マグネトロンイオンスパッタ用スパッタリングターゲットの材 料選定・SEM試料の蒸着コーターと材料科学
序章
この記事では、スパッタ コーター、マグネトロン スパッタ コーター、非導電性 SEM サンプルまたはその他の基板に薄い金属またはカーボン コーティングを蒸着する熱蒸着カーボン コーターのターゲット材料オプションについて説明します。サンプルを導電性金属でコーティングすると、絶縁サンプルが十分に導電性になり、SEM 画像への帯電効果が最小限に抑えられます。ほとんどの場合、わずか数ナノメートルの金属で SEM サンプルをコーティングすると、くっきりとした鮮明な画像が得られます。適切なターゲット材料の選択は、全体的なイメージング要件、利用可能な SEM、評価される試料材料、および X 線微量分析が必要かどうかによって決まります。
SEMとスパッタコーターの歴史
1965 年の商用導入以来、走査型電子顕微鏡 (SEM) は進化を遂げ、イメージングおよび微量分析機能に多くの改善が組み込まれましたが、非導電性サンプルの帯電の問題は今日まで残っています。 SEM ユーザーは、ケースバイケースで非導電性サンプルの検査に対処する必要があります。幸いなことに、このプロセスを支援する戦略がいくつかあります。
料金の軽減
問題は次のとおりです。通常の電子加速電圧 (kV) (特に 10 kV を超える) では、非導電性の試料に負の電荷が蓄積します。これは、より多くの電子が試料に到達し、二次電子 (SE) または後方散乱電子 (BSE) として放出されるためです。これにより、SEM 画像に強い明るい領域が生成され、ラスター シフトがスキャンされる可能性があります。これらの画像アーティファクトは非常に深刻な場合があり、結果として得られる画像はスキャン対象のオブジェクトとは関係ありません。帯電は 1 keV に近い低ビーム エネルギーでイメージングすることで最小限に抑えることができますが、最近の SEM モデル、特に電界放出型電子銃 (FE-SEM) を使用するモデルのみが、このような低い加速電圧で試料上で小さな電子ビーム プローブ サイズを維持できます ( kV)。あるいは、低真空モード (試料室の圧力は約 1 torr=133 Pa) で動作する可変圧力 SEM は、表面電荷を中和できる陽イオンを生成します。電荷の蓄積を抑制する 3 つ目の方法は、非導電性の試験片表面に非常に薄い導電性コーティングを堆積させることです。通常、真の試験片表面に最小限の構造を追加する金属です。後者の方法は簡単で信頼性が高く、あらゆる SEM で使用できます。一部のコーティングは、最新の SEM、特に電界放出 (FE) 電子銃を搭載した SEM で観察できる粒子構造を示します。スパッタ コーティング用のさまざまな金属があり、低倍率で使用するものもあれば、FE-SEM で高倍率で使用するものもあります。金属コーティングのもう 1 つの利点は、二次電子 (SE) の収率が通常、むき出しの非導電性表面よりもはるかに高いことです。
