電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体の形成方法及び電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体
【課題】 半導体プロセスや半導体デバイス開発などで用いられる平板状・薄膜状の試料のＡＰＦＩＭ分析を高い再現性・信頼性で効率よく可能にするような針状体を提供する。
【解決手段】 本発明は、基板１１と、前記基板上に形成された被分析領域１７とを具備する試料１０の表面に導電材１６を接合して複合体１８を得る接合工程と、前記複合体１８を、前記被分析領域１７の少なくとも一部を備える尖状部と、前記導電材１６の少なくとも一部を備え、前記尖状部に接合した支柱部とを具備する針状体に加工する加工工程と、を行うことを特徴とする。
【解決手段】 本発明は、基板１１と、前記基板上に形成された被分析領域１７とを具備する試料１０の表面に導電材１６を接合して複合体１８を得る接合工程と、前記複合体１８を、前記被分析領域１７の少なくとも一部を備える尖状部と、前記導電材１６の少なくとも一部を備え、前記尖状部に接合した支柱部とを具備する針状体に加工する加工工程と、を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成された被分析領域の微細構造を電界イオン顕微鏡又はアトムプローブで調べるために用いられる針状体を形成する方法、及び針状体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの微細化や磁気記録の高密度化の進展は材料研究やプロセス技術の進歩に負うところが大きいが、その原動力として分析技術も着実に高度化し続けている。微細化・高密度化の進展の結果、より微小な領域における構造や性質を調べる分析技術が必要になっており、要求される分析領域のサイズはミクロンレベルからナノメートルレベルないし原子レベルまで小さくなりつつある。
【０００３】
そうした状況の下、原子レベルでの分析技術として近年注目を集めているものに電界イオン顕微鏡（Field Ion Microscopy、以下、ＦＩＭと記す）およびアトムプローブがある。ＦＩＭ、アトムプローブ共に針状体に加工した試料に１kVから10kVオーダーの高電圧を印加し、先端に生じる高電界を利用して試料先端部分の構造を調べる技術である。
【０００４】
ＦＩＭにおいては、真空チャンバー内に針状体、検出器等が設置された装置を用い、前記真空チャンバー内にイメージングガスを導入し、針状体に高電圧を印加することにより、導入したイメージングガスが針状体先端近傍においてイオン化し、そのイオンが電界に導かれて対向するマイクロチャネルプレートなどの検出器側に移動し結像する。これを検出器にて検出するものである。これにより針状体先端の構造を原子分解能で観察することができる。
【０００５】
また、アトムプローブはこのＦＩＭの機能を拡張した技術である。アトムプローブはＦＩＭと同様、針状体に加工した試料に1kVから10kVオーダーの高電圧を印加し、先端に生じる高電界を利用して試料先端部分の構造を調べる技術の一種で、ＦＩＭ用の装置に飛行時間型質量分析器を取り付けた装置を用いる。高電界によって針状体先端の原子そのものが電界蒸発することを利用し、その電界蒸発により生じたイオンを質量分析することによって、針状体先端の物質を同定するもので、電界蒸発は試料の先端面から順次起こっていくため、針状体先端からの原子の深さ方向分布を原子レベルの分解能で調べることが可能である。
【０００６】
さらに、前記アトムプローブの検出器部分を改良して位置敏感型検出器を導入し、３次元アトムプローブ（tomographic atom probe, position-sensitive atom probeなどの呼び方もある）と呼ばれる技術が登場し、これを用いると試料先端の原子の位置と原子種とを同時に測定できる。すなわち、針状体先端の構造を原子分解能で、３次元的に再構成できる。これは他の分析技術にはない特長であり、注目を集めている。
【０００７】
また、微小な引き出し電極を設け試料と引き出し電極との間に高電圧を印加することによって、平板状試料の表面にある微小な突起の先端部分の測定を可能にした走査型アトムプローブ（scanning atom probeまたはlocal-electrode atom probe）も開発されており、これを用いると試料表面における微小な突起の分布と突起部分先端の構造とを同時に調べられるため、従来のアトムプローブ分析とは違った用途に適用できるものと期待されている。
【０００８】
以下、ＦＩＭと、３次元アトムプローブ分析・走査型アトムプローブを含めたアトムプローブと、を総称してＡＰＦＩＭ(Atom probe field ion microscopy)と記す。
【０００９】
ＡＰＦＩＭは高電界を利用するため分析する試料はほとんどの場合、金属などの導電性の高い固体である。しかも試料の形状として、一般に先端径１００ｎｍ前後もしくはそれ以下の針状体になっている必要があると言われている（例えば非特許文献１など参照。）
【００１０】
なお、走査型アトムプローブにおいては、試料全体の形状は平板状でも良いが、実際の分析の対象となる突起部分の形状については、やはり同様の条件を満たしている必要がある。
【００１１】
このため、従来はワイヤー形状をもつ均一な材料から電解研磨して針状体を作製するのが一般的であった。また、薄膜や多層膜の分析を意図して、電解研磨で作った針状体の先端に更に分析対象の膜を製膜しそれを分析することも試みられた（例えば非特許文献２参照）。
【００１２】
しかしながら薄膜や多層膜の分析として本来要求されるのは、ＡＰＦＩＭのために特に作られた形態の試料を調べることではなく、実際に用いられるのと同じ形態、すなわちほとんどの場合平板な基板または下地層の上に形成された膜そのものを分析することである。前述のような、ＡＰＦＩＭ用の針の先端に新たな膜を成膜する技術では本来の目的を達成することができなかった。
【００１３】
ところが、近年の微細加工技術の進歩によって上述したような試料作製上の制約を取り払うことが可能になりつつあり、従来では不可能だった薄膜のＡＰＦＩＭによる分析が報告され始めている。
【００１４】
例えばD.J. Larsonらはリソグラフィ技術によって作った柱状構造の上に分析対象となる磁性積層膜を形成し、その柱状構造を折り取ったものを金属ワイヤーの先端に接着した後、磁性積層膜を含む先端部分を収束イオンビーム（以下、ＦＩＢと記す）にて加工することによって、ＡＰＦＩＭ用の針状体を得、実際に３次元アトムプローブによる分析に成功している（非特許文献３参照）。
【００１５】
また特許文献１においては、平面状試料を直接ＦＩＢ加工して円錐状の構造を作り、それを折り取って金属ワイヤー先端に接着することで針状体を作ることが提案されている。この手法を用いれば、原理的には、平面状試料表面の所望の位置を含む試料が作製できることになる。
【００１６】
一方、一般にＡＰＦＩＭで分析可能な試料の導電性は抵抗率にして１０−２Ωｃｍオーダー以下であることが必要と言われており（例えば非特許文献４参照）、これ以上の抵抗率を持つ対象について仮に測定を試みても、質量分解能の点で不十分なデータしか得られないため、実際上分析は不可能と考えられていた。しかしながらこの条件を緩和し、より低い導電性の対象へもＡＰＦＩＭを適用するためにパルスレーザーアトムプローブ（pulsed-laser atom probe）という方式が提案されている。これは試料にある程度の電圧を静的に与えておき、更に試料先端部分にパルスレーザーを照射することによって表面原子のイオン化を起こすもので、イオン化以後の測定系は従来のアトムプローブと同様である。この方式を用いることにより、例えばC.R.M. GrovenorらはＳｉ表面に生成した酸化膜の深さ方向の原子分布などの測定に成功している（非特許文献５参照）。
【００１７】
以上で例示した報告などにより、従来は不可能と考えられていた基板上の薄膜などの平面状・平板状試料に対してもＡＰＦＩＭが適用できる可能性があることが示され、また低導電性の対象についてもパルスレーザーアトムプローブによって従来の試料に課せられていた抵抗率の上限を緩和するための研究が進められるなど、注目を集めている。
【００１８】
とりわけ半導体産業を中心にした電子デバイスの分野では、微細化の進展により、これまで研究・開発に用いられてきた分析手法が限界に達しつつあるとの認識が広まっており、その限界を乗り越える可能性がある手法としてＡＰＦＩＭへの期待感が高まっている（例えば非特許文献６や非特許文献７参照）。
【００１９】
上述した微細加工技術を応用した試料作製法を用いたＡＰＦＩＭは従来になかったＡＰＦＩＭの可能性を示すものではあるが、現状では欠点も有している。
【００２０】
半導体産業に代表される電子デバイスの分野においては、電子デバイスの母材は多くの場合シリコンに代表される半導体基板やガラスなどの高抵抗基板であり、（時にはその一部に高濃度に不純物を注入したり、薄膜形成・加工技術を駆使して基板上に複雑な構造が形成されたりするものの、）電子デバイスの体積の大半の部分はＡＰＦＩＭが適用不可能な高い抵抗率を持った基板部分が占めている。
【００２１】
しかしながら、上述したレーザーアトムプローブによるＳｉ表面の酸化膜の測定例においても、導電性が低いのは厚さ２ｎｍ程度の最表面の酸化膜の範囲に限られ、それ以外の部分は全て上述した抵抗率の条件を満たすような基板が用いられなければならない。すなわち現段階では高抵抗の対象は、測定できたとしてもあくまでごく薄い膜に限られ、試料の大半が高抵抗率の材料で占められているような構造体に対する測定はまだ実現されていない。そのため現在の技術では一般的な電子デバイスの構造そのままを直接ＡＰＦＩＭで測定することが出来ない。
【００２２】
以上のように半導体プロセス・電子デバイスおよびその周辺領域の研究開発にＡＰＦＩＭを適用する場合、従来の試料の形成方法であると、母体となる基板の抵抗率が高いため、これを加工して得た針状体の抵抗率も高くなり、調べたいデバイス構造そのものを分析することが出来ないという問題があった。
【００２３】
また、さらに別の問題点として、ＦＩＢ等の加工技術を用いて作成された針状体には、ＦＩＢの加工の際に発生するＧａイオンなどのエッチングに用いられるイオンなどに由来する不純物が加工された針状体の先端部分に残留してしまう、という現象が生じる。このような針状体をＡＰＦＩＭに供すると、例えばＦＩＢ加工における加速されたイオンビームの入射によって針状体表面がアモルファス化するなど先端部分の構造がもとの状態から変化してしまうため、分析本来の目的を果たすことが出来ない。そのような根本的な構造変化が生じない場合でも、もともとの試料にはなかった不純物が侵入することによる試料の変化が懸念されることから、分析技術としての信頼性を著しく損ねることになるという問題点があった。
【００２４】
【非特許文献１】M.K. Miller, “Atom Probe Tomography −Analysis at the Atomic Level”, Kluwer Academic/Plenum Publishers (2000), p.25
【非特許文献２】L. Veiller, F. Danoix and J. Teillet, J. Appl. Phys. 87, 1379 (2000)
【非特許文献３】D.J. Larson, et al., J. Appl. Phys. 87, 5989 (2000)
【特許文献１】特開2001-208659号
【非特許文献４】M.K. Miller, Surf. Interface Anal. 31, 593 (2001)
【非特許文献５】C.R.M. Grovenor and A. Cerezo, J. Appl. Phys. 65, 5089 (1989)
【非特許文献６】上田, 応用物理 72, 539 (2003)
【非特許文献７】M.R. Castell, et al., Nature Materials 2, 129 (2003)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、上記問題点に対処するためになされたもので、シリコン基板などの高抵抗率の基板上に形成された膜構造を有する試料についてＡＰＦＩＭを高い再現性・信頼性で効率よく行うことができる電界イオン顕微鏡又はアトムプローブ用の針状体を形成する方法を提供することを目的とする。
【００２６】
また、本発明は、針状体加工時に最先端部に混入する不純物の影響を避け、ＡＰＦＩＭ分析を高い再現性・信頼性で行うことができる電界イオン顕微鏡又はアトムプローブ用の針状体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成するためになされた第１の発明は、
基板と、前記基板の一方の面に形成された被分析領域とを具備する試料を加工して電界イオン顕微鏡又はアトムプローブ分析に用いられる針状体を形成する方法であって、
前記試料の前記被分析領域が形成された側の表面に導電材を接合して複合体を得る接合工程と、
前記複合体を、前記被分析領域の少なくとも一部を備える尖状部と、前記導電材の少なくとも一部を備え前記尖状部に接合した支柱部とを具備する針状体に加工する加工工程と、
を行うことを特徴とする電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体の形成方法である。
【００２８】
また、第２の発明は、
基板と、前記基板の一方の面に形成された被分析領域とを具備する試料から形成された電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体であって、
前記針状体は尖状部と、前記尖状部に接合した導電材の支柱部とを具備し、
前記尖状部は、最表面に存在し、前記試料の前記被分析領域以外の、前記基板若しくは前記基板近傍の材料から構成される保護層及び前記保護層の下側に存在し、被分析領域の少なくとも一部からなる被分析領域層を有することを特徴とする電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体である。
【００２９】
以上のような第１および第２の発明の実施形態において、電界イオン顕微鏡（ＦＩＭ）は、針状体と前記針状体の先端に対向して設けられたマイクロチャネルプレート等の検出器を設置した真空チャンバー内にイメージングガスを導入し、針状体に高電圧を加えることにより、針状体の先端近傍において高電界が発生し、前記イメージングガスが電界イオン化し、かつ電界に導かれて対向する検出器側に移動して結像する。その結像を観察することによって、針状体の先端近傍の構造を観察する方法である。
【００３０】
前記イメージングガスとしては、例えばヘリウムやネオンなどの希ガスや水素，あるいはそれらの混合ガスなどが用いられる。
【００３１】
また第１及び第２の発明の実施形態において、アトムプローブは、ＦＩＭを拡張したものであり、いわゆるアトムプローブ、３次元アトムプローブ、走査型アトムプローブ、パルスレーザーアトムプローブなどがある。以下、アトムプローブ及び電界イオン顕微鏡を総称してＡＰＦＩＭと称する。
【００３２】
また、第１及び第２の発明の実施形態において、前記針状体の先端の直径は例えば２００nm以下のものが望ましく用いられるがこの範囲に限定されるものではない。
【００３３】
また、第１及び第２の発明の実施形態において、前記導電性材としては、例えば金属や十分高い不純物濃度を持つ半導体基板、あるいはそれらの組み合わせなど、全体として良導体であることが望ましい。具体的には抵抗率が例えば０．１Ωｃｍ以下であるものが望ましいがこの範囲に限定されるものではない。
【００３４】
また、第１及び第２の発明の実施形態において、針状体に加工される試料、すなわち、基板とこの基板の一方の面に形成された被分析領域とを具備する試料において、被分析領域は、基板の一方の面の上に積層して形成された領域であっても良いし、基板の一方の面の下に形成した領域であっても良い（前者と後者とを共に含んでいても良いのはもちろんである）。後者の例としては基板表面のごく浅い領域に基板とは異種の原子又は分子を混入させた領域等が挙げられる。
【００３５】
被分析領域の厚さに特に制限はないが、ＡＰＦＩＭの実用的な分析範囲である１０００ｎｍ以下に収まることが望ましい。
【００３６】
第１の発明である針状体を形成する方法においては、基板上に形成された被分析領域側に導電材を接合し、被分析領域側を尖状部、導電材を支柱部とした針状体に加工することを特徴としている。これにより被分析領域が尖状部に含まれ、支柱部が低抵抗な構成となる。そのため高抵抗率の基板ではなく導電性材が支柱部すなわち針状体の母材となり、針状体としての導電性は専ら基板部分ではなく支柱部の抵抗によることになる。よって試料全体の抵抗が小さくなり、被分析領域のＡＰＦＩＭ分析が可能になる。高抵抗率の基板の影響を避けて、良好な導電性を持つ針状体を得ることができる。
【００３７】
第１の発明の実施形態においては、導電材と試料表面との接合をするにあたり、試料表面と前記導電材とを直接接触させ両者を圧着することが望ましい。これにより支柱部と被分析領域との電気的接触が得られ、導電性の低下を避けることができる。また被分析領域が基板上に形成された平坦な薄膜である場合、基板と基板上に形成された被分析領域を具備する試料と、導電材との軸ずれを抑制することができる。すなわち、薄膜の法線方向と完成した針状体の支柱の中心軸とのずれを抑制することができるため、信頼性の高い測定を行うことができる。このことは例えば、アトムプローブにおいて主に界面の急峻性などを高精度で深さ方向分解する場合に極めて重要である。また、３次元アトムプローブを行う場合、一般に針状試料の中心軸方向（ｚ方向）の空間分解能の方が中心軸を法線とした面内方向（ｘ方向，ｙ方向）の空間分解能よりも優れているため（例えば，M.K. Miller, Surf. Interface Anal. 31, 593 (2001) 参照）、この性質を利用して適切な３次元アトムプローブ分析するために薄膜の法線方向と完成した針状体の支柱の中心軸とのずれの抑制は、きわめて有効である。
【００３８】
また、第１の発明の実施形態においては、前記接合工程は、前記試料の前記被分析領域が形成された側の表面と前記導電材との間にバインダーを存在させて両者を接合するものであってもよい。これにより容易かつ強固に接合が可能である。前記バインダーは、針状体の導電性を得るために導電性の接着剤、例えば導電性のエポキシ樹脂等などであることが望ましい。
【００３９】
また、第１の発明の実施形態においては、前記接合工程と前記加工工程との間に、前記複合体の導電性材を接合した面とは反対の面から前記基板を薄膜化する基板薄膜化工程を行うことが望ましい。
多くの半導体デバイスでは、半導体基板より上の部分に厚さにしてμｍオーダーの厚さで積層膜が形成されるが、そのデバイスの機能面を担うのは主に半導体基板とその上の積層膜との界面付近の構造であり、その部分を分析できる分析技術が求められている。一方、ＡＰＦＩＭで測定できる深さは、実用上は試料表面から百ｎｍ程度までの範囲である。原理的にはもっと深くまで測定可能であるが、試料形状の最適化が必要になることや、測定が長時間化することに加えＡＰＦＩＭの測定においては測定中に試料が分断して測定不可能になることが珍しくないため、深い領域を測定しようとすると測定の歩留まりの問題がより深刻になる。そのため、深さが例えば１μｍを超える領域になると測定は極めて困難で、事実上不可能と言ってよい。したがって、先に述べたような半導体基板とその上の積層膜との界面付近の構造のような領域は分析が困難である。基板付近の積層膜の構造が分析可能なように、ＦＩＢ等の加工技術を用いて試料表面から試料を加工し、基板付近の薄膜領域を先端部分にした針状試料を形成する手法も考えられるが、試料表面からμｍオーダーの深い領域を精度良く加工するのは現状の加工技術では困難である。
【００４０】
しかしながら第１の発明の実施形態において、分析対象が基板上に形成された薄膜構造で、被分析領域が基板と薄膜との界面付近のような場合、上記のように基板側から物理的若しくは化学的研磨等の手法を用い基板の厚さを一様に薄くして薄膜化する薄膜化工程を行い、さらに針状体に加工する加工工程を行うことによって、先端部分に被分析領域を含むような針状体を容易に作製することが可能であり、従来困難であった基板上の積層構造における深い領域のＡＰＦＩＭを高い再現性・信頼性で効率よく実現することを可能とすることができる。
【００４１】
第１の発明の実施形態においては、前記加工工程後に、前記針状体の尖状部と、前記支柱部とを電気的に接続する導電部材を形成する導電部材形成工程をさらに具備してもよい。このような導電部材を形成し、尖状部と支柱部との間の電気的接触をとることができ、それにより導電材と試料表面の接合に用いる方法を、電気的接触を保つような手段に限定する必要がなくなる上、尖状部と支柱部との間に高抵抗の層が存在しているような試料構成についても、針状体を低抵抗とすることができる。
【００４２】
また、第１の発明の実施形態において、前記加工工程で、前記尖状部の最表面に前記基板または基板近傍の一部が存在するように加工してもよい。これにより、被分析領域を具備する尖状部の最先端に前記基板もしくは基板近傍の構成材が存在する。このような最先端の構成であると、先端部分に針状体作成時に混入した不可避的な不純物イオンが残留したとしても、被分析領域においては不純物の混入の可能性は減少し、従ってＡＰＦＩＭに供した場合においても、被分析領域の測定結果にそれらの不純物の影響は低減され、再現性、信頼性の高い測定を行うことが可能となる。
【００４３】
また、第２の発明である針状体においては、被分析領域を具備する尖状部の最先端に被分析領域以外の基板若しくは基板近傍の構成材からなる保護層が存在する。このような構成の最先端を有すると、先端部分に針状体作成時に混入した不可避的な不純物イオンが残留したとしても、針状体の被分析領域層自体には不純物の混入の可能性は減少し、従ってＡＰＦＩＭに供した場合においても、被分析領域の測定結果にそれらの不純物の影響は低減され、再現性、信頼性の高い測定を行うことが可能となる。
【００４４】
尖状部の最先端に形成されている前記保護層の厚さは試料を構成する材料や加工時の条件を考慮して前記被分析領域への不純物混入の影響を避けられる厚さに設定されるべきであるが、前記保護層と前記被分析領域との厚さの合計がＡＰＦＩＭの現実的な分析範囲である例えば１０００ｎｍ以下に収まることが望ましいがこの範囲に限定されるものではない。
【００４５】
第２の発明の実施形態においては、前記尖状部と、導電材を具備する前記支柱部がバインダーを介さず直接接合されていることが針状体の導電性を保つ上で望ましい。前記尖状部と、前記支柱部とがバインダー層を介して接合されていてもよく、その場合導電性接着剤が用いられることが望ましい。
【００４６】
また、第２の発明の実施形態においては、前記尖状部と、前記支柱部とを電気的に接続するために、前記尖状部と、前記支柱部とにまたがった帯状またはリング状の導電部材を具備していても良い。
【発明の効果】
【００４７】
以上述べたように、第１の発明である針状体の形成法によれば、高抵抗率の基板を母体とした試料からであっても基板の抵抗の影響を避けて、良好な導電性を持つ針状体を得ることができる。
【００４８】
また、第２の発明である針状体によれば、針状体加工時に最先端に混入する不純物の影響を避け、ＡＰＦＩＭを高い再現性・信頼性良く行うことができる。
【００４９】
以上により、本発明によって半導体デバイス・半導体プロセスやその周辺の分野で期待される、基板上に形成された被分析領域ＡＰＦＩＭを、高抵抗率の基板が用いられている場合についても高い再現性・信頼性で効率よく実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について実施例および図面を参照しながら説明する。
【００５１】
以下に示す実施例は本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって構成部品の材質・形状・構造・配置などを下記のものに特定するものではない。
【００５２】
（実施例１）
＜分析対象試料の作成＞
まず、分析対象の試料を準備した。準備した試料の断面図を図１に示す。試料１０は以下のとおり作成した。まず、Ｂを１０１５ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍのＳｉ基板１１に希弗酸処理し、表面の自然酸化膜を除去した後、ただちに製膜装置に導入した。次に基板１１の一方の面（表面）に厚さ４０ｎｍのＴｉ層をスパッタ法によって形成した後、熱処理を行った。熱処理によって基板１１上にＴｉＳｉ層１５が形成された。室温に戻した後、更にＴｉＳｉ層１５上に厚さ２０ｎｍのＴｉＮ層１２、厚さ２００ｎｍのＡｌ層１３をスパッタ法によって形成、更に表面保護層としてＴｉＮ層１４を１００ｎｍ積層して製膜装置から取り出した。
このようにして作成した試料１０のＴｉＳｉ層１５およびその上下界面をＡＰＦＩＭの被分析領域とした。（以下、被分析領域１５と記す。）
次にこの試料からＡＰＦＩＭに供するための針状体を作成した。
【００５３】
＜接合工程＞
まず、試料１０と導電材との複合体を形成した。形成した複合体の断面図を図２に示す。なお、図２では、図１の試料１０に相当する部分を上下反転させて記載している。試料１０を８ｍｍ×８ｍｍ程度のサイズに切り出した後、同様なサイズに切り出した厚さ約１ｍｍのＣｕ板である導電材１６を、試料１０の、基板１１からみて被分析領域１５が形成された側の面、すなわちＴｉＮ層１４表面に接着した。接着の際にはバインダーとしてエポキシ樹脂系接着剤に銀もしくはカーボンなどの導電材を混合した導電性エポキシ樹脂を用い、バインダー層１７が薄く均一になるように上下から圧力をかけた状態で固化させ、複合体１８を得た。この複合体１８から針状体を作成する。図２において、一点鎖線にて示されているのは後工程によって針状体の先端部となる部分である。
【００５４】
＜薄膜化工程＞
次に、複合体１８において、基板１１の裏面、すなわち基板１１からみて被分析領域１５が形成された側の面とは反対側の面、から基板１１を研磨機によって均一に薄くなるように研磨して４〜５μｍ程度の厚さにした。更に基板１１をイオンミリング装置によって１μｍ以下まで薄くした。
【００５５】
＜加工工程＞
次に、研磨した複合体１８をダイシングソーによって部分的に削り取ることにより加工し、まず底面が３５μｍ角で高さ２００μｍの四角柱が約３００μｍ四方の導電材１６部分の中央に立っている形状の構造体を作った。
【００５６】
次に、これを収束イオンビーム（ＦＩＢ）装置に導入し、柱部分の先端をガリウムイオンによるＦＩＢで加工した。加工には環状ミルモードを用いた。環状ミルはＦＩＢ装置の機能の１つで２つの同心円で挟まれた部分だけをＦＩＢで削る加工モードである。徐々に内側の円の径を小さくしていくことにより、針状体を得た。
【００５７】
得られた針状体の概形を図３に示す。最終的には、尖状部１９と、尖状部１９を支持する支柱部２０とが形成された針状体２１を得た。支柱部２０は、土台支柱部２２と、この土台支柱部２２に支持され、尖状部１９を支持する細い支柱部２３とで構成されている。尖状部１９の先端径は約７０ｎｍであった。なお、支柱部２０は、図２に示される導電材１６を構成する材料よりなっている。
【００５８】
なお、尖状部１９、細い支柱部２３と、土台支柱部２２から構成される支柱部２０など針状体２１の形状は、図面の形状に限定されるものではない。
【００５９】
この針状体２１の先端部分の拡大図を図４に示す。尖状部１９は、バインダー層１７を介して支柱部２０と接着されている。尖状部１９は被分析領域層２４（図２に示される被分析領域１５を構成する材料からなる層）を具備している。また尖状部１９の最表面層には、図２に示される基板１１の一部が残るように加工されている（保護層２５）。このとき保護層２５の厚さは約１００ｎｍであった。その下に被分析領域層２４が存在する。被分析領域層２４の下には、図２に示す試料１０に形成されていたＴｉＮ層１２、Ａｌ層１３、ＴｉＮ層１４の構成材からなる層、すなわちＴｉＮ層２６、Ａｌ層２７、ＴｉＮ層２８が存在する。
【００６０】
出来上がった針状体をＦＩＢ装置から取り出し、約１ｃｍの長さに切った直径０．５ｍｍの銅ワイヤーの先端に銀若しくはカーボン粉体とエポキシ樹脂と硬化剤を含む導電性エポキシ接着剤で接着してＡＰＦＩＭ用試料とした。
【００６１】
＜評価＞
上記のＡＰＦＩＭ用試料をホルダーに固定した後ＡＰＦＩＭ装置に導入し、アトムプローブ分析を行った。得られたアトムプローブによる物質の検出結果を図５に示す。図５によると先端から深さ方向に順に、Ｓｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＮ、Ａｌが検出されている。金属であるＣｕの導電材を接合し、それを母体にした針状体２１にすることによって、支柱部２０から被分析領域層２４に至る電気的接触の状態が良好になったためにアトムプローブ分析が可能になったものである。
【００６２】
また図５においてＴｉが検出される前のＳｉの領域は保護層２５に対応するが、この領域の表面に近い側ではＦＩＢ加工時に混入したと考えられるＧａが若干検出されていた。しかし、その量は表面から離れるに従って減少し，Ｔｉが検出され始めるまでにはバックグラウンドノイズと同じレベルになった。すなわち保護層２５の存在により被分析領域の測定に関してはＦＩＢ加工時の高加速Ｇａイオンビームの入射による影響をなくすことができた。
【００６３】
なお、本実施例では、尖状部と支柱部のみを有する針状体についての実施例を示したが、例えば図７に示される、突起型の針状体は走査型アトムプローブ分析用に使用することができる。突起先端１には被非分析領域があり、これに導電材２が接合されている。このような突起型の針状体を得るには、図２の複合体１８から、直接ＦＩＢ加工に進み、基板１１からみて被分析領域１５が形成された側、つまり基板１１の裏面側から基板１１を切削し突起を形成することにより作成できる。
【００６４】
（実施例２）
Ａｓを１０１５ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍのＳｉ基板の表面にエネルギー１．５ｋｅＶ、ドーズ量１０１５ｃｍ−２でＢＦ２を注入した基板を用いて、注入を行なった側の表面に製膜する、という条件以外は実施例１の過程と同一条件での試料作製・加工工程を行なってＡＰＦＩＭ用試料を作製した。この試料のアトムプローブ分析の結果、上記＜評価＞において示したものと同様の測定結果が得られた。この結果は、被分析領域に、基板表面の下側に形成した領域が含まれている場合についても本発明が適用可能であることを示している。
【００６５】
（比較例１）
比較のため図１に示した製膜後の試料１０を８ｍｍ×８ｍｍ程度のサイズに切り出したものを用いて、Ｃｕ材を接合することなく、基板１１からみて被分析領域１５が形成された側の表面から直接ダイシングソーによる成形およびＦＩＢによる加工を行ない、図３と同様の外観を持ち、先端径約７０ｎｍの針状体を得た。この針状体の先端の構造を図６に示す。この針状体３０の支柱３１をなしているのは図１の基板１１の一部である。尖状部は、支柱３１上に、図１に示す試料１０の被分析領域１５の一部である被分析領域層３２、その上には、図１に示す試料１０に形成されていたＴｉＮ層３３、Ａｌ層１３の一部であるＡｌ層３４が順に積層されている。図１に示される試料１０のＴｉＮ層１４は、ＦＩＢ加工時に除去された。
【００６６】
出来上がった針状体３０についても実施例１と同様にアトムプローブ測定を試みたが、データ解析可能な結果が得られなかった。これは、製膜に用いた高抵抗率の基板１１がそのまま支柱部をなしているためであると考えられる。
【００６７】
（実施例３）
まず、分析対象の試料を準備した。準備した試料の断面図を図８に示す。試料４０は以下のとおり作成した。まず、Ｂを１０１５ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍのＳｉ基板上４１に希弗酸処理し、表面の自然酸化膜を除去した後、ただちに製膜装置に導入した。次に基板４１の一方の面（表面）にシード層としてＴａ層４２およびＣｏＦｅ層４３をそれぞれ厚さ１５ｎｍ、５０ｎｍとしてスパッタ法によって形成した後、Ｃｕ層３ｎｍとＣｏＦｅ層３ｎｍとを交互に積層し、それぞれ１０層ずつ合計２０層の磁性積層膜４４を形成した。その後、更に表面保護層としてＮｉＦｅ層４５を１５０ｎｍ積層し、製膜装置から取り出した。この交互積層した磁性多層膜４４を被分析領域とした。（以下、被分析領域４４と記す。）
この試料４０からＡＰＦＩＭに供するための針状体を作成した。
【００６８】
＜接合工程＞
次に導電材を用意した。Ｂを１０２０ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍの低抵抗Ｓｉ基板を用意し、希弗酸処理をすることにより表面の自然酸化膜を除去した。これを導電材として使用する。
【００６９】
次に試料４０と導電材との複合体を形成した。形成した複合体の断面図を図９に示す。なお、図９では、図８の試料４０に相当する部分を上下反転させて記載している。
【００７０】
試料４０および導電材４６を共に８ｍｍ×８ｍｍ程度のサイズに切り出した後、この導電材４６を、試料４０の、基板４１から見て被分析領域４４が形成された側の面、すなわちＮｉＦｅ層４５の表面に、圧着によって貼り付け、複合体４７を得た。このとき接着剤は使用せず両者を直接接触させて接合した。この複合体４７から針状体を作成する。図８において、一点鎖線にて示されているのは後工程によって針状体の先端部となる部分である。
【００７１】
＜薄膜化工程＞
次に複合体４７において、基板４１の裏面、すなわち基板４１からみて被分析領域４４が形成された側の面とは反対側の面、から基板４１を研磨機によって均一に薄くなるように研磨して、４〜５μｍ程度の厚さにした。更に基板４１をイオンミリング装置によって１μｍ以下まで薄くした。
【００７２】
＜加工工程＞
次に、研磨した複合体４７をダイシングソーによって部分的に削り取ることにより、まず底面が約３５μｍ角で高さ２００μｍの四角柱構造が約３００μｍ四方の導電材４６部分の中央に立っている形を作った。
【００７３】
これをＦＩＢ装置に導入し、実施例１の場合と同様に、柱状部分の先端をガリウムイオンによる収束イオンビームの環状ミルモードで加工した。以上の結果得られた針状体の概形は図３に示したものと同様であり、尖状部と支柱部を有している。尖状部の先端径は約７０ｎｍであった。支柱部をなしているのは図９において導電材４６を構成する材料である。
【００７４】
この針状体の先端部分の拡大図を図１０に示す。実施例１の場合と同様、針状体４８の支柱部４９をなしているのは、図９において導電材４６として貼り付けた低抵抗のＳｉ基板材料である。尖状部５０は、支柱部４９と直接に接合されている。尖状部５０は図９に示される被分析領域４４の一部からなる層（被分析領域層５１）を具備している。また尖状部５０の最表面層に、図９において基板４１近傍に存在するＣｏＦｅ層４３の一部が存在するように加工されている（保護層５２）。このとき保護層５２の厚さは約４０ｎｍであった。その下に被分析領域層５１が存在する。被分析領域層５１の下には、図９においてＮｉＦｅ層４５の一部からなるＮｉＦｅ層５３が存在する。
【００７５】
出来上がった針状体４８をＦＩＢ装置から取り出し、約１ｃｍの長さに切った直径０．５ｍｍの銅ワイヤーの先端に導電性エポキシで接着してＡＰＦＩＭの試料とした。
【００７６】
＜評価＞
上記のＡＰＦＩＭ用試料を、ＡＰＦＩＭ装置用の試料ホルダーに固定した後ＡＰＦＩＭ装置に導入し、アトムプローブ分析を行なった。得られたアトムプローブによる物質の検出結果（深さ方向の元素分布）を図１１に示す。実線はＣｏＦｅを、破線はＣｕをそれぞれ表わす。図１１によるとＣｕ層とＣｏＦｅ層との交互積層構造が明瞭に測定されている。低抵抗のＳｉ基板の導電材４２を貼り合わせてそれを母体にした針状体にすることによって、支柱部４８から被分析領域層５１に至る電気的接触の状態が良好になったためにアトムプローブ分析が可能になったものである。
【００７７】
なお、この試料においてアトムプローブ測定で検出された最初の層は保護層５２として機能したシード層のＣｏＦｅ層であった。この領域の表面に近い側ではＦＩＢ加工時に混入したと考えられるＧａが若干検出されていたが、その量は表面から離れるに従って減少し、被分析領域のＣｕ層が検出されるまでにはバックグラウンドノイズと同じレベルになった。すなわち、保護層５２の存在により被分析領域の測定に関してはＦＩＢ加工時の高加速Ｇａイオンビームの入射による影響をなくすことができた。
【００７８】
また、図１１においてＣｏＦｅ／Ｃｕ界面は極めて急峻であるが、このことから、針状体４８の軸方向と被分析領域層５１の法線方向とが良く一致していることが分かる。この結果は、圧着による貼り合わせが針状体４８の軸方向と被分析領域層５１の法線方向とを精度よく一致させる効果があることを示すものであり、接着剤による貼り合わせに比べてこのように精度よくかつ高い信頼性でこれら２つの方向を合わせることが容易である。
【００７９】
（比較例２）
比較のため、図８に示した製膜後の試料４０を８ｍｍ×８ｍｍ程度のサイズに切り出したものを用いて、導電材すなわち低抵抗Ｓｉ基板の貼り合わせなしで、基板４１からみて被分析領域４４が形成された側の表面から直接ダイシングソーによる成形およびＦＩＢによる加工を行ない、図３と同様の概形を持ち、先端径約７０ｎｍの針状体を得た。
【００８０】
この針状体の先端の構造を図１２に示す。この針状体６０の支柱部６１をなしているのは図８の基板４１を構成ずる材料、つまりＳｉ基板の一部である。尖状部は、支柱部６１上に、図８に示す試料４０に形成されていたＴａ層４２、ＣｏＦｅ層４３のそれぞれの一部から構成されるＴａ層６２、ＣｏＦｅ層６３、さらに図８に示される試料４０に形成されていた被分析領域層４４の一部から構成されている被分析領域層６４、最表面には保護層としてＮｉＦｅ層４５の一部から構成されるＮｉＦｅ層６５が順に積層されている。
【００８１】
出来上がった針状体６０についても実施例２と同様にアトムプローブ測定を試みたが、データ解析可能な結果が得られなかった。これは、実施例１の場合と同様、製膜に用いた高抵抗率のＳｉ基板４１がそのまま支柱部をなしているためであると考えられる。
【００８２】
（実施例４）
＜分析対象試料の作成＞
まず、分析対象の試料を準備した。準備した試料の断面図を図１３に示す。試料７０は以下の通り作成した。まず、Ｂを１０１５ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍのＳｉ基板７１に希弗酸処理し、表面の自然酸化膜を除去した後、ただちに製膜装置に導入した。次に基板７１の一方の面（表面）に厚さ４０ｎｍのＴｉ層をスパッタ法によって形成した後，熱処理を行なった。熱処理によって基板７１上にＴｉＳｉ層７２が形成された。室温に戻した後、更にＴｉＳｉ層７２上に厚さ２００ｎｍのＴｉＮ層７３、厚さ６００ｎｍのＡｌ層７４、厚さ２００ｎｍのＴｉＮ層７５、厚さ５０ｎｍのアルミナ層７６を順にスパッタ法によって形成し、製膜装置から取り出した。
【００８３】
このようにして作成した試料７０のＴｉＳｉ層７２およびその上下界面をＡＰＦＩＭの被分析領域とした。（以下、被分析領域７２と記す。）
【００８４】
＜接合工程＞
次に導電材を用意した。Ｂを１０２０ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍの低抵抗Ｓｉ基板を用意し、希弗酸処理をすることにより表面の自然酸化膜を除去した。これを導電材とした。
【００８５】
次に試料７０と導電材との複合体を形成した。形成した複合体の断面図を図１４に示す。なお、図１４では、図１３の試料７０に相当する部分を上下反転させて記載している。
【００８６】
試料７０及び導電材７７を共に８ｍｍ×８ｍｍ程度のサイズに切り出した後、この導電材７７を、試料７０の基板７１からみて被分析領域７２が形成された側の面、すなわちアルミナ層７６の表面に、接着し複合体７８を得た。このとき接着には非導電性である通常のエポキシ系接着剤を用い、この接着剤層７９が薄く均一になるように、上下から圧力をかけた状態でこの接着剤を固化させた。この複合体７８から針状体を作成する。図１４において、一点鎖線にて示されているのは後工程によって針状体の先端部となる部分である。
【００８７】
＜薄膜化工程＞
次に複合体７８において、基板７１の裏面、すなわち基板７１からみて被分析領域７２が形成された側とは反対側の面、から基板７１を研磨機によって均一に薄くなるように研磨して、４〜５μｍ程度の厚さにした。さらに基板７１をイオンミリング装置によって１μｍ以下まで薄くした。
【００８８】
＜加工工程＞
次に、研磨した複合体７８をダイシングソーによって部分的に削り取ることにより、まず底面が３５μｍ角で高さ２００μｍの四角柱構造が約３００μｍ四方の導電材７７部分の中央に立っている形を作った。
【００８９】
これをＦＩＢ装置に導入し、実施例１の場合と同様に、柱状部分の先端をガリウムイオンによる収束イオンビームの環状ミルのモードで加工した。以上の結果得られた針状体の概形は図３に示したものと同様であり、尖状部と支柱部を有している。尖状部の先端径は約７０ｎｍであった。支柱部をなしているのは導電材７７を構成する材料である。
【００９０】
更に、この針状体において図１４に示した試料７０のアルミナ層７６および接着剤領域７９に相当する層を中心にその上下にまたがるように約５００ｎｍの領域にリング状に導電性材料（Ｐｔ膜）を積層した。これはリング状でなくても、柱の周囲の一部に設けられた帯状であってもよい。
【００９１】
この針状体の先端部分の拡大図を図１５に示す。針状体８０の支柱部８１をなしているのは、導電材として接合した低抵抗の基板７７を構成する材料である。尖状部８２は支柱部８１と接着剤層８３を介して接着されている。尖状部８２は、図１４に示される被分析領域７２の構成材からなる層（被分析領域層８４）を具備している。また尖状部８２の最表面層には、図１４において基板７１の一部が残るように加工されている。（保護層８５）。このとき保護層８５の厚さは約８０ｎｍであった。その下に被分析領域層８４が存在する。被分析領域層８４の下には、図１４に示す試料７０に形成されていたＴｉＮ層７３、Ａｌ層７４、ＴｉＮ層７５、アルミナ層７６のそれぞれ一部からなる、ＴｉＮ層８６、Ａｌ層８７、ＴｉＮ層８８、アルミナ層８９が存在する。
【００９２】
尖状部８２と支柱部８１とを接着する接着剤層８３と、尖状部８２のアルミナ層８９とは絶縁体であるため、その上下の層で導電性をとるために、接着剤層８３とアルミナ層８９を中心にその上下の層にまたがるように約５００ｎｍの領域にリング状に導電性材料（Ｐｔ膜）９０を形成した。リング状の導電性材料層９０の積層には、ＦＩＢ装置に標準的に搭載されている保護膜積層機能を用いた。
【００９３】
出来上がった針状体８０をＦＩＢ装置から取り出し、約１ｃｍの長さに切った直径０．５ｍｍの銅ワイヤーの先端に導電性エポキシで接着してＡＰＦＩＭの試料とした。
【００９４】
＜評価＞
上記のＡＰＦＩＭ用試料を、ＡＰＦＩＭ装置用の試料ホルダーに固定した後ＡＰＦＩＭ装置に導入し、アトムプローブ分析を行なった。得られたアトムプローブによる物質の検出結果を図１６に示す。図５によると先端から深さ方向に順に、Ｓｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＮが検出されている。
【００９５】
支柱部８１が導電性であり、また接着剤層８３及びアルミナ層８９を覆うように導電性材料層９０が形成されているため導電性材料層９０によって支柱部８１から被分析領域層８４に至る電気的接触の状態が良好になったためにアトムプローブ分析が可能になったものである。
【００９６】
また図１６においてＴｉが検出される前のＳｉの領域は保護層８５に対応するが、この領域の表面に近い側ではＦＩＢ加工時に混入したと考えられるＧａが若干検出されていた。しかし、その量は表面から離れるに従って減少し、Ｔｉが検出され始めるまでにはバックグラウンドノイズと同じレベルになった。すなわち，保護層８５の存在により被分析領域の測定に関してはＦＩＢ加工時の高加速Ｇａイオンビームの入射による影響をなくすことができた。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施例１においてＡＰＦＩＭ測定対象としている試料の断面図。
【図２】実施例１における試料と導電材の複合体の断面図。
【図３】実施例１〜４の針状体の外観を示す斜視図。
【図４】実施例１の針状体の先端部分の断面図。
【図５】実施例１の針状体のＡＰＦＩＭによる分析結果を示す図。
【図６】比較例１の針状体の先端部分の断面図。
【図７】走査型アトムプローブによる分析のための針状体の概略図。
【図８】実施例３において測定対象としている試料の断面図。
【図９】実施例３における試料と導電材の複合体の断面図。
【図１０】実施例３の針状体の先端部分の断面図。
【図１１】実施例３の針状体のＡＰＦＩＭによる分析結果を示す図。
【図１２】比較例２の針状体の先端部分の断面図。
【図１３】実施例４において測定対象としている試料の断面図。
【図１４】実施例４における試料と導電体の複合体の断面図。
【図１５】実施例４の作製した針状体の先端部分の断面図。
【図１６】実施例４の針状体のＡＰＦＩＭによる分析結果を示す図。
【符号の説明】
【００９８】
１・・・突起先端１
２・・・導電材
１０・・・試料
１１・・・基板
１２・・・ＴｉＮ層
１３・・・Ａｌ層
１４・・・ＴｉＮ層
１５・・・ＴｉＳｉ層（被分析領域）
１４・・・表面保護層であるＴｉＮ層
１５・・・Ｔａ層
１６・・・導電材
１７・・・バインダー層
１８・・・複合体
１９・・・尖状部
２０・・・支柱部
２１・・・針状体
２２・・・土台支柱部
２３・・・細い支柱部
２４・・・被分析領域層
２５・・・保護層
２６・・・ＴｉＮ層
２７・・・Ａｌ層
２８・・・ＴｉＮ層
３０・・・針状体
３１・・・支柱
３２・・・被分析領域層３２
３３・・・ＴｉＮ層
３４・・・Ａｌ層
４０・・・試料
４１・・・基板
４２・・・Ｔａ層
４３・・・ＣｏＦｅ層
４４・・・磁性積層膜（被分析領域）
４５・・・ＮｉＦｅ層
４６・・・導電材
４７・・・複合体
４８・・・針状体
４９・・・支柱部
５０・・・尖状部
５１・・・被分析領域層
５２・・・保護層
５３・・・ＮｉＦｅ層
６０・・・針状体
６１・・・支柱部
６２・・・Ｔａ層
６３・・・ＣｏＦｅ層
６４・・・被分析領域層
６５・・・ＮｉＦｅ層
７０・・・試料
７１・・・基板
７２・・・ＴｉＳｉ層（被分析領域）
７３・・・ＴｉＮ層
７４・・・Ａｌ
７５・・・ＴｉＮ層
７６・・・アルミナ層
７７・・・導電材
７８・・・複合体
７９・・・接着剤層
８０・・・針状体
８１・・・支柱部
８２・・・尖状部
８３・・・接着剤層
８４・・・被分析領域層
８５・・・保護層
８６・・・ＴｉＮ層
８７・・・Ａｌ層
８８・・・ＴｉＮ層
８９・・・アルミナ層
９０・・・導電性材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成された被分析領域の微細構造を電界イオン顕微鏡又はアトムプローブで調べるために用いられる針状体を形成する方法、及び針状体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの微細化や磁気記録の高密度化の進展は材料研究やプロセス技術の進歩に負うところが大きいが、その原動力として分析技術も着実に高度化し続けている。微細化・高密度化の進展の結果、より微小な領域における構造や性質を調べる分析技術が必要になっており、要求される分析領域のサイズはミクロンレベルからナノメートルレベルないし原子レベルまで小さくなりつつある。
【０００３】
そうした状況の下、原子レベルでの分析技術として近年注目を集めているものに電界イオン顕微鏡（Field Ion Microscopy、以下、ＦＩＭと記す）およびアトムプローブがある。ＦＩＭ、アトムプローブ共に針状体に加工した試料に１kVから10kVオーダーの高電圧を印加し、先端に生じる高電界を利用して試料先端部分の構造を調べる技術である。
【０００４】
ＦＩＭにおいては、真空チャンバー内に針状体、検出器等が設置された装置を用い、前記真空チャンバー内にイメージングガスを導入し、針状体に高電圧を印加することにより、導入したイメージングガスが針状体先端近傍においてイオン化し、そのイオンが電界に導かれて対向するマイクロチャネルプレートなどの検出器側に移動し結像する。これを検出器にて検出するものである。これにより針状体先端の構造を原子分解能で観察することができる。
【０００５】
また、アトムプローブはこのＦＩＭの機能を拡張した技術である。アトムプローブはＦＩＭと同様、針状体に加工した試料に1kVから10kVオーダーの高電圧を印加し、先端に生じる高電界を利用して試料先端部分の構造を調べる技術の一種で、ＦＩＭ用の装置に飛行時間型質量分析器を取り付けた装置を用いる。高電界によって針状体先端の原子そのものが電界蒸発することを利用し、その電界蒸発により生じたイオンを質量分析することによって、針状体先端の物質を同定するもので、電界蒸発は試料の先端面から順次起こっていくため、針状体先端からの原子の深さ方向分布を原子レベルの分解能で調べることが可能である。
【０００６】
さらに、前記アトムプローブの検出器部分を改良して位置敏感型検出器を導入し、３次元アトムプローブ（tomographic atom probe, position-sensitive atom probeなどの呼び方もある）と呼ばれる技術が登場し、これを用いると試料先端の原子の位置と原子種とを同時に測定できる。すなわち、針状体先端の構造を原子分解能で、３次元的に再構成できる。これは他の分析技術にはない特長であり、注目を集めている。
【０００７】
また、微小な引き出し電極を設け試料と引き出し電極との間に高電圧を印加することによって、平板状試料の表面にある微小な突起の先端部分の測定を可能にした走査型アトムプローブ（scanning atom probeまたはlocal-electrode atom probe）も開発されており、これを用いると試料表面における微小な突起の分布と突起部分先端の構造とを同時に調べられるため、従来のアトムプローブ分析とは違った用途に適用できるものと期待されている。
【０００８】
以下、ＦＩＭと、３次元アトムプローブ分析・走査型アトムプローブを含めたアトムプローブと、を総称してＡＰＦＩＭ(Atom probe field ion microscopy)と記す。
【０００９】
ＡＰＦＩＭは高電界を利用するため分析する試料はほとんどの場合、金属などの導電性の高い固体である。しかも試料の形状として、一般に先端径１００ｎｍ前後もしくはそれ以下の針状体になっている必要があると言われている（例えば非特許文献１など参照。）
【００１０】
なお、走査型アトムプローブにおいては、試料全体の形状は平板状でも良いが、実際の分析の対象となる突起部分の形状については、やはり同様の条件を満たしている必要がある。
【００１１】
このため、従来はワイヤー形状をもつ均一な材料から電解研磨して針状体を作製するのが一般的であった。また、薄膜や多層膜の分析を意図して、電解研磨で作った針状体の先端に更に分析対象の膜を製膜しそれを分析することも試みられた（例えば非特許文献２参照）。
【００１２】
しかしながら薄膜や多層膜の分析として本来要求されるのは、ＡＰＦＩＭのために特に作られた形態の試料を調べることではなく、実際に用いられるのと同じ形態、すなわちほとんどの場合平板な基板または下地層の上に形成された膜そのものを分析することである。前述のような、ＡＰＦＩＭ用の針の先端に新たな膜を成膜する技術では本来の目的を達成することができなかった。
【００１３】
ところが、近年の微細加工技術の進歩によって上述したような試料作製上の制約を取り払うことが可能になりつつあり、従来では不可能だった薄膜のＡＰＦＩＭによる分析が報告され始めている。
【００１４】
例えばD.J. Larsonらはリソグラフィ技術によって作った柱状構造の上に分析対象となる磁性積層膜を形成し、その柱状構造を折り取ったものを金属ワイヤーの先端に接着した後、磁性積層膜を含む先端部分を収束イオンビーム（以下、ＦＩＢと記す）にて加工することによって、ＡＰＦＩＭ用の針状体を得、実際に３次元アトムプローブによる分析に成功している（非特許文献３参照）。
【００１５】
また特許文献１においては、平面状試料を直接ＦＩＢ加工して円錐状の構造を作り、それを折り取って金属ワイヤー先端に接着することで針状体を作ることが提案されている。この手法を用いれば、原理的には、平面状試料表面の所望の位置を含む試料が作製できることになる。
【００１６】
一方、一般にＡＰＦＩＭで分析可能な試料の導電性は抵抗率にして１０−２Ωｃｍオーダー以下であることが必要と言われており（例えば非特許文献４参照）、これ以上の抵抗率を持つ対象について仮に測定を試みても、質量分解能の点で不十分なデータしか得られないため、実際上分析は不可能と考えられていた。しかしながらこの条件を緩和し、より低い導電性の対象へもＡＰＦＩＭを適用するためにパルスレーザーアトムプローブ（pulsed-laser atom probe）という方式が提案されている。これは試料にある程度の電圧を静的に与えておき、更に試料先端部分にパルスレーザーを照射することによって表面原子のイオン化を起こすもので、イオン化以後の測定系は従来のアトムプローブと同様である。この方式を用いることにより、例えばC.R.M. GrovenorらはＳｉ表面に生成した酸化膜の深さ方向の原子分布などの測定に成功している（非特許文献５参照）。
【００１７】
以上で例示した報告などにより、従来は不可能と考えられていた基板上の薄膜などの平面状・平板状試料に対してもＡＰＦＩＭが適用できる可能性があることが示され、また低導電性の対象についてもパルスレーザーアトムプローブによって従来の試料に課せられていた抵抗率の上限を緩和するための研究が進められるなど、注目を集めている。
【００１８】
とりわけ半導体産業を中心にした電子デバイスの分野では、微細化の進展により、これまで研究・開発に用いられてきた分析手法が限界に達しつつあるとの認識が広まっており、その限界を乗り越える可能性がある手法としてＡＰＦＩＭへの期待感が高まっている（例えば非特許文献６や非特許文献７参照）。
【００１９】
上述した微細加工技術を応用した試料作製法を用いたＡＰＦＩＭは従来になかったＡＰＦＩＭの可能性を示すものではあるが、現状では欠点も有している。
【００２０】
半導体産業に代表される電子デバイスの分野においては、電子デバイスの母材は多くの場合シリコンに代表される半導体基板やガラスなどの高抵抗基板であり、（時にはその一部に高濃度に不純物を注入したり、薄膜形成・加工技術を駆使して基板上に複雑な構造が形成されたりするものの、）電子デバイスの体積の大半の部分はＡＰＦＩＭが適用不可能な高い抵抗率を持った基板部分が占めている。
【００２１】
しかしながら、上述したレーザーアトムプローブによるＳｉ表面の酸化膜の測定例においても、導電性が低いのは厚さ２ｎｍ程度の最表面の酸化膜の範囲に限られ、それ以外の部分は全て上述した抵抗率の条件を満たすような基板が用いられなければならない。すなわち現段階では高抵抗の対象は、測定できたとしてもあくまでごく薄い膜に限られ、試料の大半が高抵抗率の材料で占められているような構造体に対する測定はまだ実現されていない。そのため現在の技術では一般的な電子デバイスの構造そのままを直接ＡＰＦＩＭで測定することが出来ない。
【００２２】
以上のように半導体プロセス・電子デバイスおよびその周辺領域の研究開発にＡＰＦＩＭを適用する場合、従来の試料の形成方法であると、母体となる基板の抵抗率が高いため、これを加工して得た針状体の抵抗率も高くなり、調べたいデバイス構造そのものを分析することが出来ないという問題があった。
【００２３】
また、さらに別の問題点として、ＦＩＢ等の加工技術を用いて作成された針状体には、ＦＩＢの加工の際に発生するＧａイオンなどのエッチングに用いられるイオンなどに由来する不純物が加工された針状体の先端部分に残留してしまう、という現象が生じる。このような針状体をＡＰＦＩＭに供すると、例えばＦＩＢ加工における加速されたイオンビームの入射によって針状体表面がアモルファス化するなど先端部分の構造がもとの状態から変化してしまうため、分析本来の目的を果たすことが出来ない。そのような根本的な構造変化が生じない場合でも、もともとの試料にはなかった不純物が侵入することによる試料の変化が懸念されることから、分析技術としての信頼性を著しく損ねることになるという問題点があった。
【００２４】
【非特許文献１】M.K. Miller, “Atom Probe Tomography −Analysis at the Atomic Level”, Kluwer Academic/Plenum Publishers (2000), p.25
【非特許文献２】L. Veiller, F. Danoix and J. Teillet, J. Appl. Phys. 87, 1379 (2000)
【非特許文献３】D.J. Larson, et al., J. Appl. Phys. 87, 5989 (2000)
【特許文献１】特開2001-208659号
【非特許文献４】M.K. Miller, Surf. Interface Anal. 31, 593 (2001)
【非特許文献５】C.R.M. Grovenor and A. Cerezo, J. Appl. Phys. 65, 5089 (1989)
【非特許文献６】上田, 応用物理 72, 539 (2003)
【非特許文献７】M.R. Castell, et al., Nature Materials 2, 129 (2003)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、上記問題点に対処するためになされたもので、シリコン基板などの高抵抗率の基板上に形成された膜構造を有する試料についてＡＰＦＩＭを高い再現性・信頼性で効率よく行うことができる電界イオン顕微鏡又はアトムプローブ用の針状体を形成する方法を提供することを目的とする。
【００２６】
また、本発明は、針状体加工時に最先端部に混入する不純物の影響を避け、ＡＰＦＩＭ分析を高い再現性・信頼性で行うことができる電界イオン顕微鏡又はアトムプローブ用の針状体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成するためになされた第１の発明は、
基板と、前記基板の一方の面に形成された被分析領域とを具備する試料を加工して電界イオン顕微鏡又はアトムプローブ分析に用いられる針状体を形成する方法であって、
前記試料の前記被分析領域が形成された側の表面に導電材を接合して複合体を得る接合工程と、
前記複合体を、前記被分析領域の少なくとも一部を備える尖状部と、前記導電材の少なくとも一部を備え前記尖状部に接合した支柱部とを具備する針状体に加工する加工工程と、
を行うことを特徴とする電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体の形成方法である。
【００２８】
また、第２の発明は、
基板と、前記基板の一方の面に形成された被分析領域とを具備する試料から形成された電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体であって、
前記針状体は尖状部と、前記尖状部に接合した導電材の支柱部とを具備し、
前記尖状部は、最表面に存在し、前記試料の前記被分析領域以外の、前記基板若しくは前記基板近傍の材料から構成される保護層及び前記保護層の下側に存在し、被分析領域の少なくとも一部からなる被分析領域層を有することを特徴とする電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体である。
【００２９】
以上のような第１および第２の発明の実施形態において、電界イオン顕微鏡（ＦＩＭ）は、針状体と前記針状体の先端に対向して設けられたマイクロチャネルプレート等の検出器を設置した真空チャンバー内にイメージングガスを導入し、針状体に高電圧を加えることにより、針状体の先端近傍において高電界が発生し、前記イメージングガスが電界イオン化し、かつ電界に導かれて対向する検出器側に移動して結像する。その結像を観察することによって、針状体の先端近傍の構造を観察する方法である。
【００３０】
前記イメージングガスとしては、例えばヘリウムやネオンなどの希ガスや水素，あるいはそれらの混合ガスなどが用いられる。
【００３１】
また第１及び第２の発明の実施形態において、アトムプローブは、ＦＩＭを拡張したものであり、いわゆるアトムプローブ、３次元アトムプローブ、走査型アトムプローブ、パルスレーザーアトムプローブなどがある。以下、アトムプローブ及び電界イオン顕微鏡を総称してＡＰＦＩＭと称する。
【００３２】
また、第１及び第２の発明の実施形態において、前記針状体の先端の直径は例えば２００nm以下のものが望ましく用いられるがこの範囲に限定されるものではない。
【００３３】
また、第１及び第２の発明の実施形態において、前記導電性材としては、例えば金属や十分高い不純物濃度を持つ半導体基板、あるいはそれらの組み合わせなど、全体として良導体であることが望ましい。具体的には抵抗率が例えば０．１Ωｃｍ以下であるものが望ましいがこの範囲に限定されるものではない。
【００３４】
また、第１及び第２の発明の実施形態において、針状体に加工される試料、すなわち、基板とこの基板の一方の面に形成された被分析領域とを具備する試料において、被分析領域は、基板の一方の面の上に積層して形成された領域であっても良いし、基板の一方の面の下に形成した領域であっても良い（前者と後者とを共に含んでいても良いのはもちろんである）。後者の例としては基板表面のごく浅い領域に基板とは異種の原子又は分子を混入させた領域等が挙げられる。
【００３５】
被分析領域の厚さに特に制限はないが、ＡＰＦＩＭの実用的な分析範囲である１０００ｎｍ以下に収まることが望ましい。
【００３６】
第１の発明である針状体を形成する方法においては、基板上に形成された被分析領域側に導電材を接合し、被分析領域側を尖状部、導電材を支柱部とした針状体に加工することを特徴としている。これにより被分析領域が尖状部に含まれ、支柱部が低抵抗な構成となる。そのため高抵抗率の基板ではなく導電性材が支柱部すなわち針状体の母材となり、針状体としての導電性は専ら基板部分ではなく支柱部の抵抗によることになる。よって試料全体の抵抗が小さくなり、被分析領域のＡＰＦＩＭ分析が可能になる。高抵抗率の基板の影響を避けて、良好な導電性を持つ針状体を得ることができる。
【００３７】
第１の発明の実施形態においては、導電材と試料表面との接合をするにあたり、試料表面と前記導電材とを直接接触させ両者を圧着することが望ましい。これにより支柱部と被分析領域との電気的接触が得られ、導電性の低下を避けることができる。また被分析領域が基板上に形成された平坦な薄膜である場合、基板と基板上に形成された被分析領域を具備する試料と、導電材との軸ずれを抑制することができる。すなわち、薄膜の法線方向と完成した針状体の支柱の中心軸とのずれを抑制することができるため、信頼性の高い測定を行うことができる。このことは例えば、アトムプローブにおいて主に界面の急峻性などを高精度で深さ方向分解する場合に極めて重要である。また、３次元アトムプローブを行う場合、一般に針状試料の中心軸方向（ｚ方向）の空間分解能の方が中心軸を法線とした面内方向（ｘ方向，ｙ方向）の空間分解能よりも優れているため（例えば，M.K. Miller, Surf. Interface Anal. 31, 593 (2001) 参照）、この性質を利用して適切な３次元アトムプローブ分析するために薄膜の法線方向と完成した針状体の支柱の中心軸とのずれの抑制は、きわめて有効である。
【００３８】
また、第１の発明の実施形態においては、前記接合工程は、前記試料の前記被分析領域が形成された側の表面と前記導電材との間にバインダーを存在させて両者を接合するものであってもよい。これにより容易かつ強固に接合が可能である。前記バインダーは、針状体の導電性を得るために導電性の接着剤、例えば導電性のエポキシ樹脂等などであることが望ましい。
【００３９】
また、第１の発明の実施形態においては、前記接合工程と前記加工工程との間に、前記複合体の導電性材を接合した面とは反対の面から前記基板を薄膜化する基板薄膜化工程を行うことが望ましい。
多くの半導体デバイスでは、半導体基板より上の部分に厚さにしてμｍオーダーの厚さで積層膜が形成されるが、そのデバイスの機能面を担うのは主に半導体基板とその上の積層膜との界面付近の構造であり、その部分を分析できる分析技術が求められている。一方、ＡＰＦＩＭで測定できる深さは、実用上は試料表面から百ｎｍ程度までの範囲である。原理的にはもっと深くまで測定可能であるが、試料形状の最適化が必要になることや、測定が長時間化することに加えＡＰＦＩＭの測定においては測定中に試料が分断して測定不可能になることが珍しくないため、深い領域を測定しようとすると測定の歩留まりの問題がより深刻になる。そのため、深さが例えば１μｍを超える領域になると測定は極めて困難で、事実上不可能と言ってよい。したがって、先に述べたような半導体基板とその上の積層膜との界面付近の構造のような領域は分析が困難である。基板付近の積層膜の構造が分析可能なように、ＦＩＢ等の加工技術を用いて試料表面から試料を加工し、基板付近の薄膜領域を先端部分にした針状試料を形成する手法も考えられるが、試料表面からμｍオーダーの深い領域を精度良く加工するのは現状の加工技術では困難である。
【００４０】
しかしながら第１の発明の実施形態において、分析対象が基板上に形成された薄膜構造で、被分析領域が基板と薄膜との界面付近のような場合、上記のように基板側から物理的若しくは化学的研磨等の手法を用い基板の厚さを一様に薄くして薄膜化する薄膜化工程を行い、さらに針状体に加工する加工工程を行うことによって、先端部分に被分析領域を含むような針状体を容易に作製することが可能であり、従来困難であった基板上の積層構造における深い領域のＡＰＦＩＭを高い再現性・信頼性で効率よく実現することを可能とすることができる。
【００４１】
第１の発明の実施形態においては、前記加工工程後に、前記針状体の尖状部と、前記支柱部とを電気的に接続する導電部材を形成する導電部材形成工程をさらに具備してもよい。このような導電部材を形成し、尖状部と支柱部との間の電気的接触をとることができ、それにより導電材と試料表面の接合に用いる方法を、電気的接触を保つような手段に限定する必要がなくなる上、尖状部と支柱部との間に高抵抗の層が存在しているような試料構成についても、針状体を低抵抗とすることができる。
【００４２】
また、第１の発明の実施形態において、前記加工工程で、前記尖状部の最表面に前記基板または基板近傍の一部が存在するように加工してもよい。これにより、被分析領域を具備する尖状部の最先端に前記基板もしくは基板近傍の構成材が存在する。このような最先端の構成であると、先端部分に針状体作成時に混入した不可避的な不純物イオンが残留したとしても、被分析領域においては不純物の混入の可能性は減少し、従ってＡＰＦＩＭに供した場合においても、被分析領域の測定結果にそれらの不純物の影響は低減され、再現性、信頼性の高い測定を行うことが可能となる。
【００４３】
また、第２の発明である針状体においては、被分析領域を具備する尖状部の最先端に被分析領域以外の基板若しくは基板近傍の構成材からなる保護層が存在する。このような構成の最先端を有すると、先端部分に針状体作成時に混入した不可避的な不純物イオンが残留したとしても、針状体の被分析領域層自体には不純物の混入の可能性は減少し、従ってＡＰＦＩＭに供した場合においても、被分析領域の測定結果にそれらの不純物の影響は低減され、再現性、信頼性の高い測定を行うことが可能となる。
【００４４】
尖状部の最先端に形成されている前記保護層の厚さは試料を構成する材料や加工時の条件を考慮して前記被分析領域への不純物混入の影響を避けられる厚さに設定されるべきであるが、前記保護層と前記被分析領域との厚さの合計がＡＰＦＩＭの現実的な分析範囲である例えば１０００ｎｍ以下に収まることが望ましいがこの範囲に限定されるものではない。
【００４５】
第２の発明の実施形態においては、前記尖状部と、導電材を具備する前記支柱部がバインダーを介さず直接接合されていることが針状体の導電性を保つ上で望ましい。前記尖状部と、前記支柱部とがバインダー層を介して接合されていてもよく、その場合導電性接着剤が用いられることが望ましい。
【００４６】
また、第２の発明の実施形態においては、前記尖状部と、前記支柱部とを電気的に接続するために、前記尖状部と、前記支柱部とにまたがった帯状またはリング状の導電部材を具備していても良い。
【発明の効果】
【００４７】
以上述べたように、第１の発明である針状体の形成法によれば、高抵抗率の基板を母体とした試料からであっても基板の抵抗の影響を避けて、良好な導電性を持つ針状体を得ることができる。
【００４８】
また、第２の発明である針状体によれば、針状体加工時に最先端に混入する不純物の影響を避け、ＡＰＦＩＭを高い再現性・信頼性良く行うことができる。
【００４９】
以上により、本発明によって半導体デバイス・半導体プロセスやその周辺の分野で期待される、基板上に形成された被分析領域ＡＰＦＩＭを、高抵抗率の基板が用いられている場合についても高い再現性・信頼性で効率よく実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について実施例および図面を参照しながら説明する。
【００５１】
以下に示す実施例は本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって構成部品の材質・形状・構造・配置などを下記のものに特定するものではない。
【００５２】
（実施例１）
＜分析対象試料の作成＞
まず、分析対象の試料を準備した。準備した試料の断面図を図１に示す。試料１０は以下のとおり作成した。まず、Ｂを１０１５ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍのＳｉ基板１１に希弗酸処理し、表面の自然酸化膜を除去した後、ただちに製膜装置に導入した。次に基板１１の一方の面（表面）に厚さ４０ｎｍのＴｉ層をスパッタ法によって形成した後、熱処理を行った。熱処理によって基板１１上にＴｉＳｉ層１５が形成された。室温に戻した後、更にＴｉＳｉ層１５上に厚さ２０ｎｍのＴｉＮ層１２、厚さ２００ｎｍのＡｌ層１３をスパッタ法によって形成、更に表面保護層としてＴｉＮ層１４を１００ｎｍ積層して製膜装置から取り出した。
このようにして作成した試料１０のＴｉＳｉ層１５およびその上下界面をＡＰＦＩＭの被分析領域とした。（以下、被分析領域１５と記す。）
次にこの試料からＡＰＦＩＭに供するための針状体を作成した。
【００５３】
＜接合工程＞
まず、試料１０と導電材との複合体を形成した。形成した複合体の断面図を図２に示す。なお、図２では、図１の試料１０に相当する部分を上下反転させて記載している。試料１０を８ｍｍ×８ｍｍ程度のサイズに切り出した後、同様なサイズに切り出した厚さ約１ｍｍのＣｕ板である導電材１６を、試料１０の、基板１１からみて被分析領域１５が形成された側の面、すなわちＴｉＮ層１４表面に接着した。接着の際にはバインダーとしてエポキシ樹脂系接着剤に銀もしくはカーボンなどの導電材を混合した導電性エポキシ樹脂を用い、バインダー層１７が薄く均一になるように上下から圧力をかけた状態で固化させ、複合体１８を得た。この複合体１８から針状体を作成する。図２において、一点鎖線にて示されているのは後工程によって針状体の先端部となる部分である。
【００５４】
＜薄膜化工程＞
次に、複合体１８において、基板１１の裏面、すなわち基板１１からみて被分析領域１５が形成された側の面とは反対側の面、から基板１１を研磨機によって均一に薄くなるように研磨して４〜５μｍ程度の厚さにした。更に基板１１をイオンミリング装置によって１μｍ以下まで薄くした。
【００５５】
＜加工工程＞
次に、研磨した複合体１８をダイシングソーによって部分的に削り取ることにより加工し、まず底面が３５μｍ角で高さ２００μｍの四角柱が約３００μｍ四方の導電材１６部分の中央に立っている形状の構造体を作った。
【００５６】
次に、これを収束イオンビーム（ＦＩＢ）装置に導入し、柱部分の先端をガリウムイオンによるＦＩＢで加工した。加工には環状ミルモードを用いた。環状ミルはＦＩＢ装置の機能の１つで２つの同心円で挟まれた部分だけをＦＩＢで削る加工モードである。徐々に内側の円の径を小さくしていくことにより、針状体を得た。
【００５７】
得られた針状体の概形を図３に示す。最終的には、尖状部１９と、尖状部１９を支持する支柱部２０とが形成された針状体２１を得た。支柱部２０は、土台支柱部２２と、この土台支柱部２２に支持され、尖状部１９を支持する細い支柱部２３とで構成されている。尖状部１９の先端径は約７０ｎｍであった。なお、支柱部２０は、図２に示される導電材１６を構成する材料よりなっている。
【００５８】
なお、尖状部１９、細い支柱部２３と、土台支柱部２２から構成される支柱部２０など針状体２１の形状は、図面の形状に限定されるものではない。
【００５９】
この針状体２１の先端部分の拡大図を図４に示す。尖状部１９は、バインダー層１７を介して支柱部２０と接着されている。尖状部１９は被分析領域層２４（図２に示される被分析領域１５を構成する材料からなる層）を具備している。また尖状部１９の最表面層には、図２に示される基板１１の一部が残るように加工されている（保護層２５）。このとき保護層２５の厚さは約１００ｎｍであった。その下に被分析領域層２４が存在する。被分析領域層２４の下には、図２に示す試料１０に形成されていたＴｉＮ層１２、Ａｌ層１３、ＴｉＮ層１４の構成材からなる層、すなわちＴｉＮ層２６、Ａｌ層２７、ＴｉＮ層２８が存在する。
【００６０】
出来上がった針状体をＦＩＢ装置から取り出し、約１ｃｍの長さに切った直径０．５ｍｍの銅ワイヤーの先端に銀若しくはカーボン粉体とエポキシ樹脂と硬化剤を含む導電性エポキシ接着剤で接着してＡＰＦＩＭ用試料とした。
【００６１】
＜評価＞
上記のＡＰＦＩＭ用試料をホルダーに固定した後ＡＰＦＩＭ装置に導入し、アトムプローブ分析を行った。得られたアトムプローブによる物質の検出結果を図５に示す。図５によると先端から深さ方向に順に、Ｓｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＮ、Ａｌが検出されている。金属であるＣｕの導電材を接合し、それを母体にした針状体２１にすることによって、支柱部２０から被分析領域層２４に至る電気的接触の状態が良好になったためにアトムプローブ分析が可能になったものである。
【００６２】
また図５においてＴｉが検出される前のＳｉの領域は保護層２５に対応するが、この領域の表面に近い側ではＦＩＢ加工時に混入したと考えられるＧａが若干検出されていた。しかし、その量は表面から離れるに従って減少し，Ｔｉが検出され始めるまでにはバックグラウンドノイズと同じレベルになった。すなわち保護層２５の存在により被分析領域の測定に関してはＦＩＢ加工時の高加速Ｇａイオンビームの入射による影響をなくすことができた。
【００６３】
なお、本実施例では、尖状部と支柱部のみを有する針状体についての実施例を示したが、例えば図７に示される、突起型の針状体は走査型アトムプローブ分析用に使用することができる。突起先端１には被非分析領域があり、これに導電材２が接合されている。このような突起型の針状体を得るには、図２の複合体１８から、直接ＦＩＢ加工に進み、基板１１からみて被分析領域１５が形成された側、つまり基板１１の裏面側から基板１１を切削し突起を形成することにより作成できる。
【００６４】
（実施例２）
Ａｓを１０１５ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍのＳｉ基板の表面にエネルギー１．５ｋｅＶ、ドーズ量１０１５ｃｍ−２でＢＦ２を注入した基板を用いて、注入を行なった側の表面に製膜する、という条件以外は実施例１の過程と同一条件での試料作製・加工工程を行なってＡＰＦＩＭ用試料を作製した。この試料のアトムプローブ分析の結果、上記＜評価＞において示したものと同様の測定結果が得られた。この結果は、被分析領域に、基板表面の下側に形成した領域が含まれている場合についても本発明が適用可能であることを示している。
【００６５】
（比較例１）
比較のため図１に示した製膜後の試料１０を８ｍｍ×８ｍｍ程度のサイズに切り出したものを用いて、Ｃｕ材を接合することなく、基板１１からみて被分析領域１５が形成された側の表面から直接ダイシングソーによる成形およびＦＩＢによる加工を行ない、図３と同様の外観を持ち、先端径約７０ｎｍの針状体を得た。この針状体の先端の構造を図６に示す。この針状体３０の支柱３１をなしているのは図１の基板１１の一部である。尖状部は、支柱３１上に、図１に示す試料１０の被分析領域１５の一部である被分析領域層３２、その上には、図１に示す試料１０に形成されていたＴｉＮ層３３、Ａｌ層１３の一部であるＡｌ層３４が順に積層されている。図１に示される試料１０のＴｉＮ層１４は、ＦＩＢ加工時に除去された。
【００６６】
出来上がった針状体３０についても実施例１と同様にアトムプローブ測定を試みたが、データ解析可能な結果が得られなかった。これは、製膜に用いた高抵抗率の基板１１がそのまま支柱部をなしているためであると考えられる。
【００６７】
（実施例３）
まず、分析対象の試料を準備した。準備した試料の断面図を図８に示す。試料４０は以下のとおり作成した。まず、Ｂを１０１５ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍのＳｉ基板上４１に希弗酸処理し、表面の自然酸化膜を除去した後、ただちに製膜装置に導入した。次に基板４１の一方の面（表面）にシード層としてＴａ層４２およびＣｏＦｅ層４３をそれぞれ厚さ１５ｎｍ、５０ｎｍとしてスパッタ法によって形成した後、Ｃｕ層３ｎｍとＣｏＦｅ層３ｎｍとを交互に積層し、それぞれ１０層ずつ合計２０層の磁性積層膜４４を形成した。その後、更に表面保護層としてＮｉＦｅ層４５を１５０ｎｍ積層し、製膜装置から取り出した。この交互積層した磁性多層膜４４を被分析領域とした。（以下、被分析領域４４と記す。）
この試料４０からＡＰＦＩＭに供するための針状体を作成した。
【００６８】
＜接合工程＞
次に導電材を用意した。Ｂを１０２０ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍの低抵抗Ｓｉ基板を用意し、希弗酸処理をすることにより表面の自然酸化膜を除去した。これを導電材として使用する。
【００６９】
次に試料４０と導電材との複合体を形成した。形成した複合体の断面図を図９に示す。なお、図９では、図８の試料４０に相当する部分を上下反転させて記載している。
【００７０】
試料４０および導電材４６を共に８ｍｍ×８ｍｍ程度のサイズに切り出した後、この導電材４６を、試料４０の、基板４１から見て被分析領域４４が形成された側の面、すなわちＮｉＦｅ層４５の表面に、圧着によって貼り付け、複合体４７を得た。このとき接着剤は使用せず両者を直接接触させて接合した。この複合体４７から針状体を作成する。図８において、一点鎖線にて示されているのは後工程によって針状体の先端部となる部分である。
【００７１】
＜薄膜化工程＞
次に複合体４７において、基板４１の裏面、すなわち基板４１からみて被分析領域４４が形成された側の面とは反対側の面、から基板４１を研磨機によって均一に薄くなるように研磨して、４〜５μｍ程度の厚さにした。更に基板４１をイオンミリング装置によって１μｍ以下まで薄くした。
【００７２】
＜加工工程＞
次に、研磨した複合体４７をダイシングソーによって部分的に削り取ることにより、まず底面が約３５μｍ角で高さ２００μｍの四角柱構造が約３００μｍ四方の導電材４６部分の中央に立っている形を作った。
【００７３】
これをＦＩＢ装置に導入し、実施例１の場合と同様に、柱状部分の先端をガリウムイオンによる収束イオンビームの環状ミルモードで加工した。以上の結果得られた針状体の概形は図３に示したものと同様であり、尖状部と支柱部を有している。尖状部の先端径は約７０ｎｍであった。支柱部をなしているのは図９において導電材４６を構成する材料である。
【００７４】
この針状体の先端部分の拡大図を図１０に示す。実施例１の場合と同様、針状体４８の支柱部４９をなしているのは、図９において導電材４６として貼り付けた低抵抗のＳｉ基板材料である。尖状部５０は、支柱部４９と直接に接合されている。尖状部５０は図９に示される被分析領域４４の一部からなる層（被分析領域層５１）を具備している。また尖状部５０の最表面層に、図９において基板４１近傍に存在するＣｏＦｅ層４３の一部が存在するように加工されている（保護層５２）。このとき保護層５２の厚さは約４０ｎｍであった。その下に被分析領域層５１が存在する。被分析領域層５１の下には、図９においてＮｉＦｅ層４５の一部からなるＮｉＦｅ層５３が存在する。
【００７５】
出来上がった針状体４８をＦＩＢ装置から取り出し、約１ｃｍの長さに切った直径０．５ｍｍの銅ワイヤーの先端に導電性エポキシで接着してＡＰＦＩＭの試料とした。
【００７６】
＜評価＞
上記のＡＰＦＩＭ用試料を、ＡＰＦＩＭ装置用の試料ホルダーに固定した後ＡＰＦＩＭ装置に導入し、アトムプローブ分析を行なった。得られたアトムプローブによる物質の検出結果（深さ方向の元素分布）を図１１に示す。実線はＣｏＦｅを、破線はＣｕをそれぞれ表わす。図１１によるとＣｕ層とＣｏＦｅ層との交互積層構造が明瞭に測定されている。低抵抗のＳｉ基板の導電材４２を貼り合わせてそれを母体にした針状体にすることによって、支柱部４８から被分析領域層５１に至る電気的接触の状態が良好になったためにアトムプローブ分析が可能になったものである。
【００７７】
なお、この試料においてアトムプローブ測定で検出された最初の層は保護層５２として機能したシード層のＣｏＦｅ層であった。この領域の表面に近い側ではＦＩＢ加工時に混入したと考えられるＧａが若干検出されていたが、その量は表面から離れるに従って減少し、被分析領域のＣｕ層が検出されるまでにはバックグラウンドノイズと同じレベルになった。すなわち、保護層５２の存在により被分析領域の測定に関してはＦＩＢ加工時の高加速Ｇａイオンビームの入射による影響をなくすことができた。
【００７８】
また、図１１においてＣｏＦｅ／Ｃｕ界面は極めて急峻であるが、このことから、針状体４８の軸方向と被分析領域層５１の法線方向とが良く一致していることが分かる。この結果は、圧着による貼り合わせが針状体４８の軸方向と被分析領域層５１の法線方向とを精度よく一致させる効果があることを示すものであり、接着剤による貼り合わせに比べてこのように精度よくかつ高い信頼性でこれら２つの方向を合わせることが容易である。
【００７９】
（比較例２）
比較のため、図８に示した製膜後の試料４０を８ｍｍ×８ｍｍ程度のサイズに切り出したものを用いて、導電材すなわち低抵抗Ｓｉ基板の貼り合わせなしで、基板４１からみて被分析領域４４が形成された側の表面から直接ダイシングソーによる成形およびＦＩＢによる加工を行ない、図３と同様の概形を持ち、先端径約７０ｎｍの針状体を得た。
【００８０】
この針状体の先端の構造を図１２に示す。この針状体６０の支柱部６１をなしているのは図８の基板４１を構成ずる材料、つまりＳｉ基板の一部である。尖状部は、支柱部６１上に、図８に示す試料４０に形成されていたＴａ層４２、ＣｏＦｅ層４３のそれぞれの一部から構成されるＴａ層６２、ＣｏＦｅ層６３、さらに図８に示される試料４０に形成されていた被分析領域層４４の一部から構成されている被分析領域層６４、最表面には保護層としてＮｉＦｅ層４５の一部から構成されるＮｉＦｅ層６５が順に積層されている。
【００８１】
出来上がった針状体６０についても実施例２と同様にアトムプローブ測定を試みたが、データ解析可能な結果が得られなかった。これは、実施例１の場合と同様、製膜に用いた高抵抗率のＳｉ基板４１がそのまま支柱部をなしているためであると考えられる。
【００８２】
（実施例４）
＜分析対象試料の作成＞
まず、分析対象の試料を準備した。準備した試料の断面図を図１３に示す。試料７０は以下の通り作成した。まず、Ｂを１０１５ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍのＳｉ基板７１に希弗酸処理し、表面の自然酸化膜を除去した後、ただちに製膜装置に導入した。次に基板７１の一方の面（表面）に厚さ４０ｎｍのＴｉ層をスパッタ法によって形成した後，熱処理を行なった。熱処理によって基板７１上にＴｉＳｉ層７２が形成された。室温に戻した後、更にＴｉＳｉ層７２上に厚さ２００ｎｍのＴｉＮ層７３、厚さ６００ｎｍのＡｌ層７４、厚さ２００ｎｍのＴｉＮ層７５、厚さ５０ｎｍのアルミナ層７６を順にスパッタ法によって形成し、製膜装置から取り出した。
【００８３】
このようにして作成した試料７０のＴｉＳｉ層７２およびその上下界面をＡＰＦＩＭの被分析領域とした。（以下、被分析領域７２と記す。）
【００８４】
＜接合工程＞
次に導電材を用意した。Ｂを１０２０ｃｍ−３ドープした厚さ約６００μｍの低抵抗Ｓｉ基板を用意し、希弗酸処理をすることにより表面の自然酸化膜を除去した。これを導電材とした。
【００８５】
次に試料７０と導電材との複合体を形成した。形成した複合体の断面図を図１４に示す。なお、図１４では、図１３の試料７０に相当する部分を上下反転させて記載している。
【００８６】
試料７０及び導電材７７を共に８ｍｍ×８ｍｍ程度のサイズに切り出した後、この導電材７７を、試料７０の基板７１からみて被分析領域７２が形成された側の面、すなわちアルミナ層７６の表面に、接着し複合体７８を得た。このとき接着には非導電性である通常のエポキシ系接着剤を用い、この接着剤層７９が薄く均一になるように、上下から圧力をかけた状態でこの接着剤を固化させた。この複合体７８から針状体を作成する。図１４において、一点鎖線にて示されているのは後工程によって針状体の先端部となる部分である。
【００８７】
＜薄膜化工程＞
次に複合体７８において、基板７１の裏面、すなわち基板７１からみて被分析領域７２が形成された側とは反対側の面、から基板７１を研磨機によって均一に薄くなるように研磨して、４〜５μｍ程度の厚さにした。さらに基板７１をイオンミリング装置によって１μｍ以下まで薄くした。
【００８８】
＜加工工程＞
次に、研磨した複合体７８をダイシングソーによって部分的に削り取ることにより、まず底面が３５μｍ角で高さ２００μｍの四角柱構造が約３００μｍ四方の導電材７７部分の中央に立っている形を作った。
【００８９】
これをＦＩＢ装置に導入し、実施例１の場合と同様に、柱状部分の先端をガリウムイオンによる収束イオンビームの環状ミルのモードで加工した。以上の結果得られた針状体の概形は図３に示したものと同様であり、尖状部と支柱部を有している。尖状部の先端径は約７０ｎｍであった。支柱部をなしているのは導電材７７を構成する材料である。
【００９０】
更に、この針状体において図１４に示した試料７０のアルミナ層７６および接着剤領域７９に相当する層を中心にその上下にまたがるように約５００ｎｍの領域にリング状に導電性材料（Ｐｔ膜）を積層した。これはリング状でなくても、柱の周囲の一部に設けられた帯状であってもよい。
【００９１】
この針状体の先端部分の拡大図を図１５に示す。針状体８０の支柱部８１をなしているのは、導電材として接合した低抵抗の基板７７を構成する材料である。尖状部８２は支柱部８１と接着剤層８３を介して接着されている。尖状部８２は、図１４に示される被分析領域７２の構成材からなる層（被分析領域層８４）を具備している。また尖状部８２の最表面層には、図１４において基板７１の一部が残るように加工されている。（保護層８５）。このとき保護層８５の厚さは約８０ｎｍであった。その下に被分析領域層８４が存在する。被分析領域層８４の下には、図１４に示す試料７０に形成されていたＴｉＮ層７３、Ａｌ層７４、ＴｉＮ層７５、アルミナ層７６のそれぞれ一部からなる、ＴｉＮ層８６、Ａｌ層８７、ＴｉＮ層８８、アルミナ層８９が存在する。
【００９２】
尖状部８２と支柱部８１とを接着する接着剤層８３と、尖状部８２のアルミナ層８９とは絶縁体であるため、その上下の層で導電性をとるために、接着剤層８３とアルミナ層８９を中心にその上下の層にまたがるように約５００ｎｍの領域にリング状に導電性材料（Ｐｔ膜）９０を形成した。リング状の導電性材料層９０の積層には、ＦＩＢ装置に標準的に搭載されている保護膜積層機能を用いた。
【００９３】
出来上がった針状体８０をＦＩＢ装置から取り出し、約１ｃｍの長さに切った直径０．５ｍｍの銅ワイヤーの先端に導電性エポキシで接着してＡＰＦＩＭの試料とした。
【００９４】
＜評価＞
上記のＡＰＦＩＭ用試料を、ＡＰＦＩＭ装置用の試料ホルダーに固定した後ＡＰＦＩＭ装置に導入し、アトムプローブ分析を行なった。得られたアトムプローブによる物質の検出結果を図１６に示す。図５によると先端から深さ方向に順に、Ｓｉ、ＴｉＳｉ、ＴｉＮが検出されている。
【００９５】
支柱部８１が導電性であり、また接着剤層８３及びアルミナ層８９を覆うように導電性材料層９０が形成されているため導電性材料層９０によって支柱部８１から被分析領域層８４に至る電気的接触の状態が良好になったためにアトムプローブ分析が可能になったものである。
【００９６】
また図１６においてＴｉが検出される前のＳｉの領域は保護層８５に対応するが、この領域の表面に近い側ではＦＩＢ加工時に混入したと考えられるＧａが若干検出されていた。しかし、その量は表面から離れるに従って減少し、Ｔｉが検出され始めるまでにはバックグラウンドノイズと同じレベルになった。すなわち，保護層８５の存在により被分析領域の測定に関してはＦＩＢ加工時の高加速Ｇａイオンビームの入射による影響をなくすことができた。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施例１においてＡＰＦＩＭ測定対象としている試料の断面図。
【図２】実施例１における試料と導電材の複合体の断面図。
【図３】実施例１〜４の針状体の外観を示す斜視図。
【図４】実施例１の針状体の先端部分の断面図。
【図５】実施例１の針状体のＡＰＦＩＭによる分析結果を示す図。
【図６】比較例１の針状体の先端部分の断面図。
【図７】走査型アトムプローブによる分析のための針状体の概略図。
【図８】実施例３において測定対象としている試料の断面図。
【図９】実施例３における試料と導電材の複合体の断面図。
【図１０】実施例３の針状体の先端部分の断面図。
【図１１】実施例３の針状体のＡＰＦＩＭによる分析結果を示す図。
【図１２】比較例２の針状体の先端部分の断面図。
【図１３】実施例４において測定対象としている試料の断面図。
【図１４】実施例４における試料と導電体の複合体の断面図。
【図１５】実施例４の作製した針状体の先端部分の断面図。
【図１６】実施例４の針状体のＡＰＦＩＭによる分析結果を示す図。
【符号の説明】
【００９８】
１・・・突起先端１
２・・・導電材
１０・・・試料
１１・・・基板
１２・・・ＴｉＮ層
１３・・・Ａｌ層
１４・・・ＴｉＮ層
１５・・・ＴｉＳｉ層（被分析領域）
１４・・・表面保護層であるＴｉＮ層
１５・・・Ｔａ層
１６・・・導電材
１７・・・バインダー層
１８・・・複合体
１９・・・尖状部
２０・・・支柱部
２１・・・針状体
２２・・・土台支柱部
２３・・・細い支柱部
２４・・・被分析領域層
２５・・・保護層
２６・・・ＴｉＮ層
２７・・・Ａｌ層
２８・・・ＴｉＮ層
３０・・・針状体
３１・・・支柱
３２・・・被分析領域層３２
３３・・・ＴｉＮ層
３４・・・Ａｌ層
４０・・・試料
４１・・・基板
４２・・・Ｔａ層
４３・・・ＣｏＦｅ層
４４・・・磁性積層膜（被分析領域）
４５・・・ＮｉＦｅ層
４６・・・導電材
４７・・・複合体
４８・・・針状体
４９・・・支柱部
５０・・・尖状部
５１・・・被分析領域層
５２・・・保護層
５３・・・ＮｉＦｅ層
６０・・・針状体
６１・・・支柱部
６２・・・Ｔａ層
６３・・・ＣｏＦｅ層
６４・・・被分析領域層
６５・・・ＮｉＦｅ層
７０・・・試料
７１・・・基板
７２・・・ＴｉＳｉ層（被分析領域）
７３・・・ＴｉＮ層
７４・・・Ａｌ
７５・・・ＴｉＮ層
７６・・・アルミナ層
７７・・・導電材
７８・・・複合体
７９・・・接着剤層
８０・・・針状体
８１・・・支柱部
８２・・・尖状部
８３・・・接着剤層
８４・・・被分析領域層
８５・・・保護層
８６・・・ＴｉＮ層
８７・・・Ａｌ層
８８・・・ＴｉＮ層
８９・・・アルミナ層
９０・・・導電性材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の一方の面に形成された被分析領域とを具備する試料を加工して電界イオン顕微鏡又はアトムプローブ分析に用いられる針状体を形成する方法であって、
前記試料の前記被分析領域が形成された側の表面に導電材を接合して複合体を得る接合工程と、
前記複合体を、前記被分析領域の少なくとも一部を備える尖状部と、前記導電材の少なくとも一部を備え前記尖状部に接合した支柱部とを具備する針状体に加工する加工工程と、
を行うことを特徴とする電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体の形成方法。
【請求項２】
前記接合工程は、前記試料の前記被分析領域が形成された側の表面と前記導電材とを直接に接触させ両者を圧着することを特徴とする請求項１記載の針状体の形成方法。
【請求項３】
前記接合工程は、前記試料の前記被分析領域が形成された側の表面と前記導電材との間にバインダーを存在させて両者を接合することを特徴とする請求項１記載の針状体の形成方法。
【請求項４】
前記バインダーは、導電性の接着剤であることを特徴とする請求項３記載の針状体の形成方法。
【請求項５】
前記加工工程後に、前記針状体の尖状部と、前記支柱部とを電気的に接続する導電部材を形成する導電部材形成工程をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の針状体の形成方法。
【請求項６】
前記接合工程と前記加工工程との間に、前記複合体の前記導電性材を接合した面とは反対の面から前記基板を薄膜化する基板薄膜化工程を行うことを特徴とする請求項１記載の針状体の形成方法。
【請求項７】
前記加工工程において、前記尖状部の最表面に、被分析領域を構成する材料以外で、前記基板若しくは前記基板近傍を構成する材料を残すように加工することを特徴とする請求項１記載の針状体の形成方法。
【請求項８】
基板と、前記基板の一方の面に形成された被分析領域とを具備する試料から形成された電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体であって、
前記針状体は尖状部と、前記尖状部に接合した導電材の支柱部とを具備し、
前記尖状部は、最表面に存在し、前記試料の前記被分析領域以外の、前記基板若しくは前記基板近傍の材料から構成される保護層及び前記保護層の下側に存在し、被分析領域の少なくとも一部からなる被分析領域層を有することを特徴とする電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体。
【請求項９】
前記尖状部と、前記支柱部が直接接合されていることを特徴とする請求項８記載の針状体。
【請求項１０】
前記尖状部と、前記支柱部とがバインダー層を介して接合されていることを特徴とする請求項８記載の針状体。
【請求項１１】
前記尖状部と前記支柱部とを電気的に接続し、前記尖状部から前記支柱部にまたがる帯状またはリング状の導電部材を具備することを特徴とする請求項８記載の針状体。
【請求項１】
基板と、前記基板の一方の面に形成された被分析領域とを具備する試料を加工して電界イオン顕微鏡又はアトムプローブ分析に用いられる針状体を形成する方法であって、
前記試料の前記被分析領域が形成された側の表面に導電材を接合して複合体を得る接合工程と、
前記複合体を、前記被分析領域の少なくとも一部を備える尖状部と、前記導電材の少なくとも一部を備え前記尖状部に接合した支柱部とを具備する針状体に加工する加工工程と、
を行うことを特徴とする電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体の形成方法。
【請求項２】
前記接合工程は、前記試料の前記被分析領域が形成された側の表面と前記導電材とを直接に接触させ両者を圧着することを特徴とする請求項１記載の針状体の形成方法。
【請求項３】
前記接合工程は、前記試料の前記被分析領域が形成された側の表面と前記導電材との間にバインダーを存在させて両者を接合することを特徴とする請求項１記載の針状体の形成方法。
【請求項４】
前記バインダーは、導電性の接着剤であることを特徴とする請求項３記載の針状体の形成方法。
【請求項５】
前記加工工程後に、前記針状体の尖状部と、前記支柱部とを電気的に接続する導電部材を形成する導電部材形成工程をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の針状体の形成方法。
【請求項６】
前記接合工程と前記加工工程との間に、前記複合体の前記導電性材を接合した面とは反対の面から前記基板を薄膜化する基板薄膜化工程を行うことを特徴とする請求項１記載の針状体の形成方法。
【請求項７】
前記加工工程において、前記尖状部の最表面に、被分析領域を構成する材料以外で、前記基板若しくは前記基板近傍を構成する材料を残すように加工することを特徴とする請求項１記載の針状体の形成方法。
【請求項８】
基板と、前記基板の一方の面に形成された被分析領域とを具備する試料から形成された電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体であって、
前記針状体は尖状部と、前記尖状部に接合した導電材の支柱部とを具備し、
前記尖状部は、最表面に存在し、前記試料の前記被分析領域以外の、前記基板若しくは前記基板近傍の材料から構成される保護層及び前記保護層の下側に存在し、被分析領域の少なくとも一部からなる被分析領域層を有することを特徴とする電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体。
【請求項９】
前記尖状部と、前記支柱部が直接接合されていることを特徴とする請求項８記載の針状体。
【請求項１０】
前記尖状部と、前記支柱部とがバインダー層を介して接合されていることを特徴とする請求項８記載の針状体。
【請求項１１】
前記尖状部と前記支柱部とを電気的に接続し、前記尖状部から前記支柱部にまたがる帯状またはリング状の導電部材を具備することを特徴とする請求項８記載の針状体。
【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１６】
【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１６】
【公開番号】特開２００６−２２０４２１（Ｐ２００６−２２０４２１Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１３０９（Ｐ２００５−３１３０９）
【出願日】平成１７年２月８日（２００５．２．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月８日（２００５．２．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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