透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法および透過型電子顕微鏡用試料の作製方法
【課題】ＦＩＢにより試料を作製する際に試料の表面に形成されたアモルファス層の厚さを、試料を破壊することなく正確に確認、評価する。そして、その結果に基づいて、多くの時間と手間を掛けることなく、アモルファス層を的確に可能な限り低減、除去して、良好な観察を行うことができるＴＥＭ試料を提供する。
【解決手段】表面にアモルファス層が形成されている試料の表面に電子線を照射し、試料を透過して得られた電子回折図形の輝度に基づいて、アモルファス層の厚さを評価する。電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を、アモルファス層の厚さが既知である他の試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と比較してアモルファス層の厚さを評価して、アモルファス層の厚さが所定の値以下となるまで、アモルファス層を低減、除去する。
【解決手段】表面にアモルファス層が形成されている試料の表面に電子線を照射し、試料を透過して得られた電子回折図形の輝度に基づいて、アモルファス層の厚さを評価する。電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を、アモルファス層の厚さが既知である他の試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と比較してアモルファス層の厚さを評価して、アモルファス層の厚さが所定の値以下となるまで、アモルファス層を低減、除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法および透過型電子顕微鏡用試料の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）（以下、「ＴＥＭ」とも言う）は、対象となる試料に電子線をあて、試料を透過してきた電子が作り出す干渉像を拡大して観察・分析する顕微鏡である。このため、ＴＥＭを用いて試料を観察するためには、対象となる試料を充分に薄く、具体的には、１００ｎｍ程度、あるいはそれ以下に薄片化する必要がある。
【０００３】
薄片化加工は、通常、試料の観察したい部分を切り出し、μｍ以下のオーダーで精密加工することが可能な集束イオンビーム装置（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）（以下、「ＦＩＢ」とも言う）により行われるが、ＦＩＢによる加工においては、Ｇａイオンの照射により試料表面がダメージを受け、アモルファス層が形成されるという問題がある。そして、このアモルファス層が厚くなると、ＴＥＭによる高分解能観察・分析が妨げられてしまう。
【０００４】
例えば、試料全体の厚さが８０ｎｍで、その表面に厚さ４０ｎｍのアモルファス層が形成された場合、両面で８０ｎｍのアモルファス層となり、試料本来の構造や組成を有する部分がなくなってしまう。また、たとえ試料本来の部分が残っていたとしても、その部分はアモルファス層の存在のために、試料全体の厚さに対しては小さな割合となってしまい、ＴＥＭでの観察、更には観察結果の分析や評価の精度を低下させてしまう。
【０００５】
このため、ＦＩＢによる加工後、より低加速電圧でのＦＩＢ照射を行ったり、アルゴンイオンビーム照射を行ったりして、試料表面に形成されたアモルファス層を可能な限り低減、除去することがなされている（特許文献１、同２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２８５６２号公報
【特許文献２】特開２００７−１０８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、試料表面に形成されたアモルファス層を的確に可能な限り低減、除去するためには、アモルファス層の厚さを確認、評価して、低加速電圧でのＦＩＢ照射やアルゴンイオンビーム照射の最適条件を知る必要がある。
【０００８】
アモルファス層の厚さを確認、評価する手段として、作製された試料の断面をＦＩＢ加工により切り出して断面試料を作製することが挙げられる。しかし、試料断面の切り出しにより、元の試料は破壊されるため、アモルファス層の確認、評価は、同一試料においては一度しか行うことができず、繰り返しアモルファス層の確認、評価を行って、より的確にアモルファス層を低減、除去することができない。
【０００９】
また、本来の試料作製の他に、断面試料を作製する必要があるため、多大の時間と手間を要する。
【００１０】
このため、ＦＩＢにより試料を作製する際に試料の表面に形成されたアモルファス層の厚さを、試料を破壊することなく正確に確認、評価することができる技術の開発が望まれていた。また、そのような技術に基づいて、多くの時間と手間を掛けることなく、アモルファス層を的確に可能な限り低減、除去して、良好な観察を行うことができるＴＥＭ試料を提供することができる技術の開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものであり、ＴＥＭ試料表面に電子線を照射して得られる電子回折図形において、アモルファス層の厚さに応じて輝度が変化、即ちアモルファス層が厚くなるに従い回折図形がぼやけて回折スポットと回折スポット間との輝度差が小さくなることに着目し、ＴＥＭ電子線回折を用いて、ＦＩＢ処理により試料の表面に形成されたアモルファス層の厚さを正確に確認、評価するように構成した発明である。以下、各請求項の発明を説明する。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、
表面にアモルファス層が形成されている試料の表面に電子線を照射し、試料を透過して得られた電子回折図形の輝度に基づいて、前記アモルファス層の厚さを評価することを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法である。
【００１３】
前記したように、ＴＥＭ試料表面に電子線を照射して得られる電子回折図形においては、アモルファス層の厚さに応じて輝度が変化、即ちアモルファス層が厚くなるに従い回折スポットと回折スポット間との輝度差が小さくなるため、輝度の相違に基づいてアモルファス層の厚さを評価することができる。
【００１４】
本請求項の発明においては、ＴＥＭ観察用にＦＩＢを用いて加工した試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線のアモルファス層の存在に起因する回折により生じた電子回折図形の輝度の相違を基に、ＦＩＢ照射により形成されたアモルファス層の厚さを確認、評価するため、当該試料を破壊せず、試料にダメージを与えることなく、アモルファス層の厚さを確認、評価して、アモルファス層を低減、除去するために好ましい条件を導くことができる。
【００１５】
また、本請求項の発明においては、アモルファス層の確認、評価を繰り返しながら、アモルファス層の低減、除去を行うことができるため、より的確な条件でアモルファス層を低減、除去することができる。
【００１６】
また、本請求項の発明においては、アモルファス層の厚さの確認、評価のために断面試料を作製する必要がないため、断面試料を作製する時間が不要となり、多くの時間と手間を掛けることなく、良好な観察を行うことができるＴＥＭ試料を提供することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、
アモルファス層の厚さが未知である試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を、アモルファス層の厚さが既知である他の試料を用いて同様に得られた輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と比較することにより、前記アモルファス層の厚さを評価することを特徴とする請求項１に記載の透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法である。
【００１８】
アモルファス層の厚さに応じて、電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルより求められた輝度の比率（以下、単に「輝度の比率」とも言う）（Ｙ１／Ｙ２）は定まっている。即ち、アモルファス層の厚さが同じであれば、同じ輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）が得られる。
【００１９】
本請求項の発明においては、上記に基づき、アモルファス層の厚さが既知である試料について、種々の厚さにおける各々の輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を予め得ておき、アモルファス層の厚さが未知である試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と比較することによりアモルファス層の厚さを評価する。このため、ＴＥＭでの観察用に作製された試料の表面にＦＩＢ加工時に形成されたアモルファス層の厚さを正確に判定することができる。
【００２０】
なお、予め輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を得た試料の厚さは、輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を得た後、各試料につき前記した断面試料を作製し、これをＴＥＭ観察することにより求められる。
【００２１】
また、本請求項の発明においては、アモルファス層の厚さが未知である試料を破壊することなく、アモルファス層の厚さを確認、評価しているため、アモルファス層の確認、評価を繰り返しながら、アモルファス層の低減、除去を行うことができ、より的確な条件でアモルファス層を低減、除去することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、
異なる既知の厚さのアモルファス層が形成されている複数の試料を対象にして、それぞれの試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定する電子回折図形測定ステップと、
前記それぞれの試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求める輝度の比率算出ステップと、
前記それぞれの試料について、前記輝度の比率算出ステップにて算出された輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と、前記既知の厚さをプロットして基準資料を作成する基準資料作成ステップと、
アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定し、測定した電子回折図形から当該試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求め、求められた輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合して、当該試料のアモルファス層の厚さを推定するアモルファス層推定ステップと
を有していることを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法である。
【００２３】
本請求項の発明においては、予め作成されたアモルファス層の厚さと輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）の関係を示す基準資料を基に、アモルファス層の厚さが未知の試料の輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合することにより当該試料のアモルファス層の厚さを推定して、正確にアモルファス層の厚さを評価することが可能となる。
【００２４】
また、本請求項の発明においては、アモルファス層の厚さが未知である試料を破壊することなく、アモルファス層の厚さを確認、評価しているため、アモルファス層の確認、評価を繰り返しながら、アモルファス層の低減、除去を行うことができ、より的確な条件でアモルファス層を低減、除去することができる。
【００２５】
さらに、本請求項の発明においても、アモルファス層の厚さの確認、評価のために断面試料を作製する必要がないため、断面試料を作製する時間が不要となり、多くの時間と手間を掛けることなく、良好な観察を行うことができるＴＥＭ試料を提供することができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、
異なる既知の厚さのアモルファス層が形成されている複数の試料を対象にして、それぞれの試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定する電子回折図形測定ステップと、
前記それぞれの試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求める輝度の比率算出ステップと、
前記それぞれの試料について、前記輝度の比率算出ステップにて算出された輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と、前記既知の厚さをプロットして基準資料を作成する基準資料作成ステップと、
アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定し、測定した電子回折図形から当該試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求め、この輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合して、当該試料のアモルファス層の厚さを推定するアモルファス層推定ステップとを備え、
前記アモルファス層の厚さが所定の値以下となるまで、前記アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に形成された前記アモルファス層を低減、除去する処理を繰り返すことを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料の作製方法である。
【００２７】
本請求項の発明においては、予め作成されたアモルファス層の厚さと輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）の関係を示す基準資料を基に、アモルファス層の厚さが未知の試料の輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合することにより当該試料のアモルファス層の厚さを推定しているため、試料を破壊することなくアモルファス層の厚さを正確に評価することができる。
【００２８】
そして、アモルファス層の厚さの評価において試料を破壊していないため、アモルファス層の厚さが所定の値に達していなかった場合、アモルファス層を低減、除去する処理を繰り返すことができ、その結果、ほとんど完全にアモルファス層を除去して、ＴＥＭ観察に極めて好ましい試料を作製することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明においては、ＦＩＢにより試料を作製する際に試料の表面に形成されたアモルファス層の厚さを、試料を破壊することなく正確に確認、評価することができる。そして、その結果に基づいて、多くの時間と手間を掛けることなく、アモルファス層を的確に可能な限り低減、除去して、良好な観察を行うことができるＴＥＭ試料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＴＥＭ用試料を作製する様子およびＴＥＭ用試料の電子回折図形を撮影する様子を模式的に示す図である。
【図２】アモルファス層の厚さが異なる４つのＴＥＭ用の試料の電子回折図形を示す図である。
【図３】電子回折図形における水平方向に並んだ回折スポットを結ぶ直線上の各位置における輝度を示すグラフである。
【図４】アモルファス層の厚さと輝度の谷Ｙ１とピークＹ２の比率の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施の形態に係るＴＥＭ用試料の作製におけるアモルファス層の低減の方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００３２】
１．アモルファス層の厚さの測定（推定）に関する検証実験
本検証実験は、ＩｎＰウエハから切り出されたＴＥＭ用試料を対象として、輝度のラインプロファイルから求められる輝度に基づいてアモルファス層の厚さを測定（推定）できることを検証するものである。以下図１〜図３を参照しつつ説明する。
【００３３】
（１）標準試料の作製
イ．標準試料１の作製
最初に標準試料の作製について説明する。図１の（１）は標準試料の作製に際してＦＩＢ装置によりＩｎＰウエハから薄片を切り出す様子を模式的に示す図である。図１（１）においてＦＩＢは集束イオンビーム、１００はＩｎＰウエハ、１１０は切り出し途中のＩｎＰウエハの結晶部、１１１は切り出し時に表面に形成されるアモルファス層である。
【００３４】
図１（２）は切り出されたＩｎＰウエハの薄片にＦＩＢ装置を用いて仕上げ加工を施す様子を模式的に示す図である。図１（２）において２１０は薄片化されたＴＥＭ用試料であり、２１１はその表面に形成されたアモルファス層であり、３００はＴＥＭ用試料の保持台である。
【００３５】
具体的には、ＦＩＢ装置（ＨＩＴＡＣＨＩ ＦＢ−２１００）を用いて、ＩｎＰウエハからその一部を切出し、仕上げ加工条件：加速電圧４０ｋＶ、ビーム電流０．１１μＡで仕上げ加工を施して図１（２）に示す様な一辺が１０μｍ角、厚さが１００ｎｍのＴＥＭ用の試料を作製し標準試料１とした。
【００３６】
ロ．標準試料２の作製
標準試料１と同じ試料の表面に、さらにより低加速電圧でＦＩＢ照射による仕上げ加工を施し標準試料２とした。具体的には、仕上げ加工条件：加速電圧１０ｋＶ、ビーム電流０．０３ｎＡで仕上げ加工を施した。
【００３７】
ハ．標準試料３の作製
標準試料２と同じ試料に、さらにアルゴンイオンミリング装置（ＧＡＴＡＮ ＰＩＰＳ ＭＯＤＥＬ６９１）を使用して、Ａｒ＋照射による加工を施し標準試料３とした。具体的には、加工条件：加速電圧１．０ｋＶ、ビーム電流ねらい値１０μＡ（実測値８．３〜１１．４μＡ）、照射時間は５分で加工を施した。
【００３８】
ニ．標準試料４の作製
標準試料３と同じ試料に、さらにアルゴンイオンミリング装置（ＧＡＴＡＮ ＰＩＰＳ ＭＯＤＥＬ６９１）を使用して、Ａｒ＋照射による加工を施し標準試料４とした。具体的には、加工条件：加速電圧１．０ｋＶ、ビーム電流ねらい値１０μＡ（実測値８．３〜１１．４μＡ）、照射時間１０分で加工を施した。
【００３９】
（２）標準試料の電子回折図形の撮影および電子回折図形
イ．電子回折図形の撮影
図１（３）は電子回折図形の撮影の様子を模式的に示す図である。図１（３）に示すようにＴＥＭ用試料２１０に電子線（ｅ）を照射し、ＴＥＭ用試料２１０の後方に生成させた電子回折図形４００を撮影する。具体的には作製した標準試料１〜４について、ＴＥＭ（ＨＩＴＡＣＨＩ Ｈ−９０００）を使用して、イメージングプレートで［０１１］方向の電子回折図形を撮影した。なお、電子回折図形の撮影条件は、加速電圧３００ｋＶ、視野倍率×１０，０００、制限視野絞りＮｏ．１、露光時間１．０秒、カメラ長さ１．０ｍである。
【００４０】
ロ．電子回折図形
撮影した標準試料１〜４の電子回折図形を、それぞれ図２の（１）〜（４）に示す。なお、各図の白抜きの直線は後記する回折スポットを結ぶ直線を示す。
【００４１】
（３）輝度のプロファイルの取得と標準化
イ．輝度のプロファイルの取得
次に、標準試料１〜４のそれぞれについて、電子回折図形の２つの回折スポットを結ぶ直線上における各位置の輝度を示すグラフ（輝度のラインプロファイル）を作成した。作成した輝度のラインプロファイルを図３に示す。図３において、縦軸は輝度であり、横軸は図２に記載した水平方向に並んだ回折２つの回折スポットを結ぶ直線上における位置（単位：１／ｎｍ）を示す。なお、図３において、符号（１）〜（４）を付与した線がそれぞれ標準試料１〜４の輝度のラインプロファイルを示す。
【００４２】
また、Ｙ１、Ｙ２はそれぞれ標準試料４の輝度のラインプロファイルにおける谷（最低輝度）とピーク（最高輝度）であり、他の標準試料１〜３についても同様にＹ１、Ｙ２が求められる。
【００４３】
ロ．標準化
次に求めた輝度のラインプロファイルを標準化する。具体的には、各標準試料について、Ｙ１とＹ２の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求める。
【００４４】
（４）標準試料のアモルファス層の厚さの測定と検量線の作成
イ．標準試料のアモルファス層の厚さの実測
標準試料１〜４について、各試料の実際のアモルファス層の厚さを、各々の断面試料を作製し、ＴＥＭ観察により実測した。
標準試料１〜４のＹ１／Ｙ２およびアモルファス層の厚さの実測結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１の結果から、アモルファス層の厚さが小さい程、Ｙ１／Ｙ２が小さいことが分かる。
【００４７】
ロ．検量線の作成
標準試料について、縦軸にアモルファス層の測定値をとり、横軸に輝度の比率Ｙ１／Ｙ２をとってプロットし検量線を作成した。図４に作成した検量線を示す。
【００４８】
（５）未知の試料のアモルファス層の厚さの推定
次に、前記検量線を用いてアモルファス層の厚さを推定できるか否か検証実験を行った。
イ．検証用試料の作製
以下に記載の検証用試料ａ、検証用試料ｂの２個の検証用試料を用意した。
検証用試料ａ：前記標準試料３においてＡｒ＋照射の照射時間を３分にした以外は標準試料３と同じ方法で作製した。
検証用試料ｂ：前記標準試料３においてＡｒ＋照射の照射時間を１０分にした以外は標準試料３と同じ方法で作製した。
【００４９】
ロ．アモルファス層の厚さの推定および推定値と実測値との対比
ａ．検証用試料の輝度の比率Ｙ１／Ｙ２の算定とアモルファス層の厚さの推定
検証用試料について、標準試料と同じ方法で輝度のラインプロファイルを作成し、輝度の比率Ｙ１／Ｙ２を算定した。算定したＹ１／Ｙ２に基づいて前記検量線を用いて検証用試料のアモルファス層の厚さを推定した。得られた推定値を表２に示す。
【００５０】
ｂ．検証用試料のアモルファス層の厚さの測定
検証用試料について、アモルファス層の厚さを標準試料と同様に断面のＴＥＭ観察により実測した。実測値を表２に示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２から分かるように、アモルファス層の厚さについて、検量線から求められる推定値と実測値とは極めて近い値を示しており、本実施例におけるアモルファス層の厚さの推定精度が高いことが確認された。
また、以上の結果から本発明に係るアモルファス層の厚さの測定によれば、試料を破壊することなく、アモルファス層の厚さを測定できることが分かった。
【００５３】
２．ＴＥＭ用試料の作製
前記した本発明に係るアモルファス層の厚さ測定方法によれば、試料を破壊することなくアモルファス層の厚さを測定できるため、例えば以下に記載する方法によりアモルファス層を低減するための適切な条件を設定して効率良く充分にアモルファス層が低減されたＴＥＭ用試料を作製することができる。
【００５４】
（１）粗加工
事前に前記Ｙ１／Ｙ２を用いてアモルファス層の厚さを測定し、照射方法を決定する。例えば、アモルファス層の厚さが大きい場合には、標準試料２を作製したときのように、アモルファス層の低減効果の大きい低加速電圧のＦＩＢ照射により加工を行う。但し、前記Ｙ１／Ｙ２を用いて測定されたアモルファス層の厚さに基づいてＴＥＭ用試料を傷つけないようにアモルファス層を充分に低減するには短い目の時間でＦＩＢ照射を行う。
【００５５】
（２）精密加工
粗加工後に再度前記Ｙ１／Ｙ２を用いてアモルファス層の厚さを測定し、例えばＡｒ＋ビームを照射するときの照射条件を設定する。照射条件を設定する方法としては、例えば予めＡｒ＋ビームを照射するときの照射条件と照射によるアモルファス層の厚さの低減効果との関係を把握しておき、試料について測定されたアモルファス層の厚さに応じて加工に適切な条件を設定する方法が挙げられる。アモルファス層の厚さと照射によるアモルファス層の厚さの低減効果との関係は、例えば前記標準試料３、４及び検証用試料ａ、ｂとから、標準試料２に対して１ｋＶのＡｒ＋ビームを照射すれば、当初９．８ｎｍのアモルファス層が、３分で７．９ｎｍになり、５分で７．７ｎｍになり、１０分で６．０ｎｍになり、１５分で５．２ｎｍ等である。
【００５６】
次に設定された条件でＡｒ＋ビームを照射し、照射後にアモルファス層の厚さを測定する。測定されたアモルファス層の厚さが所定の厚さ以下であれば得られた試料をＴＥＭ用試料とし、所定の厚さを超えている場合には、再度Ａｒ＋ビームの照射条件を設定して照射を行い、その後アモルファス層の厚さを測定する。そして図５に示すようにアモルファス層の厚さが所定の基準厚さ以下になるまでこの操作を繰り返し行う。
【００５７】
本実施の形態によれば、傷を付けることなくアモルファス層が充分に低減されたＴＥＭ用試料を効率良く作製することができる。なお、実施例ではＩｎＰ材料について紹介したが半導体材料全般にこの技術を適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００ ＩｎＰウエハ
１１０ 切り出されたＩｎＰウエハの結晶部
１１１、２１１ アモルファス層
２１０ ＴＥＭ用試料
３００ 保持台
４００ 電子回折図形
【技術分野】
【０００１】
本発明は透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法および透過型電子顕微鏡用試料の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）（以下、「ＴＥＭ」とも言う）は、対象となる試料に電子線をあて、試料を透過してきた電子が作り出す干渉像を拡大して観察・分析する顕微鏡である。このため、ＴＥＭを用いて試料を観察するためには、対象となる試料を充分に薄く、具体的には、１００ｎｍ程度、あるいはそれ以下に薄片化する必要がある。
【０００３】
薄片化加工は、通常、試料の観察したい部分を切り出し、μｍ以下のオーダーで精密加工することが可能な集束イオンビーム装置（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）（以下、「ＦＩＢ」とも言う）により行われるが、ＦＩＢによる加工においては、Ｇａイオンの照射により試料表面がダメージを受け、アモルファス層が形成されるという問題がある。そして、このアモルファス層が厚くなると、ＴＥＭによる高分解能観察・分析が妨げられてしまう。
【０００４】
例えば、試料全体の厚さが８０ｎｍで、その表面に厚さ４０ｎｍのアモルファス層が形成された場合、両面で８０ｎｍのアモルファス層となり、試料本来の構造や組成を有する部分がなくなってしまう。また、たとえ試料本来の部分が残っていたとしても、その部分はアモルファス層の存在のために、試料全体の厚さに対しては小さな割合となってしまい、ＴＥＭでの観察、更には観察結果の分析や評価の精度を低下させてしまう。
【０００５】
このため、ＦＩＢによる加工後、より低加速電圧でのＦＩＢ照射を行ったり、アルゴンイオンビーム照射を行ったりして、試料表面に形成されたアモルファス層を可能な限り低減、除去することがなされている（特許文献１、同２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２８５６２号公報
【特許文献２】特開２００７−１０８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、試料表面に形成されたアモルファス層を的確に可能な限り低減、除去するためには、アモルファス層の厚さを確認、評価して、低加速電圧でのＦＩＢ照射やアルゴンイオンビーム照射の最適条件を知る必要がある。
【０００８】
アモルファス層の厚さを確認、評価する手段として、作製された試料の断面をＦＩＢ加工により切り出して断面試料を作製することが挙げられる。しかし、試料断面の切り出しにより、元の試料は破壊されるため、アモルファス層の確認、評価は、同一試料においては一度しか行うことができず、繰り返しアモルファス層の確認、評価を行って、より的確にアモルファス層を低減、除去することができない。
【０００９】
また、本来の試料作製の他に、断面試料を作製する必要があるため、多大の時間と手間を要する。
【００１０】
このため、ＦＩＢにより試料を作製する際に試料の表面に形成されたアモルファス層の厚さを、試料を破壊することなく正確に確認、評価することができる技術の開発が望まれていた。また、そのような技術に基づいて、多くの時間と手間を掛けることなく、アモルファス層を的確に可能な限り低減、除去して、良好な観察を行うことができるＴＥＭ試料を提供することができる技術の開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものであり、ＴＥＭ試料表面に電子線を照射して得られる電子回折図形において、アモルファス層の厚さに応じて輝度が変化、即ちアモルファス層が厚くなるに従い回折図形がぼやけて回折スポットと回折スポット間との輝度差が小さくなることに着目し、ＴＥＭ電子線回折を用いて、ＦＩＢ処理により試料の表面に形成されたアモルファス層の厚さを正確に確認、評価するように構成した発明である。以下、各請求項の発明を説明する。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、
表面にアモルファス層が形成されている試料の表面に電子線を照射し、試料を透過して得られた電子回折図形の輝度に基づいて、前記アモルファス層の厚さを評価することを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法である。
【００１３】
前記したように、ＴＥＭ試料表面に電子線を照射して得られる電子回折図形においては、アモルファス層の厚さに応じて輝度が変化、即ちアモルファス層が厚くなるに従い回折スポットと回折スポット間との輝度差が小さくなるため、輝度の相違に基づいてアモルファス層の厚さを評価することができる。
【００１４】
本請求項の発明においては、ＴＥＭ観察用にＦＩＢを用いて加工した試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線のアモルファス層の存在に起因する回折により生じた電子回折図形の輝度の相違を基に、ＦＩＢ照射により形成されたアモルファス層の厚さを確認、評価するため、当該試料を破壊せず、試料にダメージを与えることなく、アモルファス層の厚さを確認、評価して、アモルファス層を低減、除去するために好ましい条件を導くことができる。
【００１５】
また、本請求項の発明においては、アモルファス層の確認、評価を繰り返しながら、アモルファス層の低減、除去を行うことができるため、より的確な条件でアモルファス層を低減、除去することができる。
【００１６】
また、本請求項の発明においては、アモルファス層の厚さの確認、評価のために断面試料を作製する必要がないため、断面試料を作製する時間が不要となり、多くの時間と手間を掛けることなく、良好な観察を行うことができるＴＥＭ試料を提供することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、
アモルファス層の厚さが未知である試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を、アモルファス層の厚さが既知である他の試料を用いて同様に得られた輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と比較することにより、前記アモルファス層の厚さを評価することを特徴とする請求項１に記載の透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法である。
【００１８】
アモルファス層の厚さに応じて、電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルより求められた輝度の比率（以下、単に「輝度の比率」とも言う）（Ｙ１／Ｙ２）は定まっている。即ち、アモルファス層の厚さが同じであれば、同じ輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）が得られる。
【００１９】
本請求項の発明においては、上記に基づき、アモルファス層の厚さが既知である試料について、種々の厚さにおける各々の輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を予め得ておき、アモルファス層の厚さが未知である試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と比較することによりアモルファス層の厚さを評価する。このため、ＴＥＭでの観察用に作製された試料の表面にＦＩＢ加工時に形成されたアモルファス層の厚さを正確に判定することができる。
【００２０】
なお、予め輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を得た試料の厚さは、輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を得た後、各試料につき前記した断面試料を作製し、これをＴＥＭ観察することにより求められる。
【００２１】
また、本請求項の発明においては、アモルファス層の厚さが未知である試料を破壊することなく、アモルファス層の厚さを確認、評価しているため、アモルファス層の確認、評価を繰り返しながら、アモルファス層の低減、除去を行うことができ、より的確な条件でアモルファス層を低減、除去することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、
異なる既知の厚さのアモルファス層が形成されている複数の試料を対象にして、それぞれの試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定する電子回折図形測定ステップと、
前記それぞれの試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求める輝度の比率算出ステップと、
前記それぞれの試料について、前記輝度の比率算出ステップにて算出された輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と、前記既知の厚さをプロットして基準資料を作成する基準資料作成ステップと、
アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定し、測定した電子回折図形から当該試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求め、求められた輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合して、当該試料のアモルファス層の厚さを推定するアモルファス層推定ステップと
を有していることを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法である。
【００２３】
本請求項の発明においては、予め作成されたアモルファス層の厚さと輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）の関係を示す基準資料を基に、アモルファス層の厚さが未知の試料の輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合することにより当該試料のアモルファス層の厚さを推定して、正確にアモルファス層の厚さを評価することが可能となる。
【００２４】
また、本請求項の発明においては、アモルファス層の厚さが未知である試料を破壊することなく、アモルファス層の厚さを確認、評価しているため、アモルファス層の確認、評価を繰り返しながら、アモルファス層の低減、除去を行うことができ、より的確な条件でアモルファス層を低減、除去することができる。
【００２５】
さらに、本請求項の発明においても、アモルファス層の厚さの確認、評価のために断面試料を作製する必要がないため、断面試料を作製する時間が不要となり、多くの時間と手間を掛けることなく、良好な観察を行うことができるＴＥＭ試料を提供することができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、
異なる既知の厚さのアモルファス層が形成されている複数の試料を対象にして、それぞれの試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定する電子回折図形測定ステップと、
前記それぞれの試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求める輝度の比率算出ステップと、
前記それぞれの試料について、前記輝度の比率算出ステップにて算出された輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と、前記既知の厚さをプロットして基準資料を作成する基準資料作成ステップと、
アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定し、測定した電子回折図形から当該試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求め、この輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合して、当該試料のアモルファス層の厚さを推定するアモルファス層推定ステップとを備え、
前記アモルファス層の厚さが所定の値以下となるまで、前記アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に形成された前記アモルファス層を低減、除去する処理を繰り返すことを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料の作製方法である。
【００２７】
本請求項の発明においては、予め作成されたアモルファス層の厚さと輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）の関係を示す基準資料を基に、アモルファス層の厚さが未知の試料の輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合することにより当該試料のアモルファス層の厚さを推定しているため、試料を破壊することなくアモルファス層の厚さを正確に評価することができる。
【００２８】
そして、アモルファス層の厚さの評価において試料を破壊していないため、アモルファス層の厚さが所定の値に達していなかった場合、アモルファス層を低減、除去する処理を繰り返すことができ、その結果、ほとんど完全にアモルファス層を除去して、ＴＥＭ観察に極めて好ましい試料を作製することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明においては、ＦＩＢにより試料を作製する際に試料の表面に形成されたアモルファス層の厚さを、試料を破壊することなく正確に確認、評価することができる。そして、その結果に基づいて、多くの時間と手間を掛けることなく、アモルファス層を的確に可能な限り低減、除去して、良好な観察を行うことができるＴＥＭ試料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＴＥＭ用試料を作製する様子およびＴＥＭ用試料の電子回折図形を撮影する様子を模式的に示す図である。
【図２】アモルファス層の厚さが異なる４つのＴＥＭ用の試料の電子回折図形を示す図である。
【図３】電子回折図形における水平方向に並んだ回折スポットを結ぶ直線上の各位置における輝度を示すグラフである。
【図４】アモルファス層の厚さと輝度の谷Ｙ１とピークＹ２の比率の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施の形態に係るＴＥＭ用試料の作製におけるアモルファス層の低減の方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００３２】
１．アモルファス層の厚さの測定（推定）に関する検証実験
本検証実験は、ＩｎＰウエハから切り出されたＴＥＭ用試料を対象として、輝度のラインプロファイルから求められる輝度に基づいてアモルファス層の厚さを測定（推定）できることを検証するものである。以下図１〜図３を参照しつつ説明する。
【００３３】
（１）標準試料の作製
イ．標準試料１の作製
最初に標準試料の作製について説明する。図１の（１）は標準試料の作製に際してＦＩＢ装置によりＩｎＰウエハから薄片を切り出す様子を模式的に示す図である。図１（１）においてＦＩＢは集束イオンビーム、１００はＩｎＰウエハ、１１０は切り出し途中のＩｎＰウエハの結晶部、１１１は切り出し時に表面に形成されるアモルファス層である。
【００３４】
図１（２）は切り出されたＩｎＰウエハの薄片にＦＩＢ装置を用いて仕上げ加工を施す様子を模式的に示す図である。図１（２）において２１０は薄片化されたＴＥＭ用試料であり、２１１はその表面に形成されたアモルファス層であり、３００はＴＥＭ用試料の保持台である。
【００３５】
具体的には、ＦＩＢ装置（ＨＩＴＡＣＨＩ ＦＢ−２１００）を用いて、ＩｎＰウエハからその一部を切出し、仕上げ加工条件：加速電圧４０ｋＶ、ビーム電流０．１１μＡで仕上げ加工を施して図１（２）に示す様な一辺が１０μｍ角、厚さが１００ｎｍのＴＥＭ用の試料を作製し標準試料１とした。
【００３６】
ロ．標準試料２の作製
標準試料１と同じ試料の表面に、さらにより低加速電圧でＦＩＢ照射による仕上げ加工を施し標準試料２とした。具体的には、仕上げ加工条件：加速電圧１０ｋＶ、ビーム電流０．０３ｎＡで仕上げ加工を施した。
【００３７】
ハ．標準試料３の作製
標準試料２と同じ試料に、さらにアルゴンイオンミリング装置（ＧＡＴＡＮ ＰＩＰＳ ＭＯＤＥＬ６９１）を使用して、Ａｒ＋照射による加工を施し標準試料３とした。具体的には、加工条件：加速電圧１．０ｋＶ、ビーム電流ねらい値１０μＡ（実測値８．３〜１１．４μＡ）、照射時間は５分で加工を施した。
【００３８】
ニ．標準試料４の作製
標準試料３と同じ試料に、さらにアルゴンイオンミリング装置（ＧＡＴＡＮ ＰＩＰＳ ＭＯＤＥＬ６９１）を使用して、Ａｒ＋照射による加工を施し標準試料４とした。具体的には、加工条件：加速電圧１．０ｋＶ、ビーム電流ねらい値１０μＡ（実測値８．３〜１１．４μＡ）、照射時間１０分で加工を施した。
【００３９】
（２）標準試料の電子回折図形の撮影および電子回折図形
イ．電子回折図形の撮影
図１（３）は電子回折図形の撮影の様子を模式的に示す図である。図１（３）に示すようにＴＥＭ用試料２１０に電子線（ｅ）を照射し、ＴＥＭ用試料２１０の後方に生成させた電子回折図形４００を撮影する。具体的には作製した標準試料１〜４について、ＴＥＭ（ＨＩＴＡＣＨＩ Ｈ−９０００）を使用して、イメージングプレートで［０１１］方向の電子回折図形を撮影した。なお、電子回折図形の撮影条件は、加速電圧３００ｋＶ、視野倍率×１０，０００、制限視野絞りＮｏ．１、露光時間１．０秒、カメラ長さ１．０ｍである。
【００４０】
ロ．電子回折図形
撮影した標準試料１〜４の電子回折図形を、それぞれ図２の（１）〜（４）に示す。なお、各図の白抜きの直線は後記する回折スポットを結ぶ直線を示す。
【００４１】
（３）輝度のプロファイルの取得と標準化
イ．輝度のプロファイルの取得
次に、標準試料１〜４のそれぞれについて、電子回折図形の２つの回折スポットを結ぶ直線上における各位置の輝度を示すグラフ（輝度のラインプロファイル）を作成した。作成した輝度のラインプロファイルを図３に示す。図３において、縦軸は輝度であり、横軸は図２に記載した水平方向に並んだ回折２つの回折スポットを結ぶ直線上における位置（単位：１／ｎｍ）を示す。なお、図３において、符号（１）〜（４）を付与した線がそれぞれ標準試料１〜４の輝度のラインプロファイルを示す。
【００４２】
また、Ｙ１、Ｙ２はそれぞれ標準試料４の輝度のラインプロファイルにおける谷（最低輝度）とピーク（最高輝度）であり、他の標準試料１〜３についても同様にＹ１、Ｙ２が求められる。
【００４３】
ロ．標準化
次に求めた輝度のラインプロファイルを標準化する。具体的には、各標準試料について、Ｙ１とＹ２の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求める。
【００４４】
（４）標準試料のアモルファス層の厚さの測定と検量線の作成
イ．標準試料のアモルファス層の厚さの実測
標準試料１〜４について、各試料の実際のアモルファス層の厚さを、各々の断面試料を作製し、ＴＥＭ観察により実測した。
標準試料１〜４のＹ１／Ｙ２およびアモルファス層の厚さの実測結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１の結果から、アモルファス層の厚さが小さい程、Ｙ１／Ｙ２が小さいことが分かる。
【００４７】
ロ．検量線の作成
標準試料について、縦軸にアモルファス層の測定値をとり、横軸に輝度の比率Ｙ１／Ｙ２をとってプロットし検量線を作成した。図４に作成した検量線を示す。
【００４８】
（５）未知の試料のアモルファス層の厚さの推定
次に、前記検量線を用いてアモルファス層の厚さを推定できるか否か検証実験を行った。
イ．検証用試料の作製
以下に記載の検証用試料ａ、検証用試料ｂの２個の検証用試料を用意した。
検証用試料ａ：前記標準試料３においてＡｒ＋照射の照射時間を３分にした以外は標準試料３と同じ方法で作製した。
検証用試料ｂ：前記標準試料３においてＡｒ＋照射の照射時間を１０分にした以外は標準試料３と同じ方法で作製した。
【００４９】
ロ．アモルファス層の厚さの推定および推定値と実測値との対比
ａ．検証用試料の輝度の比率Ｙ１／Ｙ２の算定とアモルファス層の厚さの推定
検証用試料について、標準試料と同じ方法で輝度のラインプロファイルを作成し、輝度の比率Ｙ１／Ｙ２を算定した。算定したＹ１／Ｙ２に基づいて前記検量線を用いて検証用試料のアモルファス層の厚さを推定した。得られた推定値を表２に示す。
【００５０】
ｂ．検証用試料のアモルファス層の厚さの測定
検証用試料について、アモルファス層の厚さを標準試料と同様に断面のＴＥＭ観察により実測した。実測値を表２に示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２から分かるように、アモルファス層の厚さについて、検量線から求められる推定値と実測値とは極めて近い値を示しており、本実施例におけるアモルファス層の厚さの推定精度が高いことが確認された。
また、以上の結果から本発明に係るアモルファス層の厚さの測定によれば、試料を破壊することなく、アモルファス層の厚さを測定できることが分かった。
【００５３】
２．ＴＥＭ用試料の作製
前記した本発明に係るアモルファス層の厚さ測定方法によれば、試料を破壊することなくアモルファス層の厚さを測定できるため、例えば以下に記載する方法によりアモルファス層を低減するための適切な条件を設定して効率良く充分にアモルファス層が低減されたＴＥＭ用試料を作製することができる。
【００５４】
（１）粗加工
事前に前記Ｙ１／Ｙ２を用いてアモルファス層の厚さを測定し、照射方法を決定する。例えば、アモルファス層の厚さが大きい場合には、標準試料２を作製したときのように、アモルファス層の低減効果の大きい低加速電圧のＦＩＢ照射により加工を行う。但し、前記Ｙ１／Ｙ２を用いて測定されたアモルファス層の厚さに基づいてＴＥＭ用試料を傷つけないようにアモルファス層を充分に低減するには短い目の時間でＦＩＢ照射を行う。
【００５５】
（２）精密加工
粗加工後に再度前記Ｙ１／Ｙ２を用いてアモルファス層の厚さを測定し、例えばＡｒ＋ビームを照射するときの照射条件を設定する。照射条件を設定する方法としては、例えば予めＡｒ＋ビームを照射するときの照射条件と照射によるアモルファス層の厚さの低減効果との関係を把握しておき、試料について測定されたアモルファス層の厚さに応じて加工に適切な条件を設定する方法が挙げられる。アモルファス層の厚さと照射によるアモルファス層の厚さの低減効果との関係は、例えば前記標準試料３、４及び検証用試料ａ、ｂとから、標準試料２に対して１ｋＶのＡｒ＋ビームを照射すれば、当初９．８ｎｍのアモルファス層が、３分で７．９ｎｍになり、５分で７．７ｎｍになり、１０分で６．０ｎｍになり、１５分で５．２ｎｍ等である。
【００５６】
次に設定された条件でＡｒ＋ビームを照射し、照射後にアモルファス層の厚さを測定する。測定されたアモルファス層の厚さが所定の厚さ以下であれば得られた試料をＴＥＭ用試料とし、所定の厚さを超えている場合には、再度Ａｒ＋ビームの照射条件を設定して照射を行い、その後アモルファス層の厚さを測定する。そして図５に示すようにアモルファス層の厚さが所定の基準厚さ以下になるまでこの操作を繰り返し行う。
【００５７】
本実施の形態によれば、傷を付けることなくアモルファス層が充分に低減されたＴＥＭ用試料を効率良く作製することができる。なお、実施例ではＩｎＰ材料について紹介したが半導体材料全般にこの技術を適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００ ＩｎＰウエハ
１１０ 切り出されたＩｎＰウエハの結晶部
１１１、２１１ アモルファス層
２１０ ＴＥＭ用試料
３００ 保持台
４００ 電子回折図形
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にアモルファス層が形成されている試料の表面に電子線を照射し、試料を透過して得られた電子回折図形の輝度に基づいて、前記アモルファス層の厚さを評価することを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法。
【請求項２】
アモルファス層の厚さが未知である試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を、アモルファス層の厚さが既知である他の試料を用いて同様に得られた輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と比較することにより、前記アモルファス層の厚さを評価することを特徴とする請求項１に記載の透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法。
【請求項３】
異なる既知の厚さのアモルファス層が形成されている複数の試料を対象にして、それぞれの試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定する電子回折図形測定ステップと、
前記それぞれの試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求める輝度の比率算出ステップと、
前記それぞれの試料について、前記輝度の比率算出ステップにて算出された輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と、前記既知の厚さをプロットして基準資料を作成する基準資料作成ステップと、
アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定し、測定した電子回折図形から当該試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求め、求められた輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合して、当該試料のアモルファス層の厚さを推定するアモルファス層推定ステップと
を有していることを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法。
【請求項４】
異なる既知の厚さのアモルファス層が形成されている複数の試料を対象にして、それぞれの試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定する電子回折図形測定ステップと、
前記それぞれの試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求める輝度の比率算出ステップと、
前記それぞれの試料について、前記輝度の比率算出ステップにて算出された輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と、前記既知の厚さをプロットして基準資料を作成する基準資料作成ステップと、
アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定し、測定した電子回折図形から当該試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求め、この輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合して、当該試料のアモルファス層の厚さを推定するアモルファス層推定ステップとを備え、
前記アモルファス層の厚さが所定の値以下となるまで、前記アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に形成された前記アモルファス層を低減、除去する処理を繰り返すことを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料の作製方法。
【請求項１】
表面にアモルファス層が形成されている試料の表面に電子線を照射し、試料を透過して得られた電子回折図形の輝度に基づいて、前記アモルファス層の厚さを評価することを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法。
【請求項２】
アモルファス層の厚さが未知である試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を、アモルファス層の厚さが既知である他の試料を用いて同様に得られた輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と比較することにより、前記アモルファス層の厚さを評価することを特徴とする請求項１に記載の透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法。
【請求項３】
異なる既知の厚さのアモルファス層が形成されている複数の試料を対象にして、それぞれの試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定する電子回折図形測定ステップと、
前記それぞれの試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求める輝度の比率算出ステップと、
前記それぞれの試料について、前記輝度の比率算出ステップにて算出された輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と、前記既知の厚さをプロットして基準資料を作成する基準資料作成ステップと、
アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定し、測定した電子回折図形から当該試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求め、求められた輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合して、当該試料のアモルファス層の厚さを推定するアモルファス層推定ステップと
を有していることを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料のアモルファス層の厚さ評価方法。
【請求項４】
異なる既知の厚さのアモルファス層が形成されている複数の試料を対象にして、それぞれの試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定する電子回折図形測定ステップと、
前記それぞれの試料の電子回折図形内の回折スポットを結ぶ直線における輝度のラインプロファイルの内、最も高い輝度をＹ２とし、最も低い輝度をＹ１としたときの輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求める輝度の比率算出ステップと、
前記それぞれの試料について、前記輝度の比率算出ステップにて算出された輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）と、前記既知の厚さをプロットして基準資料を作成する基準資料作成ステップと、
アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に電子線を照射し、試料を透過した電子線による電子回折図形を測定し、測定した電子回折図形から当該試料における輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を求め、この輝度の比率（Ｙ１／Ｙ２）を前記基準資料と照合して、当該試料のアモルファス層の厚さを推定するアモルファス層推定ステップとを備え、
前記アモルファス層の厚さが所定の値以下となるまで、前記アモルファス層の厚さが未知の試料の表面に形成された前記アモルファス層を低減、除去する処理を繰り返すことを特徴とする透過型電子顕微鏡用試料の作製方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１７５２６５（Ｐ２０１０−１７５２６５Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５１８７（Ｐ２００９−１５１８７）
【出願日】平成２１年１月２７日（２００９．１．２７）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２７日（２００９．１．２７）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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