then, as shown in FIG. 10, a disk-shaped primary sample as a sample holder can be formed, and the
上記の実施の形態によれば、平らな樹脂チップ5A同士で観察用試料6を挟み込むように包埋するため、樹脂の中心部に観察用試料6を水平に存在させることができる。このため、観察用試料6の断面出し後、正確な膜厚で計測することができる。
従来のように、例えば、シリコン包埋板で作った硬化樹脂の場合、剃刀等でトリミング(余分な樹脂の削り取り)をしなければならず、時間と手間がかかっていたが、本発明で作製した一次サンプルでは、薄い板状とすることができるため、ハサミ等で簡単に切り取ることができる。
According to the above embodiment, since the
As in the past, for example, in the case of a cured resin made of a silicon-embedded plate, trimming with a razor or the like (removal of excess resin) took time and effort, but it was produced by the present invention. Since the primary sample can be formed into a thin plate shape, it can be easily cut out with scissors or the like.
一般に、超高分解能走査電子顕微鏡の試料ホルダはサイドエントリー方式であり、試料サイズが高さ5mm、厚さ2mmまでという制限がある。したがって、シリコン包埋板では大き過ぎて入らなかったが、本実施の形態の観察用試料であれば、最終サンプル8における樹脂層の厚さを、作製する樹脂チップ5Aの厚さでコントロールできるため、超高分解能走査電子顕微鏡の試料ホルダに対応した大きさに作製することができる。
さらに、本実施の形態の包埋板1は、鏡面2Aで光を反射するため、光照射器で樹脂を硬化させる時に、試料を通過した光および試料周辺に当たった光が反射し、効率よく樹脂を硬化させることができるという利点がある。
In general, the sample holder of the ultra-high resolution scanning electron microscope is a side entry method, and the sample size is limited to a height of 5 mm and a thickness of 2 mm. Therefore, although it was too large for the silicon-embedded plate, the thickness of the resin layer in the
Furthermore, since the embedding plate 1 of the present embodiment reflects light at the
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
例えば、上記実施の形態では、光硬化性樹脂5として可視光硬化性のアクリル樹脂を用いたが、紫外線硬化性の樹脂を用いてもよい。また、上記実施の形態では、包埋板本体2の平面を鏡面2Aとしたが、光硬化性樹脂5が充分感光されて硬化反応が進むものであれば、鏡面でなくともよい。
(Other embodiments)
Although the embodiment has been described above, it should not be understood that the description and the drawings constituting a part of the disclosure of the embodiment limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
For example, in the above embodiment, a visible light curable acrylic resin is used as the photocurable resin 5, but an ultraviolet curable resin may be used. Moreover, in the said embodiment, although the plane of the embedding board
また、上記実施の形態では、光透過板4をPETフィルムで構成したが、光透過性を有する樹脂フィルムもしくはガラス板を用いてもよい。
さらに、上記実施の形態では、他の樹脂チップ5Aをさらに重ねた際に、光透過板4を
用いないが、例えばスペーサ3Bを選ぶことにより、樹脂チップ5Aで観察用試料6を挟んだ状態を安定させるように光透過板4を上側の樹脂チップ5Aの上面に押し当てることが可能となり、より平坦性を確保することが可能となる。
Moreover, in the said embodiment, although the light transmissive plate 4 was comprised with the PET film, you may use the resin film or glass plate which has a light transmittance.
Furthermore, in the above embodiment, when another
1 包埋板
2 包埋板本体
2A 鏡面
3A,3B,3C スペーサ
4 光透過板
5,7 光硬化性樹脂
5A 樹脂チップ
6 観察用試料
8 最終サンプル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Embedding
Claims (5)
前記平面上で、前記光透過板を介して光照射された光硬化性樹脂でなる平板状の複数の樹脂チップで観察用試料を包埋処理できることを特徴とする断面観察用試料の包埋板。 An embedding board body having a plane on which the photocurable resin is placed, a spacer placed on the plane of the embedding board body, and a thickness of the photocurable resin placed on the spacer A light transmissive plate that regulates,
An embedment plate for a cross-sectional observation sample, characterized in that the observation sample can be embedded with a plurality of flat resin chips made of a photocurable resin irradiated with light through the light transmission plate on the plane. .
前記光硬化性樹脂の厚さを規定した後、光を照射して光硬化性樹脂を硬化させて樹脂チップを作製する工程と、
前記樹脂チップを前記鏡面上に載置した状態で、前記樹脂チップ上に観察用試料を載置し、未露光の光硬化性樹脂で前記観察用試料を覆った後、他の樹脂チップを載置する工程と、
前記樹脂チップで挟まれた光硬化性樹脂に光を照射して光硬化性樹脂を硬化させて前記観察用試料が挟まれた試料保持体を作製する工程と、
前記試料保持体を目的に応じて切削する工程と、
を備えることを特徴とする断面観察用試料の包埋方法。 Placing a non-exposed photocurable resin on the mirror surface;
After prescribing the thickness of the photocurable resin, irradiating light to cure the photocurable resin and producing a resin chip;
With the resin chip placed on the mirror surface, place an observation sample on the resin chip, cover the observation sample with an unexposed photocurable resin, and then place another resin chip. A step of placing;
Irradiating the photocurable resin sandwiched between the resin chips with light to cure the photocurable resin to produce a sample holder in which the observation sample is sandwiched; and
Cutting the sample holder according to the purpose;
A method for embedding a sample for cross-sectional observation, comprising:
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