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当社では物質内部の構造や空孔、フィラーなどの分布を三次元画像として観察し、さらにその画像から定量データを得る方法の確立に取り組んでいます。例えばナノ領域を対象とした「透過型電子顕微鏡像の三次元画像化 (3D-TEM) 」やmm～cm領域を対象とした「射出成型品断面の樹脂流れの三次元画像化 (3D/N-ARC法) 」などを開発してまいりました。(図1参照)
今回はμm領域を対象とした「走査型電子顕微鏡像の三次元画像化(3D-SEM)」についてご紹介します。この画像化は弊社がこれまで培ってきました収束イオンビーム(FIB：Focused Ion Beam)を用いた試料加工技術と三次元画像再構築技術に基づくもので、SEMの新しい応用分野を開拓するものとして注目されています。
観察法
FIBにより特定部位を連続的に加工しながら、順次その断面のSEM像を蓄積します。(当社ではこれを「ぱらぱら像」と呼んでいます)。蓄積されたぱらぱら像から三次元画像を再構築します。再構築された像を画像処理することにより任意の断面で、任意のパラメータ (寸法･体積など) を抽出することが可能です。
IC配線の測定例
IC配線を、液体金属ガリウムをイオン源とし加速電圧30kVとしたFIBにより21μm×18μmの領域を加工し、加速電圧を1kVとしたショットキー型電界放射型電子銃を用いてSEM観察を行いました。観察されたSEM像をもとに三次元再構築を行い、写真3に示すの三次元像を得ました。
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