JP6276681B2 - Sample fixing device and sample analyzer - Google Patents
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Description
この発明は、微小試料を固定する試料固定装置および試料分析装置に関する。 The present invention relates to a sample fixing device and a sample analysis device for fixing a minute sample.
試料固定装置は、半導体素材や、バイオのナノ材料等の微小試料を電子顕微鏡等により分析する際の試料固定用として用いられる。微小試料は、試料固定装置の試料固定部に固定されて分析装置に取り付けられる。
微小試料に電圧を印加した状態で、微小試料の特性や、動作の変化を分析する分析装置が検討されている。このような分析装置に取り付けられる試料固定装置の一例として、微小試料に電気的に接続される第1の配線構造を設けたメッシュと、第1の配線構造に接続される第2の配線構造を有し、メッシュを保持する試料ホルダとを備える構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
The sample fixing device is used for fixing a sample when analyzing a micro sample such as a semiconductor material or a bio nano material with an electron microscope or the like. The micro sample is fixed to the sample fixing portion of the sample fixing device and attached to the analyzer.
Analyzing apparatuses that analyze changes in characteristics and operations of a micro sample while a voltage is applied to the micro sample are being studied. As an example of a sample fixing device attached to such an analyzer, a mesh provided with a first wiring structure electrically connected to a micro sample and a second wiring structure connected to the first wiring structure are provided. A structure including a sample holder that holds and holds a mesh is known (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1に記載された試料固定装置では、微小試料をメッシュに固定し、メッシュに形成された第1の配線部が試料ホルダに形成された第2の配線部に接続されるようにメッシュを試料ホルダに取り付ける必要がある。このため、分析開始前の、微小試料の取り付けに時間を要する。 In the sample fixing device described in Patent Document 1, the mesh is fixed so that the minute sample is fixed to the mesh, and the first wiring portion formed on the mesh is connected to the second wiring portion formed on the sample holder. Must be attached to the sample holder. For this reason, it takes time to attach the micro sample before starting the analysis.
この発明の第1の態様によると、試料固定装置は、試料固定部および基体部を有し、少なくとも基体部が半導体材料により形成された微小試料台と、微小試料台の少なくとも一つの面に設けられた絶縁膜と、基体部上に絶縁膜を介して設けられ、外部端子部材が接触される外部電圧印加用パッド、外部電圧印加用パッドよりも幅狭に形成され、試料固定部上に絶縁膜を介して設けられた試料搭載パッド、および絶縁膜上に設けられ、試料搭載パッドと外部電圧印加用パッドとを接続する引き回し部を有する配線構造部と、を備え、絶縁膜は、開口部を有し、配線構造部は、絶縁膜の開口部を介して微小試料台に接合されている。
この発明の第2の態様によると、試料固定装置は、試料固定部および基体部を有し、少なくとも基体部が半導体材料により形成された微小試料台と、微小試料台の少なくとも一つの面に設けられた絶縁膜と、基体部上に絶縁膜を介して設けられ、外部端子部材が接触される外部電圧印加用パッド、外部電圧印加用パッドよりも幅狭に形成され、試料固定部上に絶縁膜を介して設けられた試料搭載パッド、および絶縁膜上に設けられ、試料搭載パッドと外部電圧印加用パッドとを接続する引き回し部を有する配線構造部と、を備え、外部電圧印加用パッドは、引き回し部に接続された外部端子用パッドと、外部端子用パッドに接続され、外部端子用パッドよりも面積が大きい外部端子接続部とを有する。
この発明の第3の態様によると、試料固定装置は、試料固定部が形成された試料取付部、および基体部を有し、試料取付部および基体部が半導体材料により一体化された平板状の微小試料台と、試料取付部および基体部の少なくとも一つの面に設けられた絶縁膜と、基体部上に絶縁膜を介して設けられ、外部端子部材が接触される外部電圧印加用パッド、外部電圧印加用パッドよりも幅狭に形成され、試料固定部に絶縁膜を介して設けられた試料搭載パッド、および絶縁膜上に設けられ、試料搭載パッドと外部電圧印加用パッドとを接続する引き回し部を有する配線構造部と、を備え、試料固定部が、試料取付部の基体部側と反対側に突出して形成され、試料固定部の厚さは、基体部の厚さと同一かまたは基体部の厚さより薄く形成され、試料搭載パッドは、試料固定部の一つの面および板厚方向に延在する先端部上面に設けられている。
According to the first aspect of the present invention, a sample fixing device includes a sample fixing portion and a base portion, and is provided on at least one surface of the micro sample stand having at least the base portion formed of a semiconductor material. And an external voltage application pad that is provided on the base portion through the insulation film and is in contact with the external terminal member. The external voltage application pad is formed narrower than the external voltage application pad, and is insulated on the sample fixing portion. A sample mounting pad provided through the film, and a wiring structure portion provided on the insulating film and having a routing portion for connecting the sample mounting pad and the external voltage application pad , the insulating film having an opening The wiring structure part is bonded to the micro sample stage through the opening of the insulating film.
According to the second aspect of the present invention, the sample fixing device has a sample fixing portion and a base portion, and is provided on at least one surface of the micro sample stand having at least the base portion formed of a semiconductor material. And an external voltage application pad that is provided on the base portion through the insulation film and is in contact with the external terminal member. The external voltage application pad is formed narrower than the external voltage application pad, and is insulated on the sample fixing portion. A sample mounting pad provided through the film, and a wiring structure portion provided on the insulating film and having a routing portion for connecting the sample mounting pad and the external voltage applying pad, and the external voltage applying pad is The external terminal pad connected to the routing portion and the external terminal connection portion connected to the external terminal pad and having a larger area than the external terminal pad.
According to the third aspect of the present invention, the sample fixing device has a sample mounting portion on which a sample fixing portion is formed, and a base portion, and a flat plate shape in which the sample mounting portion and the base portion are integrated with a semiconductor material. A micro sample table, an insulating film provided on at least one surface of the sample mounting part and the base part, an external voltage application pad provided on the base part via the insulating film and in contact with the external terminal member; A sample mounting pad that is formed narrower than the voltage application pad and is provided on the sample fixing part via an insulating film, and a wiring that is provided on the insulating film and connects the sample mounting pad and the external voltage application pad. A sample fixing portion that protrudes to the opposite side of the base portion side of the sample mounting portion, and the thickness of the sample fixing portion is the same as the thickness of the base portion or the base portion. It is formed thinner than the thickness of Mounting pads are provided on the front end portion upper surface extending in one plane and the thickness direction of the sample fixing part.
本発明の試料固定装置によれば、微小試料を試料固定装置に固定して分析を開始するまでの時間を短縮することができる。 According to the sample fixing device of the present invention, it is possible to shorten the time until the analysis is started after the micro sample is fixed to the sample fixing device.
−実施形態1−
以下、この発明の試料固定装置の実施形態1を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の試料固定装置の実施形態1を示す平面図であり、図2は、図1に図示された試料固定装置のII−II線断面図であり、図3は、図1に図示された試料固定装置に配線構造部を形成する前の微小試料台を示す平面図である。
試料固定装置100は、シリコン等の半導体材料により形成された微小試料台10と、微小試料台10の表面に形成される絶縁膜20(図2)と、絶縁膜20上に形成された複数の配線構造部30とにより構成されている。
Embodiment 1
Hereinafter, Embodiment 1 of the sample fixing device of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a plan view showing Embodiment 1 of the sample fixing device of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the sample fixing device shown in FIG. 1, and FIG. It is a top view which shows the micro sample stand before forming a wiring structure part in the sample fixing device illustrated in FIG.
The
微小試料台10は、半導体基板を、エッチング等の加工により形成される平板状部材であり、図3に図示されるように、概略、半径Rが1〜2mm程度またはそれ以下の円弧状の外周部を有する基体部11と、基体部11の上部側に、基体部11と一体化して形成された試料取付部12とを有する。
なお、以下では、左右方向および上下方向を、それぞれ、図示の方向として説明する。
微小試料台10の試料取付部12の左右には、試料取付部12の上方に突出されたガード部13が形成されている。ガード部13は、基体部11および試料取付部12と一体化して形成されている。ガード部13は、微小試料台10に微小試料71(図4等参照)を固定したり、固定された微小試料71を分析したりする作業において、微小試料71に分析装置等が衝突するのを防止するためのものである。また、試料固定装置100が落下した場合に微小試料71をガードする。
微小試料台10は、中心線CLに対して、線対称な形状を有しており、左右のガード部13は、同一の形状に形成されている。
The
In the following description, the left-right direction and the up-down direction will be described as directions shown in the drawings.
The
試料取付部12の上部には、複数の試料固定部12a〜12eが形成されている。試料固定部12a〜12eは、それぞれ、幅(左右方向の長さ)が異なる大きさに形成されている。このため、微小試料71のサイズに応じて、固定する試料固定部12a〜12eを選択することが可能となっている。
図3を参照すると、各試料固定部12a〜12eは、下部固定部f1上に、下部固定部f1より幅(左右方向の長さ)が狭い上部固定部f2が形成された構造を有する。各試料固定部12a〜12eは、基体部11と同じ厚さであってもよいが、下部固定部f1を基体部11より薄くし、上部固定部f2を下部固定部f1より薄くしてもよい。微小試料71を上部固定部f2上に固定し、微小試料71にFIB(Focused Ion Beam)を照射して、分析可能な薄片となるように加工することがある。このとき、FIBは試料に対して斜め上方から照射されるため、下部固定部f1が上部固定部f2より厚くても、FIBは下部固定部f1に照射されない。このような効果を得るために、下部固定部f1の厚さを、数百μm以下、特に、百μm程度以下の厚さとすることが好ましい。
A plurality of
Referring to FIG. 3, each of the
微小試料台10の表面は、酸化膜等により形成された絶縁膜20により覆われている。微小試料台10は、シリコン等の半導体基板により形成されているので、微小試料台10の加工中および加工後に、微小試料台10の全面に自然酸化膜が形成される。絶縁膜20は、このように微小試料台10の表面に形成される自然酸化膜により構成される。自然酸化膜上に、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機ケイ化膜を形成して絶縁膜20としてもよい。
The surface of the micro sample table 10 is covered with an
微小試料台10の一方の表面10a(図2参照)を覆って形成された絶縁膜20上に、金や銅により形成された複数の配線構造部30が形成されている。各配線構造部30は、微小試料71に接続される試料搭載パッド31と、外部の電圧が印加される外部端子用パッド(外部電圧印加用パッド)32と、試料搭載パッド31と外部端子用パッド32とを接続する引き回し部33とを有している。
配線構造部30の幅(左右方向の長さ)は、引き回し部33<試料搭載パッド31<外部端子用パッド32となっている。但し、試料固定部12a〜12eのうち、最も幅狭の試料固定部12cに形成される配線構造部30は、引き回し部33と試料搭載パッド31の幅が同一とされている。
On the
The width (length in the left-right direction) of the
配線構造部30は、例えば、微小試料台10の一方の表面10aを覆う絶縁膜20上の全面に、スパッタ、蒸着、もしくは無電解めっきおよび電解めっき等により金属膜を成膜し、マスクを用いてエッチングによりパターン形成する、所謂、フォトエッチングにより形成することができる。
なお、試料搭載パッド31は、試料固定部12a〜12eの上面(左右方向および上下方向に直交する面)にも形成されている。
For example, the
The
図4は、図1に図示された試料固定装置と外部電源との電気的接続を図る方法を説明するための平面図である。
試料搭載パッド31に微小試料71が固定された配線構造部30の外部端子用パッド32に、マイクロプローブ(外部端子部材)73の先端を接触する。図示はしないが、マイクロプローブ73には、外部電源が接続されており、配線構造部30を介して微小試料71に電圧が印加される。図示はしないが、微小試料台10を接地しておくことにより、微小試料に電流を流すようにすることもできる。
FIG. 4 is a plan view for explaining a method of establishing electrical connection between the sample fixing device shown in FIG. 1 and an external power source.
The tip of a microprobe (external terminal member) 73 is brought into contact with the
このように、微小試料71に外部から電圧を印加された状態で、微小試料71の特性や、動作の変化を不図示の分析装置により分析する。
例えば、半導体材料や、半導体材料にイオン等を打ち込んで形成した微小試料71を電子顕微鏡等の検出装置により観察して、無印加状態と印加状態との特性の変化や、動作の変化を対比することができる。あるいは、微小試料にイオンビームを照射し、微小試料から放出される二次イオンを不図示の二次イオン検出器により検出して、その物性等を分析することができる。
As described above, in a state in which a voltage is applied to the
For example, a semiconductor material or a
図8は、実施形態1の試料固定装置100に固定された微小試料71を分析する方法を説明するための模式図である。
試料固定部12a、12eに固定された微小試料71に外部より電圧が印加される。この状態で、微小試料71にFIBを照射する。これにより、微小試料71から、二次イオンが放出される。放出された二次イオンを、二次イオン検出器75により検出することができる。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method of analyzing the
A voltage is applied from the outside to the
微小試料として、バイオ材料を用いることも可能である。細胞などのバイオ材料を顕微鏡で観察しながら、マイクロプローブ73からバイオ材料に電気信号を印加する、いわゆる、電気ショックを与えることもできる。
It is also possible to use a biomaterial as a minute sample. While observing biomaterials such as cells with a microscope, a so-called electric shock can be applied by applying an electrical signal from the
上記実施形態1によれば、下記の効果を奏する。
(1)試料固定装置100は、微小試料台10に、試料固定部12a〜12eと、試料搭載パッド31および外部端子用パッド32を有する配線構造部30とを備えている。この試料固定装置100は、配線構造部30の外部端子用パッド32に、直接、外部電源に接続されたマイクロプローブ73を接続するだけで微小試料71に外部から電圧を印加することができる。そして、この状態で微小試料71の特性や、動作の変化を分析することが可能である。このため、微小試料71を試料固定装置100に固定して分析を開始するまでの時間を短縮することができる。
According to the said Embodiment 1, there exist the following effects.
(1) The
(2)微小試料台10を、半導体基板により形成するようにした。半導体基板は、エッチング等により、高精度で能率的に加工することが可能であるため、試料固定装置100の生産効率を高めることができる。
(2) The micro sample table 10 is formed of a semiconductor substrate. Since the semiconductor substrate can be efficiently processed with high accuracy by etching or the like, the production efficiency of the
(3)微小試料台10と配線構造部30とを絶縁する絶縁膜20を、微小試料台10の加工工程中および加工後に、微小試料台10に形成される酸化膜を用いて形成した。このため、絶縁膜20の形成が能率的となり、このことによっても、試料固定装置100の生産性を高めることができる。
(3) The insulating
(4)上記実施形態1に示す試料固定装置100は、配線構造部30を有していない従来の試料固定装置に対して、配線構造部30を追加するだけで形成することができる。つまり、微小試料71に電圧を印加しないで分析する従来の試料固定装置とサイズの共用化を図ることができる。
従って、本実施形態の試料固定装置100を用いて、外部から微小試料71に電圧を印加して行う分析と、従来の試料固定装置を用いて、微小試料71に電圧を印加せずに行う分析とを、同一の分析装置を用いて行うことができる。これにより、作製する微小試料71の共通化を図ることができ、微小試料の作製の効率化を図ることができる。また、従来の微小試料の分析データを参照することも可能である。さらに、分析装置を改良することなく、そのまま、使用することが可能となるので、設備投資の面でも有利である。
(4) The
Therefore, an analysis performed by applying a voltage to the
−実施形態2−
図5は、本発明の試料固定装置の実施形態2を示す平面図である。
図5に図示された実施形態2の試料固定装置100Aが、実施形態1の試料固定装置100と相違する点は、一部の配線構造部30に、外部端子接続部34が追加された構成とされている点である。
なお、以下では、実施形態2における実施形態1と相違する構成を主として説明し、実施形態1と同一部材は、同一の参照符号を付し、適宜、説明を省略する。
試料固定装置100Aでは、図5に図示されるように、中央部には、実施形態1と同様に3つの配線構造部30が配置されている。しかし、左右方向の両端には、配線構造部30に接続部35を介して外部端子接続部34が接続された配線構造部30Aがけいせいされている。つまり、各配線構造部30Aは、試料搭載パッド31と、外部端子用パッド32と、引き回し部33と、接続部35を介して外部端子用パッド32に接続された外部端子接続部34とを有している。外部端子接続部34は、幅(左右方向の長さ)および面積が、それぞれ、外部端子用パッド32の幅および面積より大きく形成されている。
Embodiment 2
FIG. 5 is a plan view showing Embodiment 2 of the sample fixing device of the present invention.
The
In the following, the configuration of the second embodiment that is different from that of the first embodiment will be mainly described. The same members as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
In the
図5に示された例では、試料固定部12a、12eに対して形成される配線構造部30が、外部端子接続部34が追加された配線構造部30Aとされた配線パターンを有している。この配線パターンは、すなわち、3つの配線構造部30および2つの配線構造部30Aからなる配線パターンは、実施形態1で示した5つの配線構造部30の形成と同様に、フォトリソグラフィ法等を用いて形成することができる。しかし、試料固定部12a〜12eに対応する配線構造部30のうち任意の配線構造部30を、選択的に配線構造部30Aに形成する方法もある。図6は、この製造方法を説明するための平面図である。
In the example shown in FIG. 5, the
図6に図示されるように、フォトリソグラフィ法等により、試料固定部12a〜12eに対して形成される配線構造部30のすべてが、微小試料台10の左右に形成された外部端子接続部34のどちらかに、接続部35により接続された配線パターンを形成する。
そして、FIB(Focused Ion Beam)等を照射して、試料固定部12b〜12dに対して形成された配線構造部30に接続される接続部35を切除する。これにより、試料固定部12a、12eに対して形成された配線構造部30に、接続部35を介して外部端子接続部34が接続された配線構造部30Aを有する試料固定装置100Aが得られる。切除する接続部35を選択することにより、任意の配線構造部30のみを配線構造部30Aとすることができる。
As shown in FIG. 6, all of the
Then, irradiation with FIB (Focused Ion Beam) or the like is performed to cut out the
なお、試料固定装置100Aが収容された真空室に配線用の導電性材料を導入し、FIBを照射して、接続部35を追加的に形成することもできる。
さらに、絶縁膜20上に格子状に配線パターンを形成し、FIBの照射により配線パターンの不要な部分を切除して、配線構造部30、30Aを形成することも可能である。この方法によれば、試料固定部12a〜12eに固定される微小試料71の形状、寸法、素材に対して、適切な形状パターンの配線構造部30、30Aを選択的に形成することができる。
It is also possible to introduce the conductive material for wiring into the vacuum chamber in which the
Furthermore, it is also possible to form a wiring pattern in a grid pattern on the insulating
図7は、図5に図示された試料固定装置と外部との電気的接続を図る方法を説明するための平面図である。
図7に図示されるように、微小試料台10の左右方向に形成された外部端子接続部34に外部端子(外部端子部材)76を接続する。外部端子76は、全体が金属などの導電性部材により形成されているか、または、外部端子接続部34に対向する面が導電性を有するものであればよい。外部端子76に不図示の外部電源を接続すれば、試料固定部12a、12eに固定される微小試料71に電圧が印加される。
上記では、1つの外部端子76により、左右の外部端子接続部34を同時に接続する構造で例示したが、外部端子76を2つ用いて、それぞれ、一つの外部端子接続部34に接続するようにしてもよい。
FIG. 7 is a plan view for explaining a method of establishing electrical connection between the sample fixing device shown in FIG. 5 and the outside.
As shown in FIG. 7, an external terminal (external terminal member) 76 is connected to the external
In the above description, the left and right external
実施形態2においても、実施形態1と同様な効果を奏する。
また、実施形態2では、外部端子76が接続される外部端子接続部34が、外部端子用パッド32より大きい面積を有しており、また、外部端子76も、マイクロプローブ73の先端部の面積より大きい。このため、実施形態1の場合より、外部電源の接続が容易となり、接続作業をさらに能率化することができる。
In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment is obtained.
In the second embodiment, the external
−実施形態3−
図9は、本発明の実施形態3に係り、試料固定装置に固定された微小試料に外部から電圧を印加する状態を示す平面図であり、図10は、図9に図示された試料固定装置のX−X線断面おける電流の流れを示す模式図である。
図10に図示されているように、実施形態3として示す試料固定装置100Bでは、中央に一対の配線構造部30Bが設けられ、その両側に配線構造部30が設けられている。配線構造部30は、実施形態1に示した構造を有する。なお、実施形態3の試料固定装置100Bでは、試料固定部12a〜12dは、4つとされ、2つの配線構造部30と2つの配線構造部30Bとを有する構造として例示されている。
Embodiment 3
FIG. 9 is a plan view showing a state in which a voltage is externally applied to a micro sample fixed to the sample fixing device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a sample fixing device illustrated in FIG. It is a schematic diagram which shows the flow of the electric current in the XX line cross section.
As shown in FIG. 10, in the
図10に図示されるように、配線構造部30Bの外部端子用パッド32に対向する部分の絶縁膜20には、微小試料台10を露出する開口部21が設けられている。開口部21を覆って設けられた配線構造部30Bは、この開口部21から露出する微小試料台10の表面に接合されている。すなわち、金属製部材である外部端子用パッド32とシリコン等の半導体材料との接合により、ショットキーダイオードのように電位障壁を有するダイオードが形成される。
微小試料71は、隣接する配線構造部30Bの一方の試料搭載パッド31から他方の試料搭載パッド31に亘って差し渡して配置されており、微小試料71の左右の端部側が、それぞれ、試料搭載パッド31に固定されている。
As shown in FIG. 10, an
The
この状態で、マイクロプローブ73を、各配線構造部30Bの外部端子用パッド32に接触して、外部電圧を印加する。これにより、図10に図示されるように、微小試料台10の外部端子用パッド32間に電流iが流れる。
In this state, the
ここで、不図示の光源により熱エネルギーを照射して試料固定装置100Bを加熱し、試料固定装置100Bに固定されている微小試料71を加温する。
Here, the
シリコン等の半導体材料で形成された微小試料台10には、上述したように、導体構造部30Bとの接合面に電位障壁を有するダイオードが形成される。この種のダイオードには、温度と許容電流との間に相関があるため、外部端子用パッド32間に流れる電流を検出することにより、微小試料台10の温度、ひいては微小試料71の温度を検出することができる。
従って、微小試料71を分析することにより、微小試料71の物性または動作の温度特性を分析することが可能となる。
As described above, a diode having a potential barrier at the junction surface with the
Therefore, by analyzing the
なお、上記実施形態3では、配線構造部30Bと微小試料台10とは、外部端子用パッド32に対応する領域の絶縁膜20に設けた開口部21において接合される構造として例示した。しかし、配線構造部30Bが、外部端子用パッド32部以外の部分で微小試料台10に接合される構造としてもよい。また、配線構造部Bを、実施形態2に示すように、外部端子用パッド32に接続部35を介して外部端子接続部34が接続される構造としてもよい。
In the third embodiment, the
実施形態3においても、実施形態1と同様な効果を奏する。
さらに、実施形態3においては、試料固定装置100B自体に温度センサの機能を持たることができ、微小試料71の物性または動作の温度特性の分析を、安価にかつ効率的に行うことができるという効果を奏する。
In the third embodiment, the same effect as in the first embodiment is obtained.
Furthermore, in the third embodiment, the
なお、上記各実施形態において、絶縁膜20を、半導体材料で形成された微小試料台10の表面に形成される酸化膜により形成するとして例示した。しかし、絶縁膜20を、CVD法等により形成したシリコン窒化膜や、シリコン酸窒化膜等の無機絶縁材料により形成してもよい。絶縁膜20は、微小試料台10の表面に形成される自然酸化膜を剥離せずに、酸化膜上に積層して形成すると生産性を上げることができる。
In each of the above embodiments, the insulating
上記各実施形態では、微小試料台10は、その全体が半導体基板により形成されている部材として例示した。しかし、基体部11と試料取付部12を半導体基板により形成し、試料取付部12のみ表面にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を形成し、母材である半導体基板を取り除いて、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機ケイ素膜により形成してもよい。このような構造の微小試料台は、特開2010−271101号公報に開示されている。
In each said embodiment, the micro sample stand 10 was illustrated as a member in which the whole was formed with the semiconductor substrate. However, the
試料固定装置100、100A、100Bの配線構造部30、30A、30Bは、試料固定部12a〜12eのいずれか1つに対応する1つのみを形成してもよい。また、試料取付部12に形成する試料固定部12a〜12eを、1つのみとすることもできる。また、試料固定部12a〜12eが、下部固定部f1、上部固定部f2の2段で構成されている構造に限らず、1段または3段以上の固定部を備えた構造としてもよい。
The
微小試料71を、試料固定部12a〜12eに上面に固定する方法で例示した。しかし、特開2010−271101号公報に開示されているように、微小試料71を試料取付部12の側面に固定してもよい。
The
さらに、試料固定装置100、100A,100Bの形状は、矩形形状としたり、矩形以外の多角形形状としたり、任意な形状とすることができる。
その他、本発明は、種々、変形して適用することが可能であり、要は、少なくとも基体部が半導体材料により形成された微小試料台の一面に絶縁膜が形成され、絶縁膜上に、外部端子部材が接触される外部電圧印加用パッドと、試料搭載パッドと、試料搭載パッドと外部電圧印加用パッドを接続する引き回し部とを有する配線構造部が形成されていればよい。
Furthermore, the shape of the
In addition, the present invention can be applied in various modifications. In short, an insulating film is formed on one surface of a micro sample table in which at least a base portion is formed of a semiconductor material, and an external film is formed on the insulating film. It is only necessary to form a wiring structure portion having an external voltage application pad with which the terminal member is contacted, a sample mounting pad, and a routing portion that connects the sample mounting pad and the external voltage application pad.
10 微小試料台
11 基体部
12 試料取付部
13 ガード部
12a〜12e 試料固定部
20 絶縁膜
21 開口部
30、30A、30B 配線構造部
31 試料搭載パッド
32 外部端子用パッド(外部電圧印加用パッド)
33 引き回し部
34 外部端子接続部(外部電圧印加用パッド)
35 接続部
71 微小試料
73 マイクロプローブ(外部端子部材)
75 二次イオン検出器
76 外部端子(外部端子部材)
100、100A、100B 試料固定装置
DESCRIPTION OF
33 Leading
35 Connecting
75
100, 100A, 100B Sample fixing device
Claims (6)
前記微小試料台の少なくとも一つの面に設けられた絶縁膜と、
前記基体部上に前記絶縁膜を介して設けられ、外部端子部材が接触される外部電圧印加用パッド、前記外部電圧印加用パッドよりも幅狭に形成され、前記試料固定部上に前記絶縁膜を介して設けられた試料搭載パッド、および前記絶縁膜上に設けられ、前記試料搭載パッドと前記外部電圧印加用パッドとを接続する引き回し部を有する配線構造部と、を備え、
前記絶縁膜は、開口部を有し、
前記配線構造部は、前記絶縁膜の前記開口部を介して前記微小試料台に接合されている試料固定装置。 A micro sample stage having a sample fixing part and a base part, at least the base part being formed of a semiconductor material;
An insulating film provided on at least one surface of the micro sample table;
An external voltage application pad provided on the base portion via the insulating film and in contact with an external terminal member, formed to be narrower than the external voltage application pad, and the insulating film on the sample fixing portion A sample mounting pad provided via, and a wiring structure portion provided on the insulating film and having a routing portion that connects the sample mounting pad and the external voltage application pad ,
The insulating film has an opening;
The sample fixing device , wherein the wiring structure part is bonded to the micro sample stage through the opening of the insulating film .
前記微小試料台の少なくとも一つの面に設けられた絶縁膜と、
前記基体部上に前記絶縁膜を介して設けられ、外部端子部材が接触される外部電圧印加用パッド、前記外部電圧印加用パッドよりも幅狭に形成され、前記試料固定部上に前記絶縁膜を介して設けられた試料搭載パッド、および前記絶縁膜上に設けられ、前記試料搭載パッドと前記外部電圧印加用パッドとを接続する引き回し部を有する配線構造部と、を備え、
前記外部電圧印加用パッドは、前記引き回し部に接続された外部端子用パッドと、前記外部端子用パッドに接続され、前記外部端子用パッドよりも面積が大きい外部端子接続部とを有する試料固定装置。 A micro sample stage having a sample fixing part and a base part, at least the base part being formed of a semiconductor material;
An insulating film provided on at least one surface of the micro sample table;
An external voltage application pad provided on the base portion via the insulating film and in contact with an external terminal member, formed to be narrower than the external voltage application pad, and the insulating film on the sample fixing portion A sample mounting pad provided via, and a wiring structure portion provided on the insulating film and having a routing portion that connects the sample mounting pad and the external voltage application pad,
The external voltage application pad includes an external terminal pad connected to the routing portion, and an external terminal connection portion connected to the external terminal pad and having a larger area than the external terminal pad. .
前記試料取付部および前記基体部の少なくとも一つの面に設けられた絶縁膜と、
前記基体部上に前記絶縁膜を介して設けられ、外部端子部材が接触される外部電圧印加用パッド、前記外部電圧印加用パッドよりも幅狭に形成され、前記試料固定部に前記絶縁膜を介して設けられた試料搭載パッド、および前記絶縁膜上に設けられ、前記試料搭載パッドと前記外部電圧印加用パッドとを接続する引き回し部を有する配線構造部と、を備え、
前記試料固定部が、前記試料取付部の前記基体部側と反対側に突出して形成され、
前記試料固定部の厚さは、前記基体部の厚さと同一かまたは前記基体部の厚さより薄く形成され、
前記試料搭載パッドは、前記試料固定部の前記一つの面および板厚方向に延在する先端部上面に設けられている試料固定装置。 A flat sample holder having a sample mounting portion on which a sample fixing portion is formed, and a base portion , wherein the sample mounting portion and the base portion are integrated with a semiconductor material;
An insulating film provided on at least one surface of the sample mounting portion and the base portion ;
An external voltage application pad provided on the base portion via the insulating film and in contact with an external terminal member is formed narrower than the external voltage application pad, and the insulating film is formed on the sample fixing portion. A sample mounting pad provided via, and a wiring structure portion provided on the insulating film and having a routing portion that connects the sample mounting pad and the external voltage application pad ,
The sample fixing part is formed to protrude on the side opposite to the base part side of the sample mounting part,
The thickness of the sample fixing part is the same as the thickness of the base part or less than the thickness of the base part,
The sample mounting pad is a sample fixing device provided on the one surface of the sample fixing portion and an upper surface of a tip portion extending in a plate thickness direction .
前記微小試料台に複数の前記配線構造部が設けられている試料固定装置。 In the sample fixing device according to any one of claims 1 to 3 ,
A sample fixing device in which a plurality of the wiring structure portions are provided on the micro sample table.
電源に接続され、前記配線構造部の前記外部電圧印加用パッドに接続されて前記配線構造部を介して、前記試料搭載パッドに電気的に接続された試料に電圧を印加する外部端子部材と、を備える試料分析装置。 The sample fixing device according to any one of claims 1 to 4,
An external terminal member that is connected to a power source , is connected to the external voltage application pad of the wiring structure portion, and applies a voltage to the sample electrically connected to the sample mounting pad via the wiring structure portion; A sample analyzer comprising:
イオンビーム光学系と、
二次イオン検出器とを備え、
前記外部端子部材および前記配線構造部を介して前記試料搭載パッドに電気的に接続された試料に電圧が印加された状態で、前記イオンビーム光学系により試料にイオンビームを照射し、試料から放出される二次イオンを前記二次イオン検出器で検出する試料分析装置。
6. The sample analyzer according to claim 5, further comprising:
An ion beam optical system;
A secondary ion detector,
In a state where a voltage is applied to the sample electrically connected to the sample mounting pad via the external terminal member and the wiring structure part, the sample is irradiated with an ion beam by the ion beam optical system and emitted from the sample. Analyzer for detecting secondary ions to be detected by the secondary ion detector.
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