ナノレベル構造組成観察用試料の作製方法
【課題】 ナノレベル構造組成観察用試料の作製方法に関し、試料にダメージを与えることなく、より容易に保護層を除去する。
【解決手段】 試料母体の表面に保護層２を形成したのち、保護層２上から加工を施すことによって試料母体を針状試料１に加工する際に、針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出することによって加工の終点を検出する。
【解決手段】 試料母体の表面に保護層２を形成したのち、保護層２上から加工を施すことによって試料母体を針状試料１に加工する際に、針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出することによって加工の終点を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はナノレベル構造組成観察用試料の作製方法に関するものであり、特に、ナノレベル構造組成観察用試料の表面に設ける耐加工用保護層を完全にジャスト除去するための手法に特徴のあるナノレベル構造組成観察用試料の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の小型化、大容量化が急速に進んでおり、高密度磁気記録を実現するためのヘッド及び媒体の開発が求められている。
媒体に微細に配列された記録ビットから発生する磁気的信号を再生ヘッドで高効率に電気信号に変換するために、ＭＲヘッドの微細化・薄層化が求められている。
【０００３】
この様に微細化・薄層化されたＭＲヘッドにおいては、スピンバルブ膜を構成する各層の層厚を精度良く形成するとともに、各層間の界面状態を良好に保つ必要がある。
例えば、膜厚分布が不均一であったり、界面が湾曲していたり、或いは、界面で構成原子が相互拡散して界面が不明確になっていれば、所望の特性が得られなくなる。
なお、この様な事情は磁気記録媒体或いは半導体装置における多層薄膜構造や不純物分布構造においても同様である。
【０００４】
そこで、従来においては、界面におけるＸ線の反射を利用した２θ法を用いて、スピンバルブ膜等の各層の膜厚及び界面状態を評価して、結果を製造工程へフィードバックすることによって、性能の向上と製造歩留りの向上を図っていた。
【０００５】
しかし、２θ法は界面でのＸ線の反射強度を利用する手法であるため、界面で構成原子が相互拡散して界面が不明確になっている場合には精度の高い解析が困難であり、また、予期せぬ層が介在していた場合にも、精度の高い解析が困難であった。
【０００６】
そこで、この様な問題を解決する手法として、原子レベルの３次元構造を直接観察する手法として３次元アトムプローブ法が知られており（例えば、特許文献１参照）、このアトムプローブ法は針状に鋭角に形成された先端径が１μｍ以下の針状試料にパルス状高電界やレーザを照射し、このエネルギーで、表面の原子或いはクラスターを電解蒸発させ２次元位置検出器により試料の３次元原子レベルの構造を観察するものであるので、ここで、図８を参照して従来のアトムプローブ法を説明する。
【０００７】
図８参照
図８は、上述のアトムプローブ法の原理の説明図であり、先端半径が例えば、１００ｎｍ（＝０．１μｍ）の針状試料６１にパルス高電圧を印加して針状試料６１の先端から構成物質６２，６３を電界蒸発させ、飛来する構成物質６２，６３の到達時間（ＴＯＦ：Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）を測定器６４によって測定し、到達時間から構成物質６２，６３のイオン種を同定するものである。
【０００８】
この様なアトムプローブ法に用いる試料はＦＩＢ（収束イオンビーム）法を用いて加工していたが、ガリウムイオンビームが試料内に打ち込まれることから発生する観察部位の損傷を防ぐために、最上部にＷやＣ等の保護層を設けてから、加工を行なっていた。
【０００９】
この様な保護層の一部は加工後の試料先端部にも残ることになるが、図８からも明らかなように３次元アトムプローブ分析では針の先端から原子がイオン化するため、分析を所望する箇所が針の先端から離れているほど分析時間がかかることになる。
【００１０】
即ち、残る保護層の厚さが厚くなるほど、３次元アトムプローブ分析の際にかかる分析時間は長くなり、例えば、その厚さが１００ｎｍ程度になると、分析時間が２〜３時間余計に必要となる。
【００１１】
この保護層は、試料加工時には必要だが、観察時には不必要であり、最適な完成試料形状としては、ちょうど保護層が無くなったところで、加工終了するのが良いことになる。 よって、試料の表面に残存する保護層の厚さは、できる限り薄くする技術が望まれていた。
【００１２】
また、シリコン単結晶の透過型電子顕微鏡用試料をＦＩＢ法により作製する際に、最表面にＳｉＯ2 膜を形成し、ＦＩＢ加工時の損傷を防ぎ、分析前にフッ酸を用いてＳｉＯ2 膜を除去することによって、保護層の残存の問題を解決することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−０４２７１５号公報
【特許文献２】特開２００１−３１９９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、保護層の残存膜厚を緻密に制御することは困難であり、最適な停止条件はなかなか決まらず、保護層が多く残った状態や、見たい部分まで過剰加工してしまう場合が多々あった。
【００１４】
一方、ＳｉＯ2 膜を保護層として用いた場合には、除去工程においてフッ酸を使用しているため、試料内の観察もしくは分析箇所にもダメージを与える可能性が強く、使用できる材料は限られてくる。
【００１５】
したがって、本発明は、試料にダメージを与えることなく、より容易に保護層を除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記課題を解決するために、本発明は、針状試料１の表面より、外部エネルギー或いは内部エネルギーにより原子１つ１つ或いは複数の元素からなるクラスター１集団１集団が外部空間に離脱することにより針状試料１のナノレベルの構造組成を観察するためのナノレベル構造組成観察用試料の作製方法において、試料母体の表面に保護層２を形成する工程、保護層２上から加工を施すことによって試料母体を針状試料１に加工する際に、針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出することによって加工の終点を検出する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
この様に、試料母体の加工工程において、針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出することによって加工の終点を精度良く検出することができ、針状試料１の頂部を充分尖頭状にすることができ、また、試料にダメージを与えることなしに保護層２をジャスト除去することができ、それによって、無駄な分析時間を取り除くことができる。
なお、この場合の内部エネルギーとしては、パルス状高電界よる電界蒸発が典型的なものであり、また、外部エネルギーとしては、パルスレーザ光等のパルス状電磁波が典型的なものである。
【００１８】
この場合、加工の終点を検出するために各種の検出器５が使用可能であるが、例えば、測定用のレーザ光を針状試料１の先端部近傍に照射して針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を原子吸光分析法により検出しても良いし、或いは、針状試料１の先端部の近傍に設置した質量分析器により針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出しても良いし、さらには、針状試料１の先端部の近傍に設置した発光分析器により針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出しても良いものである。
【００１９】
或いは、試料母体の表面に試料に対して選択的ウェット・エッチングが可能な介在層を介して保護層２を形成し、保護層２上から加工を施すことによって前記試料母体を針状試料１に加工したのち、介在層を選択的ウェット・エッチングで除去しても良く、この場合には、特別の検出器５が不要になる。
【００２０】
この場合の介在層としては、有機溶剤で除去可能な高分子材料、特に、レジストが望ましく、それによって、介在層を除去する際に、針状試料１にダメージを与えることがない。
【００２１】
さらに、介在層と試料母材との間に、汚染防止層、特に、１００ｎｍ以下、より好適には５０ｎｍ以下の汚染防止層を設けても良く、それによって、介在層を除去する際のエッチングにおける汚染等を回避することができる。
【００２２】
また、試料母体の加工方法としては、レジストマスクを利用したドライエッチングを用いても良いが、より微細な加工が可能なＧａイオン等の収束イオンビーム３を用いた収束イオンビーム法を用いることが望ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明においては、終点検知等を利用しているので保護層のジャスト除去が可能になり、それによって、試料に加工ダメージを与えることなく、高歩留まりでアトムプローブ用試料を作製することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、試料母体の表面にＷやＣ等の保護層を形成し、ＦＩＢ法等を用いて保護層上から加工を施すことによって試料母体を針状試料に加工する際に、針状試料の頂部から遊離した保護層成分を、原子吸光分析法、質量分析器、或いは、発光分析器により検出することによって終点検知を行い、針状試料の頂部から遊離した保護層成分が検出されなくなった時点で加工を終了するものである。
【００２５】
或いは、試料母体の表面に試料に対して選択的ウェット・エッチングが可能なレジスト等の介在層を介して保護層を形成し、ＦＩＢ法等を用いて保護層上から加工を施すことによって試料母体を針状試料に加工したのち、介在層を有機溶剤等を用いて選択的ウェット・エッチングで除去する際に、保護層も併せて除去するものである。
【実施例１】
【００２６】
ここで、図２及び図３を参照して、本発明の実施例１のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法を説明する。
図２参照
まず、シリコン基板１１上にスパッタリング法を用いて厚さが、例えば、１ｎｍのＴａ下地層１３を介して、厚さが、例えば、１ｎｍのＣｕ層１４と厚さが、例えば、１ｎｍのＣｏ層１５とを交互に設けてＣｏＣｕ多層膜１２を形成したのち、厚さが、例えば、１０μｍのＷ保護層１６を形成して試料母材１０とする。
【００２７】
次いで、この試料母材１０をダイシング加工により矩形状に切り出りだして矩形状試料１７とする。
【００２８】
図３参照
次いで、この矩形状試料１７に対してＦＩＢ加工を施すことによって、針状試料１８を形成する。
この時、矩形状試料１７の先端部の近傍に高分解能の四重極型質量分析計１９を配置し、加工中に飛び出すＷ原子２０を四重極型質量分析計１９によって検出し続け、Ｗ原子２０が飛び出さなくなった時点を加工の終点として加工を終了する。
なお、四重極型質量分析計１９と矩形状試料１７の先端部の距離は、例えば、３ｍｍとする。
【００２９】
このように、本発明の実施例１においては、質量分析計を用いて終点検知を行っているので、過剰加工することなく、保護層を確実に除去することが可能になる。
【実施例２】
【００３０】
次に、図４を参照して、本発明の実施例２のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法を説明するが、終点検知手段が異なるだけ他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので終点検知構成のみを説明する。
図４参照
図４は、本発明の実施例２のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法における終点検知構成の説明図であり、矩形状試料１７の先端部の近傍に例えば、波長が４０１ｎｍの紫色レーザ２１からのレーザ光をハーフミラー２２で分岐して一部を測定光２３とするともに、他を参照光２４する。
【００３１】
この測定光２３と参照光２４を光検出器２６，２７で検出し、その検出出力を比較増幅器２８で増幅して、その出力をレコーダーメーター２９に入力することによって、加工中に飛び出すＷ原子２０を検出する。
【００３２】
この場合、Ｗ保護層１６が完全に除去された時点で、測定光２３がＷ原子２０によって吸収されなくなるので、比較増幅器２８の出力が最低値で一定になり、この点を加工終点と判断して加工を終了する。
【００３３】
このように、本発明の実施例２においては、２光吸光分析によって終点検知を行っているので、過剰加工することなく、保護層を確実に除去することが可能になる。
また、光学的手段を用いているので、質量分析計を用いる場合に比べて測定系の配置の自由度が高まる。
【実施例３】
【００３４】
次に、図５を参照して、本発明の実施例３のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法を説明するが、終点検知手段が異なるだけ他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので終点検知構成のみを説明する。
図５参照
図５は、本発明の実施例３のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法における終点検知構成の説明図であり、矩形状試料１７の先端部の近傍に高周波コイル３０を配置し、高周波出力で加工中に飛び出すＷ原子２０を励起して発光させる。
【００３５】
励起発光に伴う発光線３１のうち、回折格子３２によってＷ原子２０の励起発光に伴う波長が２１０ｎｍのＷ発光光３３のみ取り出して、光電子増倍管３４で検出し、光電子増倍管３４における出力が得られなくなって時点を加工終点と判断して加工を終了する。
【００３６】
このように、本発明の実施例３においては、原子発光分析によって終点検知を行っているので、過剰加工することなく、保護層を確実に除去することが可能になる。
また、質量分析計を用いる場合に比べて装置構成を小型化することができるとともに、２光吸光分析に比べて検出感度を高めることができる。
【実施例４】
【００３７】
次に、本発明の実施例４のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法を説明するが、加工方法が異なるだけで、終点検知方法は上記の実施例１と同様であるので図示は省略する。
まず、上記の実施例１と同様に形成した６インチ径の試料母材の表面にレジストを一括塗布して、円形のパターンを露光・現像してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてドライエッチングを施すことによって針状試料を作製する。
【００３８】
この時、エッチングチャンバー内に高分解能の質量分析装置、例えば、扇形磁場型アナライザー質量分析計を組込み込んでおくことにより、加工中に飛び出すＷ原子を検出し、Ｗ原子が飛び出さなくなった時点を加工終点と判断して、加工を終了する。
【００３９】
この本発明の実施例４のように、加工方法がＦＩＢ法でない場合にも、アトムプローブ用試料の加工の際に、終点検知機構を用いることによって、過剰加工することなく、保護層を確実に除去することが可能になる。
【実施例５】
【００４０】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施例５のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法を説明する。
図６参照
まず、シリコン基板４１上にスパッタリング法を用いて分析層となる厚さが、例えば、１０ｎｍのＲｕ膜４２を成膜し、引き続いて、厚さが１００ｎｍ以下、例えば、１０ｎｍのＣｏ汚染防止層４３を形成する。
なお、Ｃｏ汚染防止層４３は、後述するＦＩＢ加工後に行なうエッチング処理の際に、観察部となるＲｕの汚染を防ぐためのものである。
【００４１】
次いで、前面にレジストを塗布し、例えば、１１０℃でベークすることによって厚さが、例えば、１００ｎｍのレジスト層４４を形成したのち、再び、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、１００ｎｍのＡｕ保護層４５を形成する。
【００４２】
次いで、ダイシング加工を用いて、例えば、ダイシングソーを走査させる速度を１．０ｍｍ／秒としてＦＩＢ加工用試料４６を切り出した。
この場合の切り出したＦＩＢ加工用試料４６は、０．３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍの基台部４７の中央に０．２ｍｍ×０．０２ｍｍ×０．０２ｍｍの突起部４８からなる形状とした。
【００４３】
図７参照
次いで、ＦＩＢ加工用試料４６を洗浄した後、ＦＩＢ装置内に搬入し、全面に厚さが、例えば、５００ｎｍのＣ保護層４９を形成したのち、突起部４８に対してＦＩＢ加工を行って針状部５０を形成する。
なお、この場合の加工した針状部５０の先端の曲率半径は５０ｎｍ程度である。
【００４４】
次いで、ＦＩＢ加工したＦＩＢ加工用試料４６をアセトン中に３０分浸漬してレジスト層４４の除去を行うことによって観察用試料５１が完成する。
【００４５】
この観察用試料５１を洗浄した後、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察したところ、観察用試料５１の針状部５０はＣｏ／Ｒｕ／Ｓｉ構造となっており、Ａｕ保護層４５及びＣ保護層４９が除去されていることを確認した。
【００４６】
この様に作製した観察用試料５１に試料側を正電位として、ＤＣ電圧に１．５ｋＶで周波数が１ｋＨｚのパルス状電圧を重畳した電圧を印加することで観察用試料５１の表面の原子の電界蒸発化してアトムプローブ分析を行なった。
【００４７】
その結果、分析開始直後から表面層のＣｏに由来するマススペクトルを得ることができたが、これは上述のようにレジスト層４４の除去工程においてＡｕ保護層４５及びＣ保護層４９も同時に除去しているためである。
【００４８】
この様に、本発明の実施例５においては、保護層と分析層との間に有機溶剤で除去可能なレジスト層を設けているの、フッ酸を用いた場合のように、試料にエッチングダメージを与えることはない。
【００４９】
また、Ｃｏ汚染防止層４３を設けているが、１０ｎｍ程度であるので、分析時間を過剰に増大させることなく、汚染やエッチングダメージの伴わない精度の高い分析が可能になる。
【００５０】
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載した条件・構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、各実施例に記載した保護層はＷ、Ａｕ、或いは、Ｃであるが、Ｗ、Ａｕ、或いは、Ｃに限られるものではなく、分析対象となる試料と反応性が低い材料であれば良く、試料の材質に応じて適宜変更されるものである。
【００５１】
また、上記実施例においては、電界蒸発及びイオン化に際して電圧しか印加していないものの、パルス電圧に同期させてレーザ光等のパルス電磁波を印加しても良いものであり、電磁波によるパルス電磁界により試料先端部における電界蒸発を容易に引き起こすことができ、特に、先端部のサイズが大きい場合に効果的である。
【００５２】
さらには、蒸発及びイオン化に際して、電界を印加することなく、レーザ光等のパルス電磁波のみで行っても良いものである。
【００５３】
また、上記の実施例１においては質量分析計として四重極型質量分析計を用いてるが、装置構成が大型化するものの、より高精度の検出を可能にするために上記実施例４と同様に扇形磁場型アナライザー質量分析計を用いても良いものである。
また、逆に、実施例４においても扇形磁場型アナライザー質量分析計の代わりに四重極型質量分析計を用いても良いものである。
【００５４】
また、上記の実施例２においては、原子吸光分析法を用いているが、示した原子吸光分析法の構成は単なる一例であり、使用するレーザ光の波長や、測定系の構成は各種の変更が可能である。
【００５５】
また、上記の実施例３においては、原子発光分析法を用いているが、示した原子発光分析法の構成は単なる一例であり、使用する測定系や励起機構の構成は各種の変更が可能である。
【００５６】
また、上記の実施例５においては、分析層となるＲｕ層の上にＣｏ汚染防止膜を設けているが、このＣｏ汚染防止膜は必ずしも必要ではなく、分析層となるＲｕ層の上に直接レジスト層を設けても良いものである。
【００５７】
また、上記の実施例５においては、Ａｕ保護層を設けた上に、Ｃ保護層を設けているが、このＣ保護層は必ずしも必要はなく、Ａｕ保護層のみを保護層としてＦＩＢ加工を行っても良いものである。
【００５８】
ここで再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
再び、図１参照
（付記１） 針状試料１の表面より、外部エネルギー或いは内部エネルギーにより原子１つ１つ或いは複数の元素からなるクラスター１集団１集団が外部空間に離脱することにより前記針状試料１のナノレベルの構造組成を観察するためのナノレベル構造組成観察用試料の作製方法において、試料母体の表面に保護層２を形成する工程、前記保護層２上から加工を施すことによって前記試料母体を針状試料１に加工する際に、針状試料１の頂部から遊離した前記保護層成分４を検出することによって加工の終点を検出する工程を有することを特徴とするナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記２） 上記加工の終点を検出するために、測定用のレーザ光を上記針状試料１の先端部近傍に照射して前記針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を原子吸光分析法により検出することを特徴とする付記１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記３） 上記加工の終点を検出するために、上記針状試料１の先端部の近傍に設置した質量分析器により前記針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出することを特徴とする付記１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記４） 上記加工の終点を検出するために、上記針状試料１の先端部の近傍に設置した発光分析器により前記針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出することを特徴とする付記１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記５） 針状試料１の表面より、外部エネルギー或いは内部エネルギーにより原子１つ１つ或いは複数の元素からなるクラスター１集団１集団が外部空間に離脱することにより前記針状試料１のナノレベルの構造組成を観察するためのナノレベル構造組成観察用試料の作製方法において、試料母体の表面に試料に対して選択的ウェット・エッチングが可能な介在層を介して保護層２を形成する工程、前記保護層２上から加工を施すことによって前記試料母体を針状試料１に加工したのち、前記介在層を選択的ウェット・エッチングで除去する際に、前記保護層２も併せて除去する工程を有することを特徴とするナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記６） 上記介在層が、有機溶剤で除去可能な高分子材料からなることを特徴とする付記５記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記７） 上記介在層と試料母材との間に、耐ウェット・エッチング保護層を設けたことを特徴とする付記５または６に記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記８） 耐ウェット・エッチング保護層の膜厚が、１００ｎｍ以下であることを特徴とする付記７記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記９） 上記試料母体の加工方法が、収束イオンビーム法であることを特徴とする付記１乃至８のいずれか１に記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の活用例としては、再生ヘッドを構成するＧＭＲ素子や磁気記録媒体が典型的なものであるが、再生ヘッド等に限られるものではなく、ＭＩＳＦＥＴにおけるゲート絶縁膜の界面近傍の組成構造や界面状態等が問題となる半導体素子のナノレベル構造組成の解析方法等にも適用されるものであり、さらには、一般のＦＩＢ加工によりナノレベル構造を作製する際にも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施例１のナノレベル構造組成観察用試料の途中までの作製方法の説明図である。
【図３】本発明の実施例１のナノレベル構造組成観察用試料の図２以降の作製方法の説明図である。
【図４】本発明の実施例２のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法における終点検知構成の説明図である。
【図５】本発明の実施例３のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法における終点検知構成の説明図である。
【図６】本発明の実施例５のナノレベル構造組成観察用試料の途中までの作製方法の説明図である。
【図７】本発明の実施例５のナノレベル構造組成観察用試料の図６以降の作製方法の説明図である。
【図８】アトムプローブ法の原理の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 針状試料
２ 保護層
３ 収束イオンビーム
４ 遊離した保護層成分
５ 検出器
１０ 試料母材
１１ シリコン基板
１２ ＣｏＣｕ多層膜
１３ Ｔａ下地層
１４ Ｃｕ層
１５ Ｃｏ層
１６ Ｗ保護層
１７ 矩形状試料
１８ 針状試料
１９ 四重極型質量分析計
２０ Ｗ原子
２１ 紫色レーザ
２２ ハーフミラー
２３ 測定光
２４ 参照光
２５ ミラー
２６ 光検出器
２７ 光検出器
２８ 比較増幅器
２９ レコーダーメーター
３０ 高周波コイル
３１ 発光線
３２ 回折格子
３３ Ｗ発光光
３４ 光電子増倍管
４１ シリコン基板
４２ Ｒｕ膜
４３ Ｃｏ汚染防止層
４４ レジスト層
４５ Ａｕ保護層
４６ ＦＩＢ加工用試料
４７ 基台部
４８ 突起部
４９ Ｃ保護層
５０ 針状部
５１ 観察用試料
６１ 針状試料
６２ 構成物質
６３ 構成物質
６４ 測定器
【技術分野】
【０００１】
本発明はナノレベル構造組成観察用試料の作製方法に関するものであり、特に、ナノレベル構造組成観察用試料の表面に設ける耐加工用保護層を完全にジャスト除去するための手法に特徴のあるナノレベル構造組成観察用試料の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の小型化、大容量化が急速に進んでおり、高密度磁気記録を実現するためのヘッド及び媒体の開発が求められている。
媒体に微細に配列された記録ビットから発生する磁気的信号を再生ヘッドで高効率に電気信号に変換するために、ＭＲヘッドの微細化・薄層化が求められている。
【０００３】
この様に微細化・薄層化されたＭＲヘッドにおいては、スピンバルブ膜を構成する各層の層厚を精度良く形成するとともに、各層間の界面状態を良好に保つ必要がある。
例えば、膜厚分布が不均一であったり、界面が湾曲していたり、或いは、界面で構成原子が相互拡散して界面が不明確になっていれば、所望の特性が得られなくなる。
なお、この様な事情は磁気記録媒体或いは半導体装置における多層薄膜構造や不純物分布構造においても同様である。
【０００４】
そこで、従来においては、界面におけるＸ線の反射を利用した２θ法を用いて、スピンバルブ膜等の各層の膜厚及び界面状態を評価して、結果を製造工程へフィードバックすることによって、性能の向上と製造歩留りの向上を図っていた。
【０００５】
しかし、２θ法は界面でのＸ線の反射強度を利用する手法であるため、界面で構成原子が相互拡散して界面が不明確になっている場合には精度の高い解析が困難であり、また、予期せぬ層が介在していた場合にも、精度の高い解析が困難であった。
【０００６】
そこで、この様な問題を解決する手法として、原子レベルの３次元構造を直接観察する手法として３次元アトムプローブ法が知られており（例えば、特許文献１参照）、このアトムプローブ法は針状に鋭角に形成された先端径が１μｍ以下の針状試料にパルス状高電界やレーザを照射し、このエネルギーで、表面の原子或いはクラスターを電解蒸発させ２次元位置検出器により試料の３次元原子レベルの構造を観察するものであるので、ここで、図８を参照して従来のアトムプローブ法を説明する。
【０００７】
図８参照
図８は、上述のアトムプローブ法の原理の説明図であり、先端半径が例えば、１００ｎｍ（＝０．１μｍ）の針状試料６１にパルス高電圧を印加して針状試料６１の先端から構成物質６２，６３を電界蒸発させ、飛来する構成物質６２，６３の到達時間（ＴＯＦ：Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）を測定器６４によって測定し、到達時間から構成物質６２，６３のイオン種を同定するものである。
【０００８】
この様なアトムプローブ法に用いる試料はＦＩＢ（収束イオンビーム）法を用いて加工していたが、ガリウムイオンビームが試料内に打ち込まれることから発生する観察部位の損傷を防ぐために、最上部にＷやＣ等の保護層を設けてから、加工を行なっていた。
【０００９】
この様な保護層の一部は加工後の試料先端部にも残ることになるが、図８からも明らかなように３次元アトムプローブ分析では針の先端から原子がイオン化するため、分析を所望する箇所が針の先端から離れているほど分析時間がかかることになる。
【００１０】
即ち、残る保護層の厚さが厚くなるほど、３次元アトムプローブ分析の際にかかる分析時間は長くなり、例えば、その厚さが１００ｎｍ程度になると、分析時間が２〜３時間余計に必要となる。
【００１１】
この保護層は、試料加工時には必要だが、観察時には不必要であり、最適な完成試料形状としては、ちょうど保護層が無くなったところで、加工終了するのが良いことになる。 よって、試料の表面に残存する保護層の厚さは、できる限り薄くする技術が望まれていた。
【００１２】
また、シリコン単結晶の透過型電子顕微鏡用試料をＦＩＢ法により作製する際に、最表面にＳｉＯ2 膜を形成し、ＦＩＢ加工時の損傷を防ぎ、分析前にフッ酸を用いてＳｉＯ2 膜を除去することによって、保護層の残存の問題を解決することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−０４２７１５号公報
【特許文献２】特開２００１−３１９９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、保護層の残存膜厚を緻密に制御することは困難であり、最適な停止条件はなかなか決まらず、保護層が多く残った状態や、見たい部分まで過剰加工してしまう場合が多々あった。
【００１４】
一方、ＳｉＯ2 膜を保護層として用いた場合には、除去工程においてフッ酸を使用しているため、試料内の観察もしくは分析箇所にもダメージを与える可能性が強く、使用できる材料は限られてくる。
【００１５】
したがって、本発明は、試料にダメージを与えることなく、より容易に保護層を除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記課題を解決するために、本発明は、針状試料１の表面より、外部エネルギー或いは内部エネルギーにより原子１つ１つ或いは複数の元素からなるクラスター１集団１集団が外部空間に離脱することにより針状試料１のナノレベルの構造組成を観察するためのナノレベル構造組成観察用試料の作製方法において、試料母体の表面に保護層２を形成する工程、保護層２上から加工を施すことによって試料母体を針状試料１に加工する際に、針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出することによって加工の終点を検出する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
この様に、試料母体の加工工程において、針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出することによって加工の終点を精度良く検出することができ、針状試料１の頂部を充分尖頭状にすることができ、また、試料にダメージを与えることなしに保護層２をジャスト除去することができ、それによって、無駄な分析時間を取り除くことができる。
なお、この場合の内部エネルギーとしては、パルス状高電界よる電界蒸発が典型的なものであり、また、外部エネルギーとしては、パルスレーザ光等のパルス状電磁波が典型的なものである。
【００１８】
この場合、加工の終点を検出するために各種の検出器５が使用可能であるが、例えば、測定用のレーザ光を針状試料１の先端部近傍に照射して針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を原子吸光分析法により検出しても良いし、或いは、針状試料１の先端部の近傍に設置した質量分析器により針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出しても良いし、さらには、針状試料１の先端部の近傍に設置した発光分析器により針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出しても良いものである。
【００１９】
或いは、試料母体の表面に試料に対して選択的ウェット・エッチングが可能な介在層を介して保護層２を形成し、保護層２上から加工を施すことによって前記試料母体を針状試料１に加工したのち、介在層を選択的ウェット・エッチングで除去しても良く、この場合には、特別の検出器５が不要になる。
【００２０】
この場合の介在層としては、有機溶剤で除去可能な高分子材料、特に、レジストが望ましく、それによって、介在層を除去する際に、針状試料１にダメージを与えることがない。
【００２１】
さらに、介在層と試料母材との間に、汚染防止層、特に、１００ｎｍ以下、より好適には５０ｎｍ以下の汚染防止層を設けても良く、それによって、介在層を除去する際のエッチングにおける汚染等を回避することができる。
【００２２】
また、試料母体の加工方法としては、レジストマスクを利用したドライエッチングを用いても良いが、より微細な加工が可能なＧａイオン等の収束イオンビーム３を用いた収束イオンビーム法を用いることが望ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明においては、終点検知等を利用しているので保護層のジャスト除去が可能になり、それによって、試料に加工ダメージを与えることなく、高歩留まりでアトムプローブ用試料を作製することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、試料母体の表面にＷやＣ等の保護層を形成し、ＦＩＢ法等を用いて保護層上から加工を施すことによって試料母体を針状試料に加工する際に、針状試料の頂部から遊離した保護層成分を、原子吸光分析法、質量分析器、或いは、発光分析器により検出することによって終点検知を行い、針状試料の頂部から遊離した保護層成分が検出されなくなった時点で加工を終了するものである。
【００２５】
或いは、試料母体の表面に試料に対して選択的ウェット・エッチングが可能なレジスト等の介在層を介して保護層を形成し、ＦＩＢ法等を用いて保護層上から加工を施すことによって試料母体を針状試料に加工したのち、介在層を有機溶剤等を用いて選択的ウェット・エッチングで除去する際に、保護層も併せて除去するものである。
【実施例１】
【００２６】
ここで、図２及び図３を参照して、本発明の実施例１のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法を説明する。
図２参照
まず、シリコン基板１１上にスパッタリング法を用いて厚さが、例えば、１ｎｍのＴａ下地層１３を介して、厚さが、例えば、１ｎｍのＣｕ層１４と厚さが、例えば、１ｎｍのＣｏ層１５とを交互に設けてＣｏＣｕ多層膜１２を形成したのち、厚さが、例えば、１０μｍのＷ保護層１６を形成して試料母材１０とする。
【００２７】
次いで、この試料母材１０をダイシング加工により矩形状に切り出りだして矩形状試料１７とする。
【００２８】
図３参照
次いで、この矩形状試料１７に対してＦＩＢ加工を施すことによって、針状試料１８を形成する。
この時、矩形状試料１７の先端部の近傍に高分解能の四重極型質量分析計１９を配置し、加工中に飛び出すＷ原子２０を四重極型質量分析計１９によって検出し続け、Ｗ原子２０が飛び出さなくなった時点を加工の終点として加工を終了する。
なお、四重極型質量分析計１９と矩形状試料１７の先端部の距離は、例えば、３ｍｍとする。
【００２９】
このように、本発明の実施例１においては、質量分析計を用いて終点検知を行っているので、過剰加工することなく、保護層を確実に除去することが可能になる。
【実施例２】
【００３０】
次に、図４を参照して、本発明の実施例２のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法を説明するが、終点検知手段が異なるだけ他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので終点検知構成のみを説明する。
図４参照
図４は、本発明の実施例２のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法における終点検知構成の説明図であり、矩形状試料１７の先端部の近傍に例えば、波長が４０１ｎｍの紫色レーザ２１からのレーザ光をハーフミラー２２で分岐して一部を測定光２３とするともに、他を参照光２４する。
【００３１】
この測定光２３と参照光２４を光検出器２６，２７で検出し、その検出出力を比較増幅器２８で増幅して、その出力をレコーダーメーター２９に入力することによって、加工中に飛び出すＷ原子２０を検出する。
【００３２】
この場合、Ｗ保護層１６が完全に除去された時点で、測定光２３がＷ原子２０によって吸収されなくなるので、比較増幅器２８の出力が最低値で一定になり、この点を加工終点と判断して加工を終了する。
【００３３】
このように、本発明の実施例２においては、２光吸光分析によって終点検知を行っているので、過剰加工することなく、保護層を確実に除去することが可能になる。
また、光学的手段を用いているので、質量分析計を用いる場合に比べて測定系の配置の自由度が高まる。
【実施例３】
【００３４】
次に、図５を参照して、本発明の実施例３のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法を説明するが、終点検知手段が異なるだけ他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので終点検知構成のみを説明する。
図５参照
図５は、本発明の実施例３のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法における終点検知構成の説明図であり、矩形状試料１７の先端部の近傍に高周波コイル３０を配置し、高周波出力で加工中に飛び出すＷ原子２０を励起して発光させる。
【００３５】
励起発光に伴う発光線３１のうち、回折格子３２によってＷ原子２０の励起発光に伴う波長が２１０ｎｍのＷ発光光３３のみ取り出して、光電子増倍管３４で検出し、光電子増倍管３４における出力が得られなくなって時点を加工終点と判断して加工を終了する。
【００３６】
このように、本発明の実施例３においては、原子発光分析によって終点検知を行っているので、過剰加工することなく、保護層を確実に除去することが可能になる。
また、質量分析計を用いる場合に比べて装置構成を小型化することができるとともに、２光吸光分析に比べて検出感度を高めることができる。
【実施例４】
【００３７】
次に、本発明の実施例４のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法を説明するが、加工方法が異なるだけで、終点検知方法は上記の実施例１と同様であるので図示は省略する。
まず、上記の実施例１と同様に形成した６インチ径の試料母材の表面にレジストを一括塗布して、円形のパターンを露光・現像してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてドライエッチングを施すことによって針状試料を作製する。
【００３８】
この時、エッチングチャンバー内に高分解能の質量分析装置、例えば、扇形磁場型アナライザー質量分析計を組込み込んでおくことにより、加工中に飛び出すＷ原子を検出し、Ｗ原子が飛び出さなくなった時点を加工終点と判断して、加工を終了する。
【００３９】
この本発明の実施例４のように、加工方法がＦＩＢ法でない場合にも、アトムプローブ用試料の加工の際に、終点検知機構を用いることによって、過剰加工することなく、保護層を確実に除去することが可能になる。
【実施例５】
【００４０】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施例５のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法を説明する。
図６参照
まず、シリコン基板４１上にスパッタリング法を用いて分析層となる厚さが、例えば、１０ｎｍのＲｕ膜４２を成膜し、引き続いて、厚さが１００ｎｍ以下、例えば、１０ｎｍのＣｏ汚染防止層４３を形成する。
なお、Ｃｏ汚染防止層４３は、後述するＦＩＢ加工後に行なうエッチング処理の際に、観察部となるＲｕの汚染を防ぐためのものである。
【００４１】
次いで、前面にレジストを塗布し、例えば、１１０℃でベークすることによって厚さが、例えば、１００ｎｍのレジスト層４４を形成したのち、再び、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、１００ｎｍのＡｕ保護層４５を形成する。
【００４２】
次いで、ダイシング加工を用いて、例えば、ダイシングソーを走査させる速度を１．０ｍｍ／秒としてＦＩＢ加工用試料４６を切り出した。
この場合の切り出したＦＩＢ加工用試料４６は、０．３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍの基台部４７の中央に０．２ｍｍ×０．０２ｍｍ×０．０２ｍｍの突起部４８からなる形状とした。
【００４３】
図７参照
次いで、ＦＩＢ加工用試料４６を洗浄した後、ＦＩＢ装置内に搬入し、全面に厚さが、例えば、５００ｎｍのＣ保護層４９を形成したのち、突起部４８に対してＦＩＢ加工を行って針状部５０を形成する。
なお、この場合の加工した針状部５０の先端の曲率半径は５０ｎｍ程度である。
【００４４】
次いで、ＦＩＢ加工したＦＩＢ加工用試料４６をアセトン中に３０分浸漬してレジスト層４４の除去を行うことによって観察用試料５１が完成する。
【００４５】
この観察用試料５１を洗浄した後、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察したところ、観察用試料５１の針状部５０はＣｏ／Ｒｕ／Ｓｉ構造となっており、Ａｕ保護層４５及びＣ保護層４９が除去されていることを確認した。
【００４６】
この様に作製した観察用試料５１に試料側を正電位として、ＤＣ電圧に１．５ｋＶで周波数が１ｋＨｚのパルス状電圧を重畳した電圧を印加することで観察用試料５１の表面の原子の電界蒸発化してアトムプローブ分析を行なった。
【００４７】
その結果、分析開始直後から表面層のＣｏに由来するマススペクトルを得ることができたが、これは上述のようにレジスト層４４の除去工程においてＡｕ保護層４５及びＣ保護層４９も同時に除去しているためである。
【００４８】
この様に、本発明の実施例５においては、保護層と分析層との間に有機溶剤で除去可能なレジスト層を設けているの、フッ酸を用いた場合のように、試料にエッチングダメージを与えることはない。
【００４９】
また、Ｃｏ汚染防止層４３を設けているが、１０ｎｍ程度であるので、分析時間を過剰に増大させることなく、汚染やエッチングダメージの伴わない精度の高い分析が可能になる。
【００５０】
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載した条件・構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、各実施例に記載した保護層はＷ、Ａｕ、或いは、Ｃであるが、Ｗ、Ａｕ、或いは、Ｃに限られるものではなく、分析対象となる試料と反応性が低い材料であれば良く、試料の材質に応じて適宜変更されるものである。
【００５１】
また、上記実施例においては、電界蒸発及びイオン化に際して電圧しか印加していないものの、パルス電圧に同期させてレーザ光等のパルス電磁波を印加しても良いものであり、電磁波によるパルス電磁界により試料先端部における電界蒸発を容易に引き起こすことができ、特に、先端部のサイズが大きい場合に効果的である。
【００５２】
さらには、蒸発及びイオン化に際して、電界を印加することなく、レーザ光等のパルス電磁波のみで行っても良いものである。
【００５３】
また、上記の実施例１においては質量分析計として四重極型質量分析計を用いてるが、装置構成が大型化するものの、より高精度の検出を可能にするために上記実施例４と同様に扇形磁場型アナライザー質量分析計を用いても良いものである。
また、逆に、実施例４においても扇形磁場型アナライザー質量分析計の代わりに四重極型質量分析計を用いても良いものである。
【００５４】
また、上記の実施例２においては、原子吸光分析法を用いているが、示した原子吸光分析法の構成は単なる一例であり、使用するレーザ光の波長や、測定系の構成は各種の変更が可能である。
【００５５】
また、上記の実施例３においては、原子発光分析法を用いているが、示した原子発光分析法の構成は単なる一例であり、使用する測定系や励起機構の構成は各種の変更が可能である。
【００５６】
また、上記の実施例５においては、分析層となるＲｕ層の上にＣｏ汚染防止膜を設けているが、このＣｏ汚染防止膜は必ずしも必要ではなく、分析層となるＲｕ層の上に直接レジスト層を設けても良いものである。
【００５７】
また、上記の実施例５においては、Ａｕ保護層を設けた上に、Ｃ保護層を設けているが、このＣ保護層は必ずしも必要はなく、Ａｕ保護層のみを保護層としてＦＩＢ加工を行っても良いものである。
【００５８】
ここで再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
再び、図１参照
（付記１） 針状試料１の表面より、外部エネルギー或いは内部エネルギーにより原子１つ１つ或いは複数の元素からなるクラスター１集団１集団が外部空間に離脱することにより前記針状試料１のナノレベルの構造組成を観察するためのナノレベル構造組成観察用試料の作製方法において、試料母体の表面に保護層２を形成する工程、前記保護層２上から加工を施すことによって前記試料母体を針状試料１に加工する際に、針状試料１の頂部から遊離した前記保護層成分４を検出することによって加工の終点を検出する工程を有することを特徴とするナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記２） 上記加工の終点を検出するために、測定用のレーザ光を上記針状試料１の先端部近傍に照射して前記針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を原子吸光分析法により検出することを特徴とする付記１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記３） 上記加工の終点を検出するために、上記針状試料１の先端部の近傍に設置した質量分析器により前記針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出することを特徴とする付記１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記４） 上記加工の終点を検出するために、上記針状試料１の先端部の近傍に設置した発光分析器により前記針状試料１の頂部から遊離した保護層成分４を検出することを特徴とする付記１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記５） 針状試料１の表面より、外部エネルギー或いは内部エネルギーにより原子１つ１つ或いは複数の元素からなるクラスター１集団１集団が外部空間に離脱することにより前記針状試料１のナノレベルの構造組成を観察するためのナノレベル構造組成観察用試料の作製方法において、試料母体の表面に試料に対して選択的ウェット・エッチングが可能な介在層を介して保護層２を形成する工程、前記保護層２上から加工を施すことによって前記試料母体を針状試料１に加工したのち、前記介在層を選択的ウェット・エッチングで除去する際に、前記保護層２も併せて除去する工程を有することを特徴とするナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記６） 上記介在層が、有機溶剤で除去可能な高分子材料からなることを特徴とする付記５記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記７） 上記介在層と試料母材との間に、耐ウェット・エッチング保護層を設けたことを特徴とする付記５または６に記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記８） 耐ウェット・エッチング保護層の膜厚が、１００ｎｍ以下であることを特徴とする付記７記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
（付記９） 上記試料母体の加工方法が、収束イオンビーム法であることを特徴とする付記１乃至８のいずれか１に記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の活用例としては、再生ヘッドを構成するＧＭＲ素子や磁気記録媒体が典型的なものであるが、再生ヘッド等に限られるものではなく、ＭＩＳＦＥＴにおけるゲート絶縁膜の界面近傍の組成構造や界面状態等が問題となる半導体素子のナノレベル構造組成の解析方法等にも適用されるものであり、さらには、一般のＦＩＢ加工によりナノレベル構造を作製する際にも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施例１のナノレベル構造組成観察用試料の途中までの作製方法の説明図である。
【図３】本発明の実施例１のナノレベル構造組成観察用試料の図２以降の作製方法の説明図である。
【図４】本発明の実施例２のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法における終点検知構成の説明図である。
【図５】本発明の実施例３のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法における終点検知構成の説明図である。
【図６】本発明の実施例５のナノレベル構造組成観察用試料の途中までの作製方法の説明図である。
【図７】本発明の実施例５のナノレベル構造組成観察用試料の図６以降の作製方法の説明図である。
【図８】アトムプローブ法の原理の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 針状試料
２ 保護層
３ 収束イオンビーム
４ 遊離した保護層成分
５ 検出器
１０ 試料母材
１１ シリコン基板
１２ ＣｏＣｕ多層膜
１３ Ｔａ下地層
１４ Ｃｕ層
１５ Ｃｏ層
１６ Ｗ保護層
１７ 矩形状試料
１８ 針状試料
１９ 四重極型質量分析計
２０ Ｗ原子
２１ 紫色レーザ
２２ ハーフミラー
２３ 測定光
２４ 参照光
２５ ミラー
２６ 光検出器
２７ 光検出器
２８ 比較増幅器
２９ レコーダーメーター
３０ 高周波コイル
３１ 発光線
３２ 回折格子
３３ Ｗ発光光
３４ 光電子増倍管
４１ シリコン基板
４２ Ｒｕ膜
４３ Ｃｏ汚染防止層
４４ レジスト層
４５ Ａｕ保護層
４６ ＦＩＢ加工用試料
４７ 基台部
４８ 突起部
４９ Ｃ保護層
５０ 針状部
５１ 観察用試料
６１ 針状試料
６２ 構成物質
６３ 構成物質
６４ 測定器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
針状試料の表面より、外部エネルギー或いは内部エネルギーにより原子１つ１つ或いは複数の元素からなるクラスター１集団１集団が外部空間に離脱することにより前記針状試料のナノレベルの構造組成を観察するためのナノレベル構造組成観察用試料の作製方法において、試料母体の表面に保護層を形成する工程、前記保護層上から加工を施すことによって前記試料母体を針状試料に加工する際に、針状試料の頂部から遊離した前記保護層成分を検出することによって加工の終点を検出する工程を有することを特徴とするナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【請求項２】
上記加工の終点を検出するために、測定用のレーザ光を上記針状試料の先端部近傍に照射して前記針状試料の頂部から遊離した保護層成分を原子吸光分析法により検出することを特徴とする請求項１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【請求項３】
上記加工の終点を検出するために、上記針状試料の先端部の近傍に設置した質量分析器により前記針状試料の頂部から遊離した保護層成分を検出することを特徴とする請求項１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【請求項４】
上記加工の終点を検出するために、上記針状試料の先端部の近傍に設置した発光分析器により前記針状試料の頂部から遊離した保護層成分を検出することを特徴とする請求項１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【請求項５】
針状試料の表面より、外部エネルギー或いは内部エネルギーにより原子１つ１つ或いは複数の元素からなるクラスター１集団１集団が外部空間に離脱することにより前記針状試料のナノレベルの構造組成を観察するためのナノレベル構造組成観察用試料の作製方法において、試料母体の表面に試料に対して選択的ウェット・エッチングが可能な介在層を介して保護層を形成する工程、前記保護層上から加工を施すことによって前記試料母体を針状試料に加工したのち、前記介在層を選択的ウェット・エッチングで除去する際に前記保護層も併せて除去する工程を有することを特徴とするナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【請求項１】
針状試料の表面より、外部エネルギー或いは内部エネルギーにより原子１つ１つ或いは複数の元素からなるクラスター１集団１集団が外部空間に離脱することにより前記針状試料のナノレベルの構造組成を観察するためのナノレベル構造組成観察用試料の作製方法において、試料母体の表面に保護層を形成する工程、前記保護層上から加工を施すことによって前記試料母体を針状試料に加工する際に、針状試料の頂部から遊離した前記保護層成分を検出することによって加工の終点を検出する工程を有することを特徴とするナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【請求項２】
上記加工の終点を検出するために、測定用のレーザ光を上記針状試料の先端部近傍に照射して前記針状試料の頂部から遊離した保護層成分を原子吸光分析法により検出することを特徴とする請求項１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【請求項３】
上記加工の終点を検出するために、上記針状試料の先端部の近傍に設置した質量分析器により前記針状試料の頂部から遊離した保護層成分を検出することを特徴とする請求項１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【請求項４】
上記加工の終点を検出するために、上記針状試料の先端部の近傍に設置した発光分析器により前記針状試料の頂部から遊離した保護層成分を検出することを特徴とする請求項１記載のナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【請求項５】
針状試料の表面より、外部エネルギー或いは内部エネルギーにより原子１つ１つ或いは複数の元素からなるクラスター１集団１集団が外部空間に離脱することにより前記針状試料のナノレベルの構造組成を観察するためのナノレベル構造組成観察用試料の作製方法において、試料母体の表面に試料に対して選択的ウェット・エッチングが可能な介在層を介して保護層を形成する工程、前記保護層上から加工を施すことによって前記試料母体を針状試料に加工したのち、前記介在層を選択的ウェット・エッチングで除去する際に前記保護層も併せて除去する工程を有することを特徴とするナノレベル構造組成観察用試料の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２５８６８０（Ｐ２００６−２５８６８０Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７８４４９（Ｐ２００５−７８４４９）
【出願日】平成１７年３月１８日（２００５．３．１８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１８日（２００５．３．１８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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