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大分類:形状・形態観察、分析

形状・形態観察、分析

材料やデバイス研究開発の過程では,形状・形態観察,物理分析が必要となる.形状・形態観察に関しては光・電子の各種顕微鏡類,プローブ顕微鏡,膜厚測定などの各種装置が揃っている.分析についても,分光分析で各種波長の電磁波,イオン,プラズマを活用するシステムが存在する.これらの機器・装置の多くは微細構造解析プラットフォームの機器・装置と共通である.

該当する中分類件数:8件

走査電子顕微鏡(SEM)

SEM(Scanning Electron Microscope)は,電子線を加速・集束して得た電子プローブを試料表面に照射・走査し,対象物から放出される二次電子,反射電子,透過電子,X線,蛍光,内部起電力等を検出,その映像を拡大表示して対象を観察する顕微鏡.通常は二次電子像が利用される.像の分解能は電子線の直径で決まり,直径は熱陰極電子銃で2~10 nm,電界放射電子銃で0.5~2 nm.

透過電子顕微鏡(TEM)

TEM(Transmission Electron Microscope)は,観察対象に電子線をあてて透過した電子線を電子レンズ系で拡大・結像させて物質の構造を分子・原子レベルで直接観察,あるいは微小領域の組成分析を行う顕微鏡.試料は薄片化が必要.空間分解能は電子の加速電圧が200 kVのとき,0.2 nm程度である.分析には電子線によって試料から発生する二次電子や特性X線などを利用する.

走査プローブ顕微鏡(SPM)

SPM(Scanning Probe Microscope)は,先端を尖らせた探針(プローブ)を物質の表面に近づけてプローブ直下の表面に刺激を与えた時の応答を測定し,プローブを動かした時の応答から,原子配列,電子構造,凹凸などの表面状態をナノメートルオーダーの空間分解能で2次元的に拡大観察することのできる顕微鏡.

分光(光、電子線、イオン線、プラズマ、磁気、X線)

分光法は分光器によって発光および吸収スペクトルを調べる物理分析法である.γ線,X線,紫外線,可視光線,赤外線,マイクロ波の各種波長領域について発光および吸収スペクトルから物質の同定,定性,定量を行う手法がある.

光学顕微鏡(一般、共焦点、レーザ)

光学顕微鏡類としては,レーザー顕微鏡(生物用共焦点レーザ走査型顕微鏡,3D測定レーザー顕微鏡など),デジタル顕微鏡(測微機能および3次元表示機能付き),蛍光イメージングシステム(蛍光顕微鏡とサポートシステム)などがある.

環境試験機・高真空評価

温度・湿度環境を提供する小型の環境試験装置(温度範囲 -60℃~+150℃・湿度範囲は30~95%rh),超高・極高真空ガス分析装置群(ガス放出速度測定,昇温脱離ガス分析,超高真空分圧測定などの装置)などがある.

膜厚・段差・粗さ測定

膜厚・段差の測定では,垂直解像度1nmの触針式表面形状測定装置,膜の表面と裏面で反射した光の干渉を利用する光干渉方式(60μmまでのレジスト膜厚測定可,最大4層膜まで同時測定可),Åレベルの薄い膜に対して良い感度を持つ分光エリプソメトリー(薄膜の屈折率nと消衰係数k(光学定数)や,膜厚,表面粗さ・界面の粗さなどを測定できる)などがある.これらとは異なり,MEMSデバイスの動的特性(面外,面内)および表面形状を3次元で測定するマイクロシステムアナライザーがある.

試料作製装置(TEM)

透過電子顕微鏡(TEM)用の薄片試料を作製装置がある.試料を電子線が透過する厚み(約100nm)に薄くすることが必要で,その際可能な限りオリジナルの情報を保つことが求められる.作製方法は材料によりまた測定目的によりことなる.硬い材料では,FIB法,Arミリング法などが用いられる.