(57)【要約】【課題】分析試料の膜に与えるダメージを少なくして分析可能な試料を形成することができる分析試料の形成方法を提供する。【解決手段】分析試料の形成方法は、まず、基板１２上に形成された膜１３のうち膜剥がれが発生した第１膜１３ａと基板１２との間にある異物１４を分析するべく、第１膜１３ａの周囲を、収束イオンビーム加工装置（ＦＩＢ）１５によってカットする。次に、第１膜１３ａにカーボンテープを貼り付けて、カーボンテープを引き上げることにより、第１膜１３ａと第２膜１３ｂとを分離して、第１膜１３ａのみを基板１２上から取り除く。これにより、異物１４の付着した第１膜１３ａの面と基板１２の部分が露出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された膜のうち前記基板から剥がれた部分の第１膜と前記基板との間にある異物を分析すべく、前記第１膜の周囲をカットする工程と、
前記第１膜と前記膜のうち前記基板から剥がれていない第２膜とを分離して、前記第１膜を前記基板上から取り除く工程と、
を有することを特徴とする分析試料の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の分析試料の形成方法であって、
前記カットする工程は、前記第１膜の周囲の一部分を残してカットすることを特徴とする分析試料の形成方法。
【請求項３】
請求項１に記載の分析試料の形成方法であって、
前記カットする工程は、前記第１膜の厚み分より浅くカットすることを特徴とする分析試料の形成方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の分析試料の形成方法であって、
前記カットする工程は、収束イオンビーム加工装置（ＦＩＢ）でカットすることを特徴とする分析試料の形成方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の分析試料の形成方法であって、
前記異物は、前記第１膜及び前記基板の少なくとも一方に薄い膜状に付着していることを特徴とする分析試料の形成方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の分析試料の形成方法であって、
前記取り除く工程は、前記第１膜に粘着テープを貼り付け、前記粘着テープとともに前記第１膜を取り除くことを特徴とする分析試料の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析試料の形成方法に関し、特に、分析試料における基板上に形成された膜のうち膜剥がれが生じた部分の分析を行う分析試料の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した分析試料は、基板上に膜が形成されており、この膜のうち一部分に膜剥がれが生じる場合がある。この膜剥がれの原因を調査するため、膜剥がれが生じた部分に付着した物質（異物）を分析する。分析試料の形成方法及び分析方法は、まず、膜剥がれが生じた部分の膜及び基板を半分にカットして、分析試料の断面を露出させる。次に、露出した膜及び基板に付着した物質に、例えば電子線を照射することにより、膜剥がれの原因と考えられる元素の特定を行う。分析に用いる装置としては、例えば、特許文献１に記載のように、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）や、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（Energy Dispersive X-ray Spectrometer：ＥＤＸ）などが挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４５３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、対象となる物質が液体などのような化学物質であった場合、断面方向からでは分析する領域が非常に薄く、さらに分析感度も弱いことから、物質を特定することが難しかった。よって、断面方向ではなく、分析する領域が広く分析感度の高い平面方向から分析しようとすると、膜剥がれが生じている部分の膜全体を取り除かなければならない。しかし、剥がれた部分だけの膜を取り除こうとしても、膜が繋がっていることから取り除きにくかったり、取り除いたとしても膜を破壊したりして、物質を分析することが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、分析試料の膜に与えるダメージを少なくして分析可能な試料を形成することができる分析試料の形成方法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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る分析試料の形成方法は、基板上に形成された膜のうち前記基板から剥がれた部分の第１膜と前記基板との間にある異物を分析すべく、前記第１膜の周囲をカットする工程と、前記第１膜と前記膜のうち前記基板から剥がれていない第２膜とを分離して、前記第１膜を前記基板上から取り除く工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
この方法によれば、カットする工程で第１膜の周囲をカットするので、基板から剥がれている第１膜と第２膜とを繋げている力を弱めることが可能となり、第１膜と第２膜とを分離しやすくすることができる。よって、取り除く工程で、基板から第１膜のみを取り除くことができ、更に、第１膜に与えるダメージを少なくすることができる。第１膜を取り除くことにより、異物が付着した基板上の部分と、異物が付着した第１膜の部分とを露出させることができ、その結果、基板上の異物と第１膜の異物とを分析することができる。
【０００８】
本発明に係る分析試料の形成方法では、前記カットする工程は、前記第１膜の周囲の一部分を残してカットすることを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、カットする工程で第１膜の周囲をカットする際、全周をカットせずに一部分を残すことにより、第１膜と第２膜とを繋げておくことができる。よって、第１膜が周囲に飛ぶことを抑えることが可能となり、飛んだ際に周囲にあるゴミが第１膜に付着することを防ぐことができる。これにより、第１膜に付着した異物の分析を正確に行うことができる。
【００１０】
本発明に係る分析試料の形成方法では、前記カットする工程は、前記第１膜の厚み分より浅くカットすることを特徴とする。
【００１１】
この方法によれば、膜の厚み分の総てを切断するのではなく浅くカットする（切れ目を入れる）ことにより、膜の厚みの一部を残すことができる。よって、第１膜と第２膜との繋がっている力を弱めることが可能となるとともに、第１膜が周囲に飛ぶことを抑えることが可能となる。これにより、第１膜のみを基板から分離しやすくすることができるとともに、第１膜に周囲のゴミが付着することを防ぐことができる。
【００１２】
本発明に係る分析試料の形成方法では、前記カットする工程は、収束イオンビーム加工装置（ＦＩＢ）でカットすることを特徴とする。
【００１３】
この方法によれば、収束イオンビーム加工装置（ＦＩＢ）を用いるので、比較的細い収束ビームを第１膜に照射することができる。よって、基板における第１膜の領域が比較的小さい場合であったとしても、異物に与えるダメージを少なくして第１膜の周囲をカットすることができる。
【００１４】
本発明に係る分析試料の形成方法では、前記異物は、前記第１膜及び前記基板の少なくとも一方に薄い膜状に付着していることを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、薄い膜状の異物が第１膜や基板に付着している場合であっても、膜剥がれが発生している第１膜の全体を取り除くので、第１膜及び基板の両方を、断面方向からでなく平面方向から分析を行うことが可能となる。よって、異物の面積の広い側から分析を行うことができ、分析感度を高くして行うことができる。その結果、異物の特定をしやすくすることができる。
【００１６】
本発明に係る分析試料の形成方法では、前記取り除く工程は、前記第１膜に粘着テープを貼り付け、前記粘着テープとともに前記第１膜を取り除くことを特徴とする。
【００１７】
この方法によれば、第１膜に粘着テープを貼り付けて第１膜を取り除くので、物理的に摘むような方法と比較して、異物に与えるダメージを少なくして取り除くことができる。更に、例えば、粘着テープにおける第１膜が貼り付けられていない他方の面を分析装置のステージに貼り付けることによりステージ上に第１膜を固定させることが可能となり、第１膜の分析をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る分析試料の形成方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１〜図５は、分析試料の形成方法を示す模式図である。以下、分析試料の形成方法を、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、分析試料の形成方法を示す模式図であり、（ａ）は模式平面図であり、（ｂ）は模式断面図である。図１に示す工程では、まず、分析を行うための分析試料１１を用意する。分析試料１１は、基板１２上に膜１３が形成されている。なお、膜１３は、複数層に形成されていてもよい。膜１３の厚みは、例えば、３μｍである。分析試料１１には、製造する際、例えば基板１２と膜１３との間に存在する異物１４によって、膜１３の一部分に膜剥がれが生じている。異物１４は、例えば、液体などの化学物質であり、基板１２及び膜１３に薄い膜状に付着している。なお、膜１３のうち膜剥がれが生じた部分を第１膜１３ａとする。また、膜１３のうち基板１２と膜１３とが密着している（膜剥がれが発生していない）部分を第２膜１３ｂとする。ここで、例えば、第１膜１３ａには異物１４ａが，基板１２には異物１４ｂが付着している。また、異物１４の元素を特定するために、分析装置（図示せず）を用いて分析を行う。分析装置としては、例えば、オージェ電子分光分析装置（Auger Electron Spectroscopy：ＡＥＳ）が挙げられる。
【００２１】
図２は、分析試料の形成方法を示す模式図であり、（ａ）は模式平面図であり、（ｂ）は模式断面図である。図２に示す工程（カットする工程）では、膜剥がれが発生した第１膜１３ａと基板１２との間にある異物１４を分析すべく第１膜１３ａを取り除くために、第１膜１３ａの周囲をカットする。カットするための装置としては、例えば、収束イオンビーム加工装置（Focused Ion Beam：ＦＩＢ）１５が挙げられる。以下、収束イオンビーム加工装置１５を用いて、第１膜１３ａの周囲をカットする方法を説明する。
【００２２】
まず、分析試料１１を、例えば、収束イオンビーム加工装置１５に設けられたステージ（図示せず）上に載置固定する。次に、収束イオンビーム加工装置１５のイオン源から第１膜１３ａの周囲に、例えば、ガリウムイオンからなる収束ビーム１６を照射する。これにより、照射された部分がスパッタリング現象を起こし、第１膜１３ａの周囲がカットされる。ここで、第１膜１３ａにおけるカットされた部分をカット部１７という。収束イオンビーム加工装置１５による加工条件は、例えば、ビーム強度が０．０３ｎＡ〜０．１５ｎＡであり、加工時間が１０秒〜３０秒である。
【００２３】
また、カットする範囲は、収束イオンビーム加工装置１５でカットした際に、第１膜１３ａが周囲に飛ばないように、例えば、第１膜１３ａの周囲の一部分１８を残してカットする。第１膜１３ａが周囲に飛ぶことにより、例えば、第１膜１３ａに他のゴミが付着し、膜剥がれに起因する正確な分析ができなくなることが考えられる。また、第１膜１３ａのみをカットするようにし、基板１２まで削ることによるゴミの発生を防ぐことが望ましい。また、カットした際に、第１膜１３ａを基板１２上に残しておくことから、分析するまでの間に、異物１４ａ，１４ｂと、他のゴミとの接触を防ぐことが可能となり、異物１４ａ，１４ｂの正確な分析を行うことができる。
【００２４】
図３は、分析試料の形成方法を示す模式断面図である。図３に示す工程（取り除く工程）では、膜１３における剥がれた部分の第１膜１３ａと、剥がれていない第２膜１３ｂとを分離して、第１膜１３ａのみを基板１２上から取り除く。第１膜１３ａを基板１２上から取り除く方法として、例えば、粘着テープとしてのカーボンテープ２１を用いる。カーボンテープ２１は、両面テープであり、例えば、一方の面２１ａで第１膜１３ａを貼り付け、他方の面２１ｂで分析装置のステージ２２（図４参照）に固定する。まず、周囲をカットされた第１膜１３ａに、カーボンテープ２１の一方の面２１ａを貼り付ける。そのあと、カーボンテープ２１を引き上げて、第１膜１３ａと第２膜１３ｂとを分離して、第１膜１３ａのみを基板１２上から取り除く。これにより、カーボンテープ２１に貼り付けられ異物１４ａが付着した側の第１膜１３ａの面と、第１膜１３ａが取り除かれた部分の基板１２上とを露出させることができる。
【００２５】
また、カーボンテープ２１を用いて第１膜１３ａを基板１２上から取り除くことにより、例えば、第１膜１３ａを摘むような除去方法と比較して、異物１４ａが付着した第１膜１３ａに与えるダメージ（物理的な力により第１膜１３ａが破壊するなど）を少なくすることができ、ダメージの少ない第１膜１３ａを採取することができる。
【００２６】
図４は、分析試料の形成方法を示す模式図であり、（ａ）、（ｂ）は模式断面図である。図４に示す工程では、第１膜１３ａと基板１２とを分析装置のステージ２２に載置固定する。第１膜１３ａは、カーボンテープ２１の他方の面２１ｂ（第１膜１３ａが貼り付けられていない面）を、分析装置のステージ２２上に貼り付けることにより固定される。一方、基板１２もステージ２２に固定される。
【００２７】
図５は、分析試料の形成方法を示す模式図であり、（ａ）、（ｂ）は模式断面図である。図５に示す工程では、第１膜１３ａに付着した異物１４ａ、基板１２上に付着した異物１４ｂの解析を行う。異物１４の元素を特定するのに、例えば、上記したような、オージェ電子分光分析装置を用いる。まず、第１膜１３ａに付着している異物１４ａに、電子銃から電子線３１を照射するとともに、異物１４ａ上を走査する。これにより、異物１４ａからオージェ電子が放出する。このオージェ電子を検出器（図示せず）で検出して、オージェ電子の量から元素を特定する。そのあと、基板１２上の第１膜１３ａが取り除かれた部分１２ａに、電子銃から電子線３１を照射するとともに、異物１４ｂ上を走査する。そして、第１膜１３ａの分析と同じようにして、元素の特定を行う。
【００２８】
なお、異物１４ａの分析を行う領域は、第１膜１３ａにおける異物１４ａの位置によっても変わるが、カットされた第１膜１３ａの周囲より第１膜１３ａの中心近傍であることが望ましい。中心近傍を分析することにより、カットした際に発生したゴミなどが第１膜１３ａの周囲に付着したとしても、影響を受けることなく異物１４ａの分析をすることができる。
【００２９】
以上のように、異物１４の元素を特定する際、分析試料１１の第１膜１３ａの周囲をカットするので、基板１２から剥がれている第１膜１３ａと第２膜１３ｂとの繋がっている力を弱めることが可能となり、基板１２上から第１膜１３ａのみを取り除きやすくすることができる。更に、異物１４が付着している第１膜１３ａ及び基板１２の部分１２ａを露出させることができるので、異物１４の断面方向から分析する方法と比較して、様々な分析装置で分析を行うことができる。例えば、従来のような、走査型電子顕微鏡やエネルギー分散型Ｘ線分析装置に加えて、上記したようなオージェ電子分光分析装置で分析することが可能となり、この分析装置によって異物１４の平面方向からの分析をすることにより、比較的感度の高い分析を行うことができる。よって、異物１４の元素を特定しやすくすることが可能となるとともに、必要に応じて異物１４の化学状態を分析することが可能となる。その結果、第１膜１３ａの膜剥がれの原因を解析することができる。
【００３０】
以上詳述したように、本実施形態の分析試料の形成方法によれば、以下に示す効果が得られる。
【００３１】
（１）本実施形態の分析試料の形成方法によれば、カットする工程で分析試料１１の第１膜１３ａの周囲をカットするので、基板１２から剥がれている第１膜１３ａと基板１２から剥がれていない第２膜１３ｂとを繋げている力を弱めることが可能となり、第１膜１３ａと第２膜１３ｂとを分離しやすくすることができる。よって、取り除く工程で基板１２から第１膜１３ａのみを取り除き易くすることができ、取り除く際の第１膜１３ａに与えるダメージを少なくすることができる。これにより、異物１４ａが付着した側の第１膜１３ａの面と、異物１４ｂが付着した基板１２上の部分１２ａとを露出させることができ、その結果、第１膜１３ａと基板１２上の部分１２ａとを、分析可能な状態にすることができる。これにより、例えば、分析感度の高いオージェ電子分光分析装置などの分析装置を用いて分析することが可能となり、異物１４ａ，１４ｂの元素を特定することができる。
【００３２】
（２）本実施形態の分析試料の形成方法によれば、第１膜１３ａの周囲をカットするので、分析に必要な異物１４ａの領域に与えるダメージを少なくすることができる。更に、第１膜１３ａをカーボンテープ２１で取り除くことにより、第１膜１３ａを摘むような除去方法と比較して、異物１４ａの状態を第１膜１３ａを取り除く前の状態に維持することが可能となり、その結果、異物１４ａの元素をより正確に特定することができる。加えて、摘む用具を使用した場合のように、用具から第１膜１３ａにゴミが付着することを抑えることができる。
【００３３】
（３）本実施形態の分析試料の形成方法によれば、第１膜１３ａの周囲を収束イオンビーム加工装置１５でカットして第１膜１３ａを取り除いたあと、異物１４ａの中心近傍を分析して元素を特定するので、第１膜１３ａの断面をカットして断面方向から分析を行う方法と比較して、カットする際に発生したゴミが分析領域に付着することを抑えることが可能となり、ゴミの影響を受けることなく異物１４ａの分析を行うことができる。よって、より正確に元素の分析を行うことができる。
【００３４】
（４）第１膜１３ａの周囲をカットする際、第１膜１３ａの周囲の一部にカットしない一部分１８を設けることにより、第１膜１３ａが周囲に飛ぶことを抑えることが可能となる。よって、周囲に飛んだ際に、第１膜１３ａにゴミが付着することを抑えることができる。これにより、異物１４ａとゴミとが接触することを防ぐことができ、異物１４ａの正確な分析を行うことができる。更に、分析するまでの間、第１膜１３ａを基板１２に被せておくことから、異物１４ａ，１４ｂと周囲のゴミとの接触を防ぐことができる。
【００３５】
なお、本実施形態は上記に限定されず、以下のような形態で実施することもできる。
【００３６】
（変形例１）上記したように、異物１４ａ，１４ｂを分析する装置としてオージェ電子分光分析装置（ＡＥＳ）を用いることに限定されず、以下のような分析装置を用いるようにしてもよい。例えば、ラマン分光分析装置、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）を組み込んだＳＥＭ−ＥＤＸ、Ｘ線マイクロアナライザ（X-ray Micro Analysis：ＸＭＡ）、飛行時間型二次イオン質量分析法（Time Of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry：ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子分光装置（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis：ＥＳＣＡ（「ＸＰＳ」ともいう））などの分析装置を用いるようにしてもよい。
【００３７】
（変形例２）上記したように、収束イオンビーム加工装置（ＦＩＢ）１５によって第１膜１３ａの周囲を、第１膜１３ａの厚み分をカットすることに限定されず、第１膜１３ａと第２膜１３ｂとが分離しやすくなればよく、例えば、第１膜１３ａの厚み分より浅い切り込みを、第１膜１３ａの全周に形成（カット）するようにしてもよい。これによれば、第１膜１３ａを切断しないものの、第１膜１３ａと第２膜１３ｂとを繋げている力を弱めることが可能となり、カーボンテープ２１によって、基板１２上から第１膜１３ａのみを取り除くことが可能となる。更に、第１膜１３ａが切断されていないことから、第１膜１３ａが周囲に飛ぶことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る分析試料の形成方法を示す模式図であり、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は模式断面図。
【図２】分析試料の形成方法を示す模式図であり、（ａ）は模式平面図、（ｂ）は模式断面図。
【図３】分析試料の形成方法を示す模式断面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は分析試料の形成方法を示す模式断面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は分析試料の形成方法を示す模式断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１１…分析試料、１２…基板、１２ａ…部分、１３…膜、１３ａ…第１膜、１３ｂ…第２膜、１４，１４ａ，１４ｂ…異物、１５…収束イオンビーム加工装置、１６…収束ビーム、１７…カット部、１８…一部分、２１…粘着テープとしてのカーボンテープ、２１ａ…一方の面、２１ｂ…他方の面、２２…ステージ、３１…電子線。
【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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