JP2013088333A - 試料分析方法、試料切片採取装置および試料切片採取用切刃 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試料切片採取用切刃(1)のすくい面(1a)に溝(1b)、凸条、凹凸、段差、凸角のいずれかを設けるか、又は、刃先に切込みを入れる。試料切片(Ps)とすくい面(1a)の間に空気を巻き込み、試料切片(Ps)がほぼ全面的に切刃(1)のすくい面(1a)に張り付いてしまうことを防止できる。これにより、試料の特徴が反射光にほとんど現れない現象が生じる頻度を低減できる。
【選択図】図4
Description
そこで、本発明の目的は、上記現象が生じる頻度を低減しうる試料分析方法、試料切片採取装置および試料切片採取用切刃を提供することにある。
上記第1の観点による試料分析方法では、例えば長さ0.2mm〜2mmの試料切片(Ps)が滑りながらすくい面(1a)に乗ってゆく時に、溝(1b)または凸条(1c)または凹凸(1d,1e)または段差(1f,1g)または凸角(1h)または切込み(1i)を通る際に試料切片(Ps)とすくい面(1a)の間に空気を巻き込む。このため、試料切片(Ps)とすくい面(1a)の間に空隙(g)が形成され、試料切片(Ps)がほぼ全面的に切刃(1)のすくい面(1a)に張り付いてしまうことを防止できる。従って、採取した試料切片に測定光を当てて反射光を観測したときに試料の特徴が反射光にほとんど現れない現象が生じる頻度を低減することが出来る。
上記第2の観点による試料切片採取装置(100)では、例えば長さ0.2mm〜2mmの試料切片(Ps)が滑りながらすくい面(1a)に乗ってゆく時に、溝(1b)または凸条(1c)または凹凸(1d,1e)または段差(1f,1g)または凸角(1h)または切込み(1i)を通る際に試料切片(Ps)とすくい面(1a)の間に空気を巻き込む。このため、試料切片(Ps)とすくい面(1a)の間に空隙(g)が形成され、試料切片(Ps)がほぼ全面的に切刃(1)のすくい面(1a)に張り付いてしまうことを防止できる。従って、採取した試料切片に測定光を当てて反射光を観測したときに試料の特徴が反射光にほとんど現れない現象が生じる頻度を低減することが出来る。
上記第3の観点による試料切片採取用切刃(1)は、前記第1の観点による試料分析方法や、前記第2の観点による試料切片採取装置(100)において、好適に使用することが出来る。
図1の(a)は、実施例1に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、直線状の刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
すくい面1aには、刃先1zと平行に断面U字形(V字形でもよい)の溝1bが設けてある。溝1bは、刃先1zからの距離が10μm以上・100μm未満の範囲にある。溝1bの深さは0.1〜1μmであり、開口幅は0.1〜1μmである。なお、図示の都合上、溝1bを誇張して描画している。
溝1bは、例えばフェムト秒レーザ加工やワイヤー加工により形成しうる。
この試料切片採取装置100は、試料Pを保持する試料保持台20と、試料切片採取用切刃1と、試料切片採取用切刃1を保持する切刃ホルダ11と、切刃ホルダ11を直交3軸方向に移動させる切刃移動機構12と、切刃移動機構12を含む切削駆動装置10とを具備している。
試料Pは、例えばレジスト膜、ポリカーボネート板、ポリプロピレン板などである。
切刃移動機構12により、試料切片採取用切刃1を試料Pの表面に切り込ませ、試料切片(Ps)を試料切片採取用切刃1に乗せた状態で、試料切片採取用切刃1を試料Pから離す。そして、切刃ホルダ11のボルトを外し、試料切片(Ps)を乗せたままの試料切片採取用切刃1を切削移動機構12から分離する。すなわち、切刃ホルダ11が切刃分離手段である。
そして、フレネルの式中の種々のパラメータのうちの既知の値(測定光L0の波長など)はその値を設定し、未知の値(試料Pの誘電率など)は適当な値を設定し、計算されたスペクトルと反射光I−1,2から得られたスペクトルの差が十分小さくなるように未知の値を変更し、未知の値を最適化する。
最適化計算により決定された誘電率の波数依存性は、試料Pの性状を表している。また、この計算により、ギャップgの厚さも算出することが出来る。
ギャップgの厚さ=0μmでは、広い波数範囲において吸光度の波数依存性にほとんど特徴が見られない。すなわち、試料Pの特徴が反射光I−1,2にほとんど現れない現象が生じている。
ギャップgの厚さ=3.3μmでは、高い波数範囲において吸光度の波数依存性にほとんど特徴が見られないが、低い波数範囲においては吸光度の波数依存性に特徴が見られる。この場合に、高い波数範囲における吸光度の波数依存性を確かめるには、測定位置を移動させればよい(測定位置を移動させると、ギャップgの厚さが変わる。)。
ギャップgの厚さ=4.3μmでは、低い波数範囲において吸光度の波数依存性にほとんど特徴が見られないが、高い波数範囲においては吸光度の波数依存性に特徴が見られる。この場合に、低い波数範囲における吸光度の波数依存性を確かめるには、測定位置を移動させればよい(測定位置を移動させると、ギャップgの厚さが変わる。)。
上記以外のギャップgの厚さでは、広い波数範囲において吸光度の波数依存性に顕著な特徴が見られる。
一方、試料切片採取用切刃1の厚さは、刃先1zに近いほど薄くなっているので、刃先1zから溝1bまでの距離を10μm未満とすると、試料Pが堅い場合に、溝1bから先の部分が欠けることがある。従って、溝1bは、刃先1zから10μm以上離して設けるのが好ましい。
図6の(a)は、実施例2に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、直線状の刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
すくい面1aには、刃先1zと平行に断面U字形(V字形でもよい)の2本の溝1b,1bが設けてある。溝1b,1bは、刃先1zからの距離が10μm以上・100μm未満の範囲にある。溝1b,1bの深さは0.1〜1μmであり、開口幅は0.1〜1μmである。溝1b,1bの間隔は0.1〜1μmである。なお、図示の都合上、溝1b,1bを誇張して描画している。
図6の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
図7の(a)は、実施例3に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、直線状の刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
すくい面1aには、刃先1zに対して斜め(例えば45°)に断面U字形(V字形でもよい)の溝1bが設けてある。溝1bは、刃先1zからの距離が10μm以上・100μm未満の範囲にある。溝1bの深さは0.1〜1μmであり、開口幅は0.1〜1μmである。なお、図示の都合上、溝1bを誇張して描画している。
図7の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
図8の(a)は、実施例4に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、直線状の刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
すくい面1aには、刃先1zに対して斜めに断面U字形(V字形でもよい)の2本の溝1b,1bが交差して設けてある。溝1b,1bは、刃先1zからの距離は10μm以上・100μm未満の範囲にある。溝1b,1bの深さは0.1〜1μmであり、開口幅は0.1〜1μmである。なお、図示の都合上、溝1b,1bを誇張して描画している。
図8の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
図9の(a)は、実施例5に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、直線状の刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
すくい面1aには、刃先1zと平行に断面台形の凸条1cが設けてある。凸条1cは、刃先1zからの距離が10μm以上・100μm未満の範囲にある。凸条1cの高さは0.1〜1μmであり、天部幅は0.1〜1μmである。なお、図示の都合上、凸条1cを誇張して描画している。
凸条1cは、例えばPVD、CVD、無電界メッキ、レジスト膜の成膜法、インクジェット式の成膜法により形成しうる。
図9の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
図10の(a)は、実施例6に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、直線状の刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
すくい面1aには、刃先1zと平行な帯状領域に多数のディンプル1dが設けてある。帯状領域は、刃先1zからの距離が10μm以上・100μm未満の範囲にある。ディンプル1dの深さは0.1〜1μmであり、開口径は0.1〜1μmである。なお、図示の都合上、ディンプル1dを誇張して描画している。
ディンプル1dは、例えばフェムト秒レーザ加工やワイヤー加工により形成しうる。
図10の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
図11の(a)は、実施例7に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、直線状の刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
すくい面1aには、刃先1zと平行な帯状領域に多数の突起1eが設けてある。帯状領域は、刃先1zからの距離が10μm以上・100μm未満の範囲にある。突起1eの高さは0.1〜1μmであり、底辺径は0.1〜1μmである。なお、図示の都合上、突起1eを誇張して描画している。
突起1eは、例えばPVD、CVD、無電界メッキ、レジスト膜の成膜法、インクジェット式の成膜法により形成しうる。
図11の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
図12の(a)は、実施例8に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、直線状の刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
すくい面1aには、刃先1zと平行に上り段差1fが設けてある。上り段差1fは、刃先1zからの距離が10μm以上・100μm未満の範囲にある。上り段差1fの高さは0.1〜1μmであり、傾斜角は10°〜90°である。なお、図示の都合上、上り段差1fを誇張して描画している。
上り段差1fは、例えばPVD、CVD、無電界メッキ、レジスト膜の成膜法、インクジェット式の成膜法により形成しうる。
図12の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
図13の(a)は、実施例9に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、直線状の刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
すくい面1aには、刃先1zと平行に下り段差1gが設けてある。下り段差1gは、刃先1zからの距離が10μm以上・100μm未満の範囲にある。下り段差1gの高さは0.1〜1μmであり、傾斜角は10°〜90°である。なお、図示の都合上、下り段差1gを誇張して描画している。
下り段差1gは、例えばフェムト秒レーザ加工やワイヤー加工により形成しうる。
図13の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
図14の(a)は、実施例10に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、直線状の刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
原すくい面(切削加工前のすくい面)1a−1の先端を切削加工して刃先側すくい面1a−2を形成し、原すくい面1a−1と刃先側すくい面1a−2の境界に凸角1hを設けている。凸角1hは、刃先1zからの距離が10μm以上・100μm未満の範囲にある。原すくい面1a−1に対する刃先側すくい面1a−2の傾斜角は1°〜10°である。なお、図示の都合上、刃先側すくい面1a−2を誇張して描画している。
刃先側すくい面1a−2は、例えばフェムト秒レーザ加工やワイヤー加工により形成しうる。
図14の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
図15の(a)は、実施例11に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、クリスタル・ダイヤモンド製であり、切込み1i,1iを入れた刃先1zを有している。この刃先1zの幅は、例えば1mmである。
元の直線状の刃先1zを切削加工して切込み1i,1iを形成している。切込み1i,1iの長さ(刃先1zから切り込まれた長さ)10μm〜100μmである。なお、図示の都合上、切込み1i,1iを誇張して描画している。
切込み1i,1iは、例えばフェムト秒レーザ加工やワイヤー加工により形成しうる。
図15の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
図16の(a)は、実施例12に係る試料切片採取用切刃1の斜視図である。
この試料切片採取用切刃1は、先端形状が富士山形である以外は、実施例1と同様である。
図16の(b)に示すように、試料切片採取用切刃1は、金属製のシャンク2に固着される。
上記の実施例における溝1bや凸条1cや段差1f,1gや凸角1hは直線的であったが、屈曲したものや、曲線的なものや、試料切片採取用切刃1の幅方向で幅が異なるものとしてもよい。
1a,1a−1,1a−2 すくい面
1b 溝
1c 凸条
1d ディンプル
1e 突起
1f 上り段差
1g 下り段差
1h 凸角
1i 切込み
2 シャンク
10 切削駆動装置
12 切刃移動機構
20 試料保持台
100 試料切片採取装置
Claims (3)
- すくい面(1a)に溝(1b)または凸条(1c)または凹凸(1d,1e)または段差(1f,1g)または凸角(1h)を設けた試料切片採取用切刃(1)または刃先(1z)に切込み(1i)を入れた試料切片採取用切刃(1)を切削駆動手段(10)に装着し、前記試料切片採取用切刃(1)を試料(P)に切り込ませ、試料切片(Ps)を削り起こして前記試料切片採取用切刃(1)のすくい面(1a)に乗せ、前記試料切片(Ps)を前記試料切片採取用切刃(1)に乗せたままの状態で測定光(L0)を当て、反射光(L1)を観測して前記試料切片(Ps)の分析を行うことを特徴とする試料分析方法。
- すくい面(1a)に溝(1b)または凸条(1c)または凹凸(1d,1e)または段差(1f,1g)または凸角(1h)を設けた試料切片採取用切刃(1)または刃先(1z)に切込み(1i)を入れた試料切片採取用切刃(1)と、前記試料切片採取用切刃(1)を試料(P)に切り込ませ前記試料切片採取用切刃(1)のすくい面(1a)に試料切片(Ps)を削り起こすための切削駆動手段(10)と、前記試料切片(Ps)を乗せたまま前記試料切片採取用切刃(1)を切削駆動手段(10)から分離するための切刃分離手段(11)とを具備したことを特徴とする試料切片採取装置(100)。
- すくい面(1a)に溝(1b)または凸条(1c)または凹凸(1d,1e)または段差(1f,1g)または凸角(1h)を設けるかまたは刃先(1z)に切込み(1i)を入れたことを特徴とする試料切片採取用切刃(1)。
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