(57)【要約】【課題】測定対象を粉末試料とする場合であっても安定して正確な測定結果が得られる技術を提供する。【解決手段】導電膜がコーティングされた粉末試料を含有する樹脂を硬化させて試料含有硬化樹脂を得る硬化工程と、試料含有硬化樹脂に対して平滑化加工を行い、試料含有硬化樹脂の断面を表出させる平滑化工程と、を有する、断面試料の作製方法や断面試料の測定方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電膜がコーティングされた粉末試料を含有する樹脂を硬化させて試料含有硬化樹脂を得る硬化工程と、
前記試料含有硬化樹脂に対して平滑化加工を行い、前記試料含有硬化樹脂の断面を表出させる平滑化工程と、
を有する、断面試料の作製方法。
【請求項２】
前記硬化工程の前に、容器に入れられた粉末試料に対して、前記容器の開口を通して導電膜をコーティングするコーティング工程を有する、請求項１に記載の断面試料の作製方法。
【請求項３】
前記コーティング工程においてはスパッタリングまたは蒸着を用いる、請求項２に記載の断面試料の作製方法。
【請求項４】
前記コーティング工程の前に、前記容器の開口から前記粉末試料を入れて前記容器内を前記粉末試料にて充填させる充填工程を有する、請求項２または３に記載の断面試料の作製方法。
【請求項５】
前記平滑化工程においては、前記硬化工程にて用いた容器の開口側の面に対して前記容器ごと平滑化加工を行う、請求項１〜４のいずれかに記載の断面試料の作製方法。
【請求項６】
前記開口の最大幅は１ｍｍ未満である、請求項２〜５のいずれかに記載の断面試料の作製方法。
【請求項７】
前記樹脂はアクリル樹脂である、請求項１〜６のいずれかに記載の断面試料の作製方法。
【請求項８】
前記導電膜はカーボン膜および金属膜のうち少なくともいずれかである、請求項１〜７のいずれかに記載の断面試料の作製方法。
【請求項９】
前記硬化工程において脱泡を行う、請求項１〜８のいずれかに記載の断面試料の作製方法。
【請求項１０】
前記断面試料は走査型プローブ顕微鏡用の試料である、請求項１〜９のいずれかに記載の断面試料の作製方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の方法で作製された試料に対し、走査型プローブ顕微鏡を用いた測定を行う、断面試料の測定方法。
【請求項１２】
前記走査型プローブ顕微鏡は走査型広がり抵抗顕微鏡である、請求項１１に記載の断面試料の測定方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面試料の作製方法および断面試料の測定方法に属する。
【背景技術】
【０００２】
走査型プローブ顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＰＭ）は、試料にプローブを接近または接触させながら走査して、プローブに働く物理量の変化を捉える顕微鏡の総称である。ＳＰＭにおいては、捉える物理量に応じて異なるプローブが用いられることから、様々な種類のものが存在する。
【０００３】
ＳＰＭの中でも走査型広がり抵抗顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＳＲＭ）や走査型静電容量顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＣＭ）は、微小領域における電気特性の面内分布情報（例えば面内における抵抗値のマッピング）が得られることから、近年、微細化が進む半導体分野では、デバイスのキャリア濃度分布などの観察に欠かせないツールとなっている。また、微小領域における電気特性を二次元的な情報として得られることから、半導体材料に限らず様々な材料に応用され始めている。以下、ＳＳＲＭを例に挙げて説明する。
【０００４】
［走査型広がり抵抗顕微鏡］
ＳＳＲＭは、試料ステージと、導電性プローブと、導電性プローブを通して流れる電流を検出する対数アンプとで構成される。
ここで挙げた導電性プローブは、カンチレバー（片持ち梁）の先端に探針を備えた構成となっており、探針には主に導電性ダイヤモンドがコーティングされている。
また、ＳＳＲＭを用いることにより、試料ステージを介して試料にバイアス電圧を印加して、試料に導電性プローブを接触させた際に試料から導電性プローブを通して流れる電流を検出し、試料表面を走査しながら測定することで試料の広がり抵抗分布を得ることができる。ここで印加したバイアス電圧は、探針の直下で急激に減衰するため、探針に流入できるキャリアは探針の極近傍に存在するものに限られ、これを抵抗値として検出する。このような局所的な抵抗を広がり抵抗と呼ぶ。
なお、ＳＳＲＭは、ＳＰＭと広がり抵抗測定技術を組み合わせたものであり、高分解能で微小領域における抵抗分布情報を得ることが可能となっている。
【０００５】
［導電性プローブ］
上記に挙げた導電性プローブの構成は、サブストレートと呼ばれる基体に、先端に探針を備えたカンチレバーが接続されてなる。探針は、角錐または円錐状の形状を有し、試料に接することになる先端部分は鋭い形状を有しており、その表面には導電物質がコーティングされている。
なお、ＳＳＲＭでは接触抵抗を減らすために高い荷重をかけて測定することから、導電性の他に耐磨耗性も重要である。そのため、標準的に用いられるプローブは、Ｓｉ製探針の表面に導電性ダイヤモンドがコーティングされており、導電性および耐磨耗性が高く、高分解能な電気抵抗測定を安定して行うことが可能となっている。
【０００６】
［ＳＳＲＭを用いた測定の準備］
ところでＳＳＲＭでは、試料の測定面に凹凸が存在すると試料と探針の接触抵抗や接触面積が変化して測定結果が不安定となる。そこで、ＳＳＲＭを用いた測定にかけるための試料を準備することに係る技術が特許文献１に記載されている。特許文献１においては、測定対象を半導体基板とした上で、該半導体基板をダイシングし、切断面を鏡面加工する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２２５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＳＳＲＭのみならず走査型プローブ顕微鏡用の試料を準備する際の知見として、以下のものが本発明者により得られた。
【０００９】
まず、走査型プローブ顕微鏡による測定対象として粉末試料を選択した場合を想定する。粉末試料は、複数の微細な粒子により構成される粉体である。粒子１つ１つが微細であることから、測定する際の取り扱いが比較的難しい。そこで、測定を行いやすくするために、適当な量の粉末試料を予め樹脂で包埋かつ硬化するという手法が考えられる。
【００１０】
ところがこの手法だと、以下の考慮すべき点がある。すなわち、一般的に包埋に用いる樹脂は、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの絶縁物であるため、試料と試料ステージ間の電気的な導通が得られず、走査型プローブ顕微鏡（特にＳＳＲＭを用いた測定）を有効に行えない。
【００１１】
上記の懸念を払しょくする手法としては、粉末試料を樹脂で包埋かつ硬化する際に、電気的な導通を確保できるように微細なカーボン粒子などの導電性粉末と粉末試料とを混合したものを樹脂で包埋かつ硬化するというものが挙げられる。
【００１２】
しかしながら、本発明者の鋭意研究により、上記の手法では、正確な測定結果が得られないことが明らかとなった。詳細は後述の比較例２により述べるが、ＳＳＲＭを用いた場合の測定結果として、図４に示すようなヒストグラム（横軸：抵抗値（対数）、縦軸：測定が行われた部分全体における、横軸記載の抵抗値を示した部分の割合）が得られた。図４において、低抵抗の部分は導電性粉末が該当し、高抵抗の部分は樹脂が該当し、その間に粉末試料がもたらす抵抗値が得られるはずなのであるが、低抵抗〜高抵抗の間で、突出した棒グラフ部分が存在しない。これは、本来、低抵抗〜高抵抗の間の所定の抵抗値において突出する棒グラフ部分が存在するはずなのに、粉末試料を構成する粒子が上手く導通を確保できていないため、粉末試料が比較的高抵抗値を示し、なだらかなヒストグラムが得られることになってしまっているものと推察される。
【００１３】
これをもたらす要因としては、導電性粉末および樹脂の配合比を適切に調整できていないこと、粉末試料と導電性粉末との混合状態が不均一であることが挙げられる。特に、走査型プローブ顕微鏡の場合、必要となる試料の量は極めて少量となるため、そもそも、配合比を調整すること、そして混合状態を均一にすることは極めて困難である。
【００１４】
このような状態で走査型プローブ顕微鏡を用いた測定を行うとなると、測定結果がばらつく、あるいは測定不可となる。そうなると、再び粉末試料を樹脂で包埋かつ硬化する作業を行う必要があり、相当な時間を要する。仮に、一見正常そうな測定結果が得られたとしても、それが本当に粒子にて導通が確保された結果であって粉末試料の正しい結果を示すものなのか否かが判然としない。
【００１５】
なお、走査型プローブ顕微鏡用の試料以外（詳しくは後述するが例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）用の試料や電子線後方散乱回折分析（ＥＢＳＤ）用の試料など）においても、該試料の断面を観察する際に上記の課題が生じるという知見も新たに得られている。
【００１６】
上記のように本発明者の鋭意検討により得られた知見に鑑み、本発明は、測定対象を粉末試料とする場合であっても安定して正確な測定結果が得られる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決すべく、本発明者は鋭意検討を行った。
【００１８】
まず、粉末試料を樹脂で包埋かつ硬化する際に導電性粉末と粉末試料とを混合したものを樹脂で包埋かつ硬化するという上記の手法ではなく、粉末試料を樹脂で包埋かつ硬化したもの（以降、試料含有硬化樹脂と称する。）に対して導電膜をコーティングするという手法を検討した。ただ、この手法だと、試料含有硬化樹脂の表面にのみ導電膜が存在することになり、ＳＳＲＭを用いた測定を行うべく特許文献１に記載のような鏡面研磨を施してしまうと、導電膜もろとも研磨されてしまい、結局のところ導通が確保できなくなってしまう。
【００１９】
そこで本発明者は、粉末試料そのものに対して導電膜をコーティングするという今までにない技術的思想を創出した。そして、導電膜がコーティングされた粉末試料を樹脂にて包埋かつ硬化するという手法を創出した。
【００２０】
上記の知見に基づいて成された本発明の態様は、以下の通りである。
本発明の第１の態様は、
導電膜がコーティングされた粉末試料を含有する樹脂を硬化させて試料含有硬化樹脂を得る硬化工程と、
前記試料含有硬化樹脂に対して平滑化加工を行い、前記試料含有硬化樹脂の断面を表出させる平滑化工程と、
を有する、断面試料の作製方法である。
【００２１】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の態様において、
前記硬化工程の前に、容器に入れられた粉末試料に対して、前記容器の開口を通して導電膜をコーティングするコーティング工程を有する。
【００２２】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の態様において、
前記コーティング工程においてはスパッタリングまたは蒸着を用いる。
【００２３】
本発明の第４の態様は、第２または第３の態様に記載の態様において、
前記コーティング工程の前に、前記硬化工程にて用いた容器の開口から前記容器に前記粉末試料を入れて前記容器内を前記粉末試料にて充填させる充填工程を有する。
【００２４】
本発明の第５の態様は、第１〜第４の態様のいずれかに記載の態様において、
前記平滑化工程においては、前記硬化工程にて用いた容器の開口側の面に対して前記容器ごと平滑化加工を行う。
【００２５】
本発明の第６の態様は、第２〜第５の態様のいずれかに記載の態様において、
前記開口の最大幅は１ｍｍ未満である。
【００２６】
本発明の第７の態様は、第１〜第６の態様のいずれかに記載の態様において、
前記樹脂はアクリル樹脂である。
【００２７】
本発明の第８の態様は、第１〜第７の態様のいずれかに記載の態様において、
前記導電膜はカーボン膜および金属膜のうち少なくともいずれかである。
【００２８】
本発明の第９の態様は、第１〜第８の態様のいずれかに記載の態様において、
前記硬化工程において脱泡を行う。
【００２９】
本発明の第１０の態様は、第１〜第９の態様のいずれかに記載の態様において、
前記断面試料は走査型プローブ顕微鏡用の試料である。
【００３０】
本発明の第１１の態様は、第１〜第１０の態様のいずれかに記載の方法で作製された試料に対し、走査型プローブ顕微鏡を用いた測定を行う、断面試料の測定方法である。
【００３１】
本発明の第１２の態様は、第１１の態様に記載の態様において、
前記走査型プローブ顕微鏡は走査型広がり抵抗顕微鏡である。 
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、走査型プローブ顕微鏡を用いた測定対象を粉末試料とする場合であっても安定して正確な測定結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態における走査型プローブ顕微鏡用の試料の作製方法の概要を示す図である。
【図２】実施例１にて作製した試料に対して走査型広がり抵抗顕微鏡を用いて得られた測定結果から求めた、粉末状試料を構成する各粒子における抵抗値ごとのヒストグラムである。
【図３】実施例２にて作製した試料に対して走査型広がり抵抗顕微鏡を用いて得られた測定結果から求めた、粉末状試料を構成する各粒子における抵抗値ごとのヒストグラムである。
【図４】比較例２にて作製した試料に対して走査型広がり抵抗顕微鏡を用いて得られた測定結果から求めた、粉末状試料を構成する各粒子における抵抗値ごとのヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、以下の順に説明する。
１．走査型プローブ顕微鏡用の断面試料の作製方法
１−１．準備工程
１−２．充填工程
１−３．コーティング工程
１−４．硬化工程
１−５．平滑化工程
２．断面試料の測定方法
３．変形例等
本明細書において「〜」は所定の値以上かつ所定の値以下のことを指す。
【００３５】
＜１．走査型プローブ顕微鏡用の断面試料の作製方法＞
本実施形態においては、主に以下の工程を行う。以下、各工程について説明する。その際、本実施形態における走査型プローブ顕微鏡用の断面試料の作製方法の概要を示す図１を用いる。符号１は粉末試料、符号２は容器、符号３は導電膜、符号４は樹脂を表す。説明の便宜上、以降、符号は省略する。
【００３６】
１−１．準備工程
本工程においては、走査型プローブ顕微鏡用の断面試料の作製方法のための準備を行う。具体的に言うと、走査型プローブ顕微鏡の準備、走査型プローブ顕微鏡を用いた測定の対象となる粉末試料の準備、該粉末試料を入れる容器の準備、導電膜のコーティング用の装置の準備、平滑化のための研磨装置の準備等を本工程にて行う。
【００３７】
なお、本実施形態においては走査型プローブ顕微鏡としては特に限定は無いが、走査型広がり抵抗顕微鏡（ＳＳＲＭ）を例示する。また、導電性プローブ等のような走査型プローブ顕微鏡の具体的な構成としては、先に述べた通りである。また、本実施形態にて用いる各装置（導電膜のコーティング用の装置、平滑化のための研磨装置）は公知のものを採用しても構わない。
【００３８】
本実施形態における粉末試料には特に限定は無く、例えば実施例の項目で述べるように、低抵抗（導電膜）〜高抵抗（樹脂）の間にて粒子としての抵抗値が得られるような粉末試料であれば特に問題は無い。粉末試料を構成する各粒子の粒径や形状についても特に限定は無いが、本実施形態では最大幅１ｍｍ未満の開口から粉末試料を容器内に入れるため、例えば平均粒径が１００μｍ以下であるのが好ましい。
【００３９】
該粉末試料を入れる容器としては、最大幅１ｍｍ未満の開口を有するものであるのが好ましい。そもそも走査型プローブ顕微鏡を用いた測定においては試料としては極めて少量で済むところであるが、このように開口の幅を小さくしておけば、後述のコーティング工程を行う際に、試料粉末が飛散するのを効果的に抑制できる。この開口の形状としては特に限定は無いが、本実施形態においては平面視円形の開口を例示する。つまりこの場合だと開口の直径は好ましくは１ｍｍ未満（さらに好ましくは０．５ｍｍ以下）である。
また、容器の開口の深さとしては、後述の平滑化工程にて研磨しても試料含有硬化樹脂（後述）が残存する程度、詳しく言うとコーティング工程にて導電膜が形成された試料粉末の粒子が残存する程度の深さであればよく、例えば０．５〜２ｍｍの範囲であるのが好ましい。
なお、容器の開口は貫通孔であっても非貫通孔であっても構わないが、貫通孔の場合、一々貫通孔における両側の開口のうち一方を閉塞させなければならない分、非貫通孔である方が作業量が少なくなる。
また、容器の素材としては、平滑化工程にて、試料含有硬化樹脂とともに研磨可能な材質であれば特に限定は無いが、本実施形態においてはアルミニウムである場合を例示する。
【００４０】
１−２．充填工程
本工程においては、上記の容器の開口から容器に粉末試料を入れて容器内を粉末試料にて充填させる（図１（ａ））。ここで充填というのは、例えば、非貫通孔が形成された容器に対し、開口から粉末試料を入れ、開口から粉末試料があふれた状態において開口にて擦り切った状態である。
【００４１】
１−３．コーティング工程
上記の充填工程に引き続き、後述の硬化工程ではなく、本工程であるところのコーティング工程を粉末試料に対して行うことに、本実施形態の特徴の一つがある。本工程においては、容器に入れられた粉末試料に対して、容器の開口を通して導電膜をコーティングする（図１（ｂ））。
【００４２】
先に述べたように、本実施形態の充填工程にて開口から粉末試料を入れている。そのため、開口においては粉末試料が外界に露出している。そして、本工程において、この露出した部分に対して導電膜のコーティングを行う。その結果、図１（ｂ）に示すように、粉末試料の露出部分最表面のみならず、その奥の粒子に対してもある程度導電膜がコーティングされることになる。
【００４３】
ちなみに導電膜の種類については特に限定は無く、後々の走査型プローブ顕微鏡を用いた測定（例えばＳＳＲＭ）を使用した際に安定して正確な結果が得られるものであれば良い。ただ、安定して正確な結果が得られるという点を重視すると、導電膜としてカーボン膜および所定の金属膜のうち少なくともいずれかを採用するのが良く、導電膜の上にカーボン膜が形成されるようにコーティングしても構わない。
【００４４】
なお、具体的なコーティング手法については特に限定は無く、公知の手法を採用しても構わない。ただ、使い勝手という点で、スパッタリング（後述の実施例１）や蒸着（後述の実施例２）によって導電膜をコーティングするのが好ましい。
【００４５】
１−４．硬化工程
本工程においては、容器に樹脂を入れて粉末試料を含有した状態で硬化させ、樹脂に対して粉末試料を包埋かつ硬化させた試料含有硬化樹脂を得る（図１（ｃ））。
【００４６】
ここで用いられる樹脂としては、走査型プローブ顕微鏡を用いた測定において、樹脂が硬化した後に探針が接触したとき硬化樹脂が変形しない程度の硬さを有するものを採用するのが好ましい。こうすることにより、安定して正確な測定結果をより確実に得られる。このような樹脂としては例えばアクリル樹脂が挙げられる。
なお、本実施形態においては上記の開口から樹脂を含浸させる。上記の開口は好ましくは最大幅１ｍｍ未満という極めて小さな幅であるため、樹脂の粘度は低い方が好ましい。
ちなみに、樹脂の硬化方法としては公知の手法を採用しても構わない。樹脂としては光硬化性樹脂であっても構わないし、熱硬化性樹脂であっても構わない。
【００４７】
なお、硬化工程において脱泡を行うのが好ましい。本実施形態において作製するのは走査型プローブ顕微鏡用の断面試料である。容器の開口は上記のように最大幅１ｍｍ未満という極めて小さな幅が好適であることが示すように、樹脂中のわずかな気泡であっても断面試料の測定の際に大きな影響を及ぼす可能性も否定できない。そのため硬化工程において脱泡を行うのが好ましい。その具体的な手法としては特に限定は無く、例えば図１（ｃ）の容器の底や側壁に、樹脂が漏れないようにするためのフィルターを設けつつも貫通孔を設けておき、該容器を覆うように排気管を嵌合させて真空引きを行うという手法も一例として挙げられる。
【００４８】
１−５．平滑化工程
本工程においては、試料含有硬化樹脂に対して平滑化加工を行い、試料含有硬化樹脂の断面（すなわち導電膜がコーティングされた粉末試料の断面）を表出させる。この手法としては特に限定は無いが、例えば、容器の開口側の面に対して容器ごと平滑化加工を行い、試料含有硬化樹脂の断面を表出させる（図１（ｄ））。本工程のように、容器の開口側の面に対して容器ごと平滑化加工を行うことにより、導電膜がコーティングされた粒子の断面を表出させることが可能となる。この状態で走査型プローブ顕微鏡を用いた測定を行うことにより、粒子に対して導通を十分に確保することが可能となる（図１（ｅ））。
ちなみに、本工程の具体的な手法としては公知の研磨手法を採用しても構わず、例えば鏡面研磨やイオンミリング等の手法を用いても構わない。
【００４９】
以上の工程を実施し、走査型プローブ顕微鏡用の断面試料を作製する。本明細書における断面試料とは、所定の立体形状を有する試料において任意の線（平面）で切断した切り口を有するもののことを指す。また、本明細書においてはこのように平滑化工程により断面が表出された試料を断面試料とも称する。なお、上記以外の工程についても、公知の工程を適宜採用しても構わない。
【００５０】
＜２．断面試料の測定方法＞
上記のように作製された走査型プローブ顕微鏡用の断面試料における研磨面に対し、走査型プローブ顕微鏡にて測定を行う。なお、測定手法については公知の装置を使用して公知の手法を用いて構わない。ただ、後述の実施例が示すように、走査型プローブ顕微鏡としてＳＳＲＭを採用した場合、安定して正確な測定結果を得ることが可能となる。その理由としては、導電性粉末と粉末試料とを混合する場合、導電性粉末および樹脂の配合比を適切に調整できない、粉末試料と導電性粉末との混合状態が不均一となる等が想定されるが、本実施形態ならばそのようなおそれを排することができる。その結果、走査型プローブ顕微鏡用の断面試料を作製する際の失敗のリスクを低減でき、ひいては測定結果を得るまでの時間を短縮でき、また、測定結果の精度を向上させることができる。
【００５１】
＜３．変形例＞
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００５２】
例えば、本発明の一つの特徴としては、先に述べたように、粉末試料に対してコーティング工程を行い、その後、樹脂による硬化工程を行うことにある。そのため、それ以外の工程は適宜省略することも可能ではある。例えば充填工程が予め行われた粉末試料入り容器に対して上記の特徴を適用しても構わない。
【００５３】
また、本実施形態においては容器に入れられた粉末試料に対してコーティング工程を行ったが、予め導電膜のコーティングが行われた粉末試料を容器に入れた後に樹脂で硬化させても構わない。つまりコーティング工程が既に行われた粉末試料に対して硬化工程を行っても構わない。ただ、粉末試料全体に対して導電膜をコーティングするよりも粉末試料を容器に入れた状態で導電膜をコーティングする方が作業を簡素化できて好ましい。
【００５４】
また、本実施形態においては走査型プローブ顕微鏡用の断面試料を例示したが、走査型プローブ顕微鏡用の断面試料以外においても本実施形態の技術的思想を適用可能である。例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて試料の断面を測定する場合、試料自体の導電性が乏しい場合、導電性を確保しつつもチャージアップを抑制すべくカーボン膜を断面に設ける（場合によっては金属膜を設けておき更にその上にカーボン膜を断面に設ける）ことになる。電子線後方散乱回折分析（ＥＢＳＤ）用の試料においても同様の措置がとられる。
その一方で、近年、ＳＥＭにおいては低加速電圧によって試料の最表面を可能な限り精緻に観察する手法が用いられている。また、ＥＢＳＤにおいては試料の最表面から１〜１０ｎｍ程度の深さの部分の結果を得ることになる。ＳＥＭにせよＥＢＳＤにせよ、従来のようにカーボン膜を設けてしまうと、断面試料の最表面にあるカーボン膜が測定結果に大きな影響を与えることが懸念される。
ところが本実施形態のように粉末試料に対して導電膜をコーティングしたものを樹脂硬化させ、その断面を表出させることにより、導電膜を別途設けずとも試料に対して導電性を与えることが可能となる。そうなると試料断面に対して導電膜を別途設ける必要がなくなり、ひいてはカーボン膜も設ける必要がなくなる。その結果、ＳＥＭにおいてもＥＢＳＤにおいても正常な結果を得ることが可能となる。
【実施例】
【００５５】
以下、本実施例について説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。また、後述の比較例２は必ずしも従来技術というわけではないが、説明の便宜上、比較例と称する。
【００５６】
（実施例１）
まず、容器としては、イオンミリング装置（日本電子製クロスセクションポリッシャーＳＭ−０９０１０）に設置可能なものであって回転可能なアルミニウム製の穴あき円柱型ホルダー（外径３．０ｍｍ、高さ３．０ｍｍ、中央の穴径０．５ｍｍ、穴の深さ１．０ｍｍ）を用意した。
【００５７】
そして、該ホルダーをタッピング（上下搖動）しながら穴内に測定対象とする粉末試料（平均粒径５μｍ）を入れ、粉末試料がホルダーの開口の縁とほぼ同一の高さになるように摺り切り、穴内を粉末試料にて充填させた。
【００５８】
その後、精密エッチング・コーティング装置（ＧＡＴＡＮ製Ｍｏｄｅｌ６８２）を用いて、穴の開口にて露出する粉末試料の表面に対し、導電膜としてカーボン膜を約１０ｎｍの厚みになるようにコーティングした。
【００５９】
続いて、穴の開口から包埋樹脂として瞬間接着剤（東亞合成製アロンアルファ（登録商標））を滴下し、粉末試料の空隙に該瞬間接着剤を浸透させて、表面に残った樹脂を拭き取り、３０分間静置して樹脂を硬化させ、試料含有硬化樹脂を得た。
【００６０】
続いて、試料含有硬化樹脂が穴内に存在する状態のホルダーを上記のイオンミリング装置にセットし、ホルダーごと試料含有硬化樹脂に対してイオンミリング加工を施し、試料含有硬化樹脂の表面を平滑化してその断面を表出させた。こうしてＳＳＲＭ用の断面試料を作製した。
【００６１】
そして、断面試料における、粉末試料を構成していた各粒子の導電性が十分であることを確認するために、走査型広がり抵抗顕微鏡すなわちＳＳＲＭ（ブルカーＡＸＳ製Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｉｃｏｎ）に新品の導電性プローブ（ブルカーＡＸＳ製ＤＤＥＳＰ）を装着し、コンタクトモードにて加工済み試料の表面３０μｍ×３０μｍの範囲を５１２点×５１２点の解像度で０．５Ｈｚのスキャンスピードにて測定した。測定によって得られた広がり抵抗分布から求めた試料粒子部分の抵抗値のヒストグラムを図２（横軸：抵抗値（対数）、縦軸：測定が行われた部分全体における、横軸記載の抵抗値を示した部分の割合。以降、同様。）に示した。
【００６２】
（実施例２）
導電膜のコーティングにおいて、蒸着装置（真空デバイス製ＶＥ−２０１２）を用いて、穴の開口にて露出した粉末試料の表面に対してカーボンを約５０ｎｍの厚みになるようにコーティングした以外は実施例１と同様の方法で断面試料の作製および測定を行った。
測定によって得られた広がり抵抗分布から求めた試料粒子部分の抵抗値のヒストグラムを図３に示した。
【００６３】
（比較例１）
導電膜のコーティングを行わなかったこと以外は実施例１と同様の方法で断面試料の作製および測定を行った。
測定の結果、測定領域全体が検出器の上限以上の抵抗値を示し、データが得られなかった。
【００６４】
（比較例２）
実施例１では導電膜のコーティングを行ったが、本例においては導電膜のコーティングは行わなかった。その代わりに、粉末試料に加え、導電性粉末としてのカーボンブラック（平均粒径３５ｎｍ）を、粉末試料：カーボンブラック＝１：１の体積比率となるように混合したものをホルダーの穴内に充填させた。
上記の内容以外は、実施例１と同様の方法で断面試料の作製および測定を行った。測定によって得られた広がり抵抗分布から求めた試料粒子部分の抵抗値のヒストグラムを図４に示した。
【００６５】
（評価）
実施例１の結果と実施例２の結果を比べると、粉末試料を構成する粒子部分の抵抗値および抵抗分布が同等であり、共に、粉末試料に該当する抵抗値、すなわち低抵抗〜高抵抗の間の所定の抵抗値において突出する棒グラフ部分が存在することがわかる。
一方、比較例１ではそもそも導電性が得られず測定結果が得られなかった。また、比較例２では、実施例１、２と同等な抵抗値を示す粒子も存在するが、高抵抗な粒子が多く存在することを示している。これは、粉末試料を構成する粒子と導電性粉末を構成する粒子との間の接触状態が不均一となり、導通が不十分な粒子が存在していることが原因と考えられる。
【００６６】
（まとめ）
以上の結果、本実施例においては、走査型プローブ顕微鏡を用いた測定対象を粉末試料とする場合であっても安定して正確な測定結果が得られることがわかった。
【符号の説明】
【００６７】
１……粉末試料
２……容器
３……導電膜
４……樹脂
【図１】
2018025547.tif 000003
【図２】
2018025547.tif 000004
【図３】
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【図４】
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