日立製作所は、この度、当社の集束イオンビーム加工観察装置（以下、ＦＩＢ： Focused Ion Beam）
「ＦＢ−２０００Ａ」に組み込み可能なＦＩＢ加工用のＴＥＭ試料作製前処理装置「マイクロサンプリ
ング装置」を業界で初めて開発、製品化しました。
  本装置は、イオンビームを用いて、微小領域を直接取り出すことが可能なため、試料作製の精度を向
上させるとともに、作製時間も約３割短縮することができ、微細構造をもった先端デバイスの解析の効
率化に大きく寄与します。

  近年、半導体デバイスや磁気記録デバイスの製造プロセスは、ますます微細化が進展しており、こう
したデバイスや薄膜の欠陥解析および製造プロセスのコントロールのために、デバイスの微細構造高倍
率観察や微小部高感度分析に透過電子顕微鏡（以下、ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）が
必要不可欠になっています。しかしながら、ＴＥＭで分析するためには、試料の厚さを0．1μｍ程度に
する必要があり、ＦＩＢを用いたＴＥＭ試料作製前処理法が注目されています。
  しかしながら、ＦＩＢでは、サブミクロン単位での加工ができる反面、大きな領域を加工することは、
実用上不可能であり、ＦＩＢの前処理としてダイシングと呼ばれる切削加工などが必要となります。化
合物半導体やＧＭＲ(giant magnetoresistive)ヘッドの薄膜の積層強度が非常に弱いため、機械加工に
よって、薄膜が剥離してしまうケースが頻繁に発生します。また、デバイスの欠陥箇所は、ウエーハの
特定箇所であるため、その場所をピンポイントで取り出すには、不良箇所等のアドレスを基にＦＩＢ加
工位置を特定する必要がありますが、一旦、ウエーハが割断されてしまうとその位置出しは極めて困難
であり、ＦＩＢを用いた効率的な試料作製手法が望まれています。

  今回開発した「マイクロサンプリング装置」は、ウエーハ等の表面から観察部所を含む部分をイオン
ビームで5μm×20μm、深さ15μmという微小領域にして切出すとともに、金属針をマイクロマニュピュ
レータとして微小移動させ、ピンセットのように使い、その微小領域を直接摘出することを可能としま
した。狙った箇所を機械的な力を加えずに、ＦＩＢ加工が可能な数十ミクロンサイズにするマイクロサ
ンプリング法を実現したことにより、不良箇所や分析箇所を位置データを基にＴＥＭ試料を正確に作製
できるだけでなく、機械加工で破壊してしまうような化合物半導体やＧＭＲ等のＴＥＭ試料も容易に作
製できるようになりました。

＜観察領域を取り出す手法＞
(1)金属針を観察領域の表面に接触させた後、導電性元素を成分に含む化合物生成ガスを射出しな
   がら、イオンビームとの化学反応で導電性膜を微小領域に堆積させ、金属針と微小領域を接着
   する。
(2)その金属針を移動させ、ＴＥＭ試料を載せるメッシュに同様な手法により固定し、金属針を切
   り離す。
(3)ＦＩＢ加工により、ＴＥＭ観察用の試料前処理を行なう。

                                               以  上