(57)【要約】【課題】本発明は電子顕微鏡の試料コーティング方法に関し、絶縁試料の導電性処理を簡易な構成で行なうことができる電子顕微鏡の試料コーティング方法を提供することを目的としている。【解決手段】走査型電子顕微鏡１０と集束イオンビーム装置１１との光学系を備え、これら二つの光学系の光軸が試料位置の一点で交わる構造のマルチビーム装置において、マルチビーム装置のチャンバ１にその先端部のプローブ１３の位置が移動可能なマニピュレータ１２を設置し、該設置されたマニピュレータ１２のプローブ先端に蒸着材料保持機構を設け、イオンビームによって加工された絶縁試料の加工断面近傍に前記蒸着材料保持機構を近づけ、該蒸着材料保持機構内の蒸着材料に前記集束イオンビーム装置１１からイオンビームを照射してスパッタリングを行ない絶縁試料の加工断面に該蒸着材料をコーティングさせるように構成する。【選択図】図１
2010197272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査型電子顕微鏡と集束イオンビーム装置との光学系を備え、これら二つの光学系の光軸が試料位置の一点で交わる構造のマルチビーム装置において、
マルチビーム装置のチャンバにその先端部のプローブの位置が移動可能なマニピュレータを設置し、
該設置されたマニピュレータのプローブ先端に蒸着材料保持機構を設け、
イオンビームによって加工された絶縁試料の加工断面近傍に前記蒸着材料保持機構を近づけ、
該蒸着材料保持機構内の蒸着材料に前記集束イオンビーム装置からイオンビームを照射してスパッタリングを行ない絶縁試料の加工断面に該蒸着材料をコーティングさせる、
ように構成したことを特徴とする電子顕微鏡の試料コーティング方法。
【請求項２】
前記蒸着材料保持機構は、プローブ先端にデポジションにより蒸着材料を取り付けたものであることを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡の試料コーティング方法。
【請求項３】
前記蒸着材料保持機構は、プローブ先端に蒸着材料を保持するチャック機構を設けたものであることを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡の試料コーティング方法。
【請求項４】
前記蒸着材料保持機構の代わりに、プローブの先端部の材質そのものを蒸着材料とするものであることを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡の試料コーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子顕微鏡の試料コーティング方法に関し、更に詳しくは絶縁試料の導電性処理を簡易な構成で行なうことができる電子顕微鏡の試料コーティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集束イオンビーム装置（ＦＩＢ）で試料をスパッタリングして断面を作製し、この断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察する方法が用いられている。ここで、試料が絶縁性試料である場合、電子ビームを照射すると、電荷がチャージされ、このチャージされた電荷により、電子ビームの軌跡が曲がり、正確な画像を測定できないという問題がある。このため、試料表面を導電性の膜で蒸着したのち、集束イオンビーム装置で観察面を加工し、走査型電子顕微鏡でその観察面を観察することが行なわれる。
【０００３】
従来の試料面観察の方法には、以下に示すような方法が採られる。
１）断面加工後に、一回真空外に取り出し、スパッタ装置或いは真空蒸着装置で試料全体に導電性を目的としたコーティングを行なう方法。
２）低真空機能を用いて帯電現象を消失させる方法。
３）電子ビームを１ｋＶ前後の低加速電圧にする方法。
４）スパッタ装置、蒸着装置を走査型電子顕微鏡内に内蔵する方法。
【０００４】
従来のこの種の装置としては、１次イオンを試料上に照射し、イオンと試料の間の相互作用により加工や分析を行なう装置において、試料の像を見て位置を確認し、その位置に蒸着ができるように構成した装置が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３１００７８号公報（段落００１０、図１〜図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した１）〜４）には以下のような問題があった。
１）に示す方法は、一回試料を真空外に出す必要があるため、手順が増えるという問題がある。
【０００７】
２）に示す方法は、低真空下で帯電現象を消失させるものであるが、低真空なので画質が劣化し、ビーム散乱による不都合が生じるという問題がある。
３）に示す方法は、電子ビームを低電圧加速するため、画質が劣化し、分析ができないという問題がある。
【０００８】
４）に示す方法はスパッタ装置、蒸着装置を内蔵するため、装置が大型化し、またチャンバ内を汚すという問題がある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、絶縁試料の導電性処理を簡易な構成で行なうことができる電子顕微鏡の試料コーティング方法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】
【０００９】
（１）請求項１記載の発明は、走査型電子顕微鏡と集束イオンビーム装置との光学系を備え、これら二つの光学系の光軸が試料位置の一点で交わる構造のマルチビーム装置において、マルチビーム装置のチャンバにその先端部のプローブの位置が移動可能なマニピュレータを設置し、該設置されたマニピュレータのプローブ先端に蒸着材料保持機構を設け、イオンビームによって加工された絶縁試料の加工断面近傍に前記蒸着材料保持機構を近づけ、該蒸着材料保持機構内の蒸着材料に前記集束イオンビーム装置からイオンビームを照射してスパッタリングを行ない絶縁試料の加工断面に該蒸着材料をコーティングさせるように構成したことを特徴とする。
【００１０】
（２）請求項２記載の発明は、前記蒸着材料保持機構は、プローブ先端にデポジションにより蒸着材料を取り付けたものであることを特徴とする。
（３）請求項３記載の発明は、前記蒸着材料保持機構は、プローブ先端に蒸着材料を保持するチャック機構を設けたものであることを特徴とする。
【００１１】
（４）請求項４記載の発明は、前記蒸着材料保持機構の代わりに、プローブの先端部の材質そのものを蒸着材料とするものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
（１）請求項１記載の発明によれば、チャンバに先端部のプローブの位置が移動可能なマニピュレータを設置し、該設置されたマニピュレータのプローブ先端に蒸着材料保持機構を設け、イオンビームによって加工された絶縁試料の加工断面近傍に前記蒸着材料保持機構を近づけ、該蒸着材料保持機構内の蒸着材料に前記集束イオンビーム装置からイオンビームを照射してスパッタリングを行ない絶縁試料の加工断面に該蒸着材料をコーティングさせるように構成したので、絶縁試料の導電性処理を簡易な構成で行なうことができる電子顕微鏡の試料コーティング方法を提供することができる。
【００１３】
（２）請求項２記載の発明によれば、プローブ先端にデポジションにより蒸着材料を取り付けたので、集束イオンビームにより該蒸着材料をスパッタリングして絶縁試料にコーティングするので、導電性の試料となり、チャージアップの発生を防ぎ、ＳＥＭ機能による像観察を直ちに行なうことができる。
【００１４】
（３）請求項３記載の発明によれば、プローブ先端に蒸着材料を保持するチャック機構を設けたので、集束イオンビームにより該蒸着材料をスパッタリングして絶縁試料にコーティングするので、導電性の試料となり、チャージアップの発生を防ぎ、ＳＥＭ機能による像観察を直ちに行なうことができる。
【００１５】
（４）請求項４記載の発明によれば、プローブの先端の材質そのものを蒸着材料として、このプローブ先端をスパッタリングして絶縁試料にコーティングするので、導電性の試料となり、チャージアップの発生を防ぎ、ＳＥＭ機能による像観察を直ちに行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の蒸着方法の説明図である。
【図３】本発明の第２の蒸着方法の説明図である。
【図４】本発明の第３の蒸着方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態を示す構成図である。図において、１は走査型電子顕微鏡光学系（ＳＥＭ）１０や集束イオンビーム装置光学系（ＦＩＢ）１１が搭載されるチャンバである。２はチャンバ１内の所定の位置に配置された試料である。ＳＥＭ１０の光軸とＦＩＢ１１の光軸とは試料２の一点で交わるようになっている。１４は該試料２内に形成された加工断面である。
【００１８】
１２はチャンバ１に取り付けられたマニピュレータで、その先端にはプローブ１３が取り付けられている。プローブ１３の先端部には、後述するように導電性の蒸着材料保持機構（図示せず）が取り付けられており、蒸着材料がこの蒸着材料保持機構に保持されている。蒸着材料としては、例えば金（Ａｕ）が好適に用いられる。そして、該マニピュレータ１２を駆動することにより、プローブ１３の位置を３次元の方向に移動させることができるようになっている。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１９】
先ず、ＦＩＢ１１で試料２をスパッタリングして加工断面１４を作製する。次に、マニピュレータ１２を調整して、プローブ１３の先端を試料２の加工断面１４近傍に近づける。次に、試料２を傾斜させた状態で、ＦＩＢ１１からのイオンビームをプローブ１３の先端に照射する。この結果、プローブ先端に取り付けられた蒸着材料保持機構により保持されている蒸着材料がイオンビームのためにスパッタリングされ、その物質の蒸気が加工断面１４に付着する。この結果、加工断面１４は蒸着材料で局所的にコーティングされる。このようにして観察面に導電性膜が形成されたら、ＳＥＭ１０で試料２の観察面を走査してＳＥＭ像を得る。
【００２０】
本発明によれば、チャンバ１に先端部のプローブ１３の位置が移動可能なマニピュレータ１２を設置し、該設置されたマニピュレータ１２のプローブ先端に蒸着材料保持機構を設け、イオンビームによって加工された絶縁試料の加工断面近傍に前記蒸着材料保持機構を近づけ、該蒸着材料保持機構内の蒸着材料に前記集束イオンビーム装置からイオンビームを照射してスパッタリングを行ない絶縁試料の加工断面に該蒸着材料をコーティングさせるように構成したので、絶縁試料の導電性処理を簡易な構成で行なうことができる電子顕微鏡の試料コーティング方法を提供することができる。
【００２１】
次に、本発明による蒸着方法について説明する。図２は本発明の第１の蒸着方法の説明図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施例では、プローブ１３の先端部を蒸着材料で構成し、イオンビーム１５でこのプローブ先端部をスパッタリングすることで、試料２の加工断面１４に蒸着材料をコーティングするものである。
【００２２】
この実施例によれば、プローブの先端の材質そのものを蒸着材料として、このプローブ先端をスパッタリングして絶縁試料にコーティングするので、導電性の試料となり、チャージアップの発生を防ぎ、ＳＥＭ機能による像観察を直ちに行なうことができる。
【００２３】
図３は本発明の第２の蒸着方法の説明図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施例では、プローブ１３の先端に蒸着材料２０をデポジションにより取り付け、取り付けた蒸着材料２０をイオンビーム１５でスパッタリングすることで、試料２の加工断面１４に蒸着材料をコーティングするものである。
【００２４】
この実施例によれば、プローブ先端にデポジションにより蒸着材料を取り付けたので、集束イオンビームにより該蒸着材料をスパッタリングして絶縁試料にコーティングするので、導電性の試料となり、チャージアップの発生を防ぎ、ＳＥＭ機能による像観察を直ちに行なうことができる。
【００２５】
図４は本発明の第３の蒸着方法の説明図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施例では、プローブ１３の先端にチャック機構１３ａを設け、このチャック機構１３ａにより蒸着材料２０を保持し、取り付けた蒸着材料２０をイオンビーム１５でスパッタリングすることで、試料２の加工断面１４に蒸着材料をコーティングするものである。
【００２６】
この実施例によれば、プローブ先端に蒸着材料を保持するチャック機構を設けたので、集束イオンビームにより該蒸着材料をスパッタリングして絶縁試料にコーティングするので、導電性の試料となり、チャージアップの発生を防ぎ、ＳＥＭ機能による像観察を直ちに行なうことができる。また、チャック機構を設けたので、蒸着材料の大きさが変わっても対応することができる。
【００２７】
以上、説明したように、本発明によれば、マニピュレータによりＳＥＭ観察を目的とする加工断面近傍において、導電性処理を目的とした局所的コーティングが可能となる。また、マニピュレータにより各種の導電性材料を幅広く選択することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１    チャンバ
２    試料
１０  走査型電子顕微鏡光学系（ＳＥＭ）
１１  集束イオンビーム装置光学系（ＦＩＢ）
１２  マニピュレータ
１３  プローブ
１４  加工断面
【図１】
2010197272.tif 000003
【図２】
2010197272.tif 000004
【図３】
2010197272.tif 000005
【図４】
2010197272.tif 000006