微小試料台集合体
【課題】 複数個の微小試料台を保管したり運搬する際の取り扱いを簡便とすること。
【解決手段】 微小試料台１０の集合体である微小試料台集合体５０は、複数の微小試料台１０がＸ方向に直線状に規則正しく配列され、このような列がＺ方向に突き抜けた空間ＳＰを挟んでＹ方向に並列に規則正しく配置されている。微小試料台１０同士は、連結リブ６０を介して直列に連結され、各列において最も外側にある微小試料台１０の一端が接続リブ８０を介して外枠７０の突起部７０ａに接続されている。微小試料台１０、連結リブ６０、外枠７０および接続リブ８０は、全てシリコン製であり、単結晶シリコンウエハ１０１から一体で作製される。微小試料台１０を分離するときは、連結リブ６０、接続リブ８０を折って切り離す。
【解決手段】 微小試料台１０の集合体である微小試料台集合体５０は、複数の微小試料台１０がＸ方向に直線状に規則正しく配列され、このような列がＺ方向に突き抜けた空間ＳＰを挟んでＹ方向に並列に規則正しく配置されている。微小試料台１０同士は、連結リブ６０を介して直列に連結され、各列において最も外側にある微小試料台１０の一端が接続リブ８０を介して外枠７０の突起部７０ａに接続されている。微小試料台１０、連結リブ６０、外枠７０および接続リブ８０は、全てシリコン製であり、単結晶シリコンウエハ１０１から一体で作製される。微小試料台１０を分離するときは、連結リブ６０、接続リブ８０を折って切り離す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡観察などに供するための微小試料片を固定する微小試料台を複数備える微小試料台集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや半導体デバイスから採取した微小試料片を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察するには、微小試料片の電子線照射領域（観察領域）を極力薄くする必要がある。このような薄片化技術としては、平板状の試料台を立設して、その上面に微小試料片を立てて固定し、微小試料片の表面にほぼ平行に、つまり試料台の上面にほぼ垂直に、集束イオンビームを照射して微小試料片を薄くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３５６８２号公報（第５頁、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような薄片化のための作業台として使用される微小試料台は、一般に、一度使用すると再使用はしない消耗品である。そのため、同じ品質のものを大量に生産できるとともに、微小試料台を使用する直前までは複数個をまとめて保管したり運搬する方が望ましい。しかし、従来は、複数個の微小試料台をまとめて保管したり運搬するということに配慮されておらず、取り扱いが煩雑であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）請求項１の発明による微小試料台集合体は、加工処理が施される微小試料を固定するための微小試料台であって、基部となる第１段と、微小試料が固定される固定部となる最上段とが多段形状とされた微小試料台を複数、平板状の素材の面内で２次元的に配列して互いに連結されていることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の微小試料台集合体において、平板状の素材はシリコンウエハであり、基部と固定部の積層方向をシリコンウエハの厚さ方向とし、微小試料台の各々はマイクロマシニング技術により多段形状に形成されていることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の微小試料台集合体において、複数の微小試料台を列状に連結して成る列状体を複数本備え、各列状体の間にはシリコンウエハが存在しない隙間空間を形成し、各列の両端部はシリコンウエハの周縁部と接続されていることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項３に記載の微小試料台集合体において、各列状体の間の隙間空間は、シリコンウエハに対して厚さ方向にダイシング処理した後、形成された溝をエッチング処理により除去して形成されることを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項３または４に記載の微小試料台集合体において、列状体をなす各微小試料台の間を接続する連結部におけるシリコンウエハの厚さ方向の厚みと、列状体をシリコンウエハの周縁部に接続する接続部におけるシリコンウエハの厚さ方向の厚みとは、シリコンウエハに対して、ダイシング処理とエッチング処理を施して制御されていることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の微小試料台集合体において、連結部および接続部は、基部の高さよりも薄く形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の微小試料台集合体によれば、複数の微小試料台が平板状の素材の面内で２次元的に配列されて互いに連結されているので、保管上、運搬上の利便性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態による微小試料台および微小試料台集合体について図１〜１５を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態による微小試料台を台座メッシュに貼り付けた状態を模式的に示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。図１では、ＸＹＺ直交座標で方向を表す。図１に示されるように、微小試料台１０は、ほぼ半円板形状の台座メッシュ１００の表面に貼着されている。微小試料台１０は、半導体ウエハや半導体デバイスから採取した平板状の微小試料片Ｓを保持して、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察あるいはオージェ電子分光（ＡＥＳ）等に供するために、微小試料片Ｓの薄片化調製を行う作業台として用いられる。そして、微小試料台１０は、顕微鏡観察あるいは分光分析の際には、薄片化された微小試料片Ｓを保持したまま顕微鏡装置あるいは分光装置にセットされる。
【０００８】
図２は、実施の形態による微小試料台集合体が形成された単結晶シリコンウエハを模式的に示す斜視図である。図２のＸＹＺ直交座標は図１の座標と対応している。微小試料台集合体５０は、図１に示した微小試料台１０の集合体であるが、図２では便宜上突起部の数を３つに省略して示している。図２に示されるように、複数の微小試料台１０がＸ方向に直線状に規則正しく配列された列状体をなし、このような列がＺ方向に突き抜けた空間ＳＰを挟んでＹ方向に並列に規則正しく配置されている。すなわち、複数の微小試料台１０は、単結晶シリコンウエハのＸ−Ｙ面（水平面）に沿った面内で互いに連結され、２次元分布している。
【０００９】
微小試料台１０同士は、連結リブ６０を介して直列に連結され、各列において最も外側にある微小試料台１０の一端が接続リブ８０を介して外枠７０の突起部７０ａに接続されている。したがって、微小試料台集合体５０は、外枠７０で支持された状態となっている。微小試料台１０、連結リブ６０、外枠７０および接続リブ８０は、全てシリコン製であり、後述する単結晶シリコンウエハから一体で作製される。なお、後に詳述するが、Ｙ方向に平行な溝Ｙ１は、連結リブ６０を形成するためのダイシングによるものであり、Ｙ方向に平行な外側の溝Ｙ２は、接続リブ８０を形成するためのダイシングによるものである。
【００１０】
図３は、実施の形態による微小試料台集合体の構造を模式的に示す部分斜視図である。図３のＸＹＺ直交座標も図１、図２の座標と対応している。図３に示されるように、微小試料台１０が連結リブ６０を介して直列に連結されている。図１（ｂ）に示されるように中心線ＳＰに対して左右対称であり、上下方向（Ｚ方向）に４段を有する多段構造であり、上方の段ほど厚さ（Ｙ方向の長さ）が薄い。また、微小試料台１０をＹ方向に見ると、微小試料台１０の第１段１１と第２段１２はＸ方向に延設されているが、第３段と第４段とから成る２段は、５つに分離しており、第３段１３〜５３と第４段１４〜５４とからそれぞれ構成される５つの突状部分は、Ｘ方向に配列して第２段１２の上面からＺ方向に突設されている。第３段と第４段とから成る突状部分１〜５は、高さ（Ｚ方向の長さ）及び厚さ（Ｙ方向の長さ）は一律であるが、幅（Ｘ方向の長さ）は微小試料片Ｓの寸法などに応じて任意に形成することができる。例えば、第４段１４〜５４の厚さを５μｍ一定とし、幅を５〜５００μｍの範囲で任意に変えることができる。連結リブ６０および接続リブ８０の厚さ（Ｚ方向の長さ）は、微小試料台１０の第１段１１の高さよりも薄く作製されている。
【００１１】
図１５は、図３に示される微小試料台１０の縦断面図であり、その断面は、突状部分１の中央を通ってＹ−Ｚ面に平行である。図１５は、段差による傾斜角度を示している。図１５（ａ）は、第４段１４のエッジ１４ｅと第３段１３のエッジ１３ｅとの傾斜角度θ１、図１５（ｂ）は、第４段１４のエッジ１４ｅと第２段１２のエッジ１２ｅとの傾斜角度θ２、図１５（ｃ）は、第４段１４のエッジ１４ｅと第１段１１のエッジ１１ｅとの傾斜角度θ３を表す。傾斜角度θ１は、５〜３０°に入るように、第４段１４の厚さと高さおよび第３段１３の厚さが調整されている。なお、傾斜角度θ１、θ２、θ３のすべてが５〜３０°であることが望ましい。
【００１２】
図１の状態で微小試料台１０を使用するときは、先ず、図２、図３に示したシリコンウエハ１０１から連結リブ６０および接続リブ８０を破断することにより微小試料台１０を分離する。分離の手順は後述する。次に、平板上の微小試料片Ｓの板面がＸＺ面と平行となるように、第４段１４〜５４の固定部のいずれかの上面（頂面）に微小試料片Ｓを立設する。設置の際には、半導体ウエハや半導体デバイスから採取した微小試料片Ｓを、例えばナノピンセットで挟持し、第４段１４〜５４の頂面上で位置および角度を合わせた後に、例えば接着剤で固定し、最後にナノピンセットを開いて微小試料片Ｓを解放する。
【００１３】
続いて、微小試料片Ｓの薄片化調製を行う。薄片化調製には、集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）で加工する方法が用いられる。ＦＩＢ加工法では、例えば細く絞ったＧａ＋ビームを−Ｚ方向に向けて微小試料片Ｓへ照射することにより、０．１μｍレベルに薄片化する。このとき、最上段の第４段１４も同時に薄く加工される。このＦＩＢ加工段階では、微小試料片Ｓ表面にＧａ＋ビームの照射による加工変質層や付着物などが存在するため、これらを除去する必要がある。その仕上げ加工には、図１（ｂ）に示されるように、例えばＡｒ＋ビームをＹＺ面に対して低角度で、微小試料台１０の下方から微小試料片Ｓへ照射するイオンミリングの手法が用いられる。その後に微小試料片ＳのＴＥＭ観察あるいはＡＥＳ微小分析等を行う。例えばＴＥＭ観察の際、ＦＩＢ加工とイオンミリングにより薄片化調製された微小試料片Ｓを図１（ａ）のようにセットした場合、ＴＥＭの電子線の向きはＹ方向である。
【００１４】
次に、本実施の形態の微小試料台１０の製造工程について、図４〜図１１に示す工程Ａから工程Ｕまでを詳しく説明する。図４〜図１１でも、図１〜３に対応させたＸＹＺ直交座標で方向を表す。
本実施の形態の微小試料台１０は、表面が（００１）面の単結晶シリコンウエハを材料として作製され、微小試料台１０の上下方向（Ｚ方向）が単結晶シリコンウエハの厚さ方向となるように形成される。
【００１５】
図４は、微小試料台１０の製造工程Ａ〜Ｄを説明する図であり、図４（ａ１）〜（ａ４）は微小試料台１０が形成される単結晶シリコンウエハの部分平面図、図４（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図４（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
工程Ａでは、単結晶シリコンウエハ１０１を酸化炉中で熱酸化することにより、単結晶シリコンウエハ１０１の表裏両面にＳｉＯ２層１０２ａ，１０２ｂを形成する。なお、シリコンウエハ１０１の表面は、単結晶Ｓｉの主面（１００）を選ぶ。
工程Ｂでは、ＳｉＯ２層１０２の表面にスピンコータによりレジストを塗布し、ホットプレートを用いてプリベークを行う。
工程Ｃでは、フォトマスクを用い、マスクアライナーによりレジスト１０３のパターン露光と現像を行う。図４（ａ３）に示すように、Ｘ方向に形成された５個のパターンを含む領域が１つの微小試料台１０を構成する単位となるので、図４（ａ３）には３つの単位Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が示されている。
工程Ｄでは、レジスト１０３をマスクとしてＳｉＯ２層１０２ａをバッファード弗酸でウエットエッチングする。裏面全面に形成されていたＳｉＯ２層１０２ｂは、ウエットエッチングにより除去される。
【００１６】
図５は、微小試料台１０の製造工程Ｅ〜Ｈを説明する図であり、図５（ａ１）〜（ａ４）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図５（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図５（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
工程Ｅでは、残存するレジスト１０３をリムーバでウエットエッチングすることで除去する。
工程Ｆでは、シリコンウエハ１０１のＳｉＯ２層１０２ａが形成された面にスパッタリングによりＡｌ膜１０４を成膜する。
工程Ｇでは、Ａｌ膜１０４の表面にスピンコータによりレジストを塗布し、ホットプレートを用いてプリベークを行う。
工程Ｈでは、フォトマスクを用い、マスクアライナーによりレジスト１０５のパターン露光を行う。
【００１７】
図６は、微小試料台１０の製造工程Ｉ、Ｊを説明する図であり、図６（ａ１）、（ａ２）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図６（ｂ１）、（ｂ２）は、それぞれ図６（ａ１）、（ａ２）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
工程Ｉでは、レジスト１０５をマスクとしてＡｌ膜１０４を混酸Ｐ液でウエットエッチングする。ＳｉＯ２層１０２ａ、Ａｌ膜１０４およびレジスト１０５からなる３層がパターン状に残る。
工程Ｊでは、残存するレジスト１０５をリムーバでウエットエッチングすることで除去する。
【００１８】
図７は、微小試料台１０の製造工程Ｋを説明する図であり、図７（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図７（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。図７（ａ）の部分平面図は、図７（ｃ）の斜線部Ｃに対応する。この斜線部Ｃは図４（ａ３）に示したＣ１＋Ｃ２＋Ｃ３に相当する。
工程Ｋでは、図７（ａ）、（ｃ）のＹ方向にダイシングを行い、シリコンウエハ１０１の厚さの途中までの深さｄ１の溝Ｙ１とＹ２を形成する。溝Ｙ１は、シリコンウエハ１０１中央部のみに形成するのに対し、溝Ｙ２は、シリコンウエハ１０１の表面の端から端まで形成する。
【００１９】
図８は、微小試料台１０の製造工程Ｌを説明する図であり、図８（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図８（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。図８（ａ）の部分平面図は、図８（ｃ）の斜線部Ｃに対応する。
工程Ｌでは、図８（ａ）、（ｃ）のＸ方向にダイシングを行い、シリコンウエハ１０１の厚さの途中までの深さｄ２（＜ｄ１）の溝Ｘ１〜Ｘ４を形成する。
【００２０】
図９は、微小試料台１０の製造工程Ｍを説明する図であり、図９（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図９（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。図９（ａ）の部分平面図は、図９（ｃ）の斜線部Ｃに対応する。
工程Ｍでは、工程Ｌで形成された溝Ｘ１〜Ｘ４の底面中央にダイシングにより溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａを入れて段差を形成する。溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａの深さｄ３は、シリコンウエハ１０１の裏面までは達しないが、溝Ｙ１の深さｄ１より深く、溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａの幅は溝Ｘ１〜Ｘ４よりも狭い。
【００２１】
ここで、工程Ｋ〜Ｍで用いられるダイシングについて説明する。
図１２は、図９に示す工程Ｍにおける微小試料台１０を、溝Ｘ１、Ｘ１ａを通るＸ−Ｚ面で切断して見た部分側面図である。図示されるように、溝Ｘ１は、ダイシング装置の回転刃ＤＢ１の高さ位置をａ１として回転刃ＤＢ１を＋Ｘ方向に送ることにより形成される。同様に、溝Ｘ１ａは、刃厚がＤＢ１より薄い回転刃ＤＢ２の高さ位置をａ２（＜ａ１）として回転刃ＤＢ２を＋Ｘ方向に送ることにより形成される。溝Ｙ１は、回転刃の送り方向がＹ方向となり、同様に形成される。なお、シリコンウエハ１０１の厚さはｔで表している。
【００２２】
上記の溝加工は、図１３に示す方法で行われる。図１３は、ダイシングによる溝加工を概念的に説明する斜視図である。図２に示したように、溝Ｙ２はシリコンウエハ１０１表面の端から端までダイシングして形成するが、溝Ｙ１はシリコンウエハ１０１の中央部のみにダイシングする。このようなカットをチョッパー・トラバースカットと言う。溝Ｙ１の形成では、位置ｂ１で回転刃ＤＢをシリコンウエハ１０１表面から深さｄ２だけ下降させ、回転刃ＤＢを水平に送りながらカットする。位置ｂ２で回転刃ＤＢをシリコンウエハ１０１から上昇させてカットを終了する。２回目のチョッパー・トラバースカットを行うときは、回転刃ＤＢを位置ｂ２から別の位置に移動させる。２回目のカットでは、回転刃ＤＢの送り方向は１回目と同じ方向でもよいし、逆方向でもよいが、同じ方向とするのがカット条件を設定する上で簡便である。
【００２３】
図１０は、微小試料台１０の工程Ｍに続く製造工程Ｎ〜Ｑを説明する図であり、図１０（ａ１）〜（ａ４）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図１０（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図１０（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
工程Ｎでは、Ａｌ膜１０４のパターンをマスクとしてＩＣＰ−ＲＩＥ（inductively coupled plasma - reactive ion etching）により、シリコンウエハ１０１を厚さ方向（−Ｚ方向）にドライエッチングする。このドライエッチングにより、シリコンウエハ１０１のＡｌ膜１０４のパターンが存在しない領域は一様に厚さを減じ、溝Ｙ１、溝Ｘ１〜Ｘ４、溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａも一様に深くなるが、最も深い溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａがシリコンウエハ１０１の裏面までは達しないようにエッチングを制御する。この工程で、図１０（ｂ２）に示されるように、多段状の微小試料台の原型となる３段のステップが形成される。
工程Ｏでは、Ａｌ膜１０４のパターンを混酸Ｐ液でウエットエッチングして除去する。
【００２４】
工程Ｐでは、露出したＳｉＯ２層１０２ａのパターンをマスクとしてＩＣＰ−ＲＩＥによりシリコンウエハ１０１を厚さ方向（−Ｚ方向）にドライエッチングする。このドライエッチングにより、シリコンウエハ１０１のＳｉＯ２層１０２ａのパターンが存在しない領域は一様に厚さを減じる。溝Ｙ１、溝Ｘ１〜Ｘ４、溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａも一様に深くなるが、最も深い溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａがシリコンウエハ１０１の裏面までは達しないようにエッチングを制御する。そして、３段のステップがそれぞれ掘り下げられるとともに、ＳｉＯ２層１０２ａのパターンによる最上段のステップが新たに形成され、図１０（ｂ３）に示されるように、４段のステップが形成される。
工程Ｑでは、ＳｉＯ２層１０２ａのパターンをバッファード弗酸でウエットエッチングして除去する。
【００２５】
図１１は、微小試料台１０の製造工程Ｒ〜Ｕを説明する図であり、図１１（ａ１）〜（ａ４）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図１１（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図１１（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
工程Ｒでは、微小試料台１０の構造が形成されつつあるシリコンウエハ１０１の熱酸化を行い、全面に熱酸化膜１０６を形成する。熱酸化膜１０６は、以後のウエットエッチングに対する保護膜となる。
工程Ｓでは、ＲＩＥによりシリコンウエハ１０１の裏面１０１Ａに形成された熱酸化膜１０６をエッチング除去する。
工程Ｔでは、ウエットエッチングによりシリコンウエハ１０１の裏面側の層を除去する。このエッチングは、溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａの底面に形成されている熱酸化膜１０６に到達した時点で中止する。
工程Ｕでは、シリコンウエハ１０１の表面に残っている熱酸化膜１０６をエッチング除去する。溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａは、シリコンウエハ１０１の裏面側に突き抜け、微小試料台１０同士の間にはＸ方向に延在する空間（図２に示す空間ＳＰに同じ）が形成される。この段階で、溝Ｙ１はシリコンウエハ１０１の裏面まで達していない。
【００２６】
上述した工程Ａ〜Ｕにより、図２に示したように、溝Ｙ１の下方部分が連結リブ６０となり、微小試料台１０は、連結リブ６０を介してＸ方向に一列に連なる。また、溝Ｙ２も溝Ｙ１と同様にシリコンウエハ１０１の裏面までは達せず、溝Ｙ２の下方部分が接続リブ８０となり、微小試料台１０の列が、接続リブ８０を介してＸ方向で外枠７０に接続される。すなわち、本実施の形態の微小試料台集合体５０は、外枠７０で支持された構造となる。
【００２７】
図１４は、図２に示す微小試料台集合体５０が形成されたシリコンウエハ１０１から個々の微小試料台１０を分離する手順を説明する図である。
図１４（ａ）は、図１１の工程Ｕが終了した時のシリコンウエハ１０１であり、溝Ｙ１，Ｙ２、溝Ｘ１〜Ｘ４が形成されている。図１４（ｂ１）と図１４（ｂ１）の側面図である図１４（ｂ２）に示されるように、図中、上下２本の溝Ｙ２の間隔にほぼ等しい幅の平板上の２枚の治具２０１でシリコンウエハ１０１を挟み込む。図１４（ｃ１）と図１４（ｃ１）の側面図である図１４（ｃ２）に示されるように、治具２０１を当接していない外枠７０の上下部分７１を溝Ｙ２に沿って折って切り離す。上下部分７１の切り離しにより、図１４（ｄ）に示される外枠７０の左右部分７２も分離する。最後に、図１４（ｅ）の側面図に示される連結リブ６０を、例えばピンセットを使用して切り離すことにより、各微小試料台１０を分離する。このような分離作業は、ユーザーが簡便に行うことができる。
【００２８】
上記の製造工程Ａ〜Ｕでは、３個の微小試料台１０についての一連の作製手順を説明したが、実際の製造工程は、シリコンウエハ単位で行われる、いわゆるバッチ処理である。このバッチ処理では、フォトリソグラフィーやダイシングなどを用いるマイクロマシニングにより、１枚のシリコンウエハから多数の微小試料台１０を一括で作製することができ、大幅な製造コストの削減が期待できるものである。さらに、微小試料台１０の高さ方向がシリコンウエハの厚さ方向になるように加工するので、材料を無駄なく使用できる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態の微小試料台１０、微小試料台集合体５０は、下記（１）〜（３）の作用効果を奏する。
（１）微小試料台１０の分離作業は、ユーザーが使用直前に簡便に行うことができるので、微小試料台集合体５０としてまとめて保管あるいは運搬でき、取り扱い上の利便性に優れる。
（２）マイクロマシニング技術によりシリコンウエハから微小試料台１０を一体で多数同時に作製できるので、１個当りの製造コストを大幅に削減できる。また、微小試料台１０の高さ方向がシリコンウエハの厚さ方向になるので、材料取りに有利である。
（３）厚さ方向に対称形状を呈するので、厚さを薄く形成してもバランスが保たれ、ＦＩＢ加工中や加工後の形状安定性が高い。さらに、対称構造であるので、非対称のものと比べて製造プロセスを単純化できる。
【００３０】
上記の実施の形態による微小試料台１０、微小試料台集合体５０には様々な変形が考えられる。例えば、連結リブ６０、接続リブ８０の厚さは、それぞれ溝Ｙ１、Ｙ２の切り込み深さを変えることによって調整できる。リブの厚さが厚いほど、分離し難いが、微小試料台集合体５０としての強度的な安定性は向上する。
【００３１】
本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。例えば、材料としてはシリコンウエハに限らず、各種の平板状素材を使用することができる。また、ダイシング処理を行わず、エッチング処理のみで溝や隙間空間を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係る微小試料台を台座メッシュに貼り付けた状態を模式的に示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る微小試料台集合体が形成された単結晶シリコンウエハを模式的に示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係る微小試料台集合体の構造を模式的に示す部分斜視図である。
【図４】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ａ〜Ｄを説明する図であり、図４（ａ１）〜（ａ４）は材料であるシリコンウエハ１０１の部分平面図、図４（ｂ１）〜（ｂ４）はＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図５】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｅ〜Ｈを説明する図であり、図５（ａ１）〜（ａ４）は材料であるシリコンウエハ１０１の部分平面図、図５（ｂ１）〜（ｂ４）はＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図６】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｉ、Ｊを説明する図であり、図６（ａ１）、（ａ２）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図６（ｂ１）、（ｂ２）は、それぞれ図６（ａ１）、（ａ２）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図７】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｋを説明する図であり、図７（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図７（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。
【図８】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｌを説明する図であり、図８（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図８（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。
【図９】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｍを説明する図であり、図９（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図９（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。
【図１０】実施の形態に係る微小試料台の工程Ｍに続く製造工程Ｎ〜Ｑを説明する図であり、図１０（ａ１）〜（ａ４）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図１０（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図１０（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図１１】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｒ〜Ｕを説明する図であり、図１１（ａ１）〜（ａ４）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図１１（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図１１（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図１２】微小試料台１０を溝Ｘ１、Ｘ１ａを通るＸ−Ｚ面で切断して見た部分側面断面図である。
【図１３】ダイシングによる溝加工を概念的に説明する斜視図である。
【図１４】図２に示す微小試料台集合体５０が形成されたシリコンウエハ１０１から個々の微小試料台１０を分離する手順を説明する図である。
【図１５】図３に示される微小試料台１０の縦断面図であり、段差による傾斜角度を示す。
【符号の説明】
【００３３】
１〜５：突状部分 １０：微小試料台
１１：第１段 １２：第２段
１３，２３，３３，４３，５３：第３段
１４，２４，３４，４４，５４：第４段
５０：微小試料台集合体 ６０：連結リブ
７０：外枠 ８０：接続リブ
１００：台座メッシュ １０１：シリコンウエハ
１０２：ＳｉＯ２層 １０３，１０５：レジスト
１０４：Ａｌ膜 １０６：熱酸化膜
ＤＢ，ＤＢ１，ＤＢ２：回転刃 Ｓ：微小試料片
Ｘ１〜Ｘ４、Ｘ１ａ〜Ｘ４ａ、Ｙ１，Ｙ２：溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡観察などに供するための微小試料片を固定する微小試料台を複数備える微小試料台集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや半導体デバイスから採取した微小試料片を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察するには、微小試料片の電子線照射領域（観察領域）を極力薄くする必要がある。このような薄片化技術としては、平板状の試料台を立設して、その上面に微小試料片を立てて固定し、微小試料片の表面にほぼ平行に、つまり試料台の上面にほぼ垂直に、集束イオンビームを照射して微小試料片を薄くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３５６８２号公報（第５頁、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような薄片化のための作業台として使用される微小試料台は、一般に、一度使用すると再使用はしない消耗品である。そのため、同じ品質のものを大量に生産できるとともに、微小試料台を使用する直前までは複数個をまとめて保管したり運搬する方が望ましい。しかし、従来は、複数個の微小試料台をまとめて保管したり運搬するということに配慮されておらず、取り扱いが煩雑であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）請求項１の発明による微小試料台集合体は、加工処理が施される微小試料を固定するための微小試料台であって、基部となる第１段と、微小試料が固定される固定部となる最上段とが多段形状とされた微小試料台を複数、平板状の素材の面内で２次元的に配列して互いに連結されていることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の微小試料台集合体において、平板状の素材はシリコンウエハであり、基部と固定部の積層方向をシリコンウエハの厚さ方向とし、微小試料台の各々はマイクロマシニング技術により多段形状に形成されていることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の微小試料台集合体において、複数の微小試料台を列状に連結して成る列状体を複数本備え、各列状体の間にはシリコンウエハが存在しない隙間空間を形成し、各列の両端部はシリコンウエハの周縁部と接続されていることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項３に記載の微小試料台集合体において、各列状体の間の隙間空間は、シリコンウエハに対して厚さ方向にダイシング処理した後、形成された溝をエッチング処理により除去して形成されることを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項３または４に記載の微小試料台集合体において、列状体をなす各微小試料台の間を接続する連結部におけるシリコンウエハの厚さ方向の厚みと、列状体をシリコンウエハの周縁部に接続する接続部におけるシリコンウエハの厚さ方向の厚みとは、シリコンウエハに対して、ダイシング処理とエッチング処理を施して制御されていることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の微小試料台集合体において、連結部および接続部は、基部の高さよりも薄く形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の微小試料台集合体によれば、複数の微小試料台が平板状の素材の面内で２次元的に配列されて互いに連結されているので、保管上、運搬上の利便性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態による微小試料台および微小試料台集合体について図１〜１５を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態による微小試料台を台座メッシュに貼り付けた状態を模式的に示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。図１では、ＸＹＺ直交座標で方向を表す。図１に示されるように、微小試料台１０は、ほぼ半円板形状の台座メッシュ１００の表面に貼着されている。微小試料台１０は、半導体ウエハや半導体デバイスから採取した平板状の微小試料片Ｓを保持して、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察あるいはオージェ電子分光（ＡＥＳ）等に供するために、微小試料片Ｓの薄片化調製を行う作業台として用いられる。そして、微小試料台１０は、顕微鏡観察あるいは分光分析の際には、薄片化された微小試料片Ｓを保持したまま顕微鏡装置あるいは分光装置にセットされる。
【０００８】
図２は、実施の形態による微小試料台集合体が形成された単結晶シリコンウエハを模式的に示す斜視図である。図２のＸＹＺ直交座標は図１の座標と対応している。微小試料台集合体５０は、図１に示した微小試料台１０の集合体であるが、図２では便宜上突起部の数を３つに省略して示している。図２に示されるように、複数の微小試料台１０がＸ方向に直線状に規則正しく配列された列状体をなし、このような列がＺ方向に突き抜けた空間ＳＰを挟んでＹ方向に並列に規則正しく配置されている。すなわち、複数の微小試料台１０は、単結晶シリコンウエハのＸ−Ｙ面（水平面）に沿った面内で互いに連結され、２次元分布している。
【０００９】
微小試料台１０同士は、連結リブ６０を介して直列に連結され、各列において最も外側にある微小試料台１０の一端が接続リブ８０を介して外枠７０の突起部７０ａに接続されている。したがって、微小試料台集合体５０は、外枠７０で支持された状態となっている。微小試料台１０、連結リブ６０、外枠７０および接続リブ８０は、全てシリコン製であり、後述する単結晶シリコンウエハから一体で作製される。なお、後に詳述するが、Ｙ方向に平行な溝Ｙ１は、連結リブ６０を形成するためのダイシングによるものであり、Ｙ方向に平行な外側の溝Ｙ２は、接続リブ８０を形成するためのダイシングによるものである。
【００１０】
図３は、実施の形態による微小試料台集合体の構造を模式的に示す部分斜視図である。図３のＸＹＺ直交座標も図１、図２の座標と対応している。図３に示されるように、微小試料台１０が連結リブ６０を介して直列に連結されている。図１（ｂ）に示されるように中心線ＳＰに対して左右対称であり、上下方向（Ｚ方向）に４段を有する多段構造であり、上方の段ほど厚さ（Ｙ方向の長さ）が薄い。また、微小試料台１０をＹ方向に見ると、微小試料台１０の第１段１１と第２段１２はＸ方向に延設されているが、第３段と第４段とから成る２段は、５つに分離しており、第３段１３〜５３と第４段１４〜５４とからそれぞれ構成される５つの突状部分は、Ｘ方向に配列して第２段１２の上面からＺ方向に突設されている。第３段と第４段とから成る突状部分１〜５は、高さ（Ｚ方向の長さ）及び厚さ（Ｙ方向の長さ）は一律であるが、幅（Ｘ方向の長さ）は微小試料片Ｓの寸法などに応じて任意に形成することができる。例えば、第４段１４〜５４の厚さを５μｍ一定とし、幅を５〜５００μｍの範囲で任意に変えることができる。連結リブ６０および接続リブ８０の厚さ（Ｚ方向の長さ）は、微小試料台１０の第１段１１の高さよりも薄く作製されている。
【００１１】
図１５は、図３に示される微小試料台１０の縦断面図であり、その断面は、突状部分１の中央を通ってＹ−Ｚ面に平行である。図１５は、段差による傾斜角度を示している。図１５（ａ）は、第４段１４のエッジ１４ｅと第３段１３のエッジ１３ｅとの傾斜角度θ１、図１５（ｂ）は、第４段１４のエッジ１４ｅと第２段１２のエッジ１２ｅとの傾斜角度θ２、図１５（ｃ）は、第４段１４のエッジ１４ｅと第１段１１のエッジ１１ｅとの傾斜角度θ３を表す。傾斜角度θ１は、５〜３０°に入るように、第４段１４の厚さと高さおよび第３段１３の厚さが調整されている。なお、傾斜角度θ１、θ２、θ３のすべてが５〜３０°であることが望ましい。
【００１２】
図１の状態で微小試料台１０を使用するときは、先ず、図２、図３に示したシリコンウエハ１０１から連結リブ６０および接続リブ８０を破断することにより微小試料台１０を分離する。分離の手順は後述する。次に、平板上の微小試料片Ｓの板面がＸＺ面と平行となるように、第４段１４〜５４の固定部のいずれかの上面（頂面）に微小試料片Ｓを立設する。設置の際には、半導体ウエハや半導体デバイスから採取した微小試料片Ｓを、例えばナノピンセットで挟持し、第４段１４〜５４の頂面上で位置および角度を合わせた後に、例えば接着剤で固定し、最後にナノピンセットを開いて微小試料片Ｓを解放する。
【００１３】
続いて、微小試料片Ｓの薄片化調製を行う。薄片化調製には、集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）で加工する方法が用いられる。ＦＩＢ加工法では、例えば細く絞ったＧａ＋ビームを−Ｚ方向に向けて微小試料片Ｓへ照射することにより、０．１μｍレベルに薄片化する。このとき、最上段の第４段１４も同時に薄く加工される。このＦＩＢ加工段階では、微小試料片Ｓ表面にＧａ＋ビームの照射による加工変質層や付着物などが存在するため、これらを除去する必要がある。その仕上げ加工には、図１（ｂ）に示されるように、例えばＡｒ＋ビームをＹＺ面に対して低角度で、微小試料台１０の下方から微小試料片Ｓへ照射するイオンミリングの手法が用いられる。その後に微小試料片ＳのＴＥＭ観察あるいはＡＥＳ微小分析等を行う。例えばＴＥＭ観察の際、ＦＩＢ加工とイオンミリングにより薄片化調製された微小試料片Ｓを図１（ａ）のようにセットした場合、ＴＥＭの電子線の向きはＹ方向である。
【００１４】
次に、本実施の形態の微小試料台１０の製造工程について、図４〜図１１に示す工程Ａから工程Ｕまでを詳しく説明する。図４〜図１１でも、図１〜３に対応させたＸＹＺ直交座標で方向を表す。
本実施の形態の微小試料台１０は、表面が（００１）面の単結晶シリコンウエハを材料として作製され、微小試料台１０の上下方向（Ｚ方向）が単結晶シリコンウエハの厚さ方向となるように形成される。
【００１５】
図４は、微小試料台１０の製造工程Ａ〜Ｄを説明する図であり、図４（ａ１）〜（ａ４）は微小試料台１０が形成される単結晶シリコンウエハの部分平面図、図４（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図４（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
工程Ａでは、単結晶シリコンウエハ１０１を酸化炉中で熱酸化することにより、単結晶シリコンウエハ１０１の表裏両面にＳｉＯ２層１０２ａ，１０２ｂを形成する。なお、シリコンウエハ１０１の表面は、単結晶Ｓｉの主面（１００）を選ぶ。
工程Ｂでは、ＳｉＯ２層１０２の表面にスピンコータによりレジストを塗布し、ホットプレートを用いてプリベークを行う。
工程Ｃでは、フォトマスクを用い、マスクアライナーによりレジスト１０３のパターン露光と現像を行う。図４（ａ３）に示すように、Ｘ方向に形成された５個のパターンを含む領域が１つの微小試料台１０を構成する単位となるので、図４（ａ３）には３つの単位Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が示されている。
工程Ｄでは、レジスト１０３をマスクとしてＳｉＯ２層１０２ａをバッファード弗酸でウエットエッチングする。裏面全面に形成されていたＳｉＯ２層１０２ｂは、ウエットエッチングにより除去される。
【００１６】
図５は、微小試料台１０の製造工程Ｅ〜Ｈを説明する図であり、図５（ａ１）〜（ａ４）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図５（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図５（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
工程Ｅでは、残存するレジスト１０３をリムーバでウエットエッチングすることで除去する。
工程Ｆでは、シリコンウエハ１０１のＳｉＯ２層１０２ａが形成された面にスパッタリングによりＡｌ膜１０４を成膜する。
工程Ｇでは、Ａｌ膜１０４の表面にスピンコータによりレジストを塗布し、ホットプレートを用いてプリベークを行う。
工程Ｈでは、フォトマスクを用い、マスクアライナーによりレジスト１０５のパターン露光を行う。
【００１７】
図６は、微小試料台１０の製造工程Ｉ、Ｊを説明する図であり、図６（ａ１）、（ａ２）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図６（ｂ１）、（ｂ２）は、それぞれ図６（ａ１）、（ａ２）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
工程Ｉでは、レジスト１０５をマスクとしてＡｌ膜１０４を混酸Ｐ液でウエットエッチングする。ＳｉＯ２層１０２ａ、Ａｌ膜１０４およびレジスト１０５からなる３層がパターン状に残る。
工程Ｊでは、残存するレジスト１０５をリムーバでウエットエッチングすることで除去する。
【００１８】
図７は、微小試料台１０の製造工程Ｋを説明する図であり、図７（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図７（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。図７（ａ）の部分平面図は、図７（ｃ）の斜線部Ｃに対応する。この斜線部Ｃは図４（ａ３）に示したＣ１＋Ｃ２＋Ｃ３に相当する。
工程Ｋでは、図７（ａ）、（ｃ）のＹ方向にダイシングを行い、シリコンウエハ１０１の厚さの途中までの深さｄ１の溝Ｙ１とＹ２を形成する。溝Ｙ１は、シリコンウエハ１０１中央部のみに形成するのに対し、溝Ｙ２は、シリコンウエハ１０１の表面の端から端まで形成する。
【００１９】
図８は、微小試料台１０の製造工程Ｌを説明する図であり、図８（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図８（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。図８（ａ）の部分平面図は、図８（ｃ）の斜線部Ｃに対応する。
工程Ｌでは、図８（ａ）、（ｃ）のＸ方向にダイシングを行い、シリコンウエハ１０１の厚さの途中までの深さｄ２（＜ｄ１）の溝Ｘ１〜Ｘ４を形成する。
【００２０】
図９は、微小試料台１０の製造工程Ｍを説明する図であり、図９（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図９（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。図９（ａ）の部分平面図は、図９（ｃ）の斜線部Ｃに対応する。
工程Ｍでは、工程Ｌで形成された溝Ｘ１〜Ｘ４の底面中央にダイシングにより溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａを入れて段差を形成する。溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａの深さｄ３は、シリコンウエハ１０１の裏面までは達しないが、溝Ｙ１の深さｄ１より深く、溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａの幅は溝Ｘ１〜Ｘ４よりも狭い。
【００２１】
ここで、工程Ｋ〜Ｍで用いられるダイシングについて説明する。
図１２は、図９に示す工程Ｍにおける微小試料台１０を、溝Ｘ１、Ｘ１ａを通るＸ−Ｚ面で切断して見た部分側面図である。図示されるように、溝Ｘ１は、ダイシング装置の回転刃ＤＢ１の高さ位置をａ１として回転刃ＤＢ１を＋Ｘ方向に送ることにより形成される。同様に、溝Ｘ１ａは、刃厚がＤＢ１より薄い回転刃ＤＢ２の高さ位置をａ２（＜ａ１）として回転刃ＤＢ２を＋Ｘ方向に送ることにより形成される。溝Ｙ１は、回転刃の送り方向がＹ方向となり、同様に形成される。なお、シリコンウエハ１０１の厚さはｔで表している。
【００２２】
上記の溝加工は、図１３に示す方法で行われる。図１３は、ダイシングによる溝加工を概念的に説明する斜視図である。図２に示したように、溝Ｙ２はシリコンウエハ１０１表面の端から端までダイシングして形成するが、溝Ｙ１はシリコンウエハ１０１の中央部のみにダイシングする。このようなカットをチョッパー・トラバースカットと言う。溝Ｙ１の形成では、位置ｂ１で回転刃ＤＢをシリコンウエハ１０１表面から深さｄ２だけ下降させ、回転刃ＤＢを水平に送りながらカットする。位置ｂ２で回転刃ＤＢをシリコンウエハ１０１から上昇させてカットを終了する。２回目のチョッパー・トラバースカットを行うときは、回転刃ＤＢを位置ｂ２から別の位置に移動させる。２回目のカットでは、回転刃ＤＢの送り方向は１回目と同じ方向でもよいし、逆方向でもよいが、同じ方向とするのがカット条件を設定する上で簡便である。
【００２３】
図１０は、微小試料台１０の工程Ｍに続く製造工程Ｎ〜Ｑを説明する図であり、図１０（ａ１）〜（ａ４）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図１０（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図１０（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
工程Ｎでは、Ａｌ膜１０４のパターンをマスクとしてＩＣＰ−ＲＩＥ（inductively coupled plasma - reactive ion etching）により、シリコンウエハ１０１を厚さ方向（−Ｚ方向）にドライエッチングする。このドライエッチングにより、シリコンウエハ１０１のＡｌ膜１０４のパターンが存在しない領域は一様に厚さを減じ、溝Ｙ１、溝Ｘ１〜Ｘ４、溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａも一様に深くなるが、最も深い溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａがシリコンウエハ１０１の裏面までは達しないようにエッチングを制御する。この工程で、図１０（ｂ２）に示されるように、多段状の微小試料台の原型となる３段のステップが形成される。
工程Ｏでは、Ａｌ膜１０４のパターンを混酸Ｐ液でウエットエッチングして除去する。
【００２４】
工程Ｐでは、露出したＳｉＯ２層１０２ａのパターンをマスクとしてＩＣＰ−ＲＩＥによりシリコンウエハ１０１を厚さ方向（−Ｚ方向）にドライエッチングする。このドライエッチングにより、シリコンウエハ１０１のＳｉＯ２層１０２ａのパターンが存在しない領域は一様に厚さを減じる。溝Ｙ１、溝Ｘ１〜Ｘ４、溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａも一様に深くなるが、最も深い溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａがシリコンウエハ１０１の裏面までは達しないようにエッチングを制御する。そして、３段のステップがそれぞれ掘り下げられるとともに、ＳｉＯ２層１０２ａのパターンによる最上段のステップが新たに形成され、図１０（ｂ３）に示されるように、４段のステップが形成される。
工程Ｑでは、ＳｉＯ２層１０２ａのパターンをバッファード弗酸でウエットエッチングして除去する。
【００２５】
図１１は、微小試料台１０の製造工程Ｒ〜Ｕを説明する図であり、図１１（ａ１）〜（ａ４）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図１１（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図１１（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
工程Ｒでは、微小試料台１０の構造が形成されつつあるシリコンウエハ１０１の熱酸化を行い、全面に熱酸化膜１０６を形成する。熱酸化膜１０６は、以後のウエットエッチングに対する保護膜となる。
工程Ｓでは、ＲＩＥによりシリコンウエハ１０１の裏面１０１Ａに形成された熱酸化膜１０６をエッチング除去する。
工程Ｔでは、ウエットエッチングによりシリコンウエハ１０１の裏面側の層を除去する。このエッチングは、溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａの底面に形成されている熱酸化膜１０６に到達した時点で中止する。
工程Ｕでは、シリコンウエハ１０１の表面に残っている熱酸化膜１０６をエッチング除去する。溝Ｘ１ａ〜Ｘ４ａは、シリコンウエハ１０１の裏面側に突き抜け、微小試料台１０同士の間にはＸ方向に延在する空間（図２に示す空間ＳＰに同じ）が形成される。この段階で、溝Ｙ１はシリコンウエハ１０１の裏面まで達していない。
【００２６】
上述した工程Ａ〜Ｕにより、図２に示したように、溝Ｙ１の下方部分が連結リブ６０となり、微小試料台１０は、連結リブ６０を介してＸ方向に一列に連なる。また、溝Ｙ２も溝Ｙ１と同様にシリコンウエハ１０１の裏面までは達せず、溝Ｙ２の下方部分が接続リブ８０となり、微小試料台１０の列が、接続リブ８０を介してＸ方向で外枠７０に接続される。すなわち、本実施の形態の微小試料台集合体５０は、外枠７０で支持された構造となる。
【００２７】
図１４は、図２に示す微小試料台集合体５０が形成されたシリコンウエハ１０１から個々の微小試料台１０を分離する手順を説明する図である。
図１４（ａ）は、図１１の工程Ｕが終了した時のシリコンウエハ１０１であり、溝Ｙ１，Ｙ２、溝Ｘ１〜Ｘ４が形成されている。図１４（ｂ１）と図１４（ｂ１）の側面図である図１４（ｂ２）に示されるように、図中、上下２本の溝Ｙ２の間隔にほぼ等しい幅の平板上の２枚の治具２０１でシリコンウエハ１０１を挟み込む。図１４（ｃ１）と図１４（ｃ１）の側面図である図１４（ｃ２）に示されるように、治具２０１を当接していない外枠７０の上下部分７１を溝Ｙ２に沿って折って切り離す。上下部分７１の切り離しにより、図１４（ｄ）に示される外枠７０の左右部分７２も分離する。最後に、図１４（ｅ）の側面図に示される連結リブ６０を、例えばピンセットを使用して切り離すことにより、各微小試料台１０を分離する。このような分離作業は、ユーザーが簡便に行うことができる。
【００２８】
上記の製造工程Ａ〜Ｕでは、３個の微小試料台１０についての一連の作製手順を説明したが、実際の製造工程は、シリコンウエハ単位で行われる、いわゆるバッチ処理である。このバッチ処理では、フォトリソグラフィーやダイシングなどを用いるマイクロマシニングにより、１枚のシリコンウエハから多数の微小試料台１０を一括で作製することができ、大幅な製造コストの削減が期待できるものである。さらに、微小試料台１０の高さ方向がシリコンウエハの厚さ方向になるように加工するので、材料を無駄なく使用できる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態の微小試料台１０、微小試料台集合体５０は、下記（１）〜（３）の作用効果を奏する。
（１）微小試料台１０の分離作業は、ユーザーが使用直前に簡便に行うことができるので、微小試料台集合体５０としてまとめて保管あるいは運搬でき、取り扱い上の利便性に優れる。
（２）マイクロマシニング技術によりシリコンウエハから微小試料台１０を一体で多数同時に作製できるので、１個当りの製造コストを大幅に削減できる。また、微小試料台１０の高さ方向がシリコンウエハの厚さ方向になるので、材料取りに有利である。
（３）厚さ方向に対称形状を呈するので、厚さを薄く形成してもバランスが保たれ、ＦＩＢ加工中や加工後の形状安定性が高い。さらに、対称構造であるので、非対称のものと比べて製造プロセスを単純化できる。
【００３０】
上記の実施の形態による微小試料台１０、微小試料台集合体５０には様々な変形が考えられる。例えば、連結リブ６０、接続リブ８０の厚さは、それぞれ溝Ｙ１、Ｙ２の切り込み深さを変えることによって調整できる。リブの厚さが厚いほど、分離し難いが、微小試料台集合体５０としての強度的な安定性は向上する。
【００３１】
本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。例えば、材料としてはシリコンウエハに限らず、各種の平板状素材を使用することができる。また、ダイシング処理を行わず、エッチング処理のみで溝や隙間空間を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係る微小試料台を台座メッシュに貼り付けた状態を模式的に示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る微小試料台集合体が形成された単結晶シリコンウエハを模式的に示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係る微小試料台集合体の構造を模式的に示す部分斜視図である。
【図４】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ａ〜Ｄを説明する図であり、図４（ａ１）〜（ａ４）は材料であるシリコンウエハ１０１の部分平面図、図４（ｂ１）〜（ｂ４）はＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図５】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｅ〜Ｈを説明する図であり、図５（ａ１）〜（ａ４）は材料であるシリコンウエハ１０１の部分平面図、図５（ｂ１）〜（ｂ４）はＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図６】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｉ、Ｊを説明する図であり、図６（ａ１）、（ａ２）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図６（ｂ１）、（ｂ２）は、それぞれ図６（ａ１）、（ａ２）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図７】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｋを説明する図であり、図７（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図７（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。
【図８】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｌを説明する図であり、図８（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図８（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。
【図９】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｍを説明する図であり、図９（ａ）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図、図９（ｃ）は、単結晶シリコンウエハの平面図である。
【図１０】実施の形態に係る微小試料台の工程Ｍに続く製造工程Ｎ〜Ｑを説明する図であり、図１０（ａ１）〜（ａ４）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図１０（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図１０（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図１１】実施の形態に係る微小試料台の製造工程Ｒ〜Ｕを説明する図であり、図１１（ａ１）〜（ａ４）は単結晶シリコンウエハの部分平面図、図１１（ｂ１）〜（ｂ４）は、それぞれ図１１（ａ１）〜（ａ４）のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図である。
【図１２】微小試料台１０を溝Ｘ１、Ｘ１ａを通るＸ−Ｚ面で切断して見た部分側面断面図である。
【図１３】ダイシングによる溝加工を概念的に説明する斜視図である。
【図１４】図２に示す微小試料台集合体５０が形成されたシリコンウエハ１０１から個々の微小試料台１０を分離する手順を説明する図である。
【図１５】図３に示される微小試料台１０の縦断面図であり、段差による傾斜角度を示す。
【符号の説明】
【００３３】
１〜５：突状部分 １０：微小試料台
１１：第１段 １２：第２段
１３，２３，３３，４３，５３：第３段
１４，２４，３４，４４，５４：第４段
５０：微小試料台集合体 ６０：連結リブ
７０：外枠 ８０：接続リブ
１００：台座メッシュ １０１：シリコンウエハ
１０２：ＳｉＯ２層 １０３，１０５：レジスト
１０４：Ａｌ膜 １０６：熱酸化膜
ＤＢ，ＤＢ１，ＤＢ２：回転刃 Ｓ：微小試料片
Ｘ１〜Ｘ４、Ｘ１ａ〜Ｘ４ａ、Ｙ１，Ｙ２：溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工処理が施される微小試料を固定するための微小試料台であって、基部となる第１段と、前記微小試料が固定される固定部となる最上段とが多段形状とされた微小試料台を複数、平板状の素材の面内で２次元的に配列して互いに連結されていることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項２】
請求項１に記載の微小試料台集合体において、
前記平板状の素材はシリコンウエハであり、前記基部と固定部の積層方向をシリコンウエハの厚さ方向とし、前記微小試料台の各々はマイクロマシニング技術により多段形状に形成されていることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項３】
請求項２に記載の微小試料台集合体において、
複数の微小試料台を列状に連結して成る列状体を複数本備え、各列状体の間にはシリコンウエハが存在しない隙間空間を形成し、各列の両端部は前記シリコンウエハの周縁部と接続されていることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項４】
請求項３に記載の微小試料台集合体において、
前記各列状体の間の前記隙間空間は、前記シリコンウエハに対して厚さ方向にダイシング処理した後、形成された溝をエッチング処理により除去して形成されることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項５】
請求項３または４に記載の微小試料台集合体において、
前記列状体をなす各微小試料台の間を接続する連結部における前記シリコンウエハの厚さ方向の厚みと、前記列状体を前記シリコンウエハの周縁部に接続する接続部における前記シリコンウエハの厚さ方向の厚みとは、前記シリコンウエハに対して、ダイシング処理とエッチング処理を施して制御されていることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載の微小試料台集合体において、
前記連結部および接続部は、前記基部の高さよりも薄く形成されていることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項１】
加工処理が施される微小試料を固定するための微小試料台であって、基部となる第１段と、前記微小試料が固定される固定部となる最上段とが多段形状とされた微小試料台を複数、平板状の素材の面内で２次元的に配列して互いに連結されていることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項２】
請求項１に記載の微小試料台集合体において、
前記平板状の素材はシリコンウエハであり、前記基部と固定部の積層方向をシリコンウエハの厚さ方向とし、前記微小試料台の各々はマイクロマシニング技術により多段形状に形成されていることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項３】
請求項２に記載の微小試料台集合体において、
複数の微小試料台を列状に連結して成る列状体を複数本備え、各列状体の間にはシリコンウエハが存在しない隙間空間を形成し、各列の両端部は前記シリコンウエハの周縁部と接続されていることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項４】
請求項３に記載の微小試料台集合体において、
前記各列状体の間の前記隙間空間は、前記シリコンウエハに対して厚さ方向にダイシング処理した後、形成された溝をエッチング処理により除去して形成されることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項５】
請求項３または４に記載の微小試料台集合体において、
前記列状体をなす各微小試料台の間を接続する連結部における前記シリコンウエハの厚さ方向の厚みと、前記列状体を前記シリコンウエハの周縁部に接続する接続部における前記シリコンウエハの厚さ方向の厚みとは、前記シリコンウエハに対して、ダイシング処理とエッチング処理を施して制御されていることを特徴とする微小試料台集合体。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載の微小試料台集合体において、
前記連結部および接続部は、前記基部の高さよりも薄く形成されていることを特徴とする微小試料台集合体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−３３３７６（Ｐ２００７−３３３７６Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２０５１２（Ｐ２００５−２２０５１２）
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（３９００２２４７１）アオイ電子株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（３９００２２４７１）アオイ電子株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
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