JPH0996595A - 試料作製方法 - Google Patents
試料作製方法Info
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- JPH0996595A JPH0996595A JP7252897A JP25289795A JPH0996595A JP H0996595 A JPH0996595 A JP H0996595A JP 7252897 A JP7252897 A JP 7252897A JP 25289795 A JP25289795 A JP 25289795A JP H0996595 A JPH0996595 A JP H0996595A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕
微鏡（ＴＥＭ）で観察するための試料作成において、所
望とする領域を精度よく迅速に加工できるようにするこ
とを目的とする。 【解決手段】 まず、観察対象とする所望の部分である
指定箇所２が残るように、半導体基板１を研削加工して
凸状の部分５を形成する。次いで、この凸状の部分５に
ＴＥＭ観察溝３を形成する。すなわち、エキシマレーザ
を用い、このビームを照射することで、所望の箇所を除
去してＴＥＭ観察溝３を形成する。
微鏡（ＴＥＭ）で観察するための試料作成において、所
望とする領域を精度よく迅速に加工できるようにするこ
とを目的とする。 【解決手段】 まず、観察対象とする所望の部分である
指定箇所２が残るように、半導体基板１を研削加工して
凸状の部分５を形成する。次いで、この凸状の部分５に
ＴＥＭ観察溝３を形成する。すなわち、エキシマレーザ
を用い、このビームを照射することで、所望の箇所を除
去してＴＥＭ観察溝３を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置にお
いて、ＴＥＭやＳＥＭなどによる所望の箇所の構造解析
を行うための試料作製方法に関する。
いて、ＴＥＭやＳＥＭなどによる所望の箇所の構造解析
を行うための試料作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】微細化され、多層配線化されたＬＳＩの
開発においては、所望の箇所の断面構造を走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察
し、その状態の解析をすることが必要となっている。こ
のため、これら観察技術は、ＬＳＩの開発においては必
須のものであり、また、より迅速な開発のためにも、そ
の観察試料作製のターンアラウンドタイムを短縮するこ
とが求められている。
開発においては、所望の箇所の断面構造を走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察
し、その状態の解析をすることが必要となっている。こ
のため、これら観察技術は、ＬＳＩの開発においては必
須のものであり、また、より迅速な開発のためにも、そ
の観察試料作製のターンアラウンドタイムを短縮するこ
とが求められている。
【０００３】これら断面構造観察のためには、試料の断
面を露出させることが必要となる。この段面の露出のた
めには、簡単には劈開による方法があるが、これでは、
所望の箇所の断面を精度良く得ることができない。この
ため、従来より、以下に示す方法で、所望の位置に溝を
形成することで、その断面を露出させるようにしてい
る。
面を露出させることが必要となる。この段面の露出のた
めには、簡単には劈開による方法があるが、これでは、
所望の箇所の断面を精度良く得ることができない。この
ため、従来より、以下に示す方法で、所望の位置に溝を
形成することで、その断面を露出させるようにしてい
る。
【０００４】まず、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ
Ｂｅａｍ）法による溝の形成がある。これは、集束した
イオンビームを用いたスパッタエッチングによる方法
で、微細パターンの加工が可能で、形成した溝の断面の
仕上げ加工などに用いられている。しかし、市販されて
いる代表的なＦＩＢ装置では、そのスパッタ速度がシリ
コン基板に対して約１００μｍ3 ／ｍｉｎであり、大面
積の加工には長時間を要する。代表的なＦＩＢ装置の仕
様としては、Ｇａイオンを用い、加速電圧３０ｋＶ、最
大ビーム電流７ｎＡである。
Ｂｅａｍ）法による溝の形成がある。これは、集束した
イオンビームを用いたスパッタエッチングによる方法
で、微細パターンの加工が可能で、形成した溝の断面の
仕上げ加工などに用いられている。しかし、市販されて
いる代表的なＦＩＢ装置では、そのスパッタ速度がシリ
コン基板に対して約１００μｍ3 ／ｍｉｎであり、大面
積の加工には長時間を要する。代表的なＦＩＢ装置の仕
様としては、Ｇａイオンを用い、加速電圧３０ｋＶ、最
大ビーム電流７ｎＡである。
【０００５】また、ＦＩＢ装置では、真空排気された加
工雰囲気において、照射されたイオンが反射した状態を
検出することで、加工対象の表面状態（凹凸）を観察す
るようにしているため、試料内部の構造の観察ができな
い。そして、近年では、その表面がより平坦化されてい
るため、多層配線のＬＳＩなどにおいては、表面状態
（凹凸）の観察しかできない状態なので、位置合わせが
困難である。
工雰囲気において、照射されたイオンが反射した状態を
検出することで、加工対象の表面状態（凹凸）を観察す
るようにしているため、試料内部の構造の観察ができな
い。そして、近年では、その表面がより平坦化されてい
るため、多層配線のＬＳＩなどにおいては、表面状態
（凹凸）の観察しかできない状態なので、位置合わせが
困難である。
【０００６】このＦＩＢ法のスパッタエッチング速度を
向上させるために、塩素などのシリコンと化合して昇華
する反応性ガスを雰囲気に流し、イオンビームを照射し
たときのエッチングを高速化する方法がある。しかし、
この方法においては、酸化シリコンから構成される部分
にたいしてはエッチング速度の高速化が１桁程度図れる
が、シリコンに対しては、２倍程度の高速化しか得られ
ない。また、前述同様に、この方法においても、エッチ
ングする部分の位置合わせが困難である。そして、この
方法においては、反応性ガスを用いるので、エッチング
処理を行うチャンバー内部の保護対策が必要であり、装
置の高価格化を招くことになる。
向上させるために、塩素などのシリコンと化合して昇華
する反応性ガスを雰囲気に流し、イオンビームを照射し
たときのエッチングを高速化する方法がある。しかし、
この方法においては、酸化シリコンから構成される部分
にたいしてはエッチング速度の高速化が１桁程度図れる
が、シリコンに対しては、２倍程度の高速化しか得られ
ない。また、前述同様に、この方法においても、エッチ
ングする部分の位置合わせが困難である。そして、この
方法においては、反応性ガスを用いるので、エッチング
処理を行うチャンバー内部の保護対策が必要であり、装
置の高価格化を招くことになる。
【０００７】以上の、イオンビームを用いた加工に対し
て、レーザを用いた加工方法がある。これは、加工用と
してよく用いられているＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎ
ｍ）のビームを収束して、この収束したビームを照射し
た箇所を、熱的に溶融して短時間に加工する方法であ
る。この方法によれば、上述した溝の加工が短時間に行
える。
て、レーザを用いた加工方法がある。これは、加工用と
してよく用いられているＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎ
ｍ）のビームを収束して、この収束したビームを照射し
た箇所を、熱的に溶融して短時間に加工する方法であ
る。この方法によれば、上述した溝の加工が短時間に行
える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このＹＡＧレ
ーザを用いた加工方法においては、加工領域を精度よく
制御できないという問題があった。ＹＡＧレーザ（１．
１７ｅＶ）は、図４に示すように、代表的な半導体材料
であるシリコンやＧａＡｓなどに対する光吸収係数が小
さく、透過しやすい。このため、加工対象の基板表面
に、収束したＹＡＧレーザのビームを照射すると、その
表面だけでなく、内部にまでビームが到達し、溶融範囲
がビーム照射領域より大幅に広がってしまう。すなわ
ち、ＹＡＧレーザを用いた加工では、短時間に行える
が、所望とする領域だけを加工するといった加工には不
適当である。
ーザを用いた加工方法においては、加工領域を精度よく
制御できないという問題があった。ＹＡＧレーザ（１．
１７ｅＶ）は、図４に示すように、代表的な半導体材料
であるシリコンやＧａＡｓなどに対する光吸収係数が小
さく、透過しやすい。このため、加工対象の基板表面
に、収束したＹＡＧレーザのビームを照射すると、その
表面だけでなく、内部にまでビームが到達し、溶融範囲
がビーム照射領域より大幅に広がってしまう。すなわ
ち、ＹＡＧレーザを用いた加工では、短時間に行える
が、所望とする領域だけを加工するといった加工には不
適当である。
【０００９】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察するための試
料作成において、所望とする領域を精度よく迅速に加工
できるようにすることを目的とする。
るためになされたものであり、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察するための試
料作成において、所望とする領域を精度よく迅速に加工
できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の試料作製方法
は、試料の解析対象箇所近くの断面を露出させた後、試
料の表面より、試料を透過しない波長４００ｎｍ以下の
レーザビームを、断面が露出した位置から照射して試料
表面に溝を形成することで、試料の解析対象箇所の断面
を露出させるようにしたものである。波長４００ｎｍ以
下のレーザとしては、エキシマレーザがあり、例えば、
ＡｒＦガスを用いたもの、ＫｒＦガスを用いたもの、Ｘ
ｅＣｌガスを用いたものがある。以上のように短波長の
レーザを用いれば、照射したレーザビームが照射してい
る表面より内部に入り込むことがなく、レーザービーム
は照射している表面に作用する。
は、試料の解析対象箇所近くの断面を露出させた後、試
料の表面より、試料を透過しない波長４００ｎｍ以下の
レーザビームを、断面が露出した位置から照射して試料
表面に溝を形成することで、試料の解析対象箇所の断面
を露出させるようにしたものである。波長４００ｎｍ以
下のレーザとしては、エキシマレーザがあり、例えば、
ＡｒＦガスを用いたもの、ＫｒＦガスを用いたもの、Ｘ
ｅＣｌガスを用いたものがある。以上のように短波長の
レーザを用いれば、照射したレーザビームが照射してい
る表面より内部に入り込むことがなく、レーザービーム
は照射している表面に作用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は、この実施の形態におけるＴ
ＥＭ観察のための試料の加工状態を示す斜視図である。
同図において、１は半導体基板、２は所望とする観察の
場所である指定箇所、３はＴＥＭ観察溝、４はＴＥＭ観
察時に指定箇所を透過する透過電子である。
参照して説明する。図１は、この実施の形態におけるＴ
ＥＭ観察のための試料の加工状態を示す斜視図である。
同図において、１は半導体基板、２は所望とする観察の
場所である指定箇所、３はＴＥＭ観察溝、４はＴＥＭ観
察時に指定箇所を透過する透過電子である。
【００１２】ところで、ＴＥＭ観察溝３は、通常の透過
電子像の観察においては、観察したい所の深さまで形成
しておけばよい。しかし、特に軽元素の分析なども行う
場合は、観察したい指定箇所２の所より１０μｍ程度以
上深く形成しておく。これは、元素分析のときに利用す
るエックス線の散乱によるノイズ発生を低減するためで
ある。電子線をあてることで分析箇所より発生した特性
エックス線は、等方的に広がる。このため、周囲に基板
などが存在すると、ここで蛍光励起による２次エックス
線を発生させ、これがノイズとなる。同様の理由によ
り、ＴＥＭ観察溝３は、その幅を、観察したい部分より
１０μｍ程度以上広く形成しておく必要がある。
電子像の観察においては、観察したい所の深さまで形成
しておけばよい。しかし、特に軽元素の分析なども行う
場合は、観察したい指定箇所２の所より１０μｍ程度以
上深く形成しておく。これは、元素分析のときに利用す
るエックス線の散乱によるノイズ発生を低減するためで
ある。電子線をあてることで分析箇所より発生した特性
エックス線は、等方的に広がる。このため、周囲に基板
などが存在すると、ここで蛍光励起による２次エックス
線を発生させ、これがノイズとなる。同様の理由によ
り、ＴＥＭ観察溝３は、その幅を、観察したい部分より
１０μｍ程度以上広く形成しておく必要がある。
【００１３】以下、この試料作成について、その概略を
説明する。断面ＴＥＭ観察のための試料作成では、ま
ず、観察対象とする所望の部分である指定箇所２が残る
ように、半導体基板１を研削加工して凸状の部分５（図
１）を形成する。次いで、この凸状の部分５にＴＥＭ観
察溝３を形成する。すなわち、エキシマレーザを用い、
このビームを半導体基板１上から照射することで、所望
の箇所を除去してＴＥＭ観察溝３を形成する。
説明する。断面ＴＥＭ観察のための試料作成では、ま
ず、観察対象とする所望の部分である指定箇所２が残る
ように、半導体基板１を研削加工して凸状の部分５（図
１）を形成する。次いで、この凸状の部分５にＴＥＭ観
察溝３を形成する。すなわち、エキシマレーザを用い、
このビームを半導体基板１上から照射することで、所望
の箇所を除去してＴＥＭ観察溝３を形成する。
【００１４】ここで、エキシマレーザは、近年、加工に
適した短波長の大出力レーザとして開発されてきてい
る。エキシマレーザは、クリプトンやアルゴンなどの希
ガスレーザで、励起（エキシマ）準位と基底準位のエネ
ルギー差が大きく、高エネルギーのレーザが得られると
いう特徴を有している。このエキシマレーザとして、代
表的なガス種とその波長は、ＡｒＦガスを用いた場合は
波長１４８ｎｍ（６．４ｅＶ）、ＫｒＦガスを用いた場
合は波長２４９ｎｍ（５．０ｅＶ）、ＸｅＣｌガスを用
いた場合は波長３０８ｎｍ（４．０ｅＶ）である。
適した短波長の大出力レーザとして開発されてきてい
る。エキシマレーザは、クリプトンやアルゴンなどの希
ガスレーザで、励起（エキシマ）準位と基底準位のエネ
ルギー差が大きく、高エネルギーのレーザが得られると
いう特徴を有している。このエキシマレーザとして、代
表的なガス種とその波長は、ＡｒＦガスを用いた場合は
波長１４８ｎｍ（６．４ｅＶ）、ＫｒＦガスを用いた場
合は波長２４９ｎｍ（５．０ｅＶ）、ＸｅＣｌガスを用
いた場合は波長３０８ｎｍ（４．０ｅＶ）である。
【００１５】このエキシマレーザのような短波長レーザ
ビームで半導体基板を加工した場合、そのエネルギーは
表面に集中し、レーザビーム照射領域以外での対象物の
溶融が極めて少ない特徴を有する。また、このような短
波長のレーザを照射した場合、対象がポリイミド膜や窒
化シリコン膜の場合、レーザアブレーション反応による
エッチングも行われる。レーザアブレーション反応は、
Ｓｉ−Ｎ結合やＣ−Ｏ結合の解離エネルギーより大きい
エネルギーを有するレーザビームを照射することで、こ
れらの化学結合を切る（解離させる）反応である。
ビームで半導体基板を加工した場合、そのエネルギーは
表面に集中し、レーザビーム照射領域以外での対象物の
溶融が極めて少ない特徴を有する。また、このような短
波長のレーザを照射した場合、対象がポリイミド膜や窒
化シリコン膜の場合、レーザアブレーション反応による
エッチングも行われる。レーザアブレーション反応は、
Ｓｉ−Ｎ結合やＣ−Ｏ結合の解離エネルギーより大きい
エネルギーを有するレーザビームを照射することで、こ
れらの化学結合を切る（解離させる）反応である。
【００１６】このように、エキシマレーザを用いると、
ほぼ照射した領域だけをエッチングする加工が行えるの
で、制御性よくＴＥＭ観察溝３を形成することができ
る。また、このエキシマレーザとして、ＫｒＦガスによ
るレーザを用いれば、ＦＩＢより２桁早い高速エッチン
グが可能なので、より迅速な加工が可能となる。この加
工のためのレーザビームは、レーザ光学系に組み込まれ
ているＸＹ方向のスリットでレーザビームの形状を整形
した後、対物レンズで収束して細い矩形状のビームとし
て照射する。
ほぼ照射した領域だけをエッチングする加工が行えるの
で、制御性よくＴＥＭ観察溝３を形成することができ
る。また、このエキシマレーザとして、ＫｒＦガスによ
るレーザを用いれば、ＦＩＢより２桁早い高速エッチン
グが可能なので、より迅速な加工が可能となる。この加
工のためのレーザビームは、レーザ光学系に組み込まれ
ているＸＹ方向のスリットでレーザビームの形状を整形
した後、対物レンズで収束して細い矩形状のビームとし
て照射する。
【００１７】シリコン基板に対するエッチング速度は、
レーザビームのパワー密度を１５Ｊ／ｃｍ2 として３０
μｍ×３０μｍの範囲を加工した場合、約１００００μ
ｍ3/ｍｉｎと高速である。以下の表１は、市販されてい
るＫｒＦレーザ装置｛波長２４９ｎｍ（５ｅＶ），パル
ス幅：３ｎｓ，最大収束パワー密度＝４０Ｊ／ｃｍ2 ｝
を用い、ＬＳＩを構成する配線および層間絶縁膜などに
ついて求めた、各層毎のエッチング条件を示している。
レーザビームのパワー密度を１５Ｊ／ｃｍ2 として３０
μｍ×３０μｍの範囲を加工した場合、約１００００μ
ｍ3/ｍｉｎと高速である。以下の表１は、市販されてい
るＫｒＦレーザ装置｛波長２４９ｎｍ（５ｅＶ），パル
ス幅：３ｎｓ，最大収束パワー密度＝４０Ｊ／ｃｍ2 ｝
を用い、ＬＳＩを構成する配線および層間絶縁膜などに
ついて求めた、各層毎のエッチング条件を示している。
【００１８】
【００１９】表１より、シリコン基板のエッチングは、
１０Ｊ／ｃｍ2 以上のパワー密度で加工可能であること
がわかる。上述は、ＫｒＦレーザを用いた場合の例であ
るが、波長が４００ｎｍ以下の短波長レーザであれば、
各種半導体に対して同様に加工可能である。すなわち、
図４に示したように、波長４００ｎｍ以下、言い換える
と３ｅＶ以上の短波長レーザは、各種半導体に対しても
そのレーザ光がほとんど透過しない。このため、これら
のレーザは、そのビームを半導体基板に照射した場合、
エネルギーが表面に集中する。そして、加工条件は、レ
ーザのパワー密度と加工対象の融点により決定される。
１０Ｊ／ｃｍ2 以上のパワー密度で加工可能であること
がわかる。上述は、ＫｒＦレーザを用いた場合の例であ
るが、波長が４００ｎｍ以下の短波長レーザであれば、
各種半導体に対して同様に加工可能である。すなわち、
図４に示したように、波長４００ｎｍ以下、言い換える
と３ｅＶ以上の短波長レーザは、各種半導体に対しても
そのレーザ光がほとんど透過しない。このため、これら
のレーザは、そのビームを半導体基板に照射した場合、
エネルギーが表面に集中する。そして、加工条件は、レ
ーザのパワー密度と加工対象の融点により決定される。
【００２０】ところで、エキシマレーザのビームを照射
すると、加工部周辺に加工ダメージ領域１０（図２）が
発生する。図２は、図１の指定箇所２の部分を通過する
断面を拡大した状態を示している。この加工ダメージ領
域１０は、図２に示すように、加工面１１より約３〜４
μｍ内部までに発生している。これは、ＴＥＭの電子線
回折法によってシリコン基板の結晶性を評価することで
確認できる。ダメージ発生部分には、ボイドや積層欠陥
が観察される。
すると、加工部周辺に加工ダメージ領域１０（図２）が
発生する。図２は、図１の指定箇所２の部分を通過する
断面を拡大した状態を示している。この加工ダメージ領
域１０は、図２に示すように、加工面１１より約３〜４
μｍ内部までに発生している。これは、ＴＥＭの電子線
回折法によってシリコン基板の結晶性を評価することで
確認できる。ダメージ発生部分には、ボイドや積層欠陥
が観察される。
【００２１】したがって、半導体基板１の上から照射す
るエキシマレーザのビームによる加工は、観察指定箇所
より５μｍ以上離れた所までとする。そして、この加工
ダメージ領域１０のＴＥＭ観察に邪魔になる部分を、Ｆ
ＩＢのスパッタエッチングで除去すればよい。すなわ
ち、図１において、加工領域６の部分を除去するように
すればよい。加工ダメージ領域１０は厚さ３〜４μｍ程
度であり、加工領域６の除去をＦＩＢによる加工で行っ
ても、短時間で処理を終了することができる。なお、例
えば、加速電圧２００ＫｅＶとした透過電子によるＴＥ
Ｍ観察では、観察部の厚さを１μｍ以下にするが、上述
のダメージ部除去の後、この厚さにまでの加工もＦＩＢ
により行えばよい。
るエキシマレーザのビームによる加工は、観察指定箇所
より５μｍ以上離れた所までとする。そして、この加工
ダメージ領域１０のＴＥＭ観察に邪魔になる部分を、Ｆ
ＩＢのスパッタエッチングで除去すればよい。すなわ
ち、図１において、加工領域６の部分を除去するように
すればよい。加工ダメージ領域１０は厚さ３〜４μｍ程
度であり、加工領域６の除去をＦＩＢによる加工で行っ
ても、短時間で処理を終了することができる。なお、例
えば、加速電圧２００ＫｅＶとした透過電子によるＴＥ
Ｍ観察では、観察部の厚さを１μｍ以下にするが、上述
のダメージ部除去の後、この厚さにまでの加工もＦＩＢ
により行えばよい。
【００２２】ところで、図２に示すように、レーザビー
ム照射による加工では、加工端部などに、レーザ照射の
エッチング加工によって生成した溶融物１２が再付着す
ることがある。加工端部に付着する溶融物１２は、溝加
工時に大量に発生した溶融物の付着である。また、図示
していないが、より細かな溶融物が、指定箇所２上にも
降り積もるように付着する。溶融物１２は上述したＦＩ
Ｂの加工で除去されるが、指定箇所２上に降り積もるよ
うに付着した溶融物は、パワー密度を溶融条件以下に低
減したレーザビームを全域に照射することで除去する。
このビーム照射では、降り積もっていた溶融物が、吹き
飛ばされるようにして除去される。
ム照射による加工では、加工端部などに、レーザ照射の
エッチング加工によって生成した溶融物１２が再付着す
ることがある。加工端部に付着する溶融物１２は、溝加
工時に大量に発生した溶融物の付着である。また、図示
していないが、より細かな溶融物が、指定箇所２上にも
降り積もるように付着する。溶融物１２は上述したＦＩ
Ｂの加工で除去されるが、指定箇所２上に降り積もるよ
うに付着した溶融物は、パワー密度を溶融条件以下に低
減したレーザビームを全域に照射することで除去する。
このビーム照射では、降り積もっていた溶融物が、吹き
飛ばされるようにして除去される。
【００２３】以上、ＴＥＭ観察用の試料作製について説
明したが、以下、ＳＥＭ観察用の試料作製について説明
する。ＳＥＭ観察により試料断面を観察するとき、観察
対象の試料の断面は、試料を劈開することで露出するこ
とができる。この劈開によって得られた断面は、真横か
らの観察が可能である。しかし、劈開によって得られる
位置は、その加工精度が数１０μｍ程度であるため、実
際には所望とする位置より数１０μｍ離れた位置を劈開
していることになる。
明したが、以下、ＳＥＭ観察用の試料作製について説明
する。ＳＥＭ観察により試料断面を観察するとき、観察
対象の試料の断面は、試料を劈開することで露出するこ
とができる。この劈開によって得られた断面は、真横か
らの観察が可能である。しかし、劈開によって得られる
位置は、その加工精度が数１０μｍ程度であるため、実
際には所望とする位置より数１０μｍ離れた位置を劈開
していることになる。
【００２４】ここで、この劈開面より、所望とする位置
まで溝を形成していけば、真横から所望とする箇所の断
面を観察することができる。しかし、従来のように、Ｆ
ＩＢのスパッタエッチングのみを加工方法として用いる
場合、上述したような広い範囲で溝を形成しようとする
と、膨大な時間がかかってしまう。このため、従来で
は、観察対象部分に、ＦＩＢのスパッタエッチングによ
り穴を開け、その穴の側面をＳＥＭ観察するようにして
いた。このため、断面状態を観察したいその側面を、完
全に真横から観察することができず、斜め上からの観察
となってしまう。
まで溝を形成していけば、真横から所望とする箇所の断
面を観察することができる。しかし、従来のように、Ｆ
ＩＢのスパッタエッチングのみを加工方法として用いる
場合、上述したような広い範囲で溝を形成しようとする
と、膨大な時間がかかってしまう。このため、従来で
は、観察対象部分に、ＦＩＢのスパッタエッチングによ
り穴を開け、その穴の側面をＳＥＭ観察するようにして
いた。このため、断面状態を観察したいその側面を、完
全に真横から観察することができず、斜め上からの観察
となってしまう。
【００２５】これに対して、この発明においては、例え
ば、エキシマレーザを用い、このビームを照射すること
で、その溝を形成するようにしたものである。図３は、
ＳＥＭ観察用に作製した試料の状態を示す斜視図であ
る。同図に示すように、半導体基板１の観察をしたい部
分３１の部分があらわれるまで、半導体基板１の劈開面
３２より溝３３を形成する。この溝３３の形成は、前述
したように、エキシマレーザのビームを半導体基板１上
より照射することで行う。そして、このエキシマレーザ
ビームによる加工では、部分３１の５μｍ程度手前まで
溝３３を形成する。そして、レーザビーム照射により発
生した加工ダメージ領域を、やはり前述と同様に、ＦＩ
Ｂのスパッタエッチングで除去する。
ば、エキシマレーザを用い、このビームを照射すること
で、その溝を形成するようにしたものである。図３は、
ＳＥＭ観察用に作製した試料の状態を示す斜視図であ
る。同図に示すように、半導体基板１の観察をしたい部
分３１の部分があらわれるまで、半導体基板１の劈開面
３２より溝３３を形成する。この溝３３の形成は、前述
したように、エキシマレーザのビームを半導体基板１上
より照射することで行う。そして、このエキシマレーザ
ビームによる加工では、部分３１の５μｍ程度手前まで
溝３３を形成する。そして、レーザビーム照射により発
生した加工ダメージ領域を、やはり前述と同様に、ＦＩ
Ｂのスパッタエッチングで除去する。
【００２６】エキシマレーザを用いれば、劈開面３２よ
り数１０μｍはなれた部分３１までの溝３３の形成であ
っても、迅速に行うことができる。なお、ＳＥＭによる
元素分析を行うときは、溝３３の幅および深さを、１０
μｍ以上に広く形成しておく必要がある。前述したよう
に、元素分析のときに利用するエックス線の散乱による
ノイズ発生を低減するためである。
り数１０μｍはなれた部分３１までの溝３３の形成であ
っても、迅速に行うことができる。なお、ＳＥＭによる
元素分析を行うときは、溝３３の幅および深さを、１０
μｍ以上に広く形成しておく必要がある。前述したよう
に、元素分析のときに利用するエックス線の散乱による
ノイズ発生を低減するためである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、試料の解析対象箇所近くの断面を露出させた後、試
料の表面より、試料を透過しない波長４００ｎｍ以下の
レーザビームを、断面が露出した位置から照射して試料
表面に溝を形成することで、試料の解析対象箇所の断面
を露出させるようにした。このため、走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察するた
めの試料作成において、所望とする領域を精度よく迅速
に加工できるという効果を有する。
ば、試料の解析対象箇所近くの断面を露出させた後、試
料の表面より、試料を透過しない波長４００ｎｍ以下の
レーザビームを、断面が露出した位置から照射して試料
表面に溝を形成することで、試料の解析対象箇所の断面
を露出させるようにした。このため、走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察するた
めの試料作成において、所望とする領域を精度よく迅速
に加工できるという効果を有する。
【図１】 ＴＥＭ観察のための試料の加工状態を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】 ＴＥＭ観察のための試料の加工状態の一部を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】 ＳＥＭ観察用に作製した試料の状態を示す斜
視図である。
視図である。
【図４】 代表的な半導体材料の光吸収係数の変化を示
す特性図である。
す特性図である。
１…半導体基板、２…指定箇所、３…ＴＥＭ観察溝、４
…透過電子、５…凸状の部分、６…加工領域。
…透過電子、５…凸状の部分、６…加工領域。
Claims (2)
- 【請求項１】 電子線を用いた構造解析のための試料作
製方法において、 前記試料の解析対象箇所近くの断面を露出させた後、前
記試料の表面より、前記試料を透過しない波長４００ｎ
ｍ以下のレーザビームを、前記断面が露出した位置から
照射して前記試料の表面に溝を形成することで、前記試
料の解析対象箇所の断面を露出させることを特徴とする
試料作製方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の試料作製方法において、 前記レーザビームのパワー密度を１０Ｊ／ｃｍ2 以上と
し、 前記溝を前記解析対象箇所より５μｍ手前まで形成し、 前記溝形成のためにレーザ照射したことにより発生した
ダメージ領域を、イオンビームを照射するスパッタエッ
チング法により除去することで、 前記試料の解析対象箇所の断面を露出させることを特徴
とする試料作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7252897A JPH0996595A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 試料作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7252897A JPH0996595A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 試料作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996595A true JPH0996595A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17243697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7252897A Pending JPH0996595A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 試料作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0996595A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6841788B1 (en) * | 2000-08-03 | 2005-01-11 | Ascend Instruments, Inc. | Transmission electron microscope sample preparation |
| DE102004001173A1 (de) * | 2004-01-05 | 2005-08-04 | 3D-Micromac Ag | Verfahren zur Herstellung von zur Untersuchung mittels Transmissionselektronenmikroskopie geeigneten Proben |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP7252897A patent/JPH0996595A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6841788B1 (en) * | 2000-08-03 | 2005-01-11 | Ascend Instruments, Inc. | Transmission electron microscope sample preparation |
| US6982429B2 (en) * | 2000-08-03 | 2006-01-03 | Joseph Robinson | Transmission electron microscope sample preparation |
| DE102004001173A1 (de) * | 2004-01-05 | 2005-08-04 | 3D-Micromac Ag | Verfahren zur Herstellung von zur Untersuchung mittels Transmissionselektronenmikroskopie geeigneten Proben |
| DE102004001173B4 (de) * | 2004-01-05 | 2005-09-15 | 3D-Micromac Ag | Verfahren zur Herstellung von zur Untersuchung mittels Transmissionselektronenmikroskopie geeigneten Proben |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |