説明

透過電子顕微鏡用試料作製方法、透過電子顕微鏡用試料支持構造、試料ホルダ及び荷電粒子ビーム装置

【課題】透過電子顕微鏡用試料の作製において、荷電粒子ビームによって加工して作製した薄片試料を試料ホルダに固定する際に、デポジションを用いないようにすることにより生産性を向上させる。
【解決手段】荷電粒子ビームによって加工して作製した薄片試料W1を、保持部材50により保持して凹状の嵌合部H1aを有する試料ホルダH1に固定する方法であって、試料ホルダの嵌合部と嵌合可能な被嵌合部W1aを有する薄片試料を荷電粒子ビームによって加工して作製する薄片試料作製工程と、該薄片試料作製工程で作製した薄片試料を保持部材によって保持する薄片試料保持工程と、該薄片試料保持工程で保持した薄片試料を試料ホルダに対して位置決めし、薄片試料の被嵌合部を試料ホルダの嵌合部に嵌合する薄片試料嵌合工程とを備えることを特徴とする透過電子顕微鏡用試料作製方法を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、透過電子顕微鏡用試料作製方法と、この透過電子顕微鏡用試料作製方法に用いられる透過電子顕微鏡用試料支持構造及び試料ホルダと、この試料ホルダを有する荷電粒子ビーム装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、透過電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)による試料の観察のために、荷電粒子ビームの一種である集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)装置を用いて透過電子顕微鏡用試料が作製されている。
【0003】
従来の集束イオンビーム装置を用いた透過電子顕微鏡用試料作製方法においては、まず、観察面を有する薄片試料を集束イオンビームで試料本体から切り出し、集束イオンビーム装置に具備されている保持部材により保持した上で試料本体と切り離す。そして、薄片試料を保持部材により保持したまま試料ホルダまで搬送した後そこへ固定し、薄片試料の観察面を透過電子顕微鏡で観察可能な仕上面に仕上げ加工する。これにより、薄片試料が試料ホルダに固定された透過電子顕微鏡用試料が作製される。
【0004】
従来の透過電子顕微鏡用試料作製方法では、薄片試料を試料ホルダに固定するために、固定を所望する箇所を局所的にガス雰囲気にして荷電粒子ビームを照射する。この方法によると、固定する箇所はCVDによるデポジション膜により固定される。(例えば、特許文献1参照)
【特許文献1】特許第3495037号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載のある透過電子顕微鏡用試料作製方法では、薄片試料を試料ホルダに固定する際、CVDによるデポジション膜を、薄片試料と試料ホルダの接続部に設けるのでデポジション工程が増える分、生産性が低下する点で問題があった。
【0006】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、薄片試料を試料ホルダに固定する際にデポジションを用いない透過電子顕微鏡用試料作製方法、透過電子顕微鏡用試料支持構造、試料ホルダ及び荷電粒子ビーム装置を提供することにより生産性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、荷電粒子ビームによって加工して作製した薄片試料を、保持部材により保持して凹状の嵌合部を有する試料ホルダに固定する透過電子顕微鏡用試料作製方法であって、前記試料ホルダの前記嵌合部と嵌合可能な被嵌合部を有する前記薄片試料を前記荷電粒子ビームによって加工して作製する薄片試料作製工程と、該薄片試料作製工程で作製した前記薄片試料を前記保持部材によって保持する薄片試料保持工程と、該薄片試料保持工程で保持した前記薄片試料を前記試料ホルダに対して位置決めし、前記薄片試料の前記被嵌合部を前記試料ホルダの前記嵌合部に嵌合する薄片試料嵌合工程とを備えることを特徴としている。
【0008】
この発明による透過電子顕微鏡用試料作製方法によれば、薄片試料嵌合工程において薄片試料の被嵌合部を試料ホルダの嵌合部に嵌合することで、デポジションによらずに薄片試料を試料ホルダに固定することが可能となるので生産性を向上させることができる。
【0009】
また、本発明は、荷電粒子ビームによって加工して作製した薄片試料を、保持部材により保持して試料ホルダに固定する透過電子顕微鏡用試料作製方法であって、前記荷電粒子ビームによって前記試料ホルダに凹状の嵌合部を加工するホルダ加工工程と、該ホルダ加工工程で加工された前記試料ホルダの前記嵌合部と嵌合可能な被嵌合部を有する前記薄片試料を前記荷電粒子ビームによって加工して作製する薄片試料作製工程と、該薄片試料作製工程で作製した前記薄片試料を前記保持部材によって保持する薄片試料保持工程と、該薄片試料保持工程で保持した前記薄片試料を前記試料ホルダに対して位置決めし、前記薄片試料の前記被嵌合部を前記試料ホルダの前記嵌合部に嵌合する薄片試料嵌合工程とを備えることを特徴としている。
【0010】
この発明による透過電子顕微鏡用試料作製方法によれば、薄片試料嵌合工程において薄片試料の被嵌合部を試料ホルダの嵌合部に嵌合することで、デポジションによらずに薄片試料を試料ホルダに固定することが可能となるので生産性を向上させることができる。
また、ホルダ加工工程で試料ホルダの嵌合部を荷電粒子ビームによって加工することにより、薄片試料の被嵌合部と試料ホルダの嵌合部による試料支持構造を設定できるため、観察目的や観察対象などに合わせた試料支持構造で薄片試料を固定することが可能となる。
【0011】
また、前記薄片試料作製工程では、前記薄片試料に略平板状の観察面を形成し、該観察面を透過電子顕微鏡で観察可能な仕上面に仕上げ加工することが好ましい。
【0012】
この発明による透過電子顕微鏡用試料作製方法によれば、薄片試料作製工程において透過電子顕微鏡で観察可能な仕上面を加工しても、デポジションによらずに薄片試料を試料ホルダに固定することが可能となるので生産性を向上させることができる。
【0013】
また、前記薄片試料嵌合工程の後に、前記荷電粒子ビームを前記試料ホルダの前記嵌合部に照射する嵌合部照射工程を備えることが好ましい。
【0014】
この発明による透過電子顕微鏡用試料作製方法によれば、荷電粒子ビームを試料ホルダの嵌合部に照射することにより、スパッタリングされた物質が試料ホルダの嵌合部及び薄片試料の被嵌合部に付着し、両者(嵌合部及び被嵌合部)を接合する。従って、薄片試料を試料ホルダにより強力に固定することができる。
【0015】
また、本発明は、薄片試料と、該薄片試料を固定する試料ホルダとで構成されている透過電子顕微鏡用試料支持構造であって、前記試料ホルダは、凹状の嵌合部を備え、前記薄片試料は、透過電子顕微鏡で観察する観察面を有する観察部と、前記試料ホルダの前記嵌合部と嵌合可能な被嵌合部とを備え、前記薄片試料の前記被嵌合部が前記試料ホルダの前記嵌合部に嵌合されて支持されていることを特徴としている。
【0016】
この発明による透過電子顕微鏡用試料支持構造によれば、薄片試料の被嵌合部が試料ホルダの嵌合部に嵌合されて支持されていることで、デポジションによらずに薄片試料を試料ホルダに固定させることが可能となるので生産性を向上させることができる。
【0017】
また、前記薄片試料の前記被嵌合部は、少なくとも2面を前記試料ホルダの前記嵌合部によって支持されていることが好ましい。
【0018】
この発明による透過電子顕微鏡用試料支持構造によれば、薄片試料の被嵌合部が試料ホルダの嵌合部に少なくとも2面を支持されながら嵌合されていることで、薄片試料を試料ホルダにより強固に固定させることが可能となる。また、試料ホルダの材質、形状によって、物理吸着を用いた固定も可能となる。
【0019】
また、前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面にそれぞれ設けられた、前記試料ホルダの側面から内部に向かう第1の溝と、該第1の溝と交差する第2の溝とで構成されていて、前記薄片試料の前記被嵌合部は、前記試料ホルダの前記第1の溝と嵌合可能な第1の被嵌合板と、前記試料ホルダの前記第1の溝と前記第2の溝とが交差する角度で前記第1の被嵌合板と交差する、前記試料ホルダの前記第2の溝と嵌合可能な第2の被嵌合板とで構成されていることが好ましい。
【0020】
この発明による透過電子顕微鏡用試料支持構造によれば、試料ホルダの嵌合部である交差した第1の溝と第2の溝に、薄片試料の被嵌合部である第1の被嵌合板及び第2の被嵌合板がそれぞれ対応して嵌合された状態で薄片試料と試料ホルダとが透過電子顕微鏡用試料支持構造を構成している。これにより、嵌合部と被嵌合部が嵌合する方向以外から薄片試料に働く力には、第1の溝に嵌合された第1の被嵌合板か、第2の溝に嵌合された第2の被嵌合板のいずれかから反力が働くため、薄片試料と試料ホルダをより強固に固定させることが可能になる。
【0021】
また、前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面に、前記試料ホルダの側面から所定の距離だけ離れて設けられた溝により構成され、前記薄片試料の前記被嵌合部は、前記薄片試料に凸設されており、その形状が略板状であることが好ましい。
【0022】
この発明による透過電子顕微鏡用試料支持構造によれば、薄片試料に凸設された略板状の被嵌合部を、溝状の試料ホルダの嵌合部に位置合わせするだけで薄片試料を試料ホルダに嵌合させることができる。これにより、嵌合を容易にすることができる。
【0023】
また、前記試料ホルダの形状は、該試料ホルダの上面の中央部に該上面を横断する横断溝が設けられた略柱状であって、前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記横断溝の左右の前記上面に、前記横断溝と交差する同一方向へそれぞれ延びて設けられた一対の溝で構成されており、前記薄片試料の形状は、前記試料ホルダの前記嵌合部に嵌合可能な厚みの略板状であることが好ましい。
【0024】
この発明による透過電子顕微鏡用試料支持構造によれば、薄片試料を単に略板状に加工するだけでよいので、薄片試料を容易に加工することができる。また、試料ホルダに横断溝を設けることで、試料ホルダの嵌合部に覆い隠されて観察が不可能な薄片試料の被嵌合部を最小限に抑えることができるので、薄片試料の観察部を広くすることができる。
【0025】
また、前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記一対の溝と、該一対の溝と連続するよう前記横断溝の底面に形成された溝で構成されることが好ましい。
【0026】
この発明による透過電子顕微鏡用試料支持構造によれば、請求項9と同様の作用効果を奏する。
【0027】
また、前記試料ホルダの形状は、前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面と側面が交差する角部に設けられた溝により構成され、前記薄片試料の形状は、前記試料ホルダの前記嵌合部に嵌合可能な厚みの略板状であることが好ましい。
【0028】
この発明による透過電子顕微鏡用試料支持構造によれば、薄片試料を単に略板状に加工するだけでよいので、薄片試料を容易に加工することができる。また、略板状の薄片試料の被嵌合部を、溝状の試料ホルダの嵌合部に位置合わせするだけで嵌合することができる。これにより、嵌合を容易にすることができる。
【0029】
また、本発明は、薄片試料を固定するための試料ホルダであって、前記試料ホルダは、凹状の嵌合部を備えることを特徴としている。
【0030】
また、前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面にそれぞれ設けられた、前記試料ホルダの側面から内部に向かう第1の溝と、該第1の溝と交差する第2の溝とで構成されていることが好ましい。
【0031】
また、前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面に、前記試料ホルダの側面から所定の距離だけ離れて設けられた溝により構成されることが好ましい。
【0032】
また、前記試料ホルダの形状は、該試料ホルダの上面の中央部に該上面を横断する横断溝が設けられた略柱状であって、前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記横断溝の左右の前記上面に、前記横断溝と交差する同一方向へそれぞれ延びて設けられた一対の溝で構成されていることが好ましい。
【0033】
また、前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記一対の溝と、該一対の溝と連続するよう前記横断溝の底面に形成された溝で構成されることが好ましい。
【0034】
また、前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面と側面が交差する角部に設けられた溝により構成されることが好ましい。
【0035】
この発明による試料ホルダよれば、当該試料ホルダの嵌合部と嵌合可能な被嵌合部を有する薄片試料をそれぞれ用いることで、請求項5及び請求項7から請求項11とそれぞれ同様の作用効果を奏する。
【0036】
また、本発明は、上記本発明の試料ホルダと、荷電粒子ビームにより薄片試料を加工する荷電粒子ビーム照射系と、前記薄片試料を保持した後、前記試料ホルダの前記嵌合部に位置決めし、嵌合する保持部材とを備えることを特徴としている。
【0037】
この発明による荷電粒子ビーム装置によれば、荷電粒子ビームによって試料ホルダと嵌合可能な被嵌合部を有する薄片試料を加工した後、保持部材によって薄片試料を保持し、位置決めし、薄片試料の被嵌合部を試料ホルダの嵌合部に嵌合することで、デポジションによらずに薄片試料を試料ホルダに固定することが可能となるので生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0038】
本発明の透過電子顕微鏡用試料作製方法と、この透過電子顕微鏡用試料作製方法に用いられる透過電子顕微鏡用試料支持構造及び試料ホルダと、この試料ホルダを有する荷電粒子ビーム装置によれば、試料ホルダの嵌合部と薄片試料の被嵌合部を嵌合させることで、デポジションを用いずに薄片試料を試料ホルダに固定することが可能となる。これにより、生産性の高い透過電子顕微鏡用試料作製方法、透過電子顕微鏡用試料支持構造、試料ホルダ及び荷電粒子ビーム装置を提供することが可能となる。
また、薄片試料固定時に、デポジションで固定するための荷電粒子ビームを照射することもないので、薄片試料を汚染することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0039】
(第1の実施形態)
以下、本発明の透過電子顕微鏡用試料作製方法の第1の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の第1の実施形態における荷電粒子ビーム装置100の概略斜視図である。図2は、本発明の第1の実施形態における荷電粒子ビーム装置100の概略断面図である。
【0040】
図1及び図2に示すように、荷電粒子ビーム装置100は、真空室10と、イオンビーム照射系20(荷電粒子ビーム照射系)と、電子ビーム照射系30と、アルゴンイオンビーム照射系40と、ナノピンセット50(保持部材)と、試料ステージ60と、二次荷電粒子検出器70と、ガス銃80とを備えている。真空室10は、内部を所定の真空度まで減圧可能になっており、上記の各構成品はそれらの一部又は全部が真空室10内に配置されている。
【0041】
イオンビーム照射系20は、イオンを発生させるイオン源21と、イオン源21から流出したイオンを集束イオンビームに成形するとともに走査させるイオン光学系22とを備えている。イオンビーム鏡筒23を備えたイオンビーム照射系20から、真空室10内に配置された試料ステージ60上の試料本体Waに対して荷電粒子ビームであるイオンビーム20Aが照射される。このとき、試料本体Waからは二次イオンや二次電子等の二次荷電粒子が発生する。この二次荷電粒子を、二次荷電粒子検出器70で検出して試料本体Waの像が取得される。また、イオンビーム照射系20は、イオンビーム20Aの電流量を増すことで、照射範囲の試料本体Waをエッチング加工することも可能である。
【0042】
イオン光学系22は、例えば、イオンビーム20Aを集束するコンデンサーレンズと、イオンビーム20Aを絞り込む絞りと、イオンビーム20Aの光軸を調整するアライナと、イオンビーム20Aを試料に対して集束する対物レンズと、試料上でイオンビーム20Aを走査する偏向器とを備えて構成される。
【0043】
電子ビーム照射系30は、電子を放出する電子源31と、電子源31から放出された電子をビーム状に成形するとともに走査する電子光学系32とを備えている。電子ビーム照射系30から射出される電子ビーム30Aを試料本体Waに照射することによって、試料本体Waからは二次電子が発生するが、この発生した二次電子を、二次荷電粒子検出器70で検出して試料本体Waの像を取得する。ここで、電子ビーム鏡筒33から射出される電子ビーム30Aは、イオンビーム20Aと同一位置の試料本体Wa上に照射する。なお、本発明の透過電子顕微鏡用試料作製方法では、電子ビーム照射系30を備えていない荷電粒子ビーム装置を用いてもかまわない。
【0044】
アルゴンイオンビーム照射系40は、イオンビーム照射系20と同様に、アルゴンイオン源41と、アルゴンイオン光学系42と、アルゴンイオンビーム鏡筒43とを備えている上に、アルゴンイオンビームの照射位置を制御するビーム位置制御手段44を備えている。アルゴンイオンビーム照射系40からは、後述する試料W1の観察面をクリーニングするためのアルゴンイオンビームが、ビーム位置制御手段44によって位置を制御されて照射される。なお、本発明の透過電子顕微鏡用試料作製方法では、アルゴンイオンビーム照射系40を備えていない荷電粒子ビーム装置を用いてもかまわない。
【0045】
試料ステージ60は、試料台61を移動可能に支持している。試料台61上には試料本体Wa(例えば半導体ウエハ等)と、試料本体Waより作製される試料W1を固定するための試料ホルダH1とが固定されている。そして、試料ステージ60は、試料台61を5軸で変位させることができる。すなわち、試料台61を水平面に平行で且つ互いに直交するX軸及びY軸と、これらX軸及びY軸に対して直交するZ軸とに沿ってそれぞれ移動させるXYZ移動機構60bと、試料台61をZ軸回りに回転させるローテーション機構60cと、試料台61をX軸(又はY軸)回りに回転させるチルト機構60aとを備えて構成されている。試料ステージ60は、試料台61を5軸に変位させることで、試料本体Waの特定位置をイオンビーム20Aによって照射される位置に移動するようになっている。
【0046】
図3は、本発明の第1の実施形態で使用する試料ホルダH1の斜視図である。試料ホルダH1は角柱状で、上面に凹状の嵌合部H1aを備える。嵌合部H1aは、一方の側面から内部に向かう第1の溝H1bと、第1の溝H1bの端点と交差する第2の溝H1cとで構成されている(図3では、第1の溝H1bの中心線と、第2の溝H1cの中心線とが直行した例を示している)。
【0047】
真空室10は、内部を所定の真空度まで減圧可能になっており、真空室10内には試料台61と、ナノピンセット50と、二次荷電粒子検出器70と、ガス銃80とが設けられている。
【0048】
ナノピンセット50は、ピンセットホルダ52に支持されている。ピンセットホルダ52は、ピンセットステージ51によりナノピンセット50を5軸で変位させることができる。すなわち、ピンセットホルダ52を水平面に平行で且つ互いに直交するX軸及びY軸と、これらX軸及びY軸に対して直交するZ軸とに沿ってそれぞれ移動させるXYZ移動機構51bと、ピンセットホルダ52をZ軸回りに回転させるローテーション機構51cと、ピンセットホルダ52をX軸(又はY軸)回りに回転させるチルト機構51aとを備えて構成されている。また、ナノピンセット50は、ナノピンセット50の挟持を実施させるための挟持機構53により、先端部を開閉可能に稼動させることができる。
【0049】
二次荷電粒子検出器70は、イオンビーム照射系20又は電子ビーム照射系30から試料本体Waへイオンビーム20A又は電子ビーム30Aが照射された際に、試料本体Waから発せられる二次電子や二次イオンを検出する。
【0050】
ガス銃80は、試料本体Waへエッチングガス等の所定のガスを放出する。そして、ガス銃80からエッチングガスを供給しながら試料本体Waにイオンビーム20Aを照射することで、イオンビーム20Aによる試料のエッチング速度を高めることができる。
【0051】
また、荷電粒子ビーム装置100は、当該装置を構成する各部を制御する制御部90を備えている。制御部90は、イオンビーム照射系20、電子ビーム照射系30、アルゴンイオンビーム照射系40、ナノピンセット50、二次荷電粒子検出器70、及び試料ステージ60と接続されている。また、二次荷電粒子検出器70から検出される信号に基づき取得される試料映像を表示する表示装置91を備えている。
【0052】
制御部90は、荷電粒子ビーム装置100を総合的に制御するとともに、二次荷電粒子検出器70で検出された二次荷電粒子を輝度信号に変換して画像データを生成し、この画像データを基に画像を形成して表示装置91に出力している。これにより表示装置91は、上述したように試料の観察画像や参考画像を表示できるようになっている。
【0053】
また制御部90は、ソフトウェアの指令やオペレータの入力に基づいて試料ステージ60を駆動し、試料本体Waの位置や姿勢を調整する。これにより、試料表面におけるイオンビーム20Aの照射位置や照射角度を調整できるようになっている。例えば、イオンビーム照射系20と電子ビーム照射系30との切替操作に連動して試料ステージ60を駆動し、試料本体Waを移動させたり、傾けることができるようになっている。
【0054】
また制御部90は、試料ステージ60と同様に、ピンセットステージ51及び挟持機構53を駆動し、ナノピンセット50の位置や姿勢を調整する。これにより、ナノピンセット50の保持位置や保持角度や保持タイミングを調整できるようになっている。
【0055】
次に、上記荷電粒子ビーム装置100を用いた本発明の透過電子顕微鏡用試料作製方法について説明する。図4は、本発明の第1の実施形態における透過電子顕微鏡用試料作製方法の作業順序を示すフローチャートである。図5は、本発明の第1の実施形態で作製する試料(薄片試料)W1の斜視図である。試料W1は、中央の薄肉平板部と、図5における薄肉平板部の左右両端に、薄肉平板部より厚く設けられた厚肉平板部とで形成され、薄肉平板部と肉厚平板部の厚み方向の中心線は同一である。すなわち、試料W1は、薄肉な第1の平板201と、第1の平板201の両端で第1の平板201とそれぞれ交差する(図5では直交する)、第2の平板202及び第3の平板203とで形成されている。第1の平板201の一部と第2の平板202とは、試料W1の被嵌合部W1aの第1の被嵌合板W1b及び第2の被嵌合板W1cをそれぞれ構成している。すなわち、第1の平板201は、試料ホルダH1の嵌合部H1aの第1の溝H1bと嵌合可能であり、また、第2の平板202は、試料ホルダH1の嵌合部H1aの第1の溝H1bと第2の溝H1cとが交差する角度で第1の平板201の端点と交差して、第2の溝H1cと嵌合可能である。被嵌合部W1aに含まれない第1の平板201の残りの部分は、観察面W1eを有する観察部W1dを構成している。観察面W1eは、透過電子顕微鏡で観察可能な仕上面に仕上げ加工されている。なお、第3の平板203は、後述する薄片試料保持工程S2においてナノピンセット50によって保持される保持部W1fである。ここで、試料W1は、観察部W1dを保持されてもかまわないので、第3の平板203は無くてもかまわない。
【0056】
まず、図4に示す薄片試料作製工程S1と薄片試料保持工程S2とを、図6〜図11に示すように連続的に行う。図6は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料本体Wa周辺の試料作製前の概略斜視図である。図7は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料本体Wa周辺の試料W1切り出し後の概略斜視図である。図8は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料本体Wa周辺の試料W1保持後の概略斜視図である。図9は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料本体Wa周辺の試料W1切り離し後の概略斜視図である。
【0057】
まず、制御部90は、ソフトウェアの指令やオペレータの入力に基づいて試料ステージ60を5軸に駆動させながら、イオンビーム照射系20によって試料本体Waの試料W1とする部分の近傍の略矩形の加工部分をエッチング穴掘り加工し(図6)、試料本体Waから試料W1と、当該試料W1と試料本体Waを連結する連結部Wbとを切り出す(図7)。この際、観察部W1dの観察面W1eは仕上面に仕上げ加工しておく。続いて、制御部90は、ピンセットステージ51のXYZ移動機構51b、ローテーション機構51c及びチルト機構51aを駆動させることによって、ナノピンセット50を試料W1の挟持が可能な位置まで移動させ、ナノピンセット50の挟持機構53を駆動させることによって、試料W1を挟持する(図8)。そして、ソフトウェアの指令やオペレータの入力に基づいて試料ステージ60を5軸に駆動させながら、イオンビーム照射系20によって連結部Wbをエッチング加工することで試料W1を試料本体Waから切り離す(図9)。
【0058】
図10は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料W1近傍の試料W1保持後の概略斜視図である。図11は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料W1近傍の試料W1切り離し後の概略斜視図である。本実施形態においては、ナノピンセット50は保持部W1fを保持し(図10)、その後連結部Wbを切り離す(図11)。
【0059】
次に、図4に示す薄片試料嵌合工程S3について図12〜図16を用いて説明する。図12は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料本体Wa周辺の試料W1嵌合後の概略斜視図である。図13は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料ホルダH1周辺の試料W1嵌合直前の概略斜視図である。図14は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料ホルダH1周辺の試料W1嵌合後の概略斜視図である。図15は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料本体Wa周辺の薄片試料嵌合工程S3終了後の概略斜視図である。図16は、本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料ホルダH1周辺の薄片試料嵌合工程S3終了後の概略斜視図である。
【0060】
本発明の第1の実施形態の薄片試料嵌合工程S3では、まず、制御部90は、ピンセットステージ51のXYZ移動機構51b、ローテーション機構51c及びチルト機構51aを駆動させ、試料ホルダH1に試料W1を嵌合することで固定する(図12)。すなわち、制御部90は、保持部W1fが保持された試料W1の被嵌合部W1aを、試料ホルダH1の嵌合部H1aと嵌合可能な位置にナノピンセット50で搬送して位置決めし(図13)、被嵌合部W1aと嵌合部H1aが嵌合するようにナノピンセット50を下降させる(図14)。続いて、制御部90は、挟持機構53を駆動させ、ナノピンセット50の試料W1の挟持を開放し、ピンセットステージ51のXYZ移動機構51b、ローテーション機構51c及びチルト機構51aを駆動させることによって、ナノピンセット50を原点に戻すことで薄片試料嵌合工程S3を終了する(図15)。
【0061】
以上によれば、試料ホルダH1の嵌合部H1aである交差した第1の溝H1bと第2の溝H1cに、試料W1の被嵌合部W1aである第1の被嵌合板W1b及び第2の被嵌合板W1cがそれぞれ対応して嵌合された状態で試料W1と試料ホルダH1とが試料支持構造を構成している(図16)。即ち、試料ホルダH1の嵌合部H1aと試料W1の被嵌合部W1aとが嵌合をする方向以外から試料W1に働く力には、第1の溝H1bに嵌合された第1の被嵌合板W1bか、第2の溝H1cに嵌合された第2の被嵌合板W1cのいずれかから反力が働くため、試料W1と試料ホルダH1を強固に固定させることが可能になる。これにより、デポジションによらずに試料W1を試料ホルダH1に固定させることが可能となるので生産性を向上させることができる。
更に、試料W1の観察面W1eも汚染されることがない。よって、薄片試料作製工程S1において、観察面W1eを仕上面まで一貫して加工しても、仕上面を加工した後、仕上面に汚染やダメージを与えることなく、試料W1の試料本体Waからの切り離し及び切り離した試料W1の試料ホルダH1への搬送ができれば、試料ホルダH1に試料W1を固定する際に仕上面が汚染されず、試料W1は観察可能な状態にある。従って、試料ホルダH1に試料W1を固定した後にすぐ観察ができるため、試料W1を作製する際の生産性をより向上させることができる。
【0062】
なお、本実施形態では、試料ホルダH1の嵌合部H1aの第1の溝H1bと第2の溝H1cとが端点で交差しているが、これに限られるものではない。また、図3に示す試料ホルダH1は、第1の溝H1bの中心線と第2の溝H1cの中心線とが直交した例を示しているが、同様にこれに限られるものではない。ただし、試料ホルダH1の嵌合部H1aの形状を変化させる際には、試料W1の被嵌合部W1aの加工形状も対応して変化させる必要がある。
【0063】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について、図17〜図21を参照しつつ説明する。第1の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明は省略する。第1の実施形態と第2の実施形態との違いは試料ホルダに設けられている嵌合部の形状の違い、及びそれに合わせた試料の被嵌合部の加工形状の違いである。
【0064】
図17は、本発明の第2の実施形態で使用する試料ホルダH2の斜視図である。略柱状の試料ホルダH2は上面に、試料ホルダH2の側面から所定の距離だけ離れた溝状の嵌合部H2aを備えている。
【0065】
図18は、本発明の第2の実施形態における薄片試料作製工程S1で加工した試料(薄片試料)W2の斜視図である。試料W2は、全体が平板状であって、側面から所定の距離だけ離れた底面から溝W2bが設けられている。これにより、試料W2は、観察面W2eを含む観察部W2dと、溝W2bによって観察部W2dと分割された、試料ホルダH2の嵌合部H2aに嵌合される断面長方形状の被嵌合部W2aと、被嵌合部W2aと観察部W2dとを連結するブリッジ部W2cとを備える構成になっている。制御部90は、本発明の第2の実施形態における薄片試料作製工程S1において、溝W2bを底面に加工した試料W2を、イオンビーム照射系20及び試料ステージ60により、試料本体Waから切り出し、ナノピンセット50により挟持した後に切り離す。薄片試料作製工程S1において加工した試料W2は、横断溝と側面の間に略平板状の被嵌合部W2aが凸設されている。また、試料W2の観察部W2dの観察面W2eは仕上面に仕上げ加工しておく。
【0066】
図19は、本発明の第2の実施形態における薄片試料嵌合工程S3で位置決めした試料W2及び試料ホルダH2の斜視図である。図20は、本発明の第2の実施形態における薄片試料嵌合工程S3で嵌合した試料W2及び試料ホルダH2の斜視図である。本発明の第2の実施形態における薄片試料嵌合工程S3において、制御部90は、試料W2の被嵌合部W2aを、試料ホルダH2の嵌合部H2aと嵌合可能な位置にナノピンセット50で搬送して位置決めし、下降させる(図19)。続いて、制御部90は、ナノピンセット50の挟持を開放し、原点に戻す(図20)。
【0067】
以上によれば、試料W2に凸設された略板状の被嵌合部W2aを、溝状の試料ホルダH2の嵌合部H2aに位置合わせするだけで嵌合することができ、嵌合された状態で試料W2と試料ホルダH2とが試料支持構造を構成することができる。これにより、嵌合を容易にした上で、試料W2を汚染させずに試料ホルダH2に固定させることが可能となる。
【0068】
なお、本実施形態では、薄片試料作製工程S1にて試料W2を図18に示す形状に加工した。しかし、試料の被嵌合部が試料ホルダH2の嵌合部H2aに嵌合可能な、試料に凸設された略板状の形状であればこれに限らない。図21は、本発明の第2の実施形態において薄片試料作製工程S1で加工可能な試料(薄片試料)W21を示した図である。図21に示した試料W21では被嵌合部W21aが底面より凸設されているが、図18に示した試料W2と同様に、当該被嵌合部W21aを試料ホルダH2の嵌合部H2aと嵌合すること試料支持構造を構成することができる。
【0069】
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について、図22〜図25を参照しつつ説明する。第1及び第2の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明は省略する。第1及び第2の実施形態と第3の実施形態との違いは試料ホルダに設けられている嵌合部の形状の違い、及びそれに合わせた試料の被嵌合部の加工形状の違いである。
【0070】
図22は、本発明の第3の実施形態で使用する試料ホルダH3の斜視図である。第3の実施形態で使用する試料ホルダH3は、上面に横断溝H3bが設けられており、横断溝H3bにより一対の凸段H3cがそれぞれ形成されている。試料ホルダH3の嵌合部H3aは、形状が溝状で、試料ホルダH3の横断溝を横断して、一対の凸段H3cそれぞれまで設けられている。
【0071】
図23は、本発明の第3の実施形態における薄片試料作製工程S1で加工した試料(薄片試料)W3の斜視図である。試料W3の形状は、略平板状である。制御部90は、本発明の第3の実施形態における薄片試料作製工程S1において、試料ホルダH3の嵌合部H3aに嵌合可能な厚みの略板状の形状の試料W3を、イオンビーム照射系20及び試料ステージ60により、試料本体Waから切り出し、ナノピンセット50により挟持した後に切り離す。また、試料W3の観察部W3dの観察面W3eは仕上面に仕上げ加工しておく。ここで、試料W3の被嵌合部W3aは、略平板状の試料W3の底面を含む一部を指す。
【0072】
図24は、本発明の第3の実施形態における薄片試料嵌合工程S3で位置決めした試料W3及び試料ホルダH3の斜視図である。図25は、本発明の第3の実施形態における薄片試料嵌合工程S3で嵌合した試料W3及び試料ホルダH3の斜視図である。本発明の第2の実施形態における薄片試料嵌合工程S3において、制御部90は、試料W3の被嵌合部W3aを、試料ホルダH3の嵌合部H3aと嵌合可能な位置にナノピンセット50で搬送して位置決めし、下降させる(図24)。続いて、制御部90は、ナノピンセット50の挟持を開放し、原点に戻す(図25)。
【0073】
以上によれば、試料W3を単に略板状に加工するだけでよいので、試料W3を容易に加工することができる。また、試料ホルダH3に横断溝を設けることで、試料ホルダH3の嵌合部H3aに覆い隠されて観察が不可能な試料W3の被嵌合部W3aを最小限に抑えた上で、嵌合された状態で試料W3と試料ホルダH3とが試料支持構造を構成することができる。これにより、試料W3の観察部W3dを広くした上で、試料W3を汚染させずに試料ホルダH3に固定させることが可能となる。
【0074】
なお、本実施形態の試料ホルダH3において、嵌合部H3aは横断溝H3bに設けられていなくてもかまわない。図26は、本発明の第3の実施形態で使用可能な試料ホルダH31の斜視図である。図26に示した試料ホルダH31の嵌合部H31aは、横断溝H31bに隣接して上面に形成される一対の凸段H31cのそれぞれの横断溝H31b側に、横断溝H31bと交差する同一方向にそれぞれ設けられた一対の溝で構成されている。図27は、本発明の第3の実施形態における薄片試料嵌合工程S3で嵌合した試料W3及び試料ホルダH31の斜視図である。図26及び図27に示す試料ホルダH31でも、試料W3の被嵌合部W3aと試料ホルダH31の嵌合部H31aとを嵌合させることで、試料W3の観察部W3dを広くした上で、試料W3と試料ホルダH31とが試料支持構造を構成することができる。
【0075】
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について、図28〜図30を参照しつつ説明する。第1〜第3の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明は省略する。第1〜第3の実施形態と第4の実施形態との違いは試料ホルダに設けられている嵌合部の形状及び試料における被嵌合部の違いである。
【0076】
図28は、本発明の第4の実施形態で使用する試料ホルダH4の斜視図である。第4の実施形態で使用する試料ホルダH4は、試料ホルダH4の側面から内部に向かう溝状の嵌合部H4aを備えている。
【0077】
第4の実施形態における薄片試料作製工程S1は、第3の実施形態と同様で、薄片試料作製工程S1を経ることで試料W3を得る(図23)。ただし、第4の実施形態における試料ホルダH4に対する試料W3の被嵌合部W4aは、試料W3の長手方向の一端の底面側の角部を含む部分を指す。
【0078】
図29は、本発明の第4の実施形態における薄片試料嵌合工程S3で位置決めした試料W3及び試料ホルダH4の斜視図である。図30は、本発明の第4の実施形態における薄片試料嵌合工程S3で嵌合した試料W3及び試料ホルダH4の斜視図である。本発明の第4の実施形態における薄片試料嵌合工程S3において、制御部90は、試料W3の被嵌合部W4aを、試料ホルダH4の嵌合部H4aと嵌合可能な位置にナノピンセット50で搬送して位置決めし、下降させる(図29)。続いて、制御部90は、ナノピンセット50の挟持を開放し、原点に戻す(図30)。
【0079】
以上によれば、試料W3を単に略板状に加工するだけでよいので、試料W3を容易に加工することができる。また、略板状の試料W3の被嵌合部W4aを、溝状の試料ホルダH4の嵌合部H4aに位置合わせするだけで嵌合することができる上に、嵌合された状態で試料W3と試料ホルダH4とが試料支持構造を構成することができる。これにより、嵌合を容易にした上で、試料W3を汚染させずに試料ホルダH4に固定させることが可能となる。
【0080】
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態について、図31〜図33を参照しつつ説明する。第1〜第4の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明は省略する。第1〜第4の実施形態と第5の実施形態との違いは透過電子顕微鏡用試料作製方法についてである。
【0081】
図31は、本発明の第5の実施形態における透過電子顕微鏡用試料作製方法の作業順序を示すフローチャートである。第5の実施形態では、薄片試料作製工程S1の前に試料ホルダに嵌合部を加工するホルダ加工工程S0を実施する。
【0082】
図32は、本発明の第5の実施形態の荷電粒子ビーム装置100における試料本体Wa周辺のホルダ加工工程S0時の概略斜視図である。図33は、本発明の第5の実施形態で使用する試料ホルダH5のホルダ加工工程S0前の斜視図である。本発明の第5の実施形態のホルダ加工工程S0では、制御部90は、ソフトウェアの指令やオペレータの入力に基づいて試料ステージ60を5軸に駆動させながら、イオンビーム照射系20によって試料ホルダH5(図33)の嵌合部を加工する(図32)。試料ホルダH5に設ける嵌合部の形状は、第1の実施形態に示した試料ホルダH1(図3)の嵌合部H1aと同様の形状に加工する。これにより、荷電粒子ビーム装置100は、試料ホルダH1を備えることと同様になる。
【0083】
なお、ホルダ加工工程S0において加工する試料ホルダH5の嵌合部の形状は、第1の実施形態に示した試料ホルダH1の嵌合部H1aの形状に限られず、第2〜第4の実施形態に示した試料ホルダに示した嵌合部の形状でもかまわず、更には、それら以外の形状でも嵌合部を凹型に加工すればかまわない。ただし、薄片試料作製工程S1において、試料の被嵌合部を、ホルダ加工工程S0において加工する試料ホルダH5の嵌合部と嵌合可能な形状に加工する必要がある。
【0084】
薄片試料作製工程S1と薄片試料保持工程S2と薄片試料嵌合工程S3とは、第1の実施形態と同様である。すなわち、薄片試料作製工程S1で、試料ホルダH1の嵌合部H1aと嵌合可能な被嵌合部W1aと、仕上げ加工された観察面W1eを有する観察部W1dと、保持部W1fとを備えた試料W1を加工し、薄片試料保持工程S2で保持部W1fをナノピンセット50によって挟持する。そして、薄片試料嵌合工程S3で試料W1の被嵌合部W1aを試料ホルダH1の嵌合部H1aと嵌合可能なように搬送して位置決めし、試料W1と試料ホルダH1とを嵌合する。
【0085】
以上によれば、試料W1の被嵌合部W1aと試料ホルダH1の嵌合部H1aとを嵌合させることにより、デポジションによらずに試料W1を試料ホルダH1に固定することが可能となって、試料W1を試料ホルダH1に固定する際に試料を汚染することもない。
また、ホルダ加工工程S0で試料ホルダH5の嵌合部をイオンビーム照射系20によって加工することにより、試料の被嵌合部と試料ホルダH5の嵌合部による試料支持構造を設定できるため、観察目的や観察対象などに合わせた試料支持構造で試料を固定することが可能となる。
【0086】
なお、本実施形態では、ホルダ加工工程S0を薄片試料作製工程S1の前に実施した。しかし、薄片試料嵌合工程S3の前であればどちらを先に実施してもかまわない。
【0087】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【0088】
例えば、上記実施形態では、試料ホルダの嵌合部を第1〜第4の実施形態にそれぞれ示した。しかし、それら以外の形状でも嵌合部を凹型に加工すればかまわない。ただし、薄片試料作製工程S1において、試料の被嵌合部を試料ホルダの嵌合部と嵌合可能な形状に加工する必要がある。また、試料と試料ホルダとを強固に固定させるために、少なくとも試料の2面を試料ホルダが支持することが好ましい。
【0089】
また、上記実施形態では、薄片試料嵌合工程S3で作業を終了させているが、この後に、図34に示すように、嵌合部照射工程S4を実施してもかまわない。嵌合部照射工程S4では、各試料ホルダの嵌合部にイオンビーム20Aを照射して、発生したスパッタリング物質を嵌合部に局所的に堆積させる。これにより、試料と試料ホルダとをより強力に固定することが可能である。
【0090】
また、上記実施形態では、薄片試料作製工程S1において、試料に観察面を有する観察部を形成し、観察面を仕上げ加工して仕上面にしたが、これに限られるものではない。ただし、薄片試料作製工程S1で観察面を形成し、仕上面まで加工することで、試料本体に試料が連結された状態で一貫して加工することが可能になる。従って、より生産性の向上した透過電子顕微鏡用試料作製方法の提供が可能であるので、好ましい。
【0091】
また、上記実施形態では、ナノピンセット50による保持方法は挟持機構53による挟持に限らず、例えば、ナノピンセット50の材質、形状などを試料本体Waの部材に対応させて、物理吸着による保持をしてもかまわない。
【0092】
また、上記実施形態では、薄片試料嵌合工程S3においてナノピンセット50は必ずしも原点に戻さなくてもかまわない。また、薄片試料嵌合工程S3の後、必要に応じてアルゴンイオンビーム照射系40によるアルゴンイオンビームによって試料の表面をクリーニングしてもかまわない。
【0093】
また、上記実施形態では、試料の搬送、位置決めをナノピンセット50を駆動させて行ったが、試料ステージ60を駆動させて行ってもかまわない。
【0094】
また、上記実施形態では、保持部材としてナノピンセット50を用いたが、これに限らない。例えば、保持部材としてプローブを用いて、プローブに試料を固着させることで保持してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【0095】
【図1】本発明の第1の実施形態における荷電粒子ビーム装置の概略斜視図である。
【図2】本発明の第1の実施形態における荷電粒子ビーム装置の概略断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態で使用する試料ホルダの斜視図である。
【図4】本発明の第1の実施形態における透過電子顕微鏡用試料作製方法の作業順序を示すフローチャートである。
【図5】本発明の第1の実施形態で作製する試料の斜視図である。
【図6】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料本体周辺の試料作製前の概略斜視図である。
【図7】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料本体周辺の試料切り出し後の概略斜視図である。
【図8】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料本体周辺の試料保持後の概略斜視図である。
【図9】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料本体周辺の試料切り離し後の概略斜視図である。
【図10】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料近傍の試料保持後の概略斜視図である。
【図11】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料近傍の試料切り離し後の概略斜視図である。
【図12】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料本体周辺の試料嵌合後の概略斜視図である。
【図13】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料ホルダ周辺の試料嵌合直前の概略斜視図である。
【図14】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料ホルダ周辺の試料嵌合後の概略斜視図である。
【図15】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料本体周辺の薄片試料嵌合工程終了後の概略斜視図である。
【図16】本発明の第1の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料ホルダ周辺の試料薄片試料嵌合工程終了後の概略斜視図である。
【図17】本発明の第2の実施形態で使用する試料ホルダの斜視図である。
【図18】本発明の第2の実施形態における薄片試料作製工程で加工した試料の斜視図である。
【図19】本発明の第2の実施形態における薄片試料嵌合工程で位置決めした試料及び試料ホルダの斜視図である。
【図20】本発明の第2の実施形態における薄片試料嵌合工程で嵌合した試料及び試料ホルダの斜視図である。
【図21】本発明の第2の実施形態において薄片試料作製工程で加工可能な試料を示した図である。
【図22】本発明の第3の実施形態で使用する試料ホルダの斜視図である。
【図23】本発明の第3の実施形態における薄片試料作製工程で加工した試料の斜視図である。
【図24】本発明の第3の実施形態における薄片試料嵌合工程で位置決めした試料及び試料ホルダの斜視図である。
【図25】本発明の第3の実施形態における薄片試料嵌合工程で嵌合した試料及び試料ホルダの斜視図である。
【図26】本発明の第3の実施形態で使用可能な試料ホルダの斜視図である。
【図27】本発明の第3の実施形態における薄片試料嵌合工程で嵌合した試料W3及び試料ホルダの斜視図である。
【図28】本発明の第4の実施形態で使用する試料ホルダの斜視図である。
【図29】本発明の第4の実施形態における薄片試料嵌合工程で位置決めした試料及び試料ホルダの斜視図である。
【図30】本発明の第4の実施形態における薄片試料嵌合工程で嵌合した試料及び試料ホルダの斜視図である。
【図31】本発明の第5の実施形態における透過電子顕微鏡用試料作製方法の作業順序を示すフローチャートである。
【図32】本発明の第5の実施形態の荷電粒子ビーム装置における試料本体周辺のホルダ加工工程時の概略斜視図である。
【図33】本発明の第5の実施形態で使用する試料ホルダのホルダ加工工程前の斜視図である。
【図34】本発明に係る透過電子顕微鏡用試料作製方法の変形例における作業順序を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0096】
100 荷電粒子ビーム装置
20 イオンビーム照射系(荷電粒子ビーム照射系)
20A イオンビーム(荷電粒子ビーム)
50 ナノピンセット(保持部材)
H1、H2、H3、H31、H4、H5 試料ホルダ
H1a、H2a、H3a、H31a、H4a 嵌合部
H1b 第1の溝
H1c 第2の溝
H3b、H31b 横断溝
W1、W2、W21、W3 試料(薄片試料)
W1a、W2a、W21a、W3a、W4a 被嵌合部
W1b 第1の被嵌合板
W1c 第2の被嵌合板
W1e、W2e、W3e 観察面
S0 ホルダ加工工程
S1 薄片試料作製工程
S2 薄片試料保持工程
S3 薄片試料嵌合工程
S4 嵌合部照射工程


【特許請求の範囲】
【請求項1】
荷電粒子ビームによって加工して作製した薄片試料を、保持部材により保持して凹状の嵌合部を有する試料ホルダに固定する透過電子顕微鏡用試料作製方法であって、
前記試料ホルダの前記嵌合部と嵌合可能な被嵌合部を有する前記薄片試料を前記荷電粒子ビームによって加工して作製する薄片試料作製工程と、
該薄片試料作製工程で作製した前記薄片試料を前記保持部材によって保持する薄片試料保持工程と、
該薄片試料保持工程で保持した前記薄片試料を前記試料ホルダに対して位置決めし、前記薄片試料の前記被嵌合部を前記試料ホルダの前記嵌合部に嵌合する薄片試料嵌合工程と
を備えることを特徴とする透過電子顕微鏡用試料作製方法。
【請求項2】
荷電粒子ビームによって加工して作製した薄片試料を、保持部材により保持して試料ホルダに固定する透過電子顕微鏡用試料作製方法であって、
前記荷電粒子ビームによって前記試料ホルダに凹状の嵌合部を加工するホルダ加工工程と、
該ホルダ加工工程で加工された前記試料ホルダの前記嵌合部と嵌合可能な被嵌合部を有する前記薄片試料を前記荷電粒子ビームによって加工して作製する薄片試料作製工程と、
該薄片試料作製工程で作製した前記薄片試料を前記保持部材によって保持する薄片試料保持工程と、
該薄片試料保持工程で保持した前記薄片試料を前記試料ホルダに対して位置決めし、前記薄片試料の前記被嵌合部を前記試料ホルダの前記嵌合部に嵌合する薄片試料嵌合工程と
を備えることを特徴とする透過電子顕微鏡用試料作製方法。
【請求項3】
請求項1または請求項2のいずれかに記載の透過電子顕微鏡用試料作製方法において、
前記薄片試料作製工程では、前記薄片試料に略平板状の観察面を形成し、該観察面を透過電子顕微鏡で観察可能な仕上面に仕上げ加工すること
を特徴とする透過電子顕微鏡用試料作製方法。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれかに記載の透過電子顕微鏡用試料作製方法において、
前記薄片試料嵌合工程の後に、前記荷電粒子ビームを前記試料ホルダの前記嵌合部に照射する嵌合部照射工程を備えること
を特徴とする透過電子顕微鏡用試料作製方法。
【請求項5】
薄片試料と、該薄片試料を固定する試料ホルダで構成されている透過電子顕微鏡用試料支持構造であって、
前記試料ホルダは、凹状の嵌合部を備え、
前記薄片試料は、前記試料ホルダの前記嵌合部と嵌合可能な被嵌合部を備え、
前記薄片試料の前記被嵌合部が前記試料ホルダの前記嵌合部に嵌合されて支持されていること
を特徴とする透過電子顕微鏡用試料支持構造。
【請求項6】
請求項5に記載の透過電子顕微鏡用試料支持構造において、
前記薄片試料の前記被嵌合部は、少なくとも2面を前記試料ホルダの前記嵌合部によって支持されていること
を特徴とする透過電子顕微鏡用試料支持構造。
【請求項7】
請求項6に記載の透過電子顕微鏡用試料支持構造において、
前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、
前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面にそれぞれ設けられた、前記試料ホルダの側面から内部に向かう第1の溝と、該第1の溝と交差する第2の溝とで構成されていて、
前記薄片試料の前記被嵌合部は、前記試料ホルダの前記第1の溝と嵌合可能な第1の被嵌合板と、前記試料ホルダの前記第1の溝と前記第2の溝とが交差する角度で前記第1の被嵌合板と交差する、前記試料ホルダの前記第2の溝と嵌合可能な第2の被嵌合板とで構成されていること
を特徴とする透過電子顕微鏡用試料支持構造。
【請求項8】
請求項6に記載の透過電子顕微鏡用試料支持構造において、
前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、
前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面に、前記試料ホルダの側面から所定の距離だけ離れて設けられた溝により構成され、
前記薄片試料の前記被嵌合部は、前記薄片試料に凸設されており、その形状が略板状であること
を特徴とする透過電子顕微鏡用試料支持構造。
【請求項9】
請求項6に記載の透過電子顕微鏡用試料支持構造において、
前記試料ホルダの形状は、該試料ホルダの上面の中央部に該上面を横断する横断溝が設けられた略柱状であって、
前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記横断溝の左右の前記上面に、前記横断溝と交差する同一方向へそれぞれ延びて設けられた一対の溝で構成されており、
前記薄片試料の形状は、前記試料ホルダの前記嵌合部に嵌合可能な厚みの略板状であること
を特徴とする透過電子顕微鏡用試料支持構造。
【請求項10】
請求項9に記載の透過電子顕微鏡用試料支持構造において、
前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記一対の溝と、該一対の溝と連続するよう前記横断溝の底面に形成された溝で構成されること
を特徴とする透過電子顕微鏡用試料支持構造。
【請求項11】
請求項6に記載の透過電子顕微鏡用試料支持構造において、
前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、
前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面と側面が交差する角部に設けられた溝により構成され、
前記薄片試料の形状は、前記試料ホルダの前記嵌合部に嵌合可能な厚みの略板状であること
を特徴とする透過電子顕微鏡用試料支持構造。
【請求項12】
薄片試料を固定するための試料ホルダであって、
前記試料ホルダは、凹状の嵌合部を備えること
を特徴とする試料ホルダ。
【請求項13】
請求項12に記載の試料ホルダにおいて、
前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、
前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面にそれぞれ設けられた、前記試料ホルダの側面から内部に向かう第1の溝と、該第1の溝と交差する第2の溝とで構成されていること
を特徴とする試料ホルダ。
【請求項14】
請求項12に記載の試料ホルダにおいて、
前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、
前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面に、前記試料ホルダの側面から所定の距離だけ離れて設けられた溝により構成されること
を特徴とする試料ホルダ。
【請求項15】
請求項12に記載の試料ホルダにおいて、
前記試料ホルダの形状は、該試料ホルダの上面の中央部に該上面を横断する横断溝が設けられた略柱状であって、
前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記横断溝の左右の前記上面に、前記横断溝と交差する同一方向へそれぞれ延びて設けられた一対の溝で構成されていること
を特徴とする試料ホルダ。
【請求項16】
請求項15に記載の試料ホルダにおいて、
前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記一対の溝と、該一対の溝と連続するよう前記横断溝の底面に形成された溝で構成されること
を特徴とする試料ホルダ。
【請求項17】
請求項12に記載の試料ホルダにおいて、
前記試料ホルダの形状は、略柱状であって、
前記試料ホルダの前記嵌合部は、前記試料ホルダの上面と側面が交差する角部に設けられた溝により構成されること
を特徴とする試料ホルダ。
【請求項18】
請求項12から請求項17のいずれかに記載の試料ホルダと、
荷電粒子ビームにより薄片試料を加工する荷電粒子ビーム照射系と、
前記薄片試料を保持した後、前記試料ホルダの前記嵌合部へ位置決めし、嵌合する保持部材と
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図28】
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【図29】
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【図30】
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【図31】
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【図32】
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【図33】
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【図34】
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【公開番号】特開2009−115582(P2009−115582A)
【公開日】平成21年5月28日(2009.5.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−288293(P2007−288293)
【出願日】平成19年11月6日(2007.11.6)
【出願人】(503460323)エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 (330)
【Fターム(参考)】