JP7170490B2 - 金属粉体の評価方法、および評価装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る実施形態の一つである微細構造の評価に使用可能な評価装置100の断面模式図を図1に示す。評価装置100は走査型電子顕微鏡(SEM)を基本構成として有する。より具体的には、評価装置100はチャンバー102を有し、チャンバー102の内部には、電子線発生装置(電子銃)104、アノード106、集束レンズ108、110、走査コイル112、対物レンズ114、サンプルステージ116、検出器118、および制御装置120が主な構成として備えられる。サンプルステージ116の上には評価対象である試料200が設置される。図示しないが、チャンバー102は図示しない減圧装置121と接続され、内部を減圧状態に保つことができる。
2-1.撮像
上述した評価装置100を用い、以下に述べる評価方法を適用することで、評価対象である試料200の微細構造を短時間で、かつ、精確に評価することが可能である。評価対象には制約はなく、例えば微粒子を含む粉体、生体組織、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)などの半導体装置、あるいは無機化合物を含む膜でもよい。絶縁性の試料を評価する場合には、試料表面に導電性膜(炭素、白金、金、オスミウムなどの導電性物質の膜)を蒸着により形成することで、広範囲な試料を評価することができる。以下、金属粒子を含む金属粉体を評価する方法を例として説明を行う。この場合、金属粒子に含まれる金属の種類には制約はなく、金属としては例えばニッケルや銅、銀、アルミニウム、チタンなどの様々な典型金属、遷移金属が挙げられる。
上述した方法により、互いに直交する二つの方向(x軸とy軸の方向)に沿って異なる角度から撮像されるSEM像が複数取得され、メモリ部124に格納される。制御部122は、メモリ部124に格納されたプログラム命令に従ってこれらのSEM像を合成し、三次元モデルの生成を行い(S9)、そのモデルに基づいて評価を行う(S10)。三次元モデルの生成は、例えば視体積交差法を用いればよい。この方法を以下に説明する。
Claims (8)
- サンプルステージ上に配置される金属粉体に含まれる金属粒子の走査顕微鏡像を、前記サンプルステージを第1の軸を中心として第1の角度ごとに段階的に回転しながら取得することで、前記サンプルステージの前記第1の軸を中心とする回転角に対応する第1のイメージを取得すること、
前記サンプルステージの位置を前記第1のイメージの取得前の位置に戻すこと、
前記金属粒子の前記走査顕微鏡像を、前記サンプルステージを前記第1の軸と直交する第2の軸を中心として前記第1の角度ごとに段階的に回転しながら取得することで、前記サンプルステージの前記第2の軸を中心とする回転角に対応する第2のイメージを取得すること、
前記第1のイメージと前記第2のイメージを用いて前記金属粒子の三次元モデルを生成すること、
前記金属粒子の前記三次元モデルの、前記第1の軸に垂直な断面、前記第2の軸に垂直な断面、および前記第1の軸と前記第2の軸に直交する第3の軸に垂直な断面の面積を、それぞれ前記第1の軸、前記第2の軸、および前記第3の軸に対してプロットすること、および
前記三次元モデルを外接する仮想真球の体積と前記三次元モデルの体積を用いて前記金属粒子の真球からのずれを評価することを含む、金属粉体の評価方法。 - 前記第1の角度は±3°以上±15°以下である、請求項1に記載の評価方法。
- 前記サンプルステージの前記回転は、前記サンプルステージの法線から±45°の範囲内で行われる、請求項1に記載の評価方法。
- 前記三次元モデルの前記生成の前に、前記第1のイメージと前記第2のイメージを二値化して前記金属粒子のシルエットを決定することをさらに含み、
前記三次元モデルの前記生成は、視体積交差法を用いて行われる、請求項1に記載の評価方法。 - 金属粒子を含む試料を保持するサンプルステージ、
前記サンプルステージの方向に電子線を照射する電子銃、
前記試料から発生する信号電子を検出する検出器、および
検出された前記信号電子を用いて前記試料の像を生成する制御装置を備え、
前記サンプルステージは、法線である第3の軸、および前記法線に垂直であり、互いに垂直な第1の軸と第2の軸を中心として回転するように構成され、
前記制御装置は、前記電子線に対する前記試料の角度が異なる状態で検出される前記信号電子に基づいて前記像を複数生成し、前記複数の像を用いて前記試料の三次元モデルを生成するように構成され、
前記制御装置はさらに、
前記金属粒子の前記三次元モデルの、前記第1の軸に垂直な断面、前記第2の軸に垂直な断面、および前記第1の軸と前記第2の軸に直交する第3の軸に垂直な断面の面積を、それぞれ前記第1の軸、前記第2の軸、および前記第3の軸に対してプロットし、
前記三次元モデルを外接する仮想真球の体積に占める前記三次元モデルの体積割合を算出するように構成される、評価装置。 - それぞれ前記法線と前記第1の軸を中心として前記サンプルステージを回転させる第1の回転機構と第2の回転機構をさらに有する、請求項5に記載の評価装置。
- 前記三次元モデルの生成は、視体積交差法を用いて行われる、請求項5に記載の評価装置。
- 前記制御装置は、制御部、およびプログラムを格納するためのメモリ部を備え、
前記三次元モデルは、前記プログラムの命令に従って前記制御部によって生成される、請求項5に記載の評価装置。
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