(57)【要約】【課題】研磨平面に対し、所定の角度に研磨面の傾きを研磨作業中に制御することができ、研磨状態の確認が容易で、そのまま分析に供することもできる研磨治具と、これを用いた分析試料の製造方法の提供。【解決手段】試料固定ブロックと研摩ブロックからなる分析試料の研摩治具であって、研磨ブロック内に、研磨平面に対し平行な位置に１つの回転軸を有し、かつ、この回転軸に直交する位置に回転軸を有する分析試料の研摩治具。および、該分析試料の研摩治具が、試料固定ブロックと研摩ブロックからなる分析試料の研摩治具であって、該研磨ブロック内に、研磨平面に対し平行な位置に１つの回転軸を有し、かつ、この回転軸に直交する位置に回転軸を有することを特徴とする該分析試料の研摩治具の試料固定ブロックに試料を固定し、その分析試料の研磨治具の２つの回転軸を所定の角度へ回転させ、該研磨冶具に固定された試料研磨面を所定の角度に研磨して、分析試料を製造する方法に係わる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料固定ブロックと研摩ブロックからなる分析試料の研摩治具であって、研磨ブロック内に、研磨平面に対し平行な位置に１つの回転軸を有し、かつ、この回転軸に直交する位置に回転軸を有する分析試料の研摩治具。
【請求項２】
該分析試料の研摩治具が、試料固定ブロックと研摩ブロックからなる分析試料の研摩治具であって、研磨ブロック内に、研磨平面に対し平行な位置に１つの回転軸を有し、かつ、この回転軸に直交する位置に回転軸を有することを特徴とする該分析試料の研摩治具の試料固定ブロックに試料を固定し、その分析試料の研磨治具の２つの回転軸を所定の角度へ回転させ、該研磨冶具に固定された試料研磨面を所定の角度に研磨して、分析試料を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨面を所定の角度で研磨できる研摩治具およびこの研磨治具を用いた分析試料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試料の所定の断面を分析するにあたり、試料を割断すると試料面に傷が生じる場合がある。また、所定の断面で割れない場合もある。この問題を解決する手段として、試料を研磨して、所定の断面を削り出す手法がある。
分析試料製造用研磨ブロックとしては、米国特許第４６２５４６０号、米国特許第５２７２８４４号に示されたものがある。この治具では一つの回転軸の回転により、回転軸に垂直な平面が回転することとなり、平面が回転する方向への研磨面の所定角度への加工ができる。
【０００３】
しかし、この治具では回転軸に平行な方向の研磨面との傾きは固定されていて変更できないため、固定治具にあらかじめ所定角度を付けておき、研磨処理を施すこととなる。そして、正確に所定角度で研磨するためには、固定治具の所定角度が研磨平面に対して正確になすように試料の高さあるいは研磨治具の高さを合わせなければならない。
しかし、実際の作業において試料の高さは研磨により変化していくものであり、研磨治具に高さを修正する機能がないこの治具では、回転軸に平行な方向の研磨面との角度は修正、制御することは困難である。
【０００４】
また、研磨厚みを制御する手法として特開平０６−３３８４８２号公報に示されるような複数個以上のポイントの高さを調整して研磨を行う治具がある。このような治具を用いて研磨面を仕上げる場合、複数のポイントの高さを個別に調整することで、所定の研磨面の角度への加工を行うが、それぞれ異なる高さに調整しなければならない、試料研磨面に対して所定角度への加工を行うにはそれぞれのポイントの高さは、試料の４箇所以上の厚さを計測した後、計測点から各ポイントの位置に合わせた変更すべき高さをそれぞれ計算しなければならない。
【０００５】
作業においては、研磨量の誤差、高さ合わせの誤差が含まれ、研磨作業時に何度も調整を行うと作業に時間がかかる。また、このような治具に直接試料を固定する手法では、分析部位の研磨状態を確認するために治具が妨害とならない観察機器が必要となり、電子顕微鏡や走査型トンネル顕微鏡の分析にそのまま用いるには治具自身が大きく、装置測定台に載せることはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、研磨平面に対し、所定の角度に研磨面の傾きを研磨作業中に制御することができ、研磨状態の確認が容易で、そのまま分析に供することもできる研磨治具と、これを用いた分析試料の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記（１）、（２）の
（１）  試料固定ブロックと研摩ブロックからなる分析試料の研摩治具であって、研磨ブロック内に、研磨平面に対し平行な位置に１つの回転軸を有し、かつ、この回転軸に直交する位置に回転軸を有する分析試料の研摩治具。
（２）  該分析試料の研摩治具が、試料固定ブロックと研摩ブロックからなる分析試料の研摩治具であって、研磨ブロック内に、研磨平面に対し平行な位置に１つの回転軸を有し、かつ、この回転軸に直交する位置に回転軸を有することを特徴とする該分析試料の研摩治具の試料固定ブロックに試料を固定し、その分析試料の研磨治具の２つの回転軸を所定の角度へ回転させ、該研磨冶具に固定された試料研磨面を所定の角度に研磨して、分析試料を製造する方法。
に係わる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の研磨治具を説明するための平面図と側面図および正面図である。
研磨平面は、図１（Ｂ）における（１３）部方向に存在し、紙面に対して垂直な面である。研磨時には、研磨治具の研磨平面に対する下面が接触する。
【０００９】
試料固定ブロック（１）は、試料を固定したまま研磨面の観察および分析を行うため小さな構造で安定に接地するためサイコロ状である事が望ましい。具体的には、試料を固定するため研磨面に対して平行な垂直面（１６）と下面（１７）を有する。
そして、試料の断面を研磨する場合には図２（Ａ）（Ｂ）に示すように垂直面（１６）にワックスなどで貼り付け、試料の平面を研磨する場合には図３（Ａ）（Ｂ）に示すように平行な下面（１７）にワックスなどで貼り付ける。ただし、本装置で加工できる以上の角度へ加工する場合には、垂直面および下面と研磨平面との角度を加工角度に合わせた試料固定ブロックを用いる。
【００１０】
試料固定ブロックは、研磨ブロックとの取り付けねじ（９）を有しており、研磨ブロックとの取り付け部は、再現性よく取り付けられるように、平面で構成されていることが望ましい。
研磨ブロックは、本体金具（２）と回転軸（３）を有する可動金具（１１）および回転軸（４）を有する可動金具（１２）によって構成される。そして、回転軸（４）は研磨平面に対し平行に配置されており、回転軸（３）は回転軸（４）と直交する位置に構成されている。これらの回転軸の回転により可動金具（１１）と（１２）部がそれぞれ直交する方向へ回転する。可動金具（１１）あるいは（１２）部を回転させるには、調整ねじ（５）あるいは調整ねじ（７）を上下動させることによって行う。
【００１１】
また、（６）および（８）部には、（５）および（７）部のねじによる調整に戻そうとする力を加えて、可動金具（１１）および可動金具（１２）の回転角度の調整ができるようにするため、ばねあるいは弾性を持った高分子を取り付ける。これら２つの回転軸（３）および（４）の駆動が滑らかに行われるように回転軸が加工されていることが望ましい。
試料を所定の角度に研磨するには、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように研磨治具を研磨平面へ最初に置いた時の研磨平面（２２）から所定の研磨角度（２６）に回転軸（３）を調整ねじ（５）を動かすことで回転させ、所定の研磨角度（２６）に対する研磨平面（２３）に研磨面を合わせて試料を研磨する。次に、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように回転軸（３）を所定の研磨角度（２６）へ回転させて研磨を行った研磨平面（２５）から所定の研磨角度（２７）に回転軸（４）を調整ねじ（７）を動かすことで回転させ、所定の研磨平面（２４）を研磨面として試料を研磨する。
【００１２】
可動金具（１２）の研磨平面部には、耐研磨平面部材取り付け溝（１８）を作成しておき、耐研磨平面部材（１０）をはめ込む。耐研磨平面部材（１０）としては、耐研磨平面部材（１０）自身の研磨による磨耗を防ぐ必要がある場合には、研磨面にダイヤモンドコートした物を用い、研磨平面（１３）の磨耗を防ぐ場合には高分子材料を用いる。また、研磨加工時のがたつきを抑えるため、この耐研磨平面部材（１０）は、可動金具（１２）に対して動かないように固定されていることが望ましい。
【００１３】
そして、試料の研磨面の平行性を安定させて研磨するためには、耐研磨平面部材（１０）の研磨面と試料の研磨面が研磨面に対して安定に接地させることが望ましい。そのため耐研磨平面部材（１０）は、回転軸（４）と平行な方向であるＡＡ’線方向には可動金具（１２）以上の長さであることが望ましい。耐研磨平面部材（１０）が可動金具（１２）以上の長さであることによって、回転軸（４）が研磨面に対して傾斜することを予防でき、回転軸（４）を研磨面に対して平行に保つことができる。
【００１４】
また、可動金具（１２）の耐研磨平面部材取り付け溝（１８）および耐研磨平面部材（１０）の研磨面に接地する部分も回転軸（４）の傾斜を予防するため、回転軸（４）に対してＡＡ’  線方向に平行に加工されていることが望ましい。すなわち、調整ねじ（７）によって、可動金具（１２）を動かしたとき、耐研磨平面部材（１０）のへり部分（１９）が研磨面に対して接地することとなる。
このへり部分（１９）となる耐研磨平面部材（１０）の研磨面（２０）および垂直面（２１）によって形成される線が、回転軸（４）に対してＡＡ’線方向に平行になるように可動金具（１２）の耐研磨平面部材取り付け溝（１８）および耐研磨平面部材（１０）が加工されていることが望ましい。
【００１５】
なお、実際の研磨作業では、研磨平面（１３）には、平面度の高い回転研磨定盤、平面定盤を用い、研磨剤が固着された研磨紙を定盤上に貼り付けるか、研磨剤を定盤上に散布して、本装置を定盤上に置き、回転定盤の駆動あるいは本装置を手動で動かすことで研磨を行う。
【００１６】
【実施例】
次に、実施例によって本発明を説明する。
【００１７】
【実施例１】
縦横１ｃｍ程度に割断した半導体ウエハーを試料固定ブロックにワックスで研磨面に対して図２のように垂直に取り付けた。予備研磨として平面定盤上に研磨剤粒径の大きい４００番手の研磨紙から８００番手へ、そして研磨剤粒径の小さい２０００番手の研磨紙へ順次貼り変えていき、目的とする分析トランジスタ部位の２ｍｍ程度手前まで本装置を駆動させて研磨した。ここで、調整ねじ（５）および（７）を用いて分析トランジスタのソース、ゲート、ドレイン部位断面が研磨面に対して水平となるように傾きをそれぞれ調整した。
【００１８】
次に、回転研磨定盤上へ研磨剤を散布して、本装置を定盤上に手で保持し、回転定盤を回転させて研磨を行った。このとき散布する研磨剤粒径を３μｍから１μｍへ、そして０．５μｍへ順次変えて研磨面を鏡面へと加工していった。
そして、分析トランジスタ部位と研磨面の距離および角度を確認するため、取り付けねじ（９）を緩めて、試料固定ブロックを外し、分析トランジスタ部位と研磨面の距離を光学顕微鏡にて確認し、調整ねじ（５）および（７）を用いて分析トランジスタのソース、ゲート、ドレイン部位断面の傾きが研磨面に対して水平となるように補正する操作を適時行った。研磨面が分析トランジスタ部位まで達したことを確認した後、試料研磨面の研磨剤、研磨屑を除去し、試料固定ブロックに試料を付けたまま、電子顕微鏡分析、走査型トンネル顕微鏡分析を行った。
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明によれば、研磨平面に対し、所定の角度に研磨面の傾きを研磨作業中に制御することができ、研磨状態の確認が容易で、そのまま分析に供することもできる分析試料を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明を説明するための（Ａ）平面図、（Ｂ）側面図（Ｃ）正面図である。
【図２】図２は断面研磨試料取り付け時の試料固定ブロック（Ａ）側面図（Ｃ）正面図である。
【図３】図３は平面研磨試料取り付け時の試料固定ブロック（Ａ）側面図（Ｃ）正面図である。
【図４】図４は研磨ブロック可動金具（１２）の（Ａ）平面図、（Ｂ）側面図（Ｃ）正面図である。
【図５】図５は（Ａ）研磨治具を研磨平面へ最初に置いた時の正面図、（Ｂ）回転軸（３）を所定の研磨角度（２６）に回転させた研磨平面での正面図である。
【図６】図６は（Ａ）回転軸（３）を所定の研磨角度（２６）へ回転させて研磨を行った後の研磨平面での研磨治具側面図、（Ｂ）所定の研磨平面での側面図。
【符号の説明】
１  試料固定ブロック
２  研磨ブロック本体金具
３  回転軸
４  回転軸
５  調整ねじ
６  ばね
７  調整ねじ
８  ばね
９  取り付けねじ
１０  耐研磨平面部材
１１  研磨ブロック可動金具
１２  研磨ブロック可動金具
１３  研磨平面
１４  断面研磨試料
１５  平面研磨試料
１６  試料固定垂直面
１７  試料固定下面
１８  耐研磨平面部材取り付け溝
１９  へり部分
２０  耐研磨平面部材の研磨面
２１  耐研磨平面部材の垂直面
２２  研磨治具を研磨平面へ最初に置いた時の研磨平面
２３  所定の研磨角度（２６）に対する研磨平面
２４  所定の研磨平面
２５  回転軸（３）を所定の研磨角度（２６）へ回転させて研磨を行った研磨平面
２６  所定の研磨角度
２７  所定の研磨角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004181598.tif 000006
【図５】
2004181598.tif 000007
【図６】
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