JP2024068714A - Sample observation method by scanning type electron microscope, preparation method for sample for observation by scanning type electron microscope, and management method for powder sample - Google Patents

Sample observation method by scanning type electron microscope, preparation method for sample for observation by scanning type electron microscope, and management method for powder sample Download PDF

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JP2024068714A JP2022179259A JP2022179259A JP2024068714A JP 2024068714 A JP2024068714 A JP 2024068714A JP 2022179259 A JP2022179259 A JP 2022179259A JP 2022179259 A JP2022179259 A JP 2022179259A JP 2024068714 A JP2024068714 A JP 2024068714A
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奈美 村尾
Nami Murao
雅子 金子
Masako Kaneko
博史 高須賀
Hiroshi Takasuga
徹太郎 林
Tetsutaro Hayashi
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

To provide a technique enabling objective scanning type electron microscope observation.SOLUTION: There is provided a sample observation method by a scanning type electron microscope that comprises the steps of: fixing a powder sample to a tape stuck on a sample table; sectioning the tape where the powder sample is fixed into a plurality of sections and marking in the plurality of sections respectively; and imaging a position at a predetermined distance away from the mark as an observation visual field by a scanning type electron microscope to obtain a plurality of images as many as the plurality of sections.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、走査型電子顕微鏡による試料観察方法、走査型電子顕微鏡による観察用試料の作製方法、および、粉末試料の管理方法に関する。 The present invention relates to a method for observing a sample using a scanning electron microscope, a method for preparing a sample for observation using a scanning electron microscope, and a method for managing a powder sample.

工業製品の小型化、軽量化に対応するため、原材料についても微小化のニーズが高くなっている。その一例として、金属粉末、セラミック粉末、樹脂粉末等の粉末があり、これらは粉末冶金、射出成形、塗料、ペースト、触媒等様々な用途で用いられ、最近ではナノ粒子と呼ばれるナノメートルオーダーの微粉末や、粒度・粒径が揃った粉末のニーズも高まっている。微粉末になるほど酸化等により変質しやすくなるため表面処理を施す場合がある。 To accommodate the trend towards smaller and lighter industrial products, there is a growing need to miniaturize raw materials as well. Examples include powders such as metal powders, ceramic powders, and resin powders, which are used in a variety of applications including powder metallurgy, injection molding, paints, pastes, and catalysts. Recently, there has been an increasing need for fine powders on the nanometer order known as nanoparticles, and powders with uniform particle size and grain size. The finer the powder, the more susceptible it is to deterioration due to oxidation, etc., so surface treatments may be applied.

このような粉末の解析には、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いることができる。SEMはミリメートルオーダーの粉末からナノメートルオーダーの微粉末についての粒径の把握、粉末の形状不良または粗大粒子の生成に関する粒状の確認、金属コート粉末の場合のコート剥がれまたは異常析出物の検出等が可能である。さらに、外部から混入した異物の調査を行うこともできる。これらはSEMが数倍の低倍率から数10万倍の高倍率まで撮像できることで可能となるが、一方、特に高倍率の場合に同一視野を再度見つけるのは困難である。また、高倍率の場合、局所部分の観察になるので、測定者の都合の良い視野、例えば、粉末内に粗大粒子が生成しているにもかかわらず、粗大粒子が少ない視野を探し出して撮像することにより、粗大粒子が少ない粉末と判定するような問題が生じる。測定者が撮像した画像と同じ画像が自ラボで撮像できる、つまり目あわせができれば、お互いが納得できる粉末の解析が可能となる。 For example, a scanning electron microscope (SEM) can be used to analyze such powders. SEM can grasp the particle size of fine powders ranging from millimeter-order powders to nanometer-order powders, confirm the granularity of powders with poor shape or generation of coarse particles, and detect coating peeling or abnormal precipitates in metal-coated powders. Furthermore, it can also investigate foreign matter mixed in from the outside. These are possible because SEMs can take images from low magnifications of several times to high magnifications of several hundred thousand times, but it is difficult to find the same field of view again, especially at high magnifications. In addition, at high magnifications, the observation is limited to a local area, so there is a problem that the measurer may find a field of view that is convenient for the measurer, for example, a field of view with few coarse particles even though coarse particles are generated in the powder, and determine that the powder has few coarse particles. If the same image as the image taken by the measurer can be taken in the laboratory, that is, if the images can be aligned, it becomes possible to analyze the powder in a way that is satisfactory to both parties.

例えば、特許文献1には、試料上に3D基準マークを付着させて形成し、その3D基準マークを使用して、試料上の関心領域の位置を突き止める技術が開示されている。また、例えば、特許文献2には、試料をステージにセットし、外部からの座標または連続的に光学像にて観測を行いながら目的位置に移動し、観察・加工する目的位置の両側に、光学観察系同軸に配置されたレーザ光学系によってマークし、マークした位置の光学像を、位置座標とともに記憶媒体に蓄積し、蓄積したデータを外部のFIB・SEMから呼び出し、目的位置をレーザーマークから観察・加工位置を特定する光学式観察装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for forming a 3D reference mark by attaching it to a sample, and using the 3D reference mark to locate the position of an area of interest on the sample. Patent Document 2 discloses an optical observation device that sets a sample on a stage, moves it to a target position while observing it using external coordinates or continuous optical images, marks both sides of the target position to be observed/processed using a laser optical system arranged coaxially with the optical observation system, stores the optical image of the marked position together with the position coordinates in a storage medium, retrieves the stored data from an external FIB/SEM, and identifies the target position to be observed/processed from the laser mark.

特開2014-006524号公報JP 2014-006524 A 特開平11-329315号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-329315

本発明の目的は、客観的な走査型電子顕微鏡観察が可能となる技術を提供することである。 The object of the present invention is to provide a technology that enables objective scanning electron microscope observation.

本発明の第1の態様は、
粉末試料を試料台に貼り付けられたテープに固定する工程と、
前記粉末試料が固定された前記テープを複数の区画に区分し、前記複数の区画内のそれぞれにマーキングをする工程と、
走査型電子顕微鏡により、前記マーキングから所定の距離離れた位置を観察視野として撮像し、前記複数の区画の数に応じた複数の画像を得る工程と、を有する、走査型電子顕微鏡による試料観察方法である。
The first aspect of the present invention is a method for producing a cellular membrane comprising the steps of:
Fixing the powder sample to a tape attached to a sample stage;
a step of dividing the tape on which the powder sample is fixed into a plurality of sections and marking each of the plurality of sections;
A method for observing a sample using a scanning electron microscope, comprising the steps of: imaging a position a predetermined distance away from the marking as an observation field of view using a scanning electron microscope, and obtaining a plurality of images corresponding to the number of the plurality of sections.

本発明の第2の態様は、
前記複数の画像を得る工程では、予め撮像された基準画像のコントラストに近づくように、前記走査型電子顕微鏡のコントラスト値とブライトネス値とを調整する、上記第1の態様に記載の走査型電子顕微鏡による試料観察方法である。
A second aspect of the present invention is a method for producing a composition comprising the steps of:
In the step of obtaining the plurality of images, the contrast value and brightness value of the scanning electron microscope are adjusted so as to approach the contrast of a reference image captured in advance, which is the method of observing a sample using a scanning electron microscope according to the first aspect described above.

本発明の第3の態様は、
前記複数の画像を得る工程では、前記基準画像が撮像された走査型電子顕微鏡とは異なる他の走査型電子顕微鏡により複数の画像を得る、上記第2の態様に記載の走査型電子顕微鏡による試料観察方法である。
A third aspect of the present invention is a method for producing a composition comprising the steps of:
In the method for observing a sample using a scanning electron microscope according to the second aspect described above, in the step of obtaining the plurality of images, the plurality of images are obtained using a scanning electron microscope different from the scanning electron microscope with which the reference image was captured.

本発明の第4の態様は、
第1の走査型電子顕微鏡により、前記マーキングから所定の距離離れた位置を観察視野として撮像し、前記複数の区画の数に応じた複数の基準画像を得る工程をさらに有し、
前記複数の画像を得る工程では、前記第1の走査型電子顕微鏡とは異なる第2の走査型電子顕微鏡により、前記基準画像と同一の観察視野を撮像し、前記複数の区画の数に応じた複数の画像を得る、上記第1から第3のいずれか1つの態様に記載の走査型電子顕微鏡による試料観察方法である。
A fourth aspect of the present invention is a method for producing a composition comprising the steps of:
The method further includes a step of imaging a position at a predetermined distance from the marking as an observation field by a first scanning electron microscope, and obtaining a plurality of reference images corresponding to the number of the plurality of sections;
This is a method of observing a sample using a scanning electron microscope as described in any one of the first to third aspects, in which, in the step of obtaining the multiple images, a second scanning electron microscope different from the first scanning electron microscope images the same observation field as the reference image, and obtains multiple images corresponding to the number of the multiple sections.

本発明の第5の態様は、
粉末試料を試料台に貼り付けられたテープに固定する工程と、
前記粉末試料が固定された前記テープを複数の区画に区分し、前記複数の区画内のそれぞれにマーキングをする工程と、を有する、走査型電子顕微鏡による観察用試料の作製方法である。
A fifth aspect of the present invention is a method for producing a composition comprising the steps of:
Fixing the powder sample to a tape attached to a sample stage;
a step of dividing the tape on which the powder sample is fixed into a plurality of sections and marking each of the plurality of sections.

本発明の第6の態様は、
粉末試料を試料台に貼り付けられたテープに固定する工程と、
前記粉末試料が固定された前記テープを複数の区画に区分し、前記複数の区画内のそれぞれにマーキングをする工程と、
走査型電子顕微鏡により、前記マーキングから所定の距離離れた位置を観察視野として撮像し、前記複数の区画の数に応じた複数の画像を得る工程と、
前記複数の画像から、前記粉末試料の不具合の有無を確認する工程と、を有する、粉末試料の管理方法である。
A sixth aspect of the present invention is a method for producing a composition comprising the steps of:
Fixing the powder sample to a tape attached to a sample stage;
a step of dividing the tape on which the powder sample is fixed into a plurality of sections and marking each of the plurality of sections;
A step of imaging a position at a predetermined distance from the marking as an observation field by a scanning electron microscope to obtain a plurality of images corresponding to the number of the plurality of sections;
and a step of checking whether or not there is a defect in the powder sample from the plurality of images.

本発明によれば、客観的な走査型電子顕微鏡観察が可能となる。 The present invention makes it possible to perform objective observations using a scanning electron microscope.

図1は、本発明の第1実施形態に係る、走査型電子顕微鏡による試料観察方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing an example of a sample observation method using a scanning electron microscope according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1実施形態に係る、観察用試料の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an observation sample according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施例1に係る、区画Z1の基準画像である。FIG. 3 is a reference image of section Z1 according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施例1に係る、区画Z1の基準画像と同一視野の画像である。FIG. 4 shows an image of the same field of view as the reference image of section Z1 according to the first embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施例2に係る、区画Z6の基準画像である。FIG. 5 is a reference image of section Z6 according to the second embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施例2に係る、区画Z6の基準画像と同一視野の画像である。FIG. 6 shows an image of the same field of view as the reference image of section Z6 according to the second embodiment of the present invention.

次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Next, one embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to these examples, but is indicated by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

<本発明の第1実施形態>
(1)走査型電子顕微鏡(SEM)による試料観察方法
本実施形態の走査型電子顕微鏡(SEM)による試料観察方法について説明する。図1は、本実施形態のSEMによる試料観察方法の一例を示すフローチャートである。図1に示すように、本実施形態のSEMによる試料観察方法は、例えば、試料固定工程S101と、試料区画化・マーキング工程S102と、第1撮像工程S103と、第2撮像工程S104と、を有している。
First Embodiment of the Present Invention
(1) Sample observation method using a scanning electron microscope (SEM) A sample observation method using a scanning electron microscope (SEM) according to the present embodiment will be described. Fig. 1 is a flow chart showing an example of a sample observation method using an SEM according to the present embodiment. As shown in Fig. 1, the sample observation method using an SEM according to the present embodiment includes, for example, a sample fixing step S101, a sample partitioning/marking step S102, a first imaging step S103, and a second imaging step S104.

(試料固定工程S101)
試料固定工程S101は、例えば、粉末試料を図2に示す試料台2に貼り付けられたテープ3に固定する工程である。粉末試料としては、例えば、金属粉末、セラミック粉末、樹脂粉末等が例示される。本実施形態では、金属粉末からなる粉末試料を用いる場合について説明する。
(Sample fixing step S101)
The sample fixing step S101 is, for example, a step of fixing a powder sample to a tape 3 attached to a sample stage 2 shown in Fig. 2. Examples of the powder sample include metal powder, ceramic powder, resin powder, etc. In this embodiment, a case where a powder sample made of metal powder is used will be described.

粉末試料は、偏析がないことが好ましい。試料の縮分は、例えば、JIS Z 8827-1(粒子径解析―画像解析法―第1部:静的画像解析法)の記載通り、JIS Z 8816(粉体試料サンプリング方法通則)を参照して実施すればよい。この操作により偏析がない粉末試料が準備できる。 It is preferable that the powder sample is free of segregation. The sample can be divided, for example, as described in JIS Z 8827-1 (Particle size analysis - Image analysis method - Part 1: Static image analysis method) and by referring to JIS Z 8816 (General rules for powder sample sampling method). This procedure prepares a powder sample free of segregation.

SEMでは真空状態で撮像するため、粉末試料はテープ3に固定する必要がある。テープ3はSEMのステージに設置するための試料台2に貼り付けて試料を固定するので、両面に粘着面があるものが好ましい。両面に粘着面があるテープ3としては、両面テープ、カーボンテープ、銅箔テープ、アルミ箔テープ等があるが、導電性および耐熱性があるカーボンテープ、銅箔テープまたはアルミ箔テープが好ましく、その中でも、反射電子像または特性X線をEDSで検出して得られる元素マッピング像を撮像する場合には、軽元素のカーボンが主成分であるカーボンテープが好適である。さらにカーボンテープの中でも不純物が少ないSEM用のカーボンテープがより好適である。試料台2の平面部にテープ3を貼り付け、反対側の粘着面に粉末試料を隙間なく固定する。テープ3の粘着面に固定されなかった試料はガスを吹き付けて除去する。特に微粉末の場合は酸化されやすいことが多いので、使用するガスは不活性で安価な窒素ガスがよい。 In SEM, the powder sample must be fixed to tape 3 because the image is taken in a vacuum state. Tape 3 is attached to sample stage 2 for installation on the SEM stage to fix the sample, so it is preferable that the tape has an adhesive surface on both sides. Examples of tape 3 with adhesive surfaces on both sides include double-sided tape, carbon tape, copper foil tape, aluminum foil tape, etc., but carbon tape, copper foil tape, or aluminum foil tape, which are conductive and heat-resistant, are preferable. Among them, carbon tape, which is mainly composed of light element carbon, is preferable when imaging an element mapping image obtained by detecting backscattered electron images or characteristic X-rays with EDS. Furthermore, carbon tape for SEM, which has fewer impurities, is more preferable among carbon tapes. Tape 3 is attached to the flat surface of sample stage 2, and the powder sample is fixed to the adhesive surface on the opposite side without any gaps. The sample that is not fixed to the adhesive surface of tape 3 is removed by blowing gas. Since fine powders are particularly prone to oxidation, it is recommended to use inert and inexpensive nitrogen gas.

(試料区画化・マーキング工程S102)
試料区画化・マーキング工程S102は、例えば、粉末試料が固定されたテープ3を複数の区画に区分し、複数の区画内のそれぞれにマーキングをする工程である。本工程により、図2に示すような観察用試料1を得ることができる。複数の区画の数、および、区画の形状や大きさについては、特に限定されない。本実施形態では、図2に示すように、テープ3を10個の格子状の区画Z1~Z10に区分し、区画Z1~Z10のそれぞれに、マーク4をつける場合について説明する。
(Sample compartmentalization/marking step S102)
The sample compartmentalization/marking step S102 is, for example, a step of dividing the tape 3 on which the powder sample is fixed into a plurality of compartments and marking each of the plurality of compartments. This step makes it possible to obtain an observation sample 1 as shown in FIG. 2. The number of the plurality of compartments and the shapes and sizes of the compartments are not particularly limited. In this embodiment, as shown in FIG. 2, a case will be described in which the tape 3 is divided into ten lattice-shaped compartments Z1 to Z10 and a mark 4 is applied to each of the compartments Z1 to Z10.

試料区画化・マーキング工程S102では、例えば、粉末試料を固定した試料台2に貼り付けたテープ3に、物理的に、かつ、不可逆的に、格子状の線をつけ、複数の区画に区分することが好ましい。これにより、複数の区画がずれたり、消えたりすることを防止できるため、客観的なSEM観察が可能となる。このような格子状の線をつけるにはカッターナイフ、剃刀等が使用できる。格子状の線をつけるときはテープ3に固定した粉末試料が脱落しないように注意する。カッターナイフ、剃刀等の刃の部分を、粉末試料を固定したテープ3に対して垂直方向から押さえつけるとよい。格子状の線の太さはSEM像で確認できるものならよい。複数の区画の形状は、容易に作成できる正方形もしくは長方形がよい。 In the sample compartmentalization/marking step S102, it is preferable to physically and irreversibly mark the tape 3 attached to the sample stage 2 on which the powder sample is fixed, with grid-like lines, dividing the sample into multiple compartments. This prevents the multiple compartments from shifting or disappearing, making it possible to perform objective SEM observation. A cutter knife, razor, or the like can be used to mark such grid-like lines. When marking the grid-like lines, care should be taken not to allow the powder sample fixed to the tape 3 to fall off. The blade of the cutter knife, razor, or the like can be pressed vertically against the tape 3 on which the powder sample is fixed. The thickness of the grid-like lines may be any thickness that can be confirmed in an SEM image. The shape of the multiple compartments should be a square or rectangle, which can be easily created.

試料区画化・マーキング工程S102では、例えば、複数の区画内のそれぞれに、物理的に、かつ、不可逆的に、マーキングをすることが好ましい。これにより、マーク4がずれたり、消えたりすることを防止できるため、客観的なSEM観察が可能となる。このようなマーク4は、例えば、ケガキ針、ピンセットの先の部分、千枚通しのような先が尖ったものでつければよい。また、荷電粒子ビームまたはレーザを使用してもよい。マーク4は、SEMで確認できる大きさであればよく、1000倍以下程度の倍率の観察ではケガキ針、ピンセットの先の部分、千枚通しのような先が尖ったものを採用するとよく、1000倍を超える倍率の観察では荷電粒子ビームまたはレーザを採用するとよい。ケガキ針、ピンセットの先、千枚通しのような先が尖ったものを使用する場合は、試料と接触する部分に汚染があったり、異物が付着したりしていると、SEM像内の異常部分もしくは異物との区別ができなくなることがあるため、マーク4をつける前にケガキ針、ピンセットの先、千枚通しのような先が尖ったものに汚染物または異物がないことを確認することが好ましい。マーク4の場所は、区画内ならどこでもよいが、複数の視野を観察する場合は、マーク4を探しやすいように、同じような場所、例えば、図2に示すように、区画Z1~Z10の左上に揃えることが好ましい。 In the sample compartmentalization and marking step S102, for example, it is preferable to physically and irreversibly mark each of the multiple compartments. This prevents the mark 4 from shifting or disappearing, making it possible to perform objective SEM observation. Such marks 4 may be made with a sharp object such as a marking needle, the tip of tweezers, or an awl. A charged particle beam or laser may also be used. The mark 4 may be of a size that can be confirmed by SEM. For observations at a magnification of 1000 times or less, a marking needle, the tip of tweezers, or an awl may be used with a sharp object, and for observations at a magnification of more than 1000 times, a charged particle beam or laser may be used. When using a sharp object such as a marking needle, the tip of tweezers, or an awl, if the part that comes into contact with the sample is contaminated or has foreign matter attached, it may be impossible to distinguish it from an abnormal part or foreign matter in the SEM image, so it is preferable to check that there is no contamination or foreign matter on the sharp object such as the marking needle, the tip of tweezers, or an awl before making the mark 4. The mark 4 can be placed anywhere within the section, but when observing multiple fields of view, it is preferable to align the marks 4 in a similar place, for example, in the upper left corner of sections Z1 to Z10 as shown in Figure 2, so that it is easy to find the marks 4.

(第1撮像工程S103)
第1撮像工程S103は、例えば、第1の走査型電子顕微鏡(SEM)により、マーキング(マーク4)から所定の距離離れた位置を観察視野として撮像し、複数の区画の数に応じた複数の基準画像を得る工程である。
(First imaging step S103)
The first imaging process S103 is a process in which, for example, a first scanning electron microscope (SEM) is used to image a position a predetermined distance away from the marking (mark 4) as an observation field, and a plurality of reference images corresponding to the number of sections are obtained.

第1撮像工程S103では、例えば、試料区画化・マーキング工程S102で得た、観察用試料1を、第1のSEMのステージに設置する。観察用試料1を第1のSEMのステージに設置する方向は、観察操作を容易にするため、例えば、テープ3の長手方向がSEMのステージの縦方向と平行になるように設置することが好ましい。 In the first imaging step S103, for example, the observation sample 1 obtained in the sample compartmentalization and marking step S102 is placed on the stage of the first SEM. To facilitate the observation operation, it is preferable to place the observation sample 1 on the stage of the first SEM in such a direction that the longitudinal direction of the tape 3 is parallel to the vertical direction of the SEM stage.

第1撮像工程S103では、例えば、観察用試料1にあるマーク4を第1のSEMの視野に入れる。拡大倍率が決まっている場合は、その倍率を採用して観察用試料1にあるマーク4を第1のSEMの視野に入れる。拡大倍率が決まっていない場合は、観察用試料1にあるマーク4を視野に入れる前に、試料に適した拡大倍率を決め、その拡大倍率で観察用試料1にあるマーク4を第1のSEMの視野に入れる。視野内におけるマーク4の位置は特に限定されず、複数視野を観察する場合は、マーク4が探しやすいように同じような場所、例えば、マーク4を格子状の区画の左上につけた場合は、マーク4の位置を視野の左側にするとよい。マーク4は二次電子像、反射電子像または特性X線をエネルギー分散型X線検出器(EDS)で検出して得られる元素マッピング像で確認するとよい。特性X線をEDSで検出して得られる元素マッピング像を、以降EDS元素マッピング像と表記する場合がある。本実施形態では、反射電子像を採用する場合について説明する。 In the first imaging step S103, for example, the mark 4 on the observation sample 1 is placed in the field of view of the first SEM. If the magnification has been determined, the mark 4 on the observation sample 1 is placed in the field of view of the first SEM using that magnification. If the magnification has not been determined, a magnification suitable for the sample is determined before placing the mark 4 on the observation sample 1 in the field of view, and the mark 4 on the observation sample 1 is placed in the field of view of the first SEM at that magnification. The position of the mark 4 in the field of view is not particularly limited, and when observing multiple fields of view, it is preferable to place the mark 4 in a similar location so that it is easy to find, for example, if the mark 4 is placed in the upper left of a grid-like section, the position of the mark 4 should be on the left side of the field of view. The mark 4 can be confirmed by a secondary electron image, a backscattered electron image, or an element mapping image obtained by detecting characteristic X-rays with an energy dispersive X-ray detector (EDS). An element mapping image obtained by detecting characteristic X-rays with an EDS may be referred to as an EDS element mapping image hereinafter. In this embodiment, a case where a backscattered electron image is used will be described.

第1撮像工程S103では、例えば、マーク4を出発点として、第1のSEMのステージを所定の距離だけ動かして観察視野を決める。粉末試料の粒径の把握、粉末試料の形状不良または粗大粒子の生成に関する粒状の確認、金属コート粉末の場合のコート剥がれまたは異常析出物の検出の場合は、観察視野が偏りのない場所になるように、第1のSEMのステージを任意の方向に動かして観察視野を決定する。任意の方向とは区画内であればどこでもよく、第1のSEMのステージを平面内での縦方向または横方向のいずれかに動かして観察視野を決めてよい。なお、第1のSEMのステージを斜め方向に動かして観察視野を決めてもよい。 In the first imaging step S103, for example, the stage of the first SEM is moved a predetermined distance starting from the mark 4 to determine the observation field. In the case of grasping the particle size of the powder sample, checking the granularity of the powder sample with regard to the formation of defective shapes or coarse particles, or detecting coating peeling or abnormal precipitates in the case of metal-coated powder, the observation field is determined by moving the stage of the first SEM in an arbitrary direction so that the observation field is in an unbiased location. The arbitrary direction may be anywhere within the section, and the observation field may be determined by moving the stage of the first SEM in either the vertical or horizontal direction within a plane. The observation field may also be determined by moving the stage of the first SEM in an oblique direction.

第1撮像工程S103では、例えば、決定した観察視野を撮像する。SEMでの撮像には、主に二次電子像、反射電子像、および、EDS元素マッピング像の3つの方法がある。SEMは光学顕微鏡より高倍率でも焦点深度の深い像が得られるため、二次電子像、反射電子像、および、EDS元素マッピング像の3つの方法とも微小物の観察に適している。本実施形態では、反射電子像を採用する場合について説明する。 In the first imaging step S103, for example, an image of the determined observation field is captured. There are three main methods for capturing images with an SEM: secondary electron image, backscattered electron image, and EDS element mapping image. Since an SEM can obtain images with a deeper focal depth even at higher magnifications than an optical microscope, all three methods, secondary electron image, backscattered electron image, and EDS element mapping image, are suitable for observing microscopic objects. In this embodiment, a case where a backscattered electron image is used will be described.

反射電子像は、試料に電子線を走査させながら照射したときに、弾性散乱によって放出された反射電子を反射電子検出器で検出して二次元像としたものである。反射電子は試料表面から10nm(0.01μm)から100nm(0.1μm)程度の深さから発生したもので、原子番号が大きくなるほど反射電子が多く放出されコントラストが高くなる特徴がある。言い換えれば、コントラストの差によって視野内の含有元素を区別することができる。したがって、反射電子像を採用する場合は、コントラストの差によって元素を区別するため画像の調整が重要にある。画像全体が明るすぎる、または画像全体が暗すぎる場合、含有元素の区別が困難となる。試料の含有元素が区別できるように、コントラスト値とブライトネス値とを調整することができるSEM制御用コンピュータまたはSEM制御盤を使用して観察視野内の含有元素を区別するための最適な観察視野を撮像することが好ましい。コントラスト値とブライトネス値とはSEM制御用コンピュータによってパーセント表示で数値化して、コントラスト値とブライトネス値として記録することができる。また、上述の理由から、反射電子像は、例えば、粒径が0.01~1μm程度の粉末試料の元素情報を得る場合に好適であり、本実施形態の試料観察方法は、反射電子像を採用する場合に特に好適である。 A backscattered electron image is a two-dimensional image obtained by detecting backscattered electrons emitted by elastic scattering when a sample is irradiated with a scanning electron beam using a backscattered electron detector. Backscattered electrons are generated from a depth of about 10 nm (0.01 μm) to 100 nm (0.1 μm) from the surface of the sample, and the higher the atomic number, the more backscattered electrons are emitted, resulting in a higher contrast. In other words, the elements contained in the field of view can be distinguished by the difference in contrast. Therefore, when using a backscattered electron image, it is important to adjust the image to distinguish elements by the difference in contrast. If the entire image is too bright or too dark, it becomes difficult to distinguish the elements contained. It is preferable to image the optimal observation field for distinguishing the elements contained in the observation field using a SEM control computer or SEM control panel that can adjust the contrast value and brightness value so that the elements contained in the sample can be distinguished. The contrast value and brightness value can be quantified by the SEM control computer in percentage and recorded as the contrast value and brightness value. Furthermore, for the reasons mentioned above, backscattered electron images are suitable for obtaining elemental information from powder samples with particle sizes of, for example, about 0.01 to 1 μm, and the sample observation method of this embodiment is particularly suitable for use with backscattered electron images.

第1撮像工程S103では、例えば、複数の区画の数に応じた複数の基準画像を得る。SEM制御用コンピュータはSEM像のコントラスト値とブライトネス値との調整をするだけでなく、撮像したSEM像を保存または呼び出しができる。基準画像を電子ファイルとしてSEMの制御用コンピュータに保存するか、SEMの制御用コンピュータを介して基準画像を紙媒体に印刷する。電子ファイルとしてSEMの制御用コンピュータに保存した観察視野のSEM像はSEMの制御用コンピュータに付属するモニター上で見ることができる。 In the first imaging step S103, for example, multiple reference images corresponding to the number of multiple sections are obtained. The SEM control computer not only adjusts the contrast value and brightness value of the SEM image, but can also save or call up the captured SEM image. The reference image is saved as an electronic file in the SEM control computer, or the reference image is printed on paper media via the SEM control computer. The SEM image of the observation field saved as an electronic file in the SEM control computer can be viewed on a monitor attached to the SEM control computer.

第1撮像工程S103では、例えば、複数の基準画像を得た後、観察用試料1を第1のSEMから取り出す。その際、粉末試料に触れてしまうと汚染の原因となるため、試料台2の側面を持って第1のSEMから取り出す。また、第1のSEMから取り出した後、微粉末のような酸化されやすい粉末試料の場合は、酸素に触れないように真空デシケータ、窒素ガスまたはアルゴンガスを封入した容器、グローブボックス等に保管する。水分により潮解、吸湿、加水分解等をする試料は真空デシケータ、窒素ガスまたはアルゴンガスを封入した容器に保管してもよいしシリカゲル入りデシケータ内に保管してもよい。 In the first imaging step S103, for example, after obtaining a number of reference images, the observation sample 1 is removed from the first SEM. At this time, since touching the powder sample can cause contamination, the observation sample is removed from the first SEM by holding the side of the sample stage 2. After removal from the first SEM, in the case of a powder sample that is easily oxidized, such as a fine powder, it is stored in a vacuum desiccator, a container filled with nitrogen gas or argon gas, a glove box, or the like to prevent it from coming into contact with oxygen. Samples that deliquesce, absorb moisture, hydrolyze, etc. due to moisture may be stored in a vacuum desiccator, a container filled with nitrogen gas or argon gas, or in a desiccator containing silica gel.

(第2撮像工程S104)
第2撮像工程S104は、例えば、第1の走査型電子顕微鏡(SEM)とは異なる第2の走査型電子顕微鏡(SEM)により、基準画像と同一の観察視野を撮像し、複数の区画の数に応じた複数の画像を得る工程である。つまり、基準画像が撮像されたSEMとは異なる他のSEMにより、複数の画像を得る工程である。本工程では、第1のSEMとは異なる第2のSEMを使用するため、例えば、装置および測定者が変わったとしても、客観的なSEM観察が可能となる。なお、運搬時の粉末試料の汚染、粉末試料の脱落等が起こらないように注意が必要であり、第1撮像工程S103を行ってから間隔が長く空いた場合は、粉末試料の経時変化にも注意する必要がある。
(Second imaging step S104)
The second imaging step S104 is, for example, a step of imaging the same observation field as the reference image by a second scanning electron microscope (SEM) different from the first scanning electron microscope (SEM) to obtain a plurality of images according to the number of sections. That is, it is a step of obtaining a plurality of images by another SEM different from the SEM with which the reference image was imaged. In this step, since a second SEM different from the first SEM is used, for example, even if the device and the person who measured are changed, objective SEM observation is possible. Note that care must be taken to prevent contamination of the powder sample during transportation, the powder sample from falling off, etc., and if a long interval has passed since the first imaging step S103 was performed, care must also be taken to prevent changes in the powder sample over time.

第2撮像工程S104では、例えば、観察用試料1を、第2のSEMのステージに設置する。観察用試料1を第2のSEMのステージに設置する方向は、観察操作を容易にするため、例えば、テープ3の長手方向がSEMのステージの縦方向と平行になるように設置することが好ましい。 In the second imaging step S104, for example, the observation sample 1 is placed on the stage of the second SEM. To facilitate the observation operation, it is preferable to place the observation sample 1 on the stage of the second SEM in such a direction that the longitudinal direction of the tape 3 is parallel to the vertical direction of the SEM stage.

第2撮像工程S104では、例えば、第1撮像工程S103と同様に、観察用試料1にあるマーク4を第2のSEMの視野に入れる。SEM像は第1撮像工程S103で採用した方法を採用し、基準画像と同じ拡大倍率で撮像すればよい。 In the second imaging step S104, for example, the mark 4 on the observation sample 1 is placed in the field of view of the second SEM, similar to the first imaging step S103. The SEM image may be captured at the same magnification as the reference image using the method employed in the first imaging step S103.

第2撮像工程S104では、例えば、マーク4の位置から第2のSEMのステージを動かして基準画像と同じ視野を捜索する。第1撮像工程S103の第1のSEMのステージの移動方向の記録を参考にすると同一視野を見つけるのが容易になる。同一視野と判断するときは、基準画像と比較しながら複数の基準画像内の特徴的な形状のもの、異物の場合は異物の形状を参考にするとよい。なお、本明細書における同一視野とは、例えば、視野内の面積の90%以上が一致しているような場合も含むものとする。 In the second imaging step S104, for example, the stage of the second SEM is moved from the position of mark 4 to search for the same field of view as the reference image. By referring to the record of the movement direction of the stage of the first SEM in the first imaging step S103, it becomes easier to find the same field of view. When determining whether it is the same field of view, it is advisable to refer to characteristic shapes in multiple reference images while comparing them with the reference image, or in the case of foreign objects, to the shape of the foreign object. Note that the same field of view in this specification also includes cases where, for example, 90% or more of the area in the field of view is the same.

第2撮像工程S104では、例えば、第1撮像工程S103で得た(予め撮像された)基準画像のコントラストに近づくように、第2のSEMのコントラスト値とブライトネス値とを調整することが好ましい。具体的には、例えば、本工程で得る画像が、基準画像と同じようなコントラストになるように、基準画像と比較しながらSEM制御用コンピュータまたはSEM制御盤でコントラスト値とブライトネス値とを調整する。これにより、装置条件によって生じる違いを画像処理によってうめることができるため、客観的なSEM観察が可能となる。 In the second imaging step S104, it is preferable to adjust the contrast and brightness values of the second SEM so that the contrast approaches that of the reference image (taken in advance) obtained in the first imaging step S103. Specifically, for example, the contrast and brightness values are adjusted in the SEM control computer or SEM control panel while comparing the image obtained in this step with the reference image so that the image has a similar contrast to that of the reference image. This makes it possible to fill in the gaps caused by differences in equipment conditions through image processing, making it possible to perform objective SEM observations.

第2撮像工程S104では、例えば、複数の区画の数に応じた複数の画像を得る。拡大倍率はSEMの機種によってほとんど差は生じないが、もし基準画像と撮像範囲が異なった場合は、第2のSEMの拡大倍率を変えてもよい。取得した複数の画像は、電子ファイルとしてSEMの制御用コンピュータに保存するか、SEMの制御用コンピュータを介して紙媒体に印刷する。電子ファイルとしてSEM制御用コンピュータに保存した観察視野のSEM像はSEM制御用コンピュータに付属するモニター上で見ることができるが、SEMのメーカーが異なるとSEM制御用ソフトでは画像を呼び出せない場合がある。SEMのメーカーが異なる場合には、JPEG形式、TIFF形式、PNG形式、BMP形式等の一般的なコンピュータで認識できる画像ファイル形式でSEM像を保存するとよい。 In the second imaging step S104, for example, a plurality of images corresponding to the number of sections are obtained. The magnification does not vary much depending on the model of SEM, but if the imaging range differs from the reference image, the magnification of the second SEM may be changed. The acquired plurality of images are stored as electronic files in the SEM control computer, or printed on paper media via the SEM control computer. The SEM image of the observation field stored as an electronic file in the SEM control computer can be viewed on a monitor attached to the SEM control computer, but if the SEM manufacturer is different, the image may not be able to be called up using the SEM control software. If the SEM manufacturer is different, it is recommended to save the SEM image in an image file format that can be recognized by a general computer, such as JPEG format, TIFF format, PNG format, or BMP format.

第2撮像工程S104では、例えば、複数の画像を得た後、観察用試料1を第2のSEMから取り出す。その際、粉末試料に触れてしまうと汚染の原因となるため、試料台2の側面を持って第2のSEMから取り出す。また、第2のSEMから取り出した後、微粉末のような酸化されやすい粉末試料の場合は、酸素に触れないように真空デシケータ、窒素ガスまたはアルゴンガスを封入した容器、グローブボックス等に保管する。水分により潮解、吸湿、加水分解等をする試料は真空デシケータ、窒素ガスまたはアルゴンガスを封入した容器に保管してもよいしシリカゲル入りデシケータ内に保管してもよい。 In the second imaging step S104, for example, after obtaining a number of images, the observation sample 1 is removed from the second SEM. At that time, since touching the powder sample can cause contamination, the observation sample is removed from the second SEM by holding the side of the sample stage 2. After removal from the second SEM, in the case of a powder sample that is easily oxidized, such as a fine powder, it is stored in a vacuum desiccator, a container filled with nitrogen gas or argon gas, a glove box, or the like to prevent it from coming into contact with oxygen. Samples that deliquesce, absorb moisture, hydrolyze, etc. due to moisture may be stored in a vacuum desiccator, a container filled with nitrogen gas or argon gas, or in a desiccator containing silica gel.

(2)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
(2) Effects of the Present Embodiment According to the present embodiment, one or more of the following effects can be obtained.

(a)SEMでは局所を観察するため、特に高倍率になるほど全体像からかけ離れた部分を選択することができ、測定者の都合のよい画像、例えば、粉末内に粗大粒子が生成しているにもかかわらず、粗大粒子が存在していない視野を撮像して粗大粒子がない粉末と評価してしまう可能性がある。これに対し、本実施形態のSEMによる試料観察方法では、観察用試料1を観察する前に、区画化と視野決定とを行っているため、測定者によらず、客観的なSEM観察が可能となる。 (a) Because SEM observes localized areas, it is possible to select areas far removed from the overall image, particularly at higher magnifications, and so there is a risk that the observer may take an image that is convenient for the observer, for example, an image of a field of view in which no coarse particles are present, even though coarse particles are present in the powder, and evaluate the powder as free of coarse particles. In contrast, in the sample observation method using SEM in this embodiment, the observation sample 1 is divided and the field of view is determined before observation, making it possible to perform objective SEM observations regardless of the observer.

(b)本実施形態のSEMによる試料観察方法では、粉末試料が固定されたテープ3を複数の区画に区分し、複数の区画内のそれぞれにマーキングをしている。例えば、マーキングがひとつだけの場合、複数の画像を撮像する際に、マーク4からステージを大きく移動させる必要が生じる。この場合(特に、ステージ移動を手動で行うSEMを用いる場合)、第2撮像工程S104において、基準画像と同一視野を捜索することが困難となる。これに対し、本実施形態では、マーク4からステージを移動させる距離が微小でよいため、第2撮像工程S104において、基準画像と同一視野を捜索しやすい。 (b) In the sample observation method using SEM of this embodiment, the tape 3 on which the powder sample is fixed is divided into a plurality of sections, and a mark is placed within each of the plurality of sections. For example, if there is only one marking, it becomes necessary to move the stage a large distance from the mark 4 when capturing a plurality of images. In this case (particularly when using an SEM in which the stage is moved manually), it becomes difficult to search for the same field of view as the reference image in the second imaging step S104. In contrast, in this embodiment, the distance by which the stage is moved from the mark 4 can be very small, making it easy to search for the same field of view as the reference image in the second imaging step S104.

(c)本実施形態のSEMによる試料観察方法によれば、装置や測定者が変わったとしても、基準画像と同一視野で、同じようなコントラストを有する画像を得ることができるため、例えば、SEM観察を他の組織等にスムーズに引き継ぐことも可能となる。 (c) According to the sample observation method using SEM of this embodiment, even if the equipment or the person observing is changed, an image with the same contrast as the reference image can be obtained in the same field of view. Therefore, for example, SEM observation can be smoothly handed over to another tissue, etc.

<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
<Other embodiments of the present invention>
Although the embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、第2撮像工程S104は省略してもよい。この場合、第1撮像工程S103において、得た複数の基準画像は、複数の画像と読み替えてよい。この場合においても、上述の実施形態と同様に、観察用試料1を観察する前に、区画化と視野決定とを行っているため、測定者によらず、客観的なSEM観察が可能となる。 For example, the second imaging step S104 may be omitted. In this case, the multiple reference images obtained in the first imaging step S103 may be interpreted as multiple images. Even in this case, as in the above-described embodiment, the partitioning and field of view determination are performed before observing the observation sample 1, making it possible to perform objective SEM observation regardless of the operator.

また、例えば、予め撮像された基準画像が準備されていれば、第1撮像工程S103は省略してもよい。この場合も、上述の実施形態と同様に、装置条件によって生じる違いを画像処理によってうめることができるため、測定者によらず、客観的なSEM観察が可能となる。また、第2撮像工程S104では、必ずしも基準画像と同一視野を撮像しなくてもよい。この場合も、例えば、基準画像のコントラストに近づくようにコントラスト値とブライトネス値とを調整することで、装置条件によって生じる違いを画像処理によってうめることができるため、測定者によらず、客観的なSEM観察が可能となる。 Also, for example, if a reference image captured in advance is prepared, the first imaging step S103 may be omitted. In this case, as in the above-described embodiment, differences caused by device conditions can be filled in by image processing, making it possible to perform objective SEM observation regardless of the operator. Also, in the second imaging step S104, it is not necessary to capture the same field of view as the reference image. In this case, too, differences caused by device conditions can be filled in by image processing, for example, by adjusting the contrast value and brightness value to approach the contrast of the reference image, making it possible to perform objective SEM observation regardless of the operator.

また、例えば、上述の実施形態では、第1のSEMと第2のSEMとの2種類のSEMを用いる場合について説明したが、用いるSEMは1種類でもよい。つまり、第1撮像工程S103と、第2撮像工程S104とで、同じSEMを用いてもよい。電子線の経時変化等により、SEMの設定を同じにしたとしても、同じコントラストの像が得られるとは限らない。この方法により、装置の状態によって生じる違いを画像処理によってうめることができるため、測定者によらず、客観的なSEM観察が可能となる。 For example, in the above embodiment, the case where two types of SEMs, a first SEM and a second SEM, are used has been described, but only one type of SEM may be used. In other words, the same SEM may be used in the first imaging process S103 and the second imaging process S104. Due to changes in the electron beam over time, etc., even if the SEM settings are the same, images with the same contrast are not necessarily obtained. With this method, differences that arise due to the state of the device can be filled in by image processing, making it possible to perform objective SEM observations regardless of the person performing the measurement.

また、例えば、本発明は、走査型電子顕微鏡による観察用試料の作製方法としても適用可能である。この場合、第1撮像工程S103および第2撮像工程S104は省略してもよい。観察用試料1は、試料を観察する前に区画化と視野決定とを行っているため、この試料を用いることで、測定者によらず、客観的なSEM観察が可能となる。 For example, the present invention can also be applied as a method for preparing a sample for observation with a scanning electron microscope. In this case, the first imaging step S103 and the second imaging step S104 may be omitted. Since the observation sample 1 is partitioned and the field of view is determined before the sample is observed, the use of this sample enables objective SEM observation regardless of the person performing the measurement.

また、例えば、本発明は、粉末試料(例えば、金属粉末)の管理方法としても適用可能である。この場合、例えば、第2撮像工程S104の後に、複数の画像から、粉末試料の不具合(例えば、異常析出物や粗大粒子)の有無を確認する工程を行ってもよい。本管理方法によれば、観察前に区画化&視野決定された複数の画像から、粉末試料の不具合の有無を確認することができるため、測定者によらない客観的な管理が可能となる。 The present invention can also be applied as a method for managing powder samples (e.g., metal powder). In this case, for example, after the second imaging step S104, a step of checking the presence or absence of defects in the powder sample (e.g., abnormal precipitates or coarse particles) from multiple images may be performed. According to this management method, the presence or absence of defects in the powder sample can be checked from multiple images that have been compartmentalized and have their fields of view determined before observation, making it possible to perform objective management without relying on the person performing the measurement.

次に、本発明に係る実施例を説明する。これらの実施例は本発明の一例であって、本発明はこれらの実施例により限定されない。 Next, examples of the present invention will be described. These examples are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
ベースの金属よりコートした金属の方が原子番号の大きい金属コート粉末(以降試料と表記する)について、コート異常等の不具合、または粗大粒子の存在等の不具合の有無を確認するために、測定者を変えて、同じSEMを用いて、同一視野の画像を取得した。SEMは日本電子製JSM-7100F(電界放出電子銃式、以降SEM-1と表記する)を使用した。試料作製および基準画像の撮像は測定者Aが実施し、基準画像と同一視野の画像の取得は測定者Bが実施した。
Example 1
In order to check for defects such as coating anomalies or the presence of coarse particles for metal-coated powder (hereinafter referred to as the sample) in which the atomic number of the coated metal is greater than that of the base metal, images of the same field of view were taken by different operators using the same SEM. The SEM used was a JEOL JSM-7100F (field emission electron gun type, hereinafter referred to as SEM-1). Operator A prepared the sample and captured the reference image, and operator B captured an image of the same field of view as the reference image.

試料台(応研商事製:直径32mm、アルミニウム製)に24mmの長さに切り取ったSEM用カーボンテープ(日新EM製:テープ幅12mm)を貼り付けた。SEM用カーボンテープの粘着部に、JIS Z 8816に従って縮分した試料を隙間なく固定した。SEM用カーボンテープに固定されなかった試料は窒素ガスを使って吹き飛ばし除去した。 A piece of SEM carbon tape (manufactured by Nissin EM: tape width 12 mm) cut to a length of 24 mm was attached to a sample stage (manufactured by Oken Shoji: diameter 32 mm, made of aluminum). The sample, which had been reduced in size in accordance with JIS Z 8816, was fixed without any gaps to the adhesive part of the SEM carbon tape. The sample that was not fixed to the SEM carbon tape was blown away and removed using nitrogen gas.

試料を固定したSEM用カーボンテープの長手方向の真ん中に1か所、長手方向に対して直行した方向に4mm間隔で4か所に、洗浄して汚れおよび異物の付着がないカッターナイフの刃をSEM用カーボンテープに対して垂直方向から押し付け格子状の線を付けて、縦4mm横6mmの長方形のエリアを10か所作成した。長方形のエリア10か所のうち、左上を区画Z1として下に向かって区画Z2から区画Z5とし、区画Z5の右横を区画Z6、区画Z6から上に向かって区画Z7から区画Z10とした(図2参照)。各区画Z1~Z10の左上の部分に、先端を洗浄して汚れおよび異物の付着がないケガキ針を押し付けてマークをつけた。 Ten rectangular areas measuring 4 mm in length and 6 mm in width were created by pressing a clean, dirt-free, and foreign matter-free cutter blade against the SEM carbon tape perpendicularly to the tape, drawing grid lines at one location in the center of the length of the SEM carbon tape on which the sample was fixed, and four locations at 4 mm intervals in the direction perpendicular to the length. Of the ten rectangular areas, the top left was section Z1, sections Z2 to Z5 were located downward, the area to the right of section Z5 was section Z6, and sections Z7 to Z10 were located upward from section Z6 (see Figure 2). A marking needle with a clean, dirt-free and foreign matter-free tip was pressed against the top left part of each of sections Z1 to Z10 to make marks.

試料を固定した試料台の側面を持ちながら、SEM-1のステージに試料を固定したSEM用カーボンテープの長手方向がSEM-1のステージの縦方向と平行になるように設置した。SEM-1のステージをSEM-1の試料室に挿入した後、試料室内をSEM測定が可能な真空状態になるまで放置した。 While holding the side of the sample stage on which the sample was fixed, the SEM carbon tape on which the sample was fixed was placed on the stage of the SEM-1 so that its longitudinal direction was parallel to the vertical direction of the SEM-1 stage. After inserting the SEM-1 stage into the sample chamber of the SEM-1, the sample chamber was left there until a vacuum state was reached that allowed SEM measurement.

試料室内がSEM測定可能な真空状態に達した後、SEM-1制御用コンピュータで撮像倍率を100倍、電子線の加速電圧を5kV、検出器を反射電子検出器に設定して、SEM-1制御盤にあるステージ移動ダイヤルによってSEM-1のステージを動かして区画Z1のマークを視野の左上に入れた。マークの場所はSEM-1制御用コンピュータに付属しているモニター(以降、「SEM-1制御用コンピュータに付属しているモニター」を「SEM-1のモニター」と表記する)で確認した。SEM-1ステージをSEM-1制御盤にあるステージの左右方向への移動ダイヤルで右横へ移動させる方向に1回転させたところを観察視野とした。SEM-1制御用コンピュータに付属しているSEM-1のモニターに写した観察視野を見ながら、SEM-1制御盤にあるブライトネス調整ダイヤルおよびコントラスト調整ダイヤルを回しながら明るさを調整し観察視野のSEM像を撮像した。撮像した観察視野のSEM像をSEM-1制御用コンピュータに保存し、区画Z1の基準画像(図3)とした。図3に示すように、区画Z1の基準画像には粗大粒子5の存在が確認され、他の粒子と形状が異なる明るさが同じ粒状異常物6も存在することがわかった。また、これらを後述の同一視野の画像取得の際に参考にすることとした。なお、明るく写っている部分がなかったので、区画Z1にはコート金属の異常析出物は存在しないこともわかった。区画Z2から区画Z10についても上記と同様の操作を実施し、10個の基準画像を得た。 After the sample chamber reached a vacuum state suitable for SEM measurement, the imaging magnification was set to 100x, the electron beam acceleration voltage to 5 kV, and the detector to a backscattered electron detector on the SEM-1 control computer, and the stage of the SEM-1 was moved using the stage movement dial on the SEM-1 control panel to bring the mark of section Z1 into the upper left of the field of view. The location of the mark was confirmed on the monitor attached to the SEM-1 control computer (hereinafter, the "monitor attached to the SEM-1 control computer" will be referred to as the "SEM-1 monitor"). The observation field was determined by rotating the SEM-1 stage once to the right using the stage left-right movement dial on the SEM-1 control panel. While watching the observation field displayed on the SEM-1 monitor attached to the SEM-1 control computer, the brightness was adjusted by turning the brightness adjustment dial and contrast adjustment dial on the SEM-1 control panel, and an SEM image of the observation field was captured. The captured SEM image of the observation field was saved in the computer controlling the SEM-1 and used as the reference image of section Z1 (Figure 3). As shown in Figure 3, the presence of coarse particles 5 was confirmed in the reference image of section Z1, and it was also found that there were granular abnormalities 6 that were different in shape from the other particles but had the same brightness. These were also used as reference when acquiring images of the same field of view, as described below. Furthermore, since there were no bright areas, it was also found that no abnormal deposits of the coating metal were present in section Z1. The same operation as above was carried out for sections Z2 to Z10, and 10 reference images were obtained.

基準画像を撮像後、SEM-1の真空状態を解除してからSEM-1の試料室を開け、SEM-1のステージから試料台を取り出した。取り出した試料を固定した試料台は窒素ガスを封入した容器に保管した。 After capturing the reference image, the vacuum state of the SEM-1 was released, the sample chamber of the SEM-1 was opened, and the sample stage was removed from the stage of the SEM-1. The sample stage with the removed sample fixed to it was stored in a container filled with nitrogen gas.

測定者Bが窒素ガスを封入した容器に保管した試料を固定した試料台を容器から取り出し、試料を固定した試料台の側面を持ちながら、SEM-1のステージに試料を固定したSEM用カーボンテープの長手方向がSEM-1のステージの縦方向と平行になるように設置した。SEM-1のステージをSEM-1の試料室に挿入した後、試料室内をSEM測定が可能な真空状態になるまで放置した。 Operator B removed the sample stage, on which the sample had been fixed, from the container filled with nitrogen gas, and while holding the side of the sample stage on which the sample was fixed, placed it on the stage of SEM-1 so that the longitudinal direction of the SEM carbon tape on which the sample was fixed was parallel to the longitudinal direction of the SEM-1 stage. After inserting the SEM-1 stage into the sample chamber of SEM-1, the sample chamber was left to stand until a vacuum state was reached that allowed SEM measurement.

試料室内がSEM測定可能な真空状態に達した後、SEM-1制御用コンピュータで撮像倍率を100倍、電子線の加速電圧を5kV、検出器を反射電子検出器に設定して、SEM-1制御盤にあるステージ移動ダイヤルによってSEM-1のステージを動かして区画Z1のマークを視野の左上に入れた。マークの場所はSEM-1のモニターで確認した。SEM-1制御盤にあるステージ移動ダイヤルで右横へ移動させる方向に1回転させた。この視野と、区画Z1の基準画像(図3)をSEM-1のモニターに写して比較したところ、基準画像の視野とは少しずれていたので、区画Z1の基準画像にあった粗大粒子5および粒状異常物6を参考にして左右方向への移動ダイヤルおよび上下方向への移動ダイヤルを動かして基準画像と同じ視野を捜索した。視野の明るさも基準画像と異なっていたため、SEM-1制御盤にあるブライトネス調整ダイヤルおよびコントラスト調整ダイヤルを調整して図4に示す区画Z1と同一視野の画像を取得した。区画Z2から区画Z10についても上記と同様の操作を実施し、基準画像と同一視野の画像10個を取得した。 After the sample chamber reached a vacuum state suitable for SEM measurement, the imaging magnification was set to 100x, the electron beam acceleration voltage to 5 kV, and the detector to a backscattered electron detector using the SEM-1 control computer, and the stage of the SEM-1 was moved using the stage movement dial on the SEM-1 control panel to place the mark of section Z1 in the upper left of the field of view. The location of the mark was confirmed on the SEM-1 monitor. The stage movement dial on the SEM-1 control panel was rotated once in the direction of moving to the right. When this field of view was compared with the reference image of section Z1 (Figure 3) displayed on the SEM-1 monitor, it was found to be slightly off from the field of view of the reference image, so the left-right movement dial and the up-down movement dial were used as reference for the coarse particles 5 and granular abnormalities 6 in the reference image of section Z1. The brightness of the field of view was also different from that of the reference image, so the brightness adjustment dial and contrast adjustment dial on the SEM-1 control panel were adjusted to obtain an image of the same field of view as section Z1 shown in Figure 4. The same operations as above were performed for sections Z2 to Z10, and 10 images with the same field of view as the reference image were obtained.

同一視野の画像を取得後、SEM-1の真空状態を解除してからSEM-1の試料室を開けてSEM-1のステージから試料台を取り出した。取り出した試料を固定した試料台は窒素ガスを満たした容器に保管した。 After acquiring images of the same field of view, the vacuum state of the SEM-1 was released, the sample chamber of the SEM-1 was opened, and the sample stage was removed from the stage of the SEM-1. The sample stage with the removed sample fixed to it was stored in a container filled with nitrogen gas.

図3および図4に示すように、測定者が変わったとしても、同一視野で同じようなコントラストを有するSEM像が得られた。つまり、測定者によらず、客観的なSEM観察が可能であることを確認した。 As shown in Figures 3 and 4, SEM images with similar contrast were obtained in the same field of view, even when the observer was different. In other words, it was confirmed that objective SEM observation is possible regardless of the observer.

(実施例2)
実施例1に記述した測定者Aが撮像した区画Z6の画像を基準画像(図5)として、測定者CがSEM-1とは異なるSEMにより同一視野の画像を取得した。測定者Cは、日本電子製JSM-IT200(熱電子銃式、以降SEM-2と表記する)を使用した。なお、図5に示すように、区画Z6の基準画像には粗大粒子5および他の粒子と比べて明るく写ったコートした金属の異常析出物7と考えられるものが観察された。
Example 2
The image of section Z6 captured by observer A described in Example 1 was used as a reference image (FIG. 5), and observer C obtained an image of the same field of view using an SEM different from SEM-1. Observer C used a JSM-IT200 (thermal electron gun type, hereafter referred to as SEM-2) manufactured by JEOL Ltd. As shown in FIG. 5, coarse particles 5 and what appeared to be abnormal deposits 7 of the coated metal, which appeared brighter than the other particles, were observed in the reference image of section Z6.

測定者Cが窒素ガスを封入した容器に保管した試料を固定した試料台を容器から取り出し、試料を固定した試料台の側面を持ちながら、SEM-2のステージに試料を固定したSEM用カーボンテープの長手方向がSEM-2のステージの縦方向と平行になるように設置した。SEM-2のステージをSEM-2の試料室に挿入した後、試料室内をSEM測定が可能な真空状態になるまで放置した。 Operator C removed the sample stage, on which the sample had been fixed, from the container filled with nitrogen gas, and while holding the side of the sample stage on which the sample was fixed, placed it on the stage of the SEM-2 so that the longitudinal direction of the SEM carbon tape on which the sample was fixed was parallel to the longitudinal direction of the SEM-2 stage. After inserting the SEM-2 stage into the sample chamber of the SEM-2, the sample chamber was left to stand until a vacuum state was reached that allowed for SEM measurement.

試料室内がSEM測定可能な真空状態に達した後、SEM-2制御用コンピュータで撮像倍率を100倍、電子線の加速電圧を5kV、検出器を反射電子検出器に設定して、SEM-2制御盤にあるステージ移動ダイヤルによってSEM-2のステージを動かして区画Z6のマークを視野の左上に入れた。マークの場所はSEM-2制御用コンピュータに付属しているモニター(以降、「SEM-2制御用コンピュータに付属しているモニター」を「SEM-2のモニター」と表記する)で確認した。SEM-2制御盤にあるステージの左右方向への移動ダイヤルで右横へ移動させる方向に1回転させた。この視野と実施例1で得た区画Z6の基準画像(図5)をSEM-2のモニターに写して比較したところ、区画Z6の基準画像の視野とずれていたので、区画Z6の基準画像にあった粗大粒子5およびコートした金属の異常析出物7を参考にして左右方向への移動ダイヤルおよび上下方向への移動ダイヤルを使って、区画Z6の基準画像と同じ視野を捜索した。視野の明るさも区画Z6の基準画像と異なっていたため、SEM-2制御盤にあるブライトネス調整ダイヤルおよびコントラスト調整ダイヤルを調整して図6に示す区画Z6の同一視野の画像を取得した。なお、上記操作で同一視野の画像が取得できたため、拡大倍率は変更しなかった。他の区画についても上記と同様の操作を実施し、基準画像と同一視野の画像10個を取得した。 After the sample chamber reached a vacuum state suitable for SEM measurement, the imaging magnification was set to 100x, the electron beam acceleration voltage to 5 kV, and the detector to a backscattered electron detector on the SEM-2 control computer, and the SEM-2 stage was moved using the stage movement dial on the SEM-2 control panel to place the mark of section Z6 in the upper left of the field of view. The location of the mark was confirmed on the monitor attached to the SEM-2 control computer (hereinafter, the "monitor attached to the SEM-2 control computer" will be referred to as the "SEM-2 monitor"). The stage was rotated one turn to the right using the left-right movement dial on the SEM-2 control panel. When this field of view was compared with the reference image of section Z6 obtained in Example 1 (Figure 5) on the SEM-2 monitor, it was found to be misaligned with the field of view of the reference image of section Z6, so the left-right movement dial and the up-down movement dial were used to search for the same field of view as the reference image of section Z6, referring to the coarse particles 5 and abnormal deposits 7 of the coated metal in the reference image of section Z6. The brightness of the field of view was also different from the reference image of section Z6, so the brightness and contrast adjustment dials on the SEM-2 control panel were adjusted to obtain an image of the same field of view of section Z6 shown in Figure 6. Note that because an image of the same field of view could be obtained by the above operation, the magnification was not changed. The same operation as above was performed for the other sections, and 10 images of the same field of view as the reference image were obtained.

同一視野の画像を取得後、SEM-2の真空状態を解除してからSEM-2の試料室を開けてSEM-2のステージから試料台を取り出した。取り出した試料を固定した試料台は窒素ガスを満たした容器に保管した。 After acquiring images of the same field of view, the vacuum state of the SEM-2 was released, the sample chamber of the SEM-2 was opened, and the sample stage was removed from the stage of the SEM-2. The sample stage with the removed sample fixed to it was stored in a container filled with nitrogen gas.

図5および図6に示すように、装置および測定者が変わったとしても、同一視野で同じようなコントラストを有するSEM像が得られた。つまり、装置や測定者によらず、客観的なSEM観察が可能であることを確認した。 As shown in Figures 5 and 6, SEM images with similar contrast were obtained in the same field of view, even when the equipment and person using the measurement were changed. In other words, it was confirmed that objective SEM observation is possible regardless of the equipment or person using the measurement.

また、図3と図5とを比較すると、図3は比較的粗大粒子5が少なく、粒状異常物6が観察された。一方、図5は粗大粒子5が図3より多く観察され、コートした金属の異常析出物7が観察され、粒状異常物6は観察されなかった。図3のみを提供すれば粗大粒子5が少ない試料であると判断される可能性がある。一方、図5のみを提供すれば比較的粗大粒子5が多い試料であると判断される可能性がある。また、図3のみを提供すればコートした異常析出物7が含まれないと判断される可能性がある。一方、図5のみを提供すれば粒状異常物6が含まれないと判断される可能性がある。このように、測定者が試料を観察した後で視野決定をした場合、測定者の主観が影響し、上記のような偏った判断がされることがある。これに対し、本実施例では、試料を観察する前に区画化および視野決定を行っているため、測定者の主観が入る余地がなく、客観的なSEM観察が可能となることを確認した。 In addition, comparing FIG. 3 and FIG. 5, FIG. 3 had relatively few coarse particles 5, and granular abnormalities 6 were observed. On the other hand, FIG. 5 had more coarse particles 5 than FIG. 3, and coated metal abnormal precipitates 7 were observed, but no granular abnormalities 6 were observed. If only FIG. 3 was provided, it may be determined that the sample had few coarse particles 5. On the other hand, if only FIG. 5 was provided, it may be determined that the sample had relatively many coarse particles 5. Also, if only FIG. 3 was provided, it may be determined that coated abnormal precipitates 7 were not included. On the other hand, if only FIG. 5 was provided, it may be determined that granular abnormalities 6 were not included. In this way, if the measurer determines the field of view after observing the sample, the subjective judgment of the measurer may affect the field of view, and a biased judgment such as that described above may be made. In contrast, in this embodiment, since the sectioning and field of view were performed before observing the sample, there was no room for the subjective judgment of the measurer, and it was confirmed that objective SEM observation was possible.

1 観察用試料
2 試料台
3 テープ
4 マーク
5 粗大粒子
6 粒状異常物
7 異常析出物
S101 試料固定工程
S102 試料区画化・マーキング工程
S103 第1撮像工程
S104 第2撮像工程
1 Observation sample 2 Sample stage 3 Tape 4 Mark 5 Coarse particle 6 Granular abnormality 7 Abnormal precipitate S101 Sample fixing step S102 Sample compartmentalization and marking step S103 First imaging step S104 Second imaging step

Claims (6)

粉末試料を試料台に貼り付けられたテープに固定する工程と、
前記粉末試料が固定された前記テープを複数の区画に区分し、前記複数の区画内のそれぞれにマーキングをする工程と、
走査型電子顕微鏡により、前記マーキングから所定の距離離れた位置を観察視野として撮像し、前記複数の区画の数に応じた複数の画像を得る工程と、を有する、走査型電子顕微鏡による試料観察方法。
Fixing the powder sample to a tape attached to a sample stage;
a step of dividing the tape on which the powder sample is fixed into a plurality of sections and marking each of the plurality of sections;
a step of imaging a position a predetermined distance away from the marking as an observation field using the scanning electron microscope, and obtaining a plurality of images corresponding to the number of the plurality of sections.
前記複数の画像を得る工程では、予め撮像された基準画像のコントラストに近づくように、前記走査型電子顕微鏡のコントラスト値とブライトネス値とを調整する、請求項1に記載の走査型電子顕微鏡による試料観察方法。 The method for observing a sample using a scanning electron microscope according to claim 1, wherein in the step of obtaining the multiple images, the contrast value and brightness value of the scanning electron microscope are adjusted so as to approach the contrast of a reference image captured in advance. 前記複数の画像を得る工程では、前記基準画像が撮像された走査型電子顕微鏡とは異なる他の走査型電子顕微鏡により複数の画像を得る、請求項2に記載の走査型電子顕微鏡による試料観察方法。 The method for observing a sample using a scanning electron microscope according to claim 2, wherein in the step of obtaining the plurality of images, the plurality of images are obtained using a scanning electron microscope other than the scanning electron microscope with which the reference image was captured. 第1の走査型電子顕微鏡により、前記マーキングから所定の距離離れた位置を観察視野として撮像し、前記複数の区画の数に応じた複数の基準画像を得る工程をさらに有し、
前記複数の画像を得る工程では、前記第1の走査型電子顕微鏡とは異なる第2の走査型電子顕微鏡により、前記基準画像と同一の観察視野を撮像し、前記複数の区画の数に応じた複数の画像を得る、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の走査型電子顕微鏡による試料観察方法。
The method further includes a step of imaging a position at a predetermined distance from the marking as an observation field by a first scanning electron microscope, and obtaining a plurality of reference images corresponding to the number of the plurality of sections;
4. A method for observing a sample using a scanning electron microscope according to claim 1, wherein in the step of obtaining the plurality of images, a second scanning electron microscope different from the first scanning electron microscope images the same observation field as the reference image, and obtains a plurality of images corresponding to the number of the plurality of sections.
粉末試料を試料台に貼り付けられたテープに固定する工程と、
前記粉末試料が固定された前記テープを複数の区画に区分し、前記複数の区画内のそれぞれにマーキングをする工程と、を有する、走査型電子顕微鏡による観察用試料の作製方法。
Fixing the powder sample to a tape attached to a sample stage;
a step of dividing the tape on which the powder sample is fixed into a plurality of sections and marking each of the plurality of sections.
粉末試料を試料台に貼り付けられたテープに固定する工程と、
前記粉末試料が固定された前記テープを複数の区画に区分し、前記複数の区画内のそれぞれにマーキングをする工程と、
走査型電子顕微鏡により、前記マーキングから所定の距離離れた位置を観察視野として撮像し、前記複数の区画の数に応じた複数の画像を得る工程と、
前記複数の画像から、前記粉末試料の不具合の有無を確認する工程と、を有する、粉末試料の管理方法。
Fixing the powder sample to a tape attached to a sample stage;
a step of dividing the tape on which the powder sample is fixed into a plurality of sections and marking each of the plurality of sections;
A step of imaging a position at a predetermined distance from the marking as an observation field by a scanning electron microscope to obtain a plurality of images corresponding to the number of the plurality of sections;
and a step of checking whether or not there is a defect in the powder sample from the plurality of images.
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