JPH03243844A - Ｔｅｍ観察用試料の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面観察のた
めの試料の作製方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、試料片を２枚のダミー基板で挟んで接着した
後に切断および研磨の工程を経て、所定位置の断面をＴ
ＥＭ観察するための試料を作製する方法であって、試料
片を第１のダミー基板に接着後、試料片の観察すべき所
定位置より第１のダミー基板の裏面に垂直に下した位置
に目印を形成し、その後に第２のダミー基板を接着する
ことによって、第２のダミー基板の接着後の切断の位置
決めが確実かつ容易になる。また、顕微鏡の光軸と同軸
で、試料を挟んで顕微鏡の対物鏡と対向するように設け
られたドリルを用いることによって前記の目印を確実か
つ容易に形成することができる。

〔従来の技術〕

最近では、ＩＣなど半導体デバイスの微細化、高密度化
が進み、製造技術とともに評価技術もますます高精度化
が要求されている。中でもＴＥＭによるデバイスの断面
観察は重要な評価技術の１つとなっている。ＴＥＭによ
る断面観察のためには、試料片から観察すべき部分をス
ライスして切出し、更に薄膜化した試料を作製しなけれ
ばならない。以下に、半導体デバイスの試料作製を例と
して、図面を参照して従来法による断面ＴＥＭ観察用試
料の作製方法を説明する。

第５図は、シリコン基板上に多数の半導体デバイスが設
けられた直方体形状の試料片６１を模式的に示したもの
であって、試料片６１の一角０１を基準点とした座標点
Ｐ、（ｘ、ｙ）は観察すべき位置を示す。ここで、距離
Ｘ、ｙは予め測定しておく。この試料片６１から、第６
図（ａ）〜（ｄ）に示す手順で、Ｐ１点位置の断面をＴ
ＥＭ観察するための試料が作製される。まず第６図（ａ
）で示すように、試料片６１を２枚のダミー基板６２．
６３で両面から挟むように接着し固定する。６４は接着
層を示す。ここで用いるダミー基板６２．６３の主面の
寸法は試料片６１の主面の寸法とできるだけ等しくして
おく必要がある。次に第６図（ｂ）の点線のように、試
料片６１の角○、の直上のダミー基板６２の角Ｏ１から
測られた距離Ｘを中心にして両側を切断し、厚さＴが例
えば約０．５ｍｍのスライス片を切り出す。次にこのス
ライス片の整形のために第６図（Ｃ）に示すように、試
料片とダミー基板との境界線上で、端からｙの距離にあ
る位置Ｐｂを中心に円板状に切り出す。切り出された円
板を両面側から厚み方向に機械研磨して薄板化し、さら
にイオンエツチング等の手段により、第６図（ｄ）に示
すようにＰ、を中心に直径りが例えば約２００μｍの範
囲を薄膜化してＴＥＭ観察用の試料とする。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の従来法における位置決めは、試料
片の主面と用いられるダ≧−基板の主面の寸法の不一致
やダミー基板の接着の際の位置すれなどの原因のために
、ダミー基板の基準点Ｏｂから決められる位置Ｐｂは観
察すべき位置Ｐ、からずれ易いという欠点があり、この
欠点は微細化の進む半導体デバイスなど高精度の位置決
めが要求される試料の作製においては、特に大きな問題
であった。また、従来法による位置決め作業は非常に手
間がかかり非能率であるという問題もあった。本発明の
課題は、試料片から断面を観察したい位置のＴＥＭ試料
を確実かつ容易に切り出せるＴＥＭ観察用試料の作製方
法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

前記の課題を解決するために、本発明においては、試料
片を第１のダミー基板上に接着した後、試料片の観察す
べき所定の位置より第１のダミー基板の裏面に垂直に下
した位置に目印を形成し、その後に第２のダミー基板を
接着する。この目印を基準にして位置決めして切断を行
う。また、この目印を確実かつ容易に形成するために、
顕微鏡の光軸と同軸で、試料を挟んで顕微鏡の対物鏡と
対向するように設けられたドリルを用いる。

［作用］ 試料片を第１のダミー基板上に接着して固定した後に観
察すべき位置から第１のダミー基板の裏面に垂直に下し
た位置に目印を形成するので、第２の基板を試料の上か
ら接着するときに、目印の位置ずれは生じない。切断工
程における位置決めにはその目印を基準にして行なえる
ので、確実かつ容易となる。また、顕微鏡の対物鏡と対
向するように設けたドリルを用いることによって前記の
目印を容易かつ確実に形成できる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

実施例１ 第１図は実施例１で用いた試料片１を模式的に示したも
のであって、試料片１は多数の半導体デバイスを設けら
れたシリコン基板である。ここで点Ｑａは断面をＴＥＭ
観察したい位置を示す。第２図（ａ）〜（ｆ）は実施例
１の試料作製手順を示す。まず、第２図（ａ）で示すよ
うに、試料片ｌを点Ｑ１側を上にして第１のダミー基板
２上にエポキシ系の接着剤を用いて接着して固定する。

４は接着層を示す。次に第２図（ｂ）で示すように点Ｑ
１より第１のダミー基板２の裏面に垂直に下した位置に
極細ドリル６を用いて目印Ｑ、を形成する。ここで用い
た目印形成のためのドリルを第３図で模式的に示す。第
３図で示すように顕微鏡７の光軸と同軸で試料を挟んで
顕微鏡７の対物鏡と対向するように極細ドリル６が設け
られている。

第１のダミー基板２に接着した試料片１を試料片ｌが上
になるように試料台８の上に載せ、顕微鏡の光軸と試料
片１上の点Ｑ□とを一致させ、致したところで固定具９
で試料を固定し、下に設けられた極細ドリル６を回転さ
せながら第１のダミー基板２の裏面に下からつき当てる
ことによって目印Ｑｂを容易、かつ確実に形成できる。

このようにして目印Ｑｂを形成した後に、第２図（Ｃ）
で示すように試料片の上から第２のダミー基板３をエポ
キシ系の接着剤で接着する。５は接着層を示す。次に第
２図（ｄ）で示すように、目印Ｑ、を中心にしてその両
側を切断し、厚さＴが約０．５ｍｍのスライス片を切り
出す。次に第２図（ｅ）で示すように、目印Ｑ、からス
ライス面に垂直に直線を下した位置Ｍから更に試料片１
と第２のダミー基板３との境界線に垂直に下した位置Ｎ
を中心にして整形のための円板を切り出す。この円板の
両面を機械研磨して薄板化し、更にイオンエツチングに
よって第２図（ｆ）に示すように中心部の直径りが約２
００μｍの範囲を薄膜化して観察したい位置Ｑ３の断面
ＴＥＭ観察用の試料が得られる。

実施例２ 前記の実施例１では観察したい位置が同一試料片上に１
個所ある場合であるが、観察したい位置が複数個所ある
場合についての実施例を以下に説明する。第４図は実施
例１と同様にして、試料片の観察したい位置Ｑ０、Ｑ、
２、Ｑａｌ、　Ｑｍ＜に対応してダミー基板の裏面にそ
れぞれ形成された目印Ｑい、Ｑ　ｂ　ｚ、Ｑｂｆｆ、Ｑ
ｂ４を示す。第４図の中に示した点線のように各目印Ｑ
１、Ｑｂｚ、Ｑｂ３、Ｑ　ｗが中心に入るように切断し
てスライス片を４個切出し、各スライス片をそれぞれ実
施例１と同様に成形した後に薄膜化することによって同
一試料片の観察したいＱｏ、Ｑ１□、Ｑｍ３、Ｑｏの断
面ＴＥＭ観察試料を作業能率よく作製することができる
。

（発明の効果］ 本発明の方法によれば、試料片の観察したい位置に対応
する目印を試料片を固定するように接着したダ旦−基板
の主面に確実かつ容易に形成できるので、切断工程にお
ける位置決めは確実かつ容易となって、観察したい位置
のＴＥＭ観察用試料を作業能率よく作製できる。

を示す。第４図は実施例２を説明するための図で、同一
試料片上に複数個所の観察したい位置がある場合のダミ
ー基板上の目印とスライス切断方向の例を示す。第５図
は従来法の説明のための試料片の模式図、第６図は従来
法の試料作製手順を示す図である。

１−−−−−−−−−−−一試料片 ２−−−〜−−−−−−−−−−一第１のダミー基板３
−・−・−−−−一−・−第２のダミー基板６−−−−
−−−−−・・・−ドリル

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１で用いた試料片の模式図、第
２図は本発明の実施例１の試料作製手順、第３図は実施
例に係わる目印形成のためのドリル第１図本発明の実施
例１で囲いｒこ試料片の模式図第２図本発明の実施例１
の試料作製手順第３図実施例にイ系わる目印形成のｒ二
ののトリｔし第４図 実施例２を説明するｒ二のの図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試料片をダミー基板に接着した後に切断および研磨
   の工程を経て、前記試料片の所定位置の断面をＴＥＭ観
   察するための試料を作製する方法において、試料片をダ
   ミー基板の一方の面上に接着後、観察すべき所定位置よ
   り前記ダミー基板の他方の面に垂直に下した位置に目印
   を形成することを特徴とするＴＥＭ観察用試料の作製方
   法。 ２、顕微鏡の光軸と同軸で、試料片を挟んで前記顕微鏡
   の対物鏡と対向するように設けられたドリルを用いて目
   印を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のＴＥＭ観察用試料の作製方法。