JP2012169270A - 試料作製のための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試料テーブル100は、試料104を取りつける受容機構106とマスク105及び、少なくとも1つの位置決めユニット101、102、103を備えている。試料104はマスク105に対して相対的に位置決め可能である。試料テーブル100は、1つの試料104がイオンビームにさらされている間、残りの位置決めユニット101、102、103がイオンビームから回避される様に配置し、回転機構により試料104を順次エッチング加工する事ができる。
【選択図】図1
Description
本出願は、2011年2月9日出願のオーストリア特許出願第A168/2011号の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本明細書に組み込み記載されているものとする。
イオンビームエッチングは、試料作製(試料調整)のために頻繁に使用される方法であり、それらの試料の構造が典型的には引き続き走査型電子顕微鏡(REM)並びに透過型電子顕微鏡(TEM)において検査される。特にこの技術は、半導体や金属やセラミックスやプラスチックなどの多岐にわたる、研究、材料研究、並びに品質管理において使用される。当該方法を実行するために試料は、イオンビームエッチング装置の試料テーブル上に取り付けられ、1つの又は複数のイオンビームのビーム路内において調節される。イオンビームエッチング装置は、典型的には10−6mbarの基準圧力で作動する高真空装置である。イオンとしては、多くの場合はアルゴンイオンが通常は1〜10kVの加速電圧で使用される。この際、電子顕微鏡内の画像解像度の品質は、基本的に作製試料の品質の良さに依存する。特に周知のイオンビームエッチング法のもとには、実際には特にイオンビームスロープ(斜切)エッチング(Ionenstrahlboeschungsaetzen)、REM試料のイオン研磨(Ionenpolieren)、ワイヤ(プロフィル)カッティング法(Drahtabschattungsverfahren)、並びにTEM標準試料のイオンビーム作製がある。最後の2つの方法がTEM試料のために使用されるのに対し、イオンビームスロープエッチングはREM横断面試料を製造するするために使用される。スロープエッチングでは、試料の側面(Profile)がイオンビームを用いて露出され、この際、試料の領域は、試料の表面上に配置された又は試料の表面に対して調節されたマスク(Maske)により、イオンビームによる材料切除から保護されている。イオンビームスロープエッチング法は、高品質のREM試料の製造において特に効果的であると証明されており、この方法では、少なくとも2つのイオンビーム、好ましくは3つのイオンビームが互いに所定角度のもと試料表面へと案内される。この方法は、特許文献1において開示されている。
以下のステップ、即ち、
(a)上記試料テーブルの少なくとも2つの位置決めユニットに試料を固定し、これらの各々の位置決めユニットにおいて前記試料を手動で調節するステップと、
(b)真空チャンバ内に前記試料テーブルを配置するステップと、
(c)前記試料テーブルの移動によりイオンビームに対して前記位置決めユニットの1つを配向し、この際、この位置決めユニット内の試料は前記イオンビームにさらされ、それに対して各々の残りの前記位置決めユニットは前記イオンビームから回避されており、そしてイオンビームエッチングを用い、前記イオンビームにさらされている前記試料を処理するステップと、
(d)前記試料テーブルの移動により位置決め位置を交換し、前記イオンビームに対して次の前記位置決めユニットを配向し、そしてイオンビームエッチングを用いて前記試料を作製するステップと、
(e)ステップ(c)及び(d)を、イオンビームエッチングを用いて全ての試料が作製されるに至るまで繰り返すステップと、
(f)必要に応じてステップ(c)から(e)を繰り返すステップとを含むこと
を特徴とする方法が提供される。
(a)本発明に従う試料テーブルの少なくとも2つの位置決めユニットに試料を固定し、これらの各々の位置決めユニットにおいて前記試料を手動で調節するステップと、
(b)真空チャンバ(Rezipienten)内に前記試料テーブルを配置するステップと、
(c)前記試料テーブルの移動によりイオンビームに対して前記位置決めユニットの1つを配向(位置合わせ)し、この際、この位置決めユニット内の試料は前記イオンビームにさらされ、それに対して各々の残りの前記位置決めユニットは前記イオンビームから回避されており、そしてイオンビームエッチングを用い、前記イオンビームにさらされている前記試料を処理(加工)するステップと、
(d)前記試料テーブルの移動により位置決め位置を交換し、前記イオンビームに対して次の前記位置決めユニットを配向(位置合わせ)し、そしてイオンビームエッチングを用いて前記試料を作製するステップと、
(e)ステップ(c)及び(d)を、イオンビームエッチングを用いて全ての試料が作製されるに至るまで繰り返すステップと、
(f)必要に応じてステップ(c)から(e)を繰り返すステップ。
(形態1)上記第1の視点のとおり。
(形態2)前記試料テーブルは、1つの回転軸線の周りで回転可能な回転ディスクを含んで構成され、前記位置決めユニットは、好ましくは同じ角度で互いにずらされて回転可能な該回転ディスク上に配設されており、前記位置決めユニットは、該回転ディスクの回転により好ましくは順次的にイオンビームに対して配向可能であることが好ましい。
(形態3)前記回転ディスクの前記回転軸線は、実質的に垂直方向に配向されていることが好ましい。
(形態4)前記回転ディスクの前記回転軸線は、実質的に水平方向に配向されていることが好ましい。
(形態5)前記試料テーブルは、縦長に形成された可動式の支持台を含んで構成され、前記位置決めユニットは、長手方向において好ましくは規則的な間隔をもって縦長の前記支持台上に配設されており、前記位置決めユニットは、長手方向における前記支持台の移動により好ましくは順次的に前記イオンビームに対して配向可能であることが好ましい。
(形態6)前記支持台は、スライドレールとして形成されていることが好ましい。
(形態7)前記試料テーブルは、前記回転ディスクの回転のために或いは前記支持台の移動のために、制御可能な駆動部を有することが好ましい。
(形態8)各前記位置決めユニットは、各々隣接する前記位置決めユニットから1つの保護用分離部により分離されていることが好ましい。
(形態9)前記保護用分離部は、永続的に配設されていることが好ましい。
(形態10)前記保護用分離部は、位置決め可能に配設されていることが好ましい。
(形態11)位置決め可能な前記保護用分離部は、保護用カバーを含んで構成され、該保護用カバーは、バネ機構を用いて開閉可能であることが好ましい。
(形態12)位置決め可能な前記保護用分離部は、保護用カバーを含んで構成され、該保護用カバーは、オーバーラップする薄片を有することが好ましい。
(形態13)位置決め可能な前記保護用分離部は、開閉可能な保護用カバーを含んで構成され、該保護用カバーには、開閉のための駆動部が付設されていることが好ましい。
(形態14)3つの位置決めユニットが、前記回転ディスク上で互いに120°の角度をおいて配設されており、これらの3つの位置決めユニットの間には、各々、前記回転ディスクに対して垂直に配設され且つ前記回転軸線に対して半径方向に延在する保護用分離部が配設されていることが好ましい。
(形態15)上記第2の視点のとおり。
(形態16)上記第3の視点のとおり。
(形態17)前記ステップ(d)の位置決め位置の交換は、順次的に行われることが好ましい。
100 試料テーブル
101〜103 位置決めユニット
104 試料
105 マスク
106 受容機構
107 回転ディスク
108 マスク保持器
109a〜109c 保護用分離部
110 歯車駆動部
111 駆動部歯車
112 外側縁部
120 試料テーブルフランジ
121 フランジハウジング
200 イオンビームエッチング装置
201 真空室(真空チャンバ)
202 双眼鏡或いは双眼顕微鏡
203 イオン源
204 支持レール
300 試料テーブル
301〜305 位置決めユニット
306 試料テーブルの回転方向
307 回転ディスク
308a 保護ハウジング
308b、308c 保護カバー
309 イオンビームの方向
400 試料テーブル
401〜405 位置決めユニット
406 試料テーブルの回転方向
407 回転ディスク
408a 保護ハウジング
408b、408c 保護カバー
409 イオンビームの出射開口部
500 試料テーブル
501〜505 位置決めユニット
506 試料テーブルの回転方向
507 回転ディスク
508a 保護ハウジング
508b、508c 保護カバー
509 イオンビームの方向
600 試料テーブル
601〜605 位置決めユニット
606 試料テーブルの移動方向
607 スライドレール(支持台)
608a 保護ハウジング
608b、608c 保護カバー
609 イオンビームの出射開口部
Claims (17)
- イオンビームエッチング装置内の試料を処理するための試料テーブルであって、
該試料テーブル(100、300、400、500、600)は、少なくとも2つの位置決めユニットを備えた交換テーブルとして設けられており、前記位置決めユニットは、各々につき受容機構(106)とマスク(105)を有し、
前記受容機構(106)内には、イオンビームエッチング過程中に該試料テーブルの方向へ配向されているイオンビームに関して試料(104)が取り付け可能であり、
前記試料(104)は、該試料の位置について前記マスク(105)に対して相対的に位置決め可能であり、
該試料テーブルは、該試料テーブル上の前記位置決めユニットの各々が前記イオンビームエッチング装置のイオンビームに対して配向可能である位置決め位置の間において交換を可能とする機構(107、307、407、507、607)を有し、
1つの前記位置決めユニット(101、301、401、501、603)内の前記試料(104)が前記イオンビームにさらされており、それに対して各々の残りの前記位置決めユニットは前記イオンビームから回避されている、
との形式を有する前記試料テーブルにおいて、
前記位置決めユニットは、共通の真空チャンバ内に配置されており、
少なくとも、前記イオンビームエッチング装置の前記イオンビームに対して配向されている1つの前記位置決めユニット(101、301、401、501、603)と、前記イオンビームから回避されている各々の残りの前記位置決めユニットとの間には、少なくとも1つの保護用分離部が配設されていること
を特徴とする試料テーブル。 - 前記試料テーブル(100、300、400、500)は、1つの回転軸線(L)の周りで回転可能な回転ディスク(107、307、407、507)を含んで構成され、前記位置決めユニットは、互いにずらされて回転可能な該回転ディスク上に配設されており、前記位置決めユニットは、該回転ディスクの回転によりイオンビームに対して配向可能であること
を特徴とする、請求項1に記載の試料テーブル。 - 前記回転ディスク(107、307)の前記回転軸線は、垂直方向に配向されていること
を特徴とする、請求項2に記載の試料テーブル。 - 前記回転ディスク(407、507)の前記回転軸線は、水平方向に配向されていること
を特徴とする、請求項2に記載の試料テーブル。 - 前記試料テーブル(600)は、縦長に形成された可動式の支持台(607)を含んで構成され、前記位置決めユニット(601〜605)は、長手方向において縦長の前記支持台上に配設されており、前記位置決めユニットは、長手方向における前記支持台の移動により前記イオンビームに対して配向可能であること
を特徴とする、請求項1に記載の試料テーブル。 - 前記支持台(607)は、スライドレールとして形成されていること
を特徴とする、請求項5に記載の試料テーブル。 - 前記試料テーブルは、前記回転ディスクの回転のために或いは前記支持台の移動のために、制御可能な駆動部を有すること
を特徴とする、請求項2〜6のいずれか一項に記載の試料テーブル。 - 各前記位置決めユニットは、各々隣接する前記位置決めユニットから1つの保護用分離部により分離されていること
を特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の試料テーブル。 - 前記保護用分離部(109a、109b、109c)は、永続的に配設されていること
を特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の試料テーブル。 - 前記保護用分離部は、位置決め可能に配設されていること
を特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の試料テーブル。 - 位置決め可能な前記保護用分離部は、保護用カバーを含んで構成され、該保護用カバーは、バネ機構を用いて開閉可能であること
を特徴とする、請求項10に記載の試料テーブル。 - 位置決め可能な前記保護用分離部(508b、508c、608b、608c)は、保護用カバーを含んで構成され、該保護用カバーは、オーバーラップする薄片を有すること
を特徴とする、請求項10に記載の試料テーブル。 - 位置決め可能な前記保護用分離部は、開閉可能な保護用カバーを含んで構成され、該保護用カバーには、開閉のための駆動部が付設されていること
を特徴とする、請求項10に記載の試料テーブル。 - 3つの位置決めユニットが、前記回転ディスク(107、307、407、507)上で互いに120°の角度をおいて配設されており、これらの3つの位置決めユニットの間には、各々、前記回転ディスクに対して垂直に配設され且つ前記回転軸線(L)に対して半径方向に延在する保護用分離部(109a、109b、109c)が配設されていること
を特徴とする、請求項2〜4及び8〜13のいずれか一項に記載の試料テーブル。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載の試料テーブルを含んで構成されること
を特徴とする試料テーブルフランジ。 - イオンビームエッチング装置内の少なくとも2つの試料を順次的に作製するための方法であって、
以下のステップ、即ち、
(a)請求項1〜14のいずれか一項に記載の試料テーブルの少なくとも2つの位置決めユニットに試料を固定し、これらの各々の位置決めユニットにおいて前記試料を手動で調節するステップと、
(b)真空チャンバ内に前記試料テーブルを配置するステップと、
(c)前記試料テーブルの移動によりイオンビームに対して前記位置決めユニットの1つを配向し、この際、この位置決めユニット内の試料は前記イオンビームにさらされ、それに対して各々の残りの前記位置決めユニットは前記イオンビームから回避されており、そしてイオンビームエッチングを用い、前記イオンビームにさらされている前記試料を処理するステップと、
(d)前記試料テーブルの移動により位置決め位置を交換し、前記イオンビームに対して次の前記位置決めユニットを配向し、そしてイオンビームエッチングを用いて前記試料を作製するステップと、
(e)ステップ(c)及び(d)を、イオンビームエッチングを用いて全ての試料が作製されるに至るまで繰り返すステップと、
(f)必要に応じてステップ(c)から(e)を繰り返すステップとを含むこと
を特徴とする方法。 - 前記ステップ(d)の位置決め位置の交換は、順次的に行われること
を特徴とする、請求項16に記載の方法。
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