JP2009215609A

JP2009215609A - Thin film forming method, sample holder for electron microscope, and its forming method

Info

Publication number: JP2009215609A
Application number: JP2008060306A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Kawasaki; 忠寛川▲崎▼; Kodai Ueda; 浩大上田; Takayoshi Tanji; 敬義丹司
Original assignee: Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-09-24

Abstract

【課題】電子顕微鏡用試料ホルダの電子線窓に、薄くかつ反応性の低い薄膜を形成すること。
【解決手段】本発明は、ＢＮ膜を形成すべき基板を冷却する工程Ｓ１２と、スパッタリング法を用い、前記基板上に非晶質ＢＮ膜を形成する工程Ｓ１４と、を有する薄膜形成方法、前記薄膜を用いた電子顕微鏡用試料ホルダおよびその形成方法である。本発明によれば、非晶質ＢＮ膜を均一に形成することができる。よって、反応性の低いＢＮ膜を薄く形成することができる。
【選択図】図４A thin thin film having low reactivity is formed on an electron beam window of a sample holder for an electron microscope.
The present invention provides a thin film forming method comprising: a step S12 for cooling a substrate on which a BN film is to be formed; and a step S14 for forming an amorphous BN film on the substrate using a sputtering method, It is the sample holder for electron microscopes which used the thin film, and its formation method. According to the present invention, an amorphous BN film can be formed uniformly. Therefore, a thin BN film having low reactivity can be formed.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、薄膜形成方法、電子顕微鏡用試料ホルダおよびその形成方法に関し、特に、非晶質ＢＮ膜を形成する薄膜形成方法、電子顕微鏡用試料ホルダおよびその形成方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a thin film, a sample holder for an electron microscope, and a method for forming the same, and more particularly to a method for forming a thin film for forming an amorphous BN film, a sample holder for an electron microscope, and a method for forming the same.

ＢＮ（窒化ホウ素）は、耐熱性、耐食性に優れている。特許文献１には、基板温度を高くし、スパッタリング法を用いＢＮ薄膜を形成する技術が開示されている。特許文献２には、反射防止構造体の保護膜としてスパッタリング法を用いＢＮ薄膜を形成する方法が記載されている。
特開平１１−１２７１７号公報特開２００８−４０３２２号公報 BN (boron nitride) is excellent in heat resistance and corrosion resistance. Patent Document 1 discloses a technique of increasing the substrate temperature and forming a BN thin film using a sputtering method. Patent Document 2 describes a method of forming a BN thin film using a sputtering method as a protective film of an antireflection structure.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-12717 JP 2008-40322 A

例えば、気体を充満させた状態で試料を電子顕微鏡観察するためには、電子線を透過させる窓材は、真空と気体とを隔てることとなる。電子線を透過させるためには窓材の膜厚は薄いことが求められる。一方、真空と気体との圧力差に耐えるためには、窓材は強度の大きい材料からなることが求められる。このような窓材として炭素薄膜が考えられる。しかしながら、例えば、気体が反応性気体の場合、炭素薄膜が反応してしまう。このように、電子線が透過する窓材として、薄く、強度が大きくかつ反応性の低い薄膜が求められている。 For example, in order to observe a sample with an electron microscope in a state filled with gas, a window material that transmits an electron beam separates the vacuum from the gas. In order to transmit the electron beam, the window material is required to be thin. On the other hand, in order to withstand the pressure difference between vacuum and gas, the window material is required to be made of a material having high strength. A carbon thin film can be considered as such a window material. However, for example, when the gas is a reactive gas, the carbon thin film reacts. As described above, a thin, high-strength and low-reactivity thin film is required as a window material through which an electron beam passes.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、薄くかつ反応性の低い薄膜を形成することを目的とする The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to form a thin thin film having low reactivity.

本発明は、ＢＮ膜を形成すべき基板を冷却する工程と、スパッタリング法を用い、冷却されている前記基板上に非晶質ＢＮ膜を形成する工程と、を有することを特徴とする薄膜形成方法である。本発明によれば、非晶質ＢＮ膜を均一に形成することができる。よって、反応性の低いＢＮ膜を薄く形成することができる。 The present invention includes a step of cooling a substrate on which a BN film is to be formed, and a step of forming an amorphous BN film on the substrate being cooled using a sputtering method. Is the method. According to the present invention, an amorphous BN film can be formed uniformly. Therefore, a thin BN film having low reactivity can be formed.

上記構成において、前記基板に炭素膜を形成する工程を有し、前記非晶質ＢＮ膜を形成する工程は、前記炭素膜上に前記非晶質ＢＮ膜を形成する工程である構成とすることができる。この構成によれば、炭素膜の酸化を抑制することができる。 In the above configuration, the method includes a step of forming a carbon film on the substrate, and the step of forming the amorphous BN film is a step of forming the amorphous BN film on the carbon film. Can do. According to this configuration, oxidation of the carbon film can be suppressed.

上記構成において、前記基板を冷却する工程は、液化気体を用い前記基板を冷却する工程である構成とすることができる。 The said structure WHEREIN: The process of cooling the said board | substrate can be set as the structure which is a process of cooling the said board | substrate using liquefied gas.

本発明は、電子線を透過させ、真空と気体との間を隔てる窓を形成すべき基板を冷却する工程と、スパッタリング法を用い、冷却されている前記基板上に前記窓の少なくとも一部となる非晶質ＢＮ膜を形成する工程と、を有することを特徴とする電子顕微鏡用試料ホルダの形成方法である。本発明によれは、電子顕微鏡用ホルダの電子線を透過させる窓に薄くかつ反応性の低い膜を用いることができる。 The present invention includes a step of cooling a substrate through which an electron beam is transmitted and forming a window separating a vacuum and a gas, and at least a part of the window on the substrate being cooled using a sputtering method. Forming an amorphous BN film. The method for forming a sample holder for an electron microscope, comprising: According to the present invention, a thin and low-reactive film can be used for the window that transmits the electron beam of the holder for the electron microscope.

上記構成において、前記基板に炭素膜を形成する工程を有し、前記非晶質ＢＮ膜を形成する工程は、前記炭素膜上に前記非晶質ＢＮ膜を形成する工程である構成とすることができる。また、上記構成において、前記気体は反応性の気体である構成とすることができる。さらに、上記構成において、前記基板を冷却する工程は、液化気体を用い前記基板を冷却する工程である構成とすることができる。 In the above configuration, the method includes a step of forming a carbon film on the substrate, and the step of forming the amorphous BN film is a step of forming the amorphous BN film on the carbon film. Can do. Moreover, the said structure WHEREIN: The said gas can be set as the structure which is reactive gas. Furthermore, the said structure WHEREIN: The process of cooling the said board | substrate can be set as the structure which is a process of cooling the said board | substrate using liquefied gas.

本発明は、電子線を透過させ、真空と気体との間を隔てる窓の少なくとも一部に非晶質ＢＮ膜を有することを特徴とする電子顕微鏡用試料ホルダである。本発明によれは、電子顕微鏡用ホルダの電子線を透過させる窓に薄くかつ反応性の低い膜を用いることができる。 The present invention is a sample holder for an electron microscope characterized by having an amorphous BN film on at least a part of a window that transmits an electron beam and separates a vacuum and a gas. According to the present invention, a thin and low-reactive film can be used for the window that transmits the electron beam of the holder for the electron microscope.

上記構成において、前記非晶質ＢＮ膜の外側に炭素膜を有する構成とすることができる。また、上記構成において、前記気体は反応性の気体である構成とすることができる。 In the above structure, a carbon film may be provided outside the amorphous BN film. Moreover, the said structure WHEREIN: The said gas can be set as the structure which is reactive gas.

本発明によれば、非晶質ＢＮ膜を均一に形成することができる。よって、反応性の低いＢＮ膜を薄く形成することができる。 According to the present invention, an amorphous BN film can be formed uniformly. Therefore, a thin BN film having low reactivity can be formed.

まず、薄膜を窓に用いた電子顕微鏡用試料ホルダの例について説明する。図１は、透過型電子顕微鏡用試料ホルダの模式図である。試料ホルダ６０は、筐体６２、窓５０、試料台６６を有している。筐体６２は、電子線４０を透過させる領域に孔７４が設けられている。孔７４は、窓５０で覆われている。窓５０は、試料ホルダ６０外の真空と試料ホルダ６０内とを隔てている。筐体６２内には試料を保持する試料台６６が設けられている。試料台６６には試料８０がセットされる。筐体６２には、ガス導入管６８により気体４２が導入され、ガス排気管７０により気体４２が排出される。試料台６６には孔７２が設けられ、ガス導入管６８により筐体６２内に導入された気体４２は、孔７２を通りガス排出管７０により排出される。本試料ホルダ６０においては、筐体６２内に導入された気体４２により試料８０が反応する。電子線４０は、窓５０、試料８０および窓５０を透過する。これにより、試料８０が気体４２により反応する過程の電子顕微鏡観察を行うことができる。 First, an example of a sample holder for an electron microscope using a thin film as a window will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of a sample holder for a transmission electron microscope. The sample holder 60 has a housing 62, a window 50, and a sample table 66. The housing 62 is provided with a hole 74 in a region through which the electron beam 40 is transmitted. The hole 74 is covered with the window 50. The window 50 separates the vacuum outside the sample holder 60 from the inside of the sample holder 60. A sample stage 66 for holding a sample is provided in the housing 62. A sample 80 is set on the sample stage 66. A gas 42 is introduced into the casing 62 through a gas introduction pipe 68, and the gas 42 is discharged through a gas exhaust pipe 70. A hole 72 is provided in the sample stage 66, and the gas 42 introduced into the housing 62 by the gas introduction pipe 68 passes through the hole 72 and is discharged by the gas discharge pipe 70. In the sample holder 60, the sample 80 reacts with the gas 42 introduced into the housing 62. The electron beam 40 passes through the window 50, the sample 80, and the window 50. Thereby, the electron microscope observation of the process in which the sample 80 reacts with the gas 42 can be performed.

窓５０は電子線４０を透過させるために十分な薄さが要求され、真空と気体とを隔てるための強度が要求される。そこで、窓５０として炭素薄膜を用いることが考えられる。しかしながら、炭素薄膜からなる窓５０は気体４２により反応しやすい。例えば、気体４２に酸素が含まれている場合、炭素薄膜が酸化してしまう。 The window 50 is required to be thin enough to allow the electron beam 40 to pass therethrough, and is required to have a strength for separating the vacuum from the gas. Therefore, it is conceivable to use a carbon thin film as the window 50. However, the window 50 made of a carbon thin film tends to react with the gas 42. For example, when the gas 42 contains oxygen, the carbon thin film is oxidized.

本発明においては、薄く、強度が大きくかつ反応性の低い薄膜として非晶質ＢＮ薄膜を用いることをその原理とする。以下、本発明の実施例を図面を参照に説明する。 The principle of the present invention is to use an amorphous BN thin film as a thin thin film having high strength and low reactivity. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施例１は、炭素薄膜上に非晶質ＢＮ薄膜を形成する例である。図２は、実施例１における図１の窓５０の詳細を示した断面図である。窓５０は、メッシュ基板５２、炭素薄膜５４およびＢＮ薄膜５６を有している。メッシュ基板５２はＣｕからなり、孔５８を有している。メッシュ基板５２の膜厚は２００μｍであり、孔５８の直径は１００μｍである。基板５２上に膜厚が約１０ｎｍの炭素薄膜５４が形成されている。炭素薄膜５４上に膜厚が約０．８ｎｍのＢＮ薄膜５６が形成されている。 Example 1 is an example in which an amorphous BN thin film is formed on a carbon thin film. FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of the window 50 of FIG. 1 in the first embodiment. The window 50 has a mesh substrate 52, a carbon thin film 54, and a BN thin film 56. The mesh substrate 52 is made of Cu and has holes 58. The thickness of the mesh substrate 52 is 200 μm, and the diameter of the hole 58 is 100 μm. A carbon thin film 54 having a thickness of about 10 nm is formed on the substrate 52. A BN thin film 56 having a thickness of about 0.8 nm is formed on the carbon thin film 54.

図３はＢＮ薄膜５６を形成するためのスパッタ装置２０を示す模式図である。スパッタ装置２０はスパッタ室２２を有している。スパッタ室２２内には、陽極２４および陰極２６が設けられている。陽極２４には基板５２が配置される。陽極２４の裏側には例えば液化窒素等の液化気体３８を溜める液化気体溜め２８が設けられている。液化気体溜め２８に液化気体を導入すると、基板１０は液化気体の温度近くの温度となる。陰極２６にはＢＮからなるターゲットが配置されている。陰極２６内にはマグネット２７が設けられている。スパッタ室２２にはガス導入部３０からスパッタガス３４が導入され、排出部３２よりガス３６が排出される。 FIG. 3 is a schematic diagram showing a sputtering apparatus 20 for forming the BN thin film 56. The sputtering apparatus 20 has a sputtering chamber 22. An anode 24 and a cathode 26 are provided in the sputtering chamber 22. A substrate 52 is disposed on the anode 24. A liquefied gas reservoir 28 for storing a liquefied gas 38 such as liquefied nitrogen is provided on the back side of the anode 24. When the liquefied gas is introduced into the liquefied gas reservoir 28, the substrate 10 has a temperature close to the temperature of the liquefied gas. A target made of BN is disposed on the cathode 26. A magnet 27 is provided in the cathode 26. A sputtering gas 34 is introduced from the gas introduction unit 30 into the sputtering chamber 22, and a gas 36 is exhausted from the discharge unit 32.

スパッタ室２２内のガスを到達真空度に達するまで排気し、スパッタガスを導入する。陽極２４と陰極２６との間に高周波を印加が印加されるとプラズマが生成される。マグネット２７の磁界により、生成されたプラズマはターゲット１２に飛来する。これにより、ターゲット１２からＢＮ分子（またはＢ原子およびＮ原子）がスパッタされ、ＢＮ分子（またはＢ原子およびＶ原子）が基板５２上に到達し、ＢＮ薄膜５６が堆積される。 The gas in the sputtering chamber 22 is exhausted until the ultimate vacuum is reached, and the sputtering gas is introduced. When a high frequency is applied between the anode 24 and the cathode 26, plasma is generated. Due to the magnetic field of the magnet 27, the generated plasma jumps to the target 12. Thereby, BN molecules (or B atoms and N atoms) are sputtered from the target 12, the BN molecules (or B atoms and V atoms) reach the substrate 52, and the BN thin film 56 is deposited.

図４のフローチャートを参照に、薄膜の形成方法について説明する。まず、基板５２上に蒸着法を用い炭素薄膜５４を形成する（ステップＳ１０）。次に、液化気体溜め２８に液体窒素を導入し、基板５２を冷却する（ステップＳ１２）。スパッタリング法を用い、冷却されている炭素薄膜５４上に非晶質ＢＮ薄膜５６を形成する（ステップＳ１４）。以上により、基板５２上に炭素薄膜５４およびＢＮ薄膜５６が形成される。ＢＮ薄膜５６の成膜条件は、高周波電力が８０Ｗ、到達真空度が１×１０^−５Ｐａ、スパッタガスがＡｒで１Ｐａ、ターゲット１２はホットプレス加工の純度が９９．５％のＢＮターゲット、ターゲット１２と基板５２との距離が１１０ｍｍである。 A method for forming a thin film will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the carbon thin film 54 is formed on the substrate 52 by vapor deposition (step S10). Next, liquid nitrogen is introduced into the liquefied gas reservoir 28, and the substrate 52 is cooled (step S12). An amorphous BN thin film 56 is formed on the cooled carbon thin film 54 using a sputtering method (step S14). Thus, the carbon thin film 54 and the BN thin film 56 are formed on the substrate 52. The film forming conditions of the BN thin film 56 are: a high frequency power of 80 W, an ultimate vacuum of 1 × 10 ⁻⁵ Pa, a sputtering gas of 1 Pa of Ar, and a target 12 having a hot press working purity of 99.5%. The distance between 12 and the substrate 52 is 110 mm.

図５（ａ）は基板５２を室温のままＢＮ薄膜５６を形成したＢＮ薄膜５６表面の光学顕微鏡写真、図５（ｂ）は基板５２を−１２０℃に冷却し、ＢＮ薄膜５６を形成したＢＮ薄膜５６表面の光学顕微鏡写真、である。図５（ａ）を参照に、室温でＢＮ薄膜５６を形成した場合、ＢＮ薄膜５６の表面は島状をしており、ＢＮ薄膜５６は均一に成膜されていない。一方、図５（ｂ）を参照に、−１２０℃でＢＮ薄膜５６を形成した場合、ＢＮ薄膜５６表面は鏡面状態である。これは、ＢＮ薄膜５６が鏡面で非晶質に成膜されたことを示している。 5A is an optical micrograph of the surface of the BN thin film 56 on which the BN thin film 56 is formed while the substrate 52 is kept at room temperature, and FIG. 5B is a view of BN on which the substrate 52 is cooled to −120 ° C. It is an optical microscope photograph of the surface of the thin film 56. 5A, when the BN thin film 56 is formed at room temperature, the surface of the BN thin film 56 has an island shape, and the BN thin film 56 is not uniformly formed. On the other hand, referring to FIG. 5B, when the BN thin film 56 is formed at −120 ° C., the surface of the BN thin film 56 is in a mirror state. This indicates that the BN thin film 56 is formed in an amorphous state on the mirror surface.

室温でＢＮ薄膜５６を成膜する場合、ＢＮ薄膜５６を薄くしようとすると、ＢＮ薄膜５６が均一に形成されていないため、ＢＮ薄膜が被覆されない領域が形成される。一方、低温でＢＮ薄膜５６を成膜する場合、非晶質ＢＮ薄膜５６が形成されるため、ＢＮ膜を均一に形成することができる。 When the BN thin film 56 is formed at room temperature, if the BN thin film 56 is to be thinned, the BN thin film 56 is not uniformly formed, and thus a region not covered with the BN thin film is formed. On the other hand, when the BN thin film 56 is formed at a low temperature, since the amorphous BN thin film 56 is formed, the BN film can be formed uniformly.

このように、ＢＮ薄膜５６を非晶質に形成できるのは、基板５２を非常に低い温度に冷却しているためである。これにより、ＢＮ薄膜５６を成膜中に基板５２表面に飛来したＢＮ分子は基板５２で急激にエネルギーを消失する。よって、基板５２表面に到達した位置に留まり、均一な薄膜が形成される。このように、ＢＮ分子のエネルギーを消失させるためには、基板５２は液体窒素等の液化気体で冷却されることが好ましい。基板５２の温度は例えば−５０℃以下が好ましく、−１００℃以下がより好ましい。 Thus, the BN thin film 56 can be formed in an amorphous state because the substrate 52 is cooled to a very low temperature. As a result, the BN molecules flying to the surface of the substrate 52 during the formation of the BN thin film 56 rapidly lose energy at the substrate 52. Therefore, it stays at the position where it reaches the surface of the substrate 52, and a uniform thin film is formed. Thus, in order to eliminate the energy of BN molecules, the substrate 52 is preferably cooled with a liquefied gas such as liquid nitrogen. For example, the temperature of the substrate 52 is preferably −50 ° C. or lower, and more preferably −100 ° C. or lower.

次に、炭素薄膜５４および非晶質ＢＮ薄膜５６が形成された基板５２を試料ホルダ６０の窓５０として使用した例を説明する。図１の筐体６２内に気体４２としてＣＯが１％の乾燥空気を導入し、ガス圧を５００から７００Ｐａに保持する。この状態で、試料８０上の強度１Ａ／ｃｍ^２となる電子線４０を照射し、窓５０の状況を透過型電子顕微鏡で観察した。 Next, an example in which the substrate 52 on which the carbon thin film 54 and the amorphous BN thin film 56 are formed is used as the window 50 of the sample holder 60 will be described. 1 is introduced as the gas 42 into the casing 62 in FIG. 1 and the gas pressure is maintained at 500 to 700 Pa. In this state, the electron beam 40 with an intensity of 1 A / cm ² on the sample 80 was irradiated, and the state of the window 50 was observed with a transmission electron microscope.

図６（ａ）から図６（ｃ）は、ＢＮ薄膜５６を形成しない膜厚が１０ｎｍの炭素薄膜５４のみを窓とし、電子線４０の照射時間がそれぞれ１秒後、３秒後、１０秒後の窓の透過型電子顕微鏡写真である。図６（ａ）のように、電子線４０を照射し１秒後に窓に孔Ａが開き、図６（ｃ）のように、電子線を１０秒照射すると炭素薄膜５４表面に完全に孔Ａが開いてしまう。このように、炭素薄膜５４に孔Ａが開くのは、炭素薄膜５４が乾燥空気中の酸素で酸化されるためと考えられる。 FIGS. 6A to 6C show only the carbon thin film 54 having a thickness of 10 nm that does not form the BN thin film 56 as a window, and the irradiation time of the electron beam 40 is 1 second, 3 seconds, and 10 seconds, respectively. It is a transmission electron micrograph of the latter window. As shown in FIG. 6A, the hole A is opened in the window 1 second after being irradiated with the electron beam 40, and when the electron beam is irradiated for 10 seconds as shown in FIG. 6C, the surface of the carbon thin film 54 is completely covered with the hole A. Will open. Thus, it is thought that the hole A opens in the carbon thin film 54 because the carbon thin film 54 is oxidized by oxygen in the dry air.

図７（ａ）から図７（ｃ）は、ＢＮ薄膜５６（膜厚が０．８ｎｍ）を気体側に形成した炭素薄膜５４（膜厚が１０ｎｍ）を窓とし、電子線４０の照射時間がそれぞれ１０秒、２０秒および３０秒の窓５０の透過型電子顕微鏡写真である。図７（ａ）および図７（ｂ）のように、電子線４０を２０秒照射しても窓には孔Ａは開かず、図７（ｃ）のように、電子線を３０秒照射すると窓に孔Ａが開き始める。このように、非晶質ＢＮ薄膜５６を用いることにより、炭素薄膜５４が酸化し孔Aの開くことを抑制することができる。 7A to 7C show a carbon thin film 54 (thickness of 10 nm) in which a BN thin film 56 (thickness of 0.8 nm) is formed on the gas side, and the irradiation time of the electron beam 40. It is the transmission electron micrograph of the window 50 of 10 seconds, 20 seconds, and 30 seconds, respectively. When the electron beam 40 is irradiated for 20 seconds as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the hole A is not opened in the window, and when the electron beam is irradiated for 30 seconds as shown in FIG. 7 (c). Hole A begins to open in the window. Thus, by using the amorphous BN thin film 56, it is possible to suppress the carbon thin film 54 from being oxidized and opening the holes A.

実施例１によれば、図３のステップＳ１２のように、基板５２を冷却し、ステップＳ１４のように、スパッタリング法を用い、冷却した状態の基板５２上にＢＮ薄膜５６を形成する。これにより、図５（ｂ）のように、非晶質ＢＮ膜５６を形成することができる。非晶質ＢＮ膜５６は１ｎｍ以下の薄膜であっても均一に形成される。よって、実施例１によれば、薄くＢＮ膜を形成することができる。また、ＢＮを用いることにより強度が大きくかつ反応性の低い薄膜を形成することができる。 According to the first embodiment, the substrate 52 is cooled as in step S12 of FIG. 3, and the BN thin film 56 is formed on the cooled substrate 52 using the sputtering method as in step S14. Thereby, an amorphous BN film 56 can be formed as shown in FIG. The amorphous BN film 56 is uniformly formed even if it is a thin film of 1 nm or less. Therefore, according to Example 1, a thin BN film can be formed. Further, by using BN, a thin film having high strength and low reactivity can be formed.

また、ＢＮ薄膜５６を炭素薄膜５４上に形成することにより、炭素薄膜５４の酸化を抑制することができる。さらに、基板５２の冷却を液体窒素３８等の液化気体を用い行うことにより、低温でＢＮ薄膜５６を形成することができるため膜厚の均一性のよい非晶質ＢＮ薄膜５６を形成することができる。 Further, by forming the BN thin film 56 on the carbon thin film 54, oxidation of the carbon thin film 54 can be suppressed. Further, by cooling the substrate 52 using a liquefied gas such as liquid nitrogen 38, the BN thin film 56 can be formed at a low temperature. Therefore, it is possible to form the amorphous BN thin film 56 with good film thickness uniformity. it can.

非晶質ＢＮ薄膜５６は、電子顕微鏡用試作ホルダの窓以外にも、薄く、強度が大きくかつ反応性の低い薄膜が求められる膜として用いることができる。特に、図１のように、電子線を透過させ真空と気体との間を隔てる窓５０を形成すべき基板５２上に窓５０の少なくとも一部となる非晶質ＢＮ薄膜５６を形成する。これにより、図７（ａ）から図７（ｃ）に示したように、炭素薄膜５４の酸化を抑制することができる。特に、図１の気体４２が酸化剤等の反応性気体の場合、非晶質ＢＮ膜５６を用いることが好ましい。 The amorphous BN thin film 56 can be used as a film for which a thin, high-strength and low-reactivity thin film is required in addition to the window of the electron microscope prototype holder. In particular, as shown in FIG. 1, an amorphous BN thin film 56 that becomes at least a part of the window 50 is formed on a substrate 52 on which a window 50 that transmits an electron beam and separates a vacuum and a gas is to be formed. Thereby, as shown in FIGS. 7A to 7C, the oxidation of the carbon thin film 54 can be suppressed. In particular, when the gas 42 in FIG. 1 is a reactive gas such as an oxidizing agent, it is preferable to use the amorphous BN film 56.

以上、発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

図１は電子顕微鏡用試作ホルダの模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a prototype holder for an electron microscope. 図２は実施例１に係る窓の模式図である。FIG. 2 is a schematic view of a window according to the first embodiment. 図３はスパッタ装置の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a sputtering apparatus. 図４は実施例１に係る薄膜形成方法を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating the thin film forming method according to the first embodiment. 図５（ａ）および図５（ｂ）は、ＢＮ薄膜形成後のＢＮ薄膜表面の光学顕微鏡写真である。FIG. 5A and FIG. 5B are optical micrographs of the surface of the BN thin film after the BN thin film is formed. 図６（ａ）から図６（ｃ）は、ＢＮ薄膜が形成されていない窓に電子線を照射した際の窓の電子顕微鏡写真である。FIG. 6A to FIG. 6C are electron micrographs of windows when an electron beam is irradiated to a window where a BN thin film is not formed. 図７（ａ）から図７（ｃ）は、ＢＮ薄膜が形成された窓に電子線を照射した際の窓の電子顕微鏡写真である。FIG. 7A to FIG. 7C are electron micrographs of windows when an electron beam is irradiated on the window on which the BN thin film is formed.

Explanation of symbols

１２ターゲット
４０電子線
４２気体
５０窓
５２基板
５４炭素薄膜
５６ＢＮ薄膜
６０試料ホルダ
６２筐体 12 Target 40 Electron beam 42 Gas 50 Window 52 Substrate 54 Carbon thin film 56 BN thin film 60 Sample holder 62 Housing

Claims

Cooling the substrate on which the BN film is to be formed;
Forming an amorphous BN film on the cooled substrate using a sputtering method;
A thin film forming method characterized by comprising:

Forming a carbon film on the substrate;
2. The thin film forming method according to claim 1, wherein the step of forming the amorphous BN film is a step of forming the amorphous BN film on the carbon film.

3. The thin film forming method according to claim 1, wherein the step of cooling the substrate is a step of cooling the substrate using a liquefied gas.

Cooling the substrate through which an electron beam is transmitted to form a window separating the vacuum and the gas;
Forming an amorphous BN film to be at least part of the window on the cooled substrate using a sputtering method;
A method for forming a sample holder for an electron microscope, comprising:

Forming a carbon film on the substrate;
5. The method for forming an electron microscope sample holder according to claim 4, wherein the step of forming the amorphous BN film is a step of forming the amorphous BN film on the carbon film.

6. The method for forming a sample holder for an electron microscope according to claim 4, wherein the gas is a reactive gas.

The thin film forming method according to claim 4, wherein the step of cooling the substrate is a step of cooling the substrate using a liquefied gas.

A sample holder for an electron microscope, comprising an amorphous BN film on at least a part of a window that transmits an electron beam and separates a vacuum and a gas.

The sample holder for an electron microscope according to claim 8, further comprising a carbon film outside the amorphous BN film.

The sample holder for an electron microscope according to claim 8 or 9, wherein the gas is a reactive gas.