JPH11149896A - 走査電子顕微鏡用試料台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、試料を集束イオンビーム加工観察装
置での加工と、走査電子顕微鏡での観察を多種の目的に
対応でき、迅速に信頼性が高い観察分析を可能とするこ
とを目的とする。 【解決手段】本発明の試料台は試料ホールダに搭載する
部位のネジ穴を複数形成することで、多種の目的に対応
した加工と観察が可能となる。また、試料を固定する部
位にスライド式試料固定板を設置することで、試料を容
易に破損することなく、さらに迅速に固定することが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細化する試料の
形状評価および組成分析に関し、特に、金属材料，新素
材、さらに、半導体分野における研究・開発および品質
管理などで適用される。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術では、集束イオンビーム加工
観察装置を用いて表面方向から加工した試料の、走査電
子顕微鏡による任意角度の断面方向からの形状評価およ
び組成分析において、一般に加工時に試料を固定する試
料台と観察時の試料台が異なっており、集束イオンビー
ム加工観察装置における加工と走査電子顕微鏡での観察
では試料台を取り替える必要があり、迅速性と信頼性に
難点があった。さらに、加工後の観察において試料の脱
着を行うため、集束イオンビーム加工観察装置と走査電
子顕微鏡間のステージ座標の互換性がなく、加工位置の
確認等確実に行えなかった。

【０００３】また、試料の固定には、両面テープ，ペー
スト類、またはネジ等を用いており、試料の汚染，試料
のドリフト等の問題があった。また、従来の共用試料台
を用いた場合、断面加工および観察は装置傾斜機構の有
する角度（０°〜＋６０°）のみであり、任意角度での
対応が困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
集束イオンビーム加工観察装置を用いて加工した試料
を、一度取り外し、走査電子顕微鏡の断面方向からの形
状評価や組成分析を行うための専用試料台に固定方向を
変え、試料を取り付ける必要があった。この方法では、
試料を取り替える時間を費やすとともに交換時に試料を
破損および汚染する可能性があった。また、専用試料台
の傾斜角度は固定となっているために任意の角度によ
る、形状評価や組成分析は非常に困難である。

【０００５】本発明の目的は、走査電子顕微鏡で使用さ
れている専用断面試料台と集束イオンビーム加工観察装
置で使用されている試料台を共通化することで、表面方
向からの加工と断面方向からの形状評価および組成分析
を短時間で確実に行うことを可能とする走査電子顕微鏡
用試料台を提供するものである。

【０００６】さらに、各々の装置に固定するネジを複数
の角度に取り付けることにより、任意の角度から加工お
よび観察を可能とした。また、共通の試料台を用いるこ
とで、集束イオンビーム加工観察装置と走査電子顕微鏡
のステージの座標の共通化が可能で、加工位置の確認が
容易に行える。したがって、位置および角度が確実に再
現され、加工および観察を繰り返し行うことが可能とな
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、共通試料台の装置固定面に複数の角度（０°，＋９
０°，±４５°）を形成し、装置傾斜機構と組み合わせ
ることで、任意角度での加工および観察が、同一の試料
台で行うことが可能となる。また、同試料台にスライド
式の板を取つけ、挟み込むことにより試料を固定する機
構を採用した。

【０００８】即ち、本発明では、任意角度での加工が可
能となるために、斜め方向から任意の角度で断面試料を
作製することが可能となり、作製した断面の薄膜部の厚
みを増すことで０.５μｍ 以下の膜厚でも走査電子顕微
鏡で観察および組成分析が可能となる。また、試料台を
共有できることにより、目的の場所を短時間で試料の汚
染破損等なく、加工観察が可能となる試料台である。

【０００９】

【発明の実施の形態】集束イオンビーム加工観察装置は
図１に示すように、イオン源１で発生させたイオンビー
ム２を静電レンズ３で収束させ、試料４上を走査して、
特定位置の特定領域をイオンスパッタにより除去し、断
面を作製する装置である。したがって、加工を行う試料
には表面方向からイオンビームを照射する必要がある。
また、走査電子顕微鏡は図２に示すように、電子源５か
ら発生させた電子ビーム６を磁界レンズ７で収束させ、
試料表面を走査し、試料４から発生する電子およびＸ線
等を用いて形状評価および組成分析する装置である。

【００１０】したがって、観察する面の上方から電子ビ
ームを照射する必要がある。集束イオンビーム加工観察
装置で加工を行った断面加工面１０を断面方向より観察
する場合、試料に照射するイオンビームおよび電子ビー
ムの起動が異なり、両装置を用いる際に試料の固定方向
を変える必要がある。本発明は図１および図２に示す試
料台８で集束イオンビーム加工観察装置と走査電子顕微
鏡において共通に使用することが可能で試料挿入角度を
試料ホールダ９に固定する方向を変えることにより任意
に変えることが可能となる。

【００１１】本発明の実施例を図３（ａ)，(ｂ)，
(ｃ)，(ｄ）に示す。試料台８にネジ穴を４個所加工し
１１〜１４集束イオンビーム加工観察装置と走査電子顕
微鏡に搭載するための試料ホールダ９への固定を可能と
する。また、試料台には試料を押さえるスライド式試料
固定板１５とそれを確実に固定するための固定ネジ１６
を３個所装備する。試料はスライド式試料固定板と試料
台に挟み、固定ネジを使用し固定する。この試料台を図
１のように集束イオンビーム加工観察装置で断面加工を
行い、走査電子顕微鏡観察および分析を行う方法を以下
示す。

【００１２】試料の表面方向から加工するときは試料
ホールダにネジ穴１１を使い固定し、集束イオンビーム
加工観察装置に固定する。加工した試料の断面方向から
の観察および分析にはネジ穴１３を使い試料ホールダに
固定し、走査電子顕微鏡に固定する。

【００１３】の方法で加工した試料はネジ穴１３の
他に、ネジ穴１２と１４を使用することで、装置の傾斜
機構を使用することなく±４５°方向からの観察および
分析が可能となる。さらに、装置の傾斜機構を使用する
と−４５°〜＋１０５°の範囲の任意角度で観察および
分析が可能となる。

【００１４】このように集束イオンビーム加工観察装
置、および走査電子顕微鏡に固定する際のネジ穴を選択
することで、多種の目的にあわせた加工観察および分析
が可能となる。また固定ネジ１１〜１４を用いることで
試料台と試料ホールダの位置ずれがなく、試料の出し入
れに伴う位置ずれは最小限に押さえることが可能であ
る。

【００１５】さらに、１５に示す試料押さえ板はガイド
ピン１７を有し、試料台に装備したガイド穴１８に挿入
することで試料固定面１９と平行にスライドする。した
がって試料を固定する際、試料にダメージを与えず固定
ネジ１６と併用し確実に固定することが可能となる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、試料を任意の傾斜角度
で加工、および観察するための試料台が、加工用と観察
用に併用できるために、短時間で精度良く加工した試料
を観察および分析をすることが可能となると共に、スラ
イド式試料固定板の採用により、加工した試料の破損が
軽減される。これにより材料およびデバイスの研究開発
および生産管理において、有効な手段である、集束イオ
ンビーム加工観察装置による断面加工および走査電子顕
微鏡による評価の応用範囲が広がり、さらには短時間で
多面からの評価が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の集束イオンビーム加工観察装置での使
用例を示した図。

【図２】本発明の走査電子顕微鏡での使用例を示した
図。

【図３】本発明の試料台の詳細を示した図。

【符号の説明】

１…イオン源、２…イオンビーム、３…静電レンズ、４
…試料、５…電子源、６…電子ビーム、７…磁界レン
ズ、８…試料台、９…試料ホールダ、１０…断面加工
面、１１〜１４…ネジ穴、１５…スライド式試料固定
板、１６…固定ネジ、１７…ガイドピン、１８…ガイド
穴、１９…試料固定面。

フロントページの続き (72)発明者 山崎 厳 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 ２ 日立計測エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 金村 崇 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 ２ 日立計測エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】集束イオンビーム加工観察装置を用いて表
   面方向から加工した試料を、走査電子顕微鏡で断面方向
   から観察、およびＸ線分析を行うため、試料表面方向か
   ら任意の角度で容易に加工が可能で、同一試料台を用
   い、走査電子顕微鏡で任意の角度から観察できることを
   特徴とする走査電子顕微鏡用試料台。