JP6336894B2 - 試料作製装置 - Google Patents

Description

本発明は、試料作製装置に関する。

電子顕微鏡や、電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）、オージェマイクロプローブ等で観察や分析の対象となる試料の断面を作製する装置として、イオンビームを用いた試料作製装置（イオンビーム加工装置）が知られている。

例えば、特許文献１には、試料の一部を遮蔽材で覆い、当該遮蔽材の端縁部を含めて遮蔽材側から試料にイオンビームを照射することにより、試料の遮蔽材に遮蔽されない部分をイオンビームによって切削して、試料の断面を作製する試料作製装置が開示されている。

特許第４９２２６３２号公報

このような試料作製装置では、イオンビームは真空チャンバー内で試料に照射されるが、試料に照射されずに通過したイオンビームが真空チャンバーの内底面に照射され、当該内底面がスパッタされて試料が汚染されるという問題がある。以下、この問題点について図面を参照しながら説明する。

図１３および図１４は、試料作製装置の真空チャンバー内を模式的に示す図である。

図１３に示すように、イオンビーム発生部４で発生したイオンビームを、一部が遮蔽板６で覆われた試料２に照射する。これにより、遮蔽板６で覆われていない試料２の領域が切削され、試料２の断面が作製される。

図１４に示すように、試料２が切削された後、イオンビームが真空チャンバーの内底面８を照射すると、真空チャンバーの内底面がスパッタされて、真空チャンバーの内底面を構成する材料が試料２の表面２ａ（遮蔽板が配置されている側の面とは反対側の面）に付着する。これにより、試料２の表面２ａが汚染されてしまう。

このように、従来の試料作製装置では、試料２の表面２ａが汚染されてしまうため、例えば、同一試料で断面と表面の両方の観察を行うことができない場合があった。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、試料の汚染を低減させることができる試料作製装置を提供することにある。

（１）本発明に係る試料作製装置は、
イオンビームを照射して試料の断面を作製する試料作製装置であって、
前記イオンビームを発生させるイオンビーム発生部と、
前記試料を保持する試料ホルダーと、
前記イオンビームから前記試料の一部を遮蔽する遮蔽板と、
前記試料の後方であって前記イオンビームの経路上に配置され、前記イオンビームの入射方向に対して傾斜した入射面を有する傾斜板と、
を含む。

このような試料作製装置では、傾斜板が試料の後方であってイオンビームの経路上に配置されているため、例えばイオンビームは真空チャンバーの内底面には照射されない、または真空チャンバーの内底面においてイオンビームが照射される範囲を小さくすることができる。したがって、このような試料作製装置では、イオンビームによって真空チャンバーの内底面がスパッタされて試料の表面に付着することによる試料の汚染を低減させることができる。

（２）本発明に係る試料作製装置において、
前記入射面の垂線方向からみて、前記入射面と前記試料とは重なっていなくてもよい。

このような試料作製装置では、傾斜板の入射面の垂線方向からみて、入射面と試料とは重なっていないため、イオンビームによってスパッタされた傾斜板の材料が試料の表面に付着しないように、または、傾斜板の材料が試料の表面に付着する量を少なくすることができる。

（３）本発明に係る試料作製装置において、
前記入射面の材質は、ダイヤモンドであってもよい。

このような試料作製装置では、入射面の材質がダイヤモンドであるため、傾斜板をイオンビームによってスパッタされにくくすることができる。

（４）本発明に係る試料作製装置において、
前記入射面の垂線方向からみて、前記入射面と前記試料とは重なっていてもよい。

このような試料作製装置では、傾斜板の入射面の垂線方向からみて、入射面と試料とは重なっているため、入射面にイオンビームが照射されてスパッタされた傾斜板の材料を試料の表面に付着させることができる。したがって、このような試料作製装置では、試料の断面を作製しつつ、試料の表面に所望の膜を成膜することができる。

（５）本発明に係る試料作製装置において、
前記入射面の材質は、グラファイトであってもよい。

このような試料作製装置では、入射面の材質がグラファイトであるため、試料の表面にカーボン膜を成膜することができる。したがって、このような試料作製装置では、例えば、電子顕微鏡で観察・分析を行なうための試料の断面の作製と、試料を電子顕微鏡等で観察・分析を行う際の帯電防止のためのカーボン膜の成膜と、を同一工程で行なうことができる。

（６）本発明に係る試料作製装置において、
前記試料が収容される真空チャンバーを含み、
前記傾斜板は、前記試料と前記真空チャンバーの内底面との間に配置されてもよい。

このような試料作製装置では、傾斜板が試料と真空チャンバーの内底面との間に配置されているため、例えばイオンビームが真空チャンバーの内底面には照射されない、または真空チャンバーの内底面においてイオンビームが照射される範囲を小さくすることができ
る。したがって、イオンビームによって真空チャンバーの内底面がスパッタされて試料の表面に付着することによる試料の汚染を低減させることができる。

（７）本発明に係る試料作製装置において、
前記入射面の前記イオンビームに対する傾斜角度が可変となるように、前記傾斜板を支持する傾斜板支持部を含んでいてもよい。

このような試料作製装置では、入射面の傾斜角度を可変とすることができる。

（８）本発明に係る試料作製装置は、
イオンビームを照射して試料の断面を作製する試料作製装置であって、
前記イオンビームを発生させるイオンビーム発生部と、
前記試料を保持する試料ホルダーと、
前記イオンビームから前記試料の一部を遮蔽する遮蔽板と、
前記試料の後方であって前記イオンビームの経路上に配置され、前記イオンビームが入射する入射面を有する傾斜板と、
前記入射面の前記イオンビームに対する傾斜角度が可変となるように、前記傾斜板を支持する傾斜板支持部と、
を含む。

このような試料作製装置では、傾斜板が試料の後方であってイオンビームの経路上に配置されているため、例えばイオンビームは真空チャンバーの内底面には照射されない、または真空チャンバーの内底面においてイオンビームが照射される範囲を小さくすることができる。したがって、このような試料作製装置では、イオンビームによって真空チャンバーの内底面がスパッタされて試料の表面に付着することによる試料の汚染を低減させることができる。

また、このような試料作製装置では、例えば、傾斜板支持部によって、傾斜板の入射面の垂線方向からみて入射面と試料とが重ならないように傾斜板を支持することができるため、イオンビームによってスパッタされた傾斜板の材料が試料の表面に付着しないように、または、傾斜板の材料が試料の表面に付着する量を少なくすることができる。

さらに、このような試料作製装置では、例えば、傾斜板支持部によって、傾斜板の入射面の垂線方向からみて入射面と試料とが重なるように傾斜板を支持することができるため、入射面にイオンビームが照射されてスパッタされた傾斜板の材料を試料の表面に付着させることができる。したがって、このような試料作製装置では、試料の断面を作製しつつ、試料の表面に所望の膜を成膜することができる。

（９）本発明に係る試料作製装置において、
前記入射面の材質は、ダイヤモンドライクカーボンであってもよい。

このような試料作製装置では、入射面の材質がダイヤモンドライクカーボンであるため、傾斜板支持部が傾斜板の入射面の垂線方向からみて入射面と試料とが重ならないように傾斜板を支持する場合に、傾斜板をイオンビームによってスパッタされにくくすることができる。

また、このような試料作製装置では、入射面の材質がダイヤモンドライクカーボンであるため、傾斜板支持部が傾斜板の入射面の垂線方向からみて入射面と試料とが重なるように傾斜板を支持する場合に、試料の表面に導電性の膜を形成することができる。したがって、例えば、電子顕微鏡で観察・分析を行なうための試料の断面の作製と、試料を電子顕
微鏡等で観察・分析を行う際の帯電防止のための導電性の膜の成膜と、を同一工程で行なうことができる。

第１実施形態に係る試料作製装置の構成を模式的に示す図。 第１実施形態に係る試料作製装置を用いた試料作製方法の一例を示すフローチャート。 第１実施形態に係る試料作製装置の動作を説明するための図。 第１実施形態に係る試料作製装置の動作を説明するための図。 第２実施形態に係る試料作製装置の構成を模式的に示す図。 第２実施形態に係る試料作製装置を用いた試料作製方法の一例を示すフローチャート。 第２実施形態に係る試料作製装置の動作を説明するための図。 第２実施形態に係る試料作製装置の動作を説明するための図。 第３実施形態に係る試料作製装置の構成を模式的に示す図。 第４実施形態に係る試料作製装置の構成を模式的に示す図。 第５実施形態に係る試料作製装置の構成を模式的に示す図。 第１実施形態の変形例に係る試料作製装置の構成を模式的に示す図。 試料作製装置の真空チャンバー内を模式的に示す図。 試料作製装置の真空チャンバー内を模式的に示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． 第１実施形態
まず、第１実施形態に係る試料作製装置について図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る試料作製装置１００の構成を模式的に示す図である。

試料作製装置１００は、イオンビームを照射して試料２の断面を作製する装置である。試料作製装置１００は、例えば、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）や、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）、オージェマイクロプローブ等で観察や分析の対象となる試料の断面を作製することができる。

試料作製装置１００は、図１に示すように、イオンビーム発生部１０と、試料ホルダー２０と、遮蔽板３０と、遮蔽板保持部３２と、遮蔽板位置調整部３４と、試料位置調整部４０と、試料ステージ５０と、傾斜板６０と、傾斜板支持部７０と、真空チャンバー８０と、を含む。

イオンビーム発生部１０は、イオンビームを発生させる。イオンビーム発生部１０は、真空チャンバー８０の上部に取り付けられている。イオンビーム発生部１０は、例えば、イオン銃である。イオンビーム発生部１０は、所定の加速電圧（例えば２〜６ｋＶ程度）でイオンビームを加速させて放出する。イオンビームとしては、例えば、Ａｒイオンビームを用いることができる。イオンビームの径は、例えば、数百μｍ程度である。

試料ホルダー２０は、試料２を保持する。試料ホルダー２０は、試料位置調整部４０に取り付けられる。試料ホルダー２０には、貫通孔２２が形成されている。試料２の一部は、貫通孔２２上（貫通孔２２に重なるように）に配置される。

遮蔽板３０は、イオンビームから試料２の一部を遮蔽するための部材である。遮蔽板３０は、試料２の非加工領域をイオンビームから遮蔽する。これにより、遮蔽板３０で覆われていない試料２の領域が切削されて、試料２の断面が作製される。

遮蔽板保持部３２は、遮蔽板３０を保持するための部材である。遮蔽板保持部３２は、回転軸３３まわりに回動することができる。そのため、遮蔽板保持部３２では、遮蔽板３０を、垂直位置から水平位置、または水平位置から垂直位置に移動させることができる。これにより、遮蔽板３０を水平位置にして試料２上に配置したり、遮蔽板３０を垂直位置にして試料２上から退避させたりすることができる。

遮蔽板位置調整部３４は、遮蔽板３０を移動させることができる。遮蔽板位置調整部３４を用いて遮蔽板３０を水平方向に移動させることにより、試料２の切削される領域を決定することができる。

試料位置調整部４０は、試料ホルダー２０を水平方向に移動させることができる。試料位置調整部４０を用いて試料ホルダー２０を移動させることで試料ホルダー２０に保持された試料２を移動させることにより、試料２の位置決めを行うことができる。

試料ステージ５０は、真空チャンバー８０の側壁に取り付けられている。試料ステージ５０には、遮蔽板保持部３２および試料位置調整部４０が取り付けられている。

試料ホルダー２０、試料位置調整部４０、および試料ステージ５０には、それぞれ貫通孔２２，４２，５２が設けられている。試料ホルダー２０に設けられた貫通孔２２は、試料位置調整部４０に設けられた貫通孔４２を介して、試料ステージ５０に設けられた貫通孔５２に連通している。貫通孔２２、貫通孔４２、および貫通孔５２は、イオンビームを通過させるための１つの貫通孔を構成している。

試料２は、イオンビームで加工したい試料端部が貫通孔２２上に位置するように試料ホルダー２０に載置される。イオンビーム発生部１０で発生したイオンビームのうち、試料２に照射されずに（試料２によって遮断されずに）、試料２の近傍を通過したイオンビームは、貫通孔２２、貫通孔４２、貫通孔５２を通って、傾斜板６０に照射される。

傾斜板６０は、試料２の後方であってイオンビームの経路上に配置される。ここで、試料２の後方とは、試料２よりもイオンビームの下流側に位置していることをいう。また、試料２の後方とは、イオンビーム発生部１０に対して、試料２よりも遠方側に位置していることをいう。傾斜板６０は、イオンビーム発生部１０で発生したイオンビームのうち、試料２に照射されずに、試料２の近傍を通過したイオンビームの経路上に位置している。なお、イオンビームの経路上とは、試料２がイオンビームによって切削されることによりイオンビームの経路上となった位置も含むものとする。

傾斜板６０は、図示の例では、試料２と、真空チャンバー８０の内底面８２と、の間に配置される。傾斜板６０は、貫通孔５２の下に配置されている。すなわち、イオンビームの進行方向からみて、傾斜板６０と貫通孔５２とは重なっている。傾斜板６０は、例えば、試料２と真空チャンバー８０の内底面８２との間であって、真空チャンバー８０の内底面８２側（試料２から遠い位置）に配置されることが望ましい。これにより、イオンビームによって傾斜板６０がスパッタされた場合に、例えば傾斜板６０が試料２側に配置されている場合と比べて、スパッタされた傾斜板６０の材料を、試料２の表面２ａに付着しにくくすることができる。

傾斜板６０は、板状の部材である。傾斜板６０の形状は特に限定されず、直方体、円柱、多角柱等であってもよい。傾斜板６０は、試料２に照射されずに通過したイオンビームが照射される（入射する）入射面６２を有している。入射面６２は、傾斜板６０を構成している面のうち、イオンビームが照射される領域をいうことができる。入射面６２は、平滑な面である。

入射面６２は、イオンビームの入射方向に対して傾斜している。すなわち、入射面６２とイオンビームの光軸（イオンビームの中心軸）Ｌとがなす角度（傾斜角度）θは、θ≠０°，９０°である。傾斜板６０の入射面６２は、試料２の方を向かないように配置されている。すなわち、入射面６２の垂線方向からみて、入射面６２と試料２とは重ならない。

入射面６２の材質は、例えば、ダイヤモンドである。傾斜板６０の全体がダイヤモンドであってもよいし、傾斜板６０の、入射面６２を構成している部分が、ダイヤモンドであってもよい。入射面６２の材質はダイヤモンドに限定されない。入射面６２の材質は、硬質な単結晶材料やアモルファス材料などのイオンビームに対してスパッタ（エッチング）されにくい材質であることが望ましい。

傾斜板支持部７０は、傾斜板６０を支持する。傾斜板支持部７０は、図示の例では、真空チャンバー８０の内底面８２に取り付けられている。なお、傾斜板支持部７０は、傾斜板６０を支持することができれば、試料ステージ５０や、試料位置調整部４０、試料ホルダー２０等に取り付けられていてもよい。

傾斜板支持部７０は、傾斜板６０を取り付けるための傾斜板ホルダー７２を有している。傾斜板ホルダー７２には、傾斜板６０が交換可能に取り付けられる。そのため、試料作製装置１００では、傾斜板６０の交換が容易である。

真空チャンバー８０は、図示しない真空排気装置によって真空排気される。これにより、真空チャンバー８０内の加工室８４を真空状態（減圧状態）にすることができる。加工室８４には試料２が収容され、試料２は加工室８４においてイオンビームが照射されて加工される。

次に、試料作製装置１００の動作について説明する。図２は、試料作製装置１００を用いた、試料作製方法の一例を示すフローチャートである。図３および図４は、試料作製装置１００の動作を説明するための図である。なお、図３および図４では、遮蔽板３０、遮蔽板保持部３２、傾斜板６０、および傾斜板支持部７０以外の試料作製装置１００の構成部材の図示を省略している。

まず、試料２の位置決めを行う（ステップＳ１０）。

具体的には、まず、試料２を試料ホルダー２０に取り付ける。試料２は、貫通孔２２上に位置するように試料ホルダー２０に取り付けられる。次に、試料位置調整部４０により試料２を移動させて、イオンビームが試料２の切削したい領域に照射されるように、試料２の位置決めを行う。

次に、試料２上に遮蔽板３０を配置する（ステップＳ１１）。

具体的には、遮蔽板保持部３２に保持された遮蔽板３０を、垂直位置から水平位置に移動させることで、遮蔽板３０を試料２上に配置する。次に、遮蔽板位置調整部３４により遮蔽板３０を移動させて、遮蔽板３０の位置決めを行う。

次に、傾斜板６０の入射面６２が、試料２の方を向かないように傾斜板６０を配置する（ステップＳ１２）。

図３に示すように、傾斜板６２の垂線方向からみて（図３の矢印参照）、入射面６２と試料２とが重ならないように、傾斜板６０を配置する。これにより、傾斜板６０の入射面６２が、試料２の方を向かないように傾斜板６０を配置することができる。さらに、傾斜板６０を、試料２の後方であってイオンビームの経路上に配置する。また、傾斜板６０を、入射面６２がイオンビームの入射方向に対して傾斜するように配置する。傾斜板６０を傾斜板ホルダー７２に取り付けることで、傾斜板６０を所定の位置に配置することができる。

なお、傾斜板６０を配置する工程（ステップＳ１２）は、イオンビームを照射する工程（ステップＳ１３）の前に行われればその順序は限定されず、例えば試料２の位置決め（ステップＳ１０）を行う前に行われてもよい。

次に、試料２にイオンビームを照射する（ステップＳ１３）。

イオンビーム発生部１０でイオンビームを発生させることで、試料２にイオンビームが照射される。

図４に示すように、試料２の遮蔽板３０から露出した部分は、イオンビームによって徐々に切削されていく。例えば、最終的には、試料２の遮蔽板３０から露出した部分が削り落とされるまで、イオンビームが照射される。

イオンビームが照射されて試料２が切削されていくに従って、試料２の近傍を通過するイオンビームが増加する。試料２を通過したイオンビームは、貫通孔２２、貫通孔４２、貫通孔５２を通って、傾斜板６０に照射される。

傾斜板６０の入射面６２にイオンビームが照射されることにより、傾斜板６０の材料がスパッタされる。このとき、スパッタされた傾斜板６０の材料の多くは、図４に示すように、入射面６２の垂線方向に向かって進行する。傾斜板６０は、入射面６２が入射面６２の垂線方向からみて試料２とは重ならないように配置されているため、スパッタされた傾斜板６０の材料が試料２の表面２ａに付着しないようにすることができる。なお、傾斜板６０が配置されていることにより、真空チャンバー８０の内底面８２には、イオンビームが照射されない、または傾斜板６０が配置されていない場合と比べて、イオンビームが照射される領域を小さくすることができる。

以上の工程により、試料作製装置１００を用いて、試料２の断面を作製することができる。

試料作製装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。

試料作製装置１００では、試料２の後方であってイオンビームの経路上に配置され、イオンビームの入射方向に対して傾斜した入射面６２を有する傾斜板６０を含む。

例えば傾斜板６０が配置されていない場合、試料２を通過したイオンビームは真空チャンバー８０の内底面８２を照射するため、真空チャンバー８０の内底面８２がスパッタされる。これにより、真空チャンバー８０の内底面８２を構成する材料が試料２の表面２ａに付着して、試料２の表面２ａが汚染されてしまう。

これに対して、試料作製装置１００では、傾斜板６０が試料２の後方であってイオンビームの経路上に配置されているため、上述したようにイオンビームは真空チャンバー８０の内底面８２には照射されない、または真空チャンバー８０の内底面８２においてイオンビームが照射される範囲を小さくすることができる。したがって、試料作製装置１００では、イオンビームによって真空チャンバー８０の内底面８２がスパッタされて試料２の表面２ａに付着することによる試料２の汚染を低減させることができる。そのため、例えば、試料作製装置１００で作製した試料は、同一試料で断面と表面２ａの両方の観察や分析を行うことができる。

また、試料作製装置１００では、傾斜板６０の入射面６２の垂線方向からみて、入射面６２と試料２とは重ならない。そのため、イオンビームによってスパッタされた傾斜板６０の材料が試料２の表面２ａに付着させない、または傾斜板６０の材料が試料２の表面２に付着する量を少なくすることができる。

試料作製装置１００では、傾斜板６０の入射面６２の材質は、ダイヤモンドである。そのため、傾斜板６０をイオンビームによってスパッタされにくくすることができる。

試料作製装置１００では、試料２が収容される真空チャンバー８０を含み、傾斜板６０は、試料２と真空チャンバー８０の内底面８２との間に配置される。そのため、試料作製装置１００では、イオンビームが真空チャンバー８０の内底面８２には照射されない、または真空チャンバー８０の内底面８２においてイオンビームが照射される範囲を小さくすることができる。

２． 第２実施形態
次に、第２実施形態に係る試料作製装置について図面を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態に係る試料作製装置２００の構成を模式的に示す図である。以下、第２実施形態に係る試料作製装置２００において、上述した第１実施形態に係る試料作製装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

上述した試料作製装置１００では、図１に示すように、傾斜板６０の垂線方向からみて、入射面６２と試料２とは重ならないように配置されていた。

これに対して、試料作製装置２００では、図５に示すように、傾斜板６０は、入射面６２が入射面６２の垂線方向からみて、試料２と重なるように配置されている。すなわち、傾斜板６０は、入射面６２が試料２の方を向くように配置されている。

傾斜板６０の入射面６２の材質は、例えば、グラファイトである。そのため、入射面６２にイオンビームが照射されることにより、スパッタされたグラファイトを試料２の表面２ａに付着（蒸着）させることができる。入射面６２の材質はグラファイトに限定されない。入射面６２の材質は、試料２の表面２ａに付着させたい材料（表面２ａに成膜したい膜の材料）に応じて適宜選択することができる。

次に、試料作製装置２００の動作について説明する。図６は、試料作製装置２００を用いた、試料作製方法の一例を示すフローチャートである。図７および図８は、試料作製装置２００の動作を説明するための図である。なお、図７および図８では、遮蔽板３０、遮蔽板保持部３２、傾斜板６０、および傾斜板支持部７０以外の試料作製装置２００の構成部材の図示を省略している。

まず、試料２の位置決めを行う（ステップＳ２０）。

試料２の位置決めを行なう工程（ステップＳ２０）は、上述した図２に示す試料２の位置決めを行なう工程（ステップＳ１０）と同様に行なわれる。

次に、試料２上に遮蔽板３０を配置する（ステップＳ２１）。

遮蔽板３０を配置する工程（ステップＳ２１）は、上述した図２に示す遮蔽板３０を配置する工程（ステップＳ１１）と同様に行なわれる。

次に、傾斜板６０の入射面６２が、試料２の方を向くように傾斜板６０を配置する（ステップＳ２２）。

図７に示すように、傾斜板６２の垂線方向からみて（図７の矢印参照）、入射面６２と試料２とが重なるように、傾斜板６０を配置する。これにより、入射面６２が試料２の表面２ａの方向を向くように傾斜板６０を配置することができる。その他の点は、上述した図２に示す傾斜板６０を配置する工程（ステップＳ１２）と同様に行なわれる。

なお、傾斜板６０を配置する工程（ステップＳ２２）は、イオンビームを照射する工程（ステップＳ２３）の前に行われればその順序は限定されず、例えば試料２の位置決め（ステップＳ２０）を行う前に行われてもよい。

次に、試料２にイオンビームを照射する（ステップＳ２３）。

イオンビーム発生部１０でイオンビームを発生させることで、試料２にイオンビームが照射される。

図８に示すように、試料２の遮蔽板３０から露出した部分は、イオンビームによって徐々に切削されていく。試料２を通過したイオンビームは、貫通孔２２、貫通孔４２、貫通孔５２を通って、傾斜板６０に照射される。

傾斜板６０の入射面６２にイオンビームが照射されることにより、傾斜板６０の材料がスパッタされる。このとき、スパッタされた傾斜板６０の材料の多くは、図８に示すように、入射面６２の垂線方向に向かって進行する。傾斜板６０は、入射面６２の垂線方向からみて入射面６２と試料２と重なるように配置されているため、スパッタされた傾斜板６０の材料を試料２の表面２ａに付着させることができる。

以上の工程により、試料作製装置２００を用いて、試料２の断面を作製することができる。

試料作製装置２００は、例えば、以下の特徴を有する。

試料作製装置２００では、試料２の後方であってイオンビームの経路上に配置され、イオンビームの入射方向に対して傾斜した入射面６２を有する傾斜板６０を含む。そのため、試料作製装置２００では、上述した試料作製装置１００と同様に、試料２の汚染を低減させることができる。

また、試料作製装置２００では、傾斜板６０の入射面６２の垂線方向からみて、入射面６２と試料２と重なっている。そのため、スパッタされた傾斜板６０の材料を試料２の表面２ａに付着させることができる。したがって、試料作製装置２００では、試料２の断面
を作製しつつ、試料２の表面２ａに所望の膜を成膜することができる。

試料作製装置２００では、傾斜板６０の入射面６２の材質は、グラファイトである。イオンビームでグラファイトをスパッタすることにより、試料２の表面２ａにカーボン膜を成膜することができる。そのため、試料作製装置２００では、例えば、電子顕微鏡で観察・分析を行なうための試料２の断面の作製と、試料２を電子顕微鏡等で観察・分析を行う際の帯電防止のためのカーボン膜の成膜と、を同一工程で行なうことができる。

３． 第３実施形態
次に、第３実施形態に係る試料作製装置について図面を参照しながら説明する。図９は、第３実施形態に係る試料作製装置３００の構成を模式的に示す図である。以下、第３実施形態に係る試料作製装置３００において、上述した第１実施形態に係る試料作製装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

試料作製装置３００では、図９に示すように、傾斜板支持部７０が入射面６２の傾斜角度θが可変となるように、傾斜板６０を支持している。

傾斜板支持部７０は、入射面６２の傾斜角度θが可変となるように、傾斜板６０を支持する。傾斜板支持部７０は、傾斜板６０の一方の端部側に設けられた軸７４を回転軸として、傾斜板６０を傾斜させることができる。

試料作製装置３００を用いた試料作製方法は、上述した図２に示す試料作製装置１００を用いた試料作製方法と、傾斜板６０を配置する工程（ステップＳ１２）において、試料２の形状や加工条件等に応じて、傾斜板６０の傾斜角度θを、イオンビームによってスパッタされた傾斜板６０の材料がより試料２の表面２ａに付着しないような角度に調整する点を除いて、同様でありその説明を省略する。

試料作製装置３００では、試料作製装置１００と同様の作用効果を奏することができる。

さらに、試料作製装置３００では入射面６２の傾斜角度θを可変とすることができるため、例えば試料２の形状や加工条件等に応じて、入射面６２の傾斜角度θを、イオンビームによってスパッタされた傾斜板６０の材料がより試料２の表面２ａに付着しないような角度に調整することができる。

４． 第４実施形態
次に、第４実施形態に係る試料作製装置について図面を参照しながら説明する。図１０は、第４実施形態に係る試料作製装置４００の構成を模式的に示す図である。以下、第４実施形態に係る試料作製装置４００において、上述した第２実施形態に係る試料作製装置２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

試料作製装置４００では、図１０に示すように、傾斜板支持部７０が入射面６２の傾斜角度θが可変となるように、傾斜板６０を支持している。

傾斜板支持部７０の構成は、上述した第３実施形態に係る試料作製装置３００の傾斜板支持部７０の構成と同様でありその説明を省略する。

試料作製装置４００を用いた試料作製方法は、上述した図６に示す試料作製装置２００
を用いた試料作製方法と、傾斜板６０を配置する工程（ステップＳ２２）において、試料２の形状や加工条件等に応じて、傾斜板６０の傾斜角度θを、イオンビームによってスパッタされた傾斜板６０の材料が、より試料２の表面２ａに付着するような角度に調整する点を除いて、同様でありその説明を省略する。

試料作製装置４００では、試料作製装置２００と同様の作用効果を奏することができる。

さらに、試料作製装置４００では入射面６２の傾斜角度θを可変とすることができるため、例えば試料２や加工条件等に応じて、入射面６２の傾斜角度θを、イオンビームによってスパッタされた傾斜板６０の材料がより試料２の表面２ａに付着するような角度に調整することができる。

５． 第５実施形態
次に、第５実施形態に係る試料作製装置について図面を参照しながら説明する。図１１は、第５実施形態に係る試料作製装置５００を模式的に示す図である。以下、第５実施形態に係る試料作製装置５００において、上述した試料作製装置１００，２００，３００，４００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

試料作製装置５００では、図１１に示すように、傾斜板支持部７０が入射面６２の傾斜角度θが可変となるように、傾斜板６０を支持している。傾斜板支持部７０では、回転軸７４が傾斜板６０の中心を通るように配置されている。そのため、傾斜板支持部７０では、回転軸７４を軸としてシーソーのように傾斜板６０を傾けることができる。これにより、傾斜板６０を、入射面６２が試料２の方を向かないように傾けたり、入射面６２が試料２の方を向くように傾けたりすることができる。

また、傾斜板支持部７０では、入射面６２を水平方向に配置することもできる。すなわち、入射面６２の傾斜角度θをθ＝９０°に配置することもできる。この場合、入射面６２が試料２を向くように傾けた場合と同様に、試料２の表面２ａに傾斜板６０の材料を付着させることができる。

傾斜板支持部７０は、傾斜板ホルダー７２を有しており、傾斜板６０が交換可能に取り付けられる。そのため、傾斜板６０の交換が容易である。したがって、傾斜板６０の材質の変更も容易であり、傾斜板６０の材質としてイオンビームによって削れにくい材料（ダイヤモンド等）を用いることもできるし、傾斜板６０の材質として試料２の表面２ａに付着させるための材料（グラファイト等）を用いることもできる。

例えば、傾斜面６２の材質として、ダイヤモンドライクカーボン（ｄｉａｍｏｎｄ―ｌｉｋｅ ｃａｒｂｏｎ）を用いることができる。傾斜面６２の材質として、ダイヤモンドライクカーボンを用いることによって、イオンビームによって傾斜面６２がスパッタされにくくすることができる。また、ダイヤモンドライクカーボンは、イオンビームによってスパッタされて、試料２の表面２ａに導電性の膜を作ることができる。

次に、試料作製装置５００の動作について説明する。

試料作製装置５００において、傾斜板６０の入射面６２を試料２の方に向けずに試料作製を行なう場合、上述した試料作製装置１００および試料作製装置３００を用いた、試料作製方法（図２等参照）と同様に行なわれる。

また、試料作製装置５００において、傾斜板６０の入射面６２を試料２の方に向けて試料作製を行なう場合、上述した試料作製装置２００および試料作製装置４００を用いた、試料作製方法（図６等参照）と同様に行なわれる。

試料作製装置５００では、傾斜板支持部７０によって、傾斜板６０が試料２の後方であってイオンビームの経路上に配置されているため、上述した試料作製装置１００と同様に、試料２の汚染を低減させることができる。

また、試料作製装置５００では、傾斜板支持部７０によって、入射面６２の垂線方向からみて入射面６２と試料２とが重ならないように傾斜板６０を支持することができるため、上述した試料作製装置１００，３００と同様に、イオンビームによってスパッタされた傾斜板６０の材料が試料２の表面２ａに付着しないように、または傾斜板６０の材料が試料２の表面２に付着する量を少なくすることができる。

さらに、試料作製装置５００では、傾斜板支持部７０によって、入射面６２の垂線方向からみて入射面６２と試料２とが重なるように傾斜板６０を支持することができるため、入射面６２にイオンビームが照射されてスパッタされた傾斜板６０の材料を試料２の表面２ａに付着させることができる。したがって、試料作製装置５００では、試料２の断面を作製しつつ、試料２の表面２ａに所望の膜を成膜することができる。

試料作製装置５００では、入射面６２の材質は、ダイヤモンドライクカーボンである。そのため、傾斜板支持部７０が入射面６０の垂線方向からみて入射面６２と試料２とが重ならないように傾斜板６０を支持した場合に、傾斜板６０をイオンビームによってスパッタされにくくすることができる。

また、試料作製装置５００では、入射面６２の材質がダイヤモンドライクカーボンであるため、傾斜板支持部７０が傾斜板６０の入射面６２の垂線方向からみて入射面６２と試料２とが重なるように傾斜板６０を支持した場合に、試料２の表面２ａに導電性の膜を形成することができる。したがって、例えば、電子顕微鏡で観察・分析を行なうための試料２の断面の作製と、試料２を電子顕微鏡等で観察・分析を行う際の帯電防止のための導電性の膜の成膜と、を同一工程で行なうことができる。

６． 変形例
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上述した第１実施形態に係る試料作製装置１００では、図１および図３に示すように傾斜板６０が試料２と真空チャンバー８０の内底面８２との間に配置される例について説明したが、傾斜板６０が配置される位置は試料２と真空チャンバー８０の内底面８２との間に限定されない。

図１０は、第１実施形態の変形例に係る試料作製装置１０１を説明するための図である。図１０に示すように、傾斜板６０を配置していない状態において、試料２の後方であってイオンビームの経路上に試料作製装置１０１の真空チャンバー以外の他の部材９０が配置されている場合には、傾斜板６０を試料２と当該他の部材９０との間に配置することができる。このような場合であっても、上述した試料作製装置１００と同様の効果を奏することができる。

なお、この点は、上述した試料作製装置２００，３００，４００，５００についても、同様である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

２…試料、２ａ…表面、４…イオンビーム発生部、６…遮蔽板、８…内底面、１０…イオンビーム発生部、２０…試料ホルダー、２２…貫通孔、３０…遮蔽板、３２…遮蔽板保持部、３３…回転軸、３４…遮蔽板位置調整部、４０…試料位置調整部、４２…貫通孔、５０…試料ステージ、５２…貫通孔、６０…傾斜板、６２…入射面、７０…傾斜板支持部、７２…傾斜板ホルダー、７４…軸、８０…真空チャンバー、８２…内底面、８４…加工室、９０…他の部材、１００，１０１，２００，３００，４００，５００…試料作製装置

Claims (9)

1. イオンビームを照射して試料の断面を作製する試料作製装置であって、
   前記イオンビームを発生させるイオンビーム発生部と、
   前記試料を保持する試料ホルダーと、
   前記イオンビームから前記試料の一部を遮蔽する遮蔽板と、
   前記試料の後方であって前記イオンビームの経路上に配置され、前記イオンビームの入射方向に対して傾斜した入射面を有する傾斜板と、
   を含む、試料作製装置。
2. 請求項１において、
   前記入射面の垂線方向からみて、前記入射面と前記試料とは重ならない、試料作製装置。
3. 請求項２において、
   前記入射面の材質は、ダイヤモンドである、試料作製装置。
4. 請求項１において、
   前記入射面の垂線方向からみて、前記入射面と前記試料とは重なっている、試料作製装置。
5. 請求項４において、
   前記入射面の材質は、グラファイトである、試料作製装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記試料が収容される真空チャンバーを含み、
   前記傾斜板は、前記試料と前記真空チャンバーの内底面との間に配置される、試料作製装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
   前記入射面の前記イオンビームに対する傾斜角度が可変となるように、前記傾斜板を支持する傾斜板支持部を含む、試料作製装置。
8. イオンビームを照射して試料の断面を作製する試料作製装置であって、
   前記イオンビームを発生させるイオンビーム発生部と、
   前記試料を保持する試料ホルダーと、
   前記イオンビームから前記試料の一部を遮蔽する遮蔽板と、
   前記試料の後方であって前記イオンビームの経路上に配置された前記イオンビームが入射する入射面を有する傾斜板と、
   前記入射面の前記イオンビームに対する傾斜角度が可変となるように、前記傾斜板を支持する傾斜板支持部と、
   を含む、試料作製装置。
9. 請求項８において、
   前記入射面の材質は、ダイヤモンドライクカーボンである、試料作製装置。

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