JP4564760B2 - 物体運搬方法、物体運搬装置 - Google Patents
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Description
前記運搬手段を用いて被運搬物体を所定の位置まで運搬する工程と、
前記運搬手段から前記被運搬物体を離す工程と
を有する物体運搬方法であって、
前記被運搬物体を前記運搬手段に付与する工程が、前記被運搬物体と前記運搬手段を近づけた状態で、ピレンガス中で電子ビーム又はイオンビームを付与されるべき箇所に照射して、主要な成分としてカーボンを含んでいる堆積物を形成する工程を含むものであり、
前記運搬手段から前記運搬物体を離す工程が、H 2 Oガス中で、イオンビームを前記堆積物のある箇所に照射して、前記堆積物を選択的にエッチングする工程を含むものである
ことを特徴とする物体運搬方法に関する。
前記被運搬物体を運搬手段に付与する手段は、被運搬物体と運搬手段を近づけた状態に保持する手段と、ピレンガス中で電子ビーム又はイオンビームを付与されるべき箇所に照射して、主要な成分としてカーボンを含んでいる堆積物を堆積させる手段とを含み、
前記運搬手段から前記被運搬物体を離す手段は、H 2 O中で、イオンビームを前記堆積物のある箇所に照射して、前記堆積物を選択的にエッチングする手段を有することを特徴とする物体運搬装置に関する。
本発明の物体運搬方法及び装置は、接着するための堆積物を使用しているので、被運搬物体のピックアップ及びリフトオフを、より確実に行なうことが可能である。
(1)接着するための堆積物を使用しているので、被運搬物体のピックアップ及びリフトオフを、より確実に行なうことが可能である。
(2)接着するための堆積物を選択的にエッチングすることができるので、リフトオフ時における被運搬物のダメージの発生を抑制したり、リフトオフ後に被運搬物に運搬手段の一部が残ることを抑制することができる。
(3)接着するための堆積物を選択的にエッチングすることができるので、運搬作業毎に運搬手段の一部を失っていくことを抑制できるので、被運搬物の運搬を何度か繰り返すうちに運搬手段の再加工や交換する必要性も抑制することができる。
以下、図1〜図3を用いて、本発明の物体運搬方法の実施態様の一例について説明する。図1から図3の順に追って説明する。以下の工程a)〜c)は、それぞれ図1、図2および図3に対応する。
基材I4の位置Iにある被運搬物体3に運搬手段7を近づけ、次に両者を近づけた状態で、堆積物形成用ガス9中で第一の粒子線1を所望の個所に照射して被運搬物体3と運搬手段7を接着するための堆積物6を形成する。
運搬手段7を用いて基材I4の位置Iから基材II5の位置IIへ被運搬物体3を運搬する。
基材II5の位置IIにある被運搬物体3の所望の個所に、ガスアシストエッチング用ガス10中で、第二の粒子線2を照射して前記接着するための堆積物6を選択的にエッチングすることにより、運搬手段7から被運搬物体3をリフトオフする。
ここで被運搬物体を運搬手段に付与する手段は、被運搬物体と運搬手段を近づけた状態で、堆積物形成用ガス中で第一の粒子線を所望の個所に照射して被運搬物体と運搬手段を接着するための堆積物を形成する手段を含んでいる。
被運搬手段を用いて被運搬物体を運搬する機能は、運搬手段を用いて基材Iの位置Iから基材IIの位置IIへ被運搬物体を運搬する機能を含んでいる。
ここで運搬手段から被運搬物体を離す手段は、ガスアシストエッチング用ガス中で第二の粒子線を所望の個所に照射して前記接着するための堆積物を選択的にエッチングする手段を含んでいる。
本実施例では、歯車状部品を、本発明の物体運搬方法を用いて、軸受け部に運搬する例について、図7〜図15を用いて説明する。
図7に示すように、被運搬物体として歯車状部品13を準備する。なおこの歯車状部品13は基材I14と固定部21を介して固定されている。
図8に示すように、運搬手段17を歯車状部品13に近づける。ここで運搬手段17は、先端近傍が物体取り付け箇所であるタングステン製のニードル18、駆動機構23などから形成されている。
図9に示すように、運搬手段17と歯車状部品13を近づけた状態で、ピレンガス19中で電子ビーム11を所望の個所に照射して歯車状部品13とタングステン製のニードル18を接着するための堆積物16(主要な成分としてカーボンを含んでいる)を形成する。
図10に示すように、歯車状部品13と基材I14を固定している固定部21にイオンビーム12を照射してエッチングすることにより、歯車状部品13と基材I14を離す。
図11に示すように、歯車状部品13の付いた運搬手段17をピックアップする。
図12に示すように、歯車状部品13が固定されていた基材I14を、軸受け部22を有する基材II15に交換する。
図13に示すように、歯車状部品13の付いた運搬手段17を運動させて、歯車状部品の孔部24を基材II15にある軸受け部22にはめる。
図14に示すように、所望の個所(歯車状部品13と運搬手段17を接着するための堆積物16を形成した箇所)に、H2Oガス20中で、イオンビーム12を照射して前記接着するための堆積物16(主要な成分としてカーボンを含んでいる)を選択的にエッチングすることにより、運搬手段17から歯車状部品13をリフトオフする。
図15に示すように、被運搬物体から運搬手段を遠ざける。
その後、SEMにより被運搬物(歯車状部品)を観察したところ、歯車状部品におけるダメージの発生は少ない、歯車状部品に運搬手段の一部(ニードルの先端部)が残っていないことがわかった。またSEMにより物体取り付け個所であるニードルの先端部を観察したところ、ニードル先端部が失われることが抑制されていることがわかった。
本実施例では、TEM観察用試料を、本発明の物体運搬方法を用いて、FIB−TEM観察用メッシュに運搬する例について、図16〜図25を用いて説明する。
図16に示すように、被運搬物体としてTEM観察用試料33を準備する。なおこのTEM観察用試料はFIB加工により基材I34上に形成されたものであり、TEM観察用試料33は基材I34と固定部41を介して固定されている。
図17に示すように、運搬手段37をTEM観察用試料33に近づける。ここで運搬手段37は、先端近傍が物体取り付け箇所であるタングステン製のニードル38、駆動機構43などから形成されている。
図18に示すように、運搬手段37とTEM観察用試料33を近づけた状態で、ピレンガス39中でイオンビーム31を所望の個所に照射してTEM観察用試料33と運搬手段37を接着するための堆積物36(主要な成分としてカーボンを含んでいる)を形成する。
図19に示すように、TEM観察用試料33と基材I34を固定している固定部41にイオンビーム31を照射してエッチングすることにより、TEM観察用試料33と基材I34を離す。
図20に示すように、TEM観察用試料33の付いた運搬手段37をピックアップする。
図21に示すように、TEM観察用試料33が形成されていた基材I34を、FIB−TEM観察用メッシュ35に交換する。
図22に示すように、TEM観察用試料33の付いた運搬手段37を運動させて、TEM観察用試料33をFIB−TEM観察用メッシュ35に近づける。
図23に示すように、TEM観察用試料33とFIB−TEM観察用メッシュ35を近づけた状態で、ピレンガス39中でイオンビーム31を所望の個所に照射してTEM観察用試料33とFIB−TEM観察用メッシュ35を接着するための堆積物42を形成する。
図24に示すように、所望の個所(TEM観察用試料33と運搬手段37を接着するための堆積物36を形成した箇所)に、H2Oガス40中で、イオンビーム31を照射して前記接着するための堆積物36(主要な成分としてカーボンを含んでいる)を選択的にエッチングすることにより、運搬手段37からTEM観察用試料33をリフトオフする。
図25に示すように、TEM観察用試料33から運搬手段37を遠ざける。
以上の図16〜図25に示したように、本発明の物体運搬方法を用いることにより、TEM観察用試料のFIB−TEM観察用メッシュへの運搬を確実に行なうことができた。その後、SEMにより被運搬物(TEM観察用試料)を観察したところ、TEM観察用試料におけるダメージの発生は少ない、TEM観察用試料に運搬手段の一部(ニードルの先端部)が残っていないことがわかった。またSEMにより物体取り付け個所であるニードルの先端部を観察したところ、ニードル先端部が失われることが抑制されていることがわかった。
本実施例では、本発明の物体運搬装置について、図26〜図28を用いて説明する。
本実施例の物体運搬装置を使用することにより、実施例1(歯車状部品を軸受け部に運搬する)の作業を行なったところ、実施例1の作業を達成することができた。
本実施例では、本発明の物体運搬装置について、図29〜図31を用いて説明する。
本実施例の物体運搬装置を使用することにより、実施例2(TEM観察用試料をFIB−TEM観察用メッシュに運搬する)の作業を行なったところ、実施例2の作業を達成することができた。
本実施例では、複数以上の歯車状部品を、本発明の製造方法を用いて、複数以上の軸受け部に運搬して、歯車状部品の集合体を製造する例について、図32〜図43を用いて説明する。
図32に示すように、膜状物質145およびその下に剥離層146を有する基材I154を準備する。
図33に示すように、基材I154にイオンビーム52を照射して加工を行なう。なおここでは、イオンビーム152が基材I154の真上から照射されるように、試料ステージ(不図示)および基材I154を傾斜させた状態で加工を行なっている。
図34に示すように、図33に示す工程により、3個の歯車状部品153が基材I154の一部に形成され、被運搬物体として歯車状部品153を準備が終了する。
図35に示すように、運搬手段157を歯車状部品153に近づける。ここで運搬手段157は、先端近傍が物体取り付け箇所であるタングステン製のニードル158、駆動機構164などから形成されている。なおここでは、試料ステージ(不図示)および基材I154の傾斜がない状態にもどして行なっている。
図36に示すように、運搬手段157と歯車状部品153を近づけた状態で、ピレンガス159中で電子ビーム11を所望の個所に照射して歯車状部品153とタングステン製のニードル158を接着するための堆積物156(主要な成分としてカーボンを含んでいる)を形成する。
図37および図38に示すように、歯車状部品153の付いた運搬手段157に上方に力を加えることにより、ピックアップを行なう。ここで剥離層162の効果により、主に膜状物質161から形成された歯車状部品153のピックアップを、確実に行なうことが可能である。
図37に示すように、歯車状部品153の付いた運搬手段157に上方に力を加えることにより、歯車状部品153の基材I154からの切り離しを行なう。ここで剥離層162の効果により、主に膜状物質161から形成された歯車状部品153の基材I154からの切り離しを、確実に行なうことが可能である。
図38に示すように、歯車状部品153の付いた運搬手段157をピックアップする。 図39に示すように、歯車状部品153が固定されていた基材I154を、3個の軸受け部163を有する基材II155に交換する。
図40に示すように、歯車状部品153の付いた運搬手段157を運動させて、歯車状部品の孔部24を基材II15にある軸受け部165にはめる。
図41に示すように、所望の個所(歯車状部品153と運搬手段157を接着するための堆積物156を形成した箇所)に、H2Oガス160中で、イオンビーム152を照射して前記接着するための堆積物156(主要な成分としてカーボンを含んでいる)を選択的にエッチングすることにより、運搬手段177から歯車状部品153をリフトオフする。
図42に示すように、被運搬物体から運搬手段を遠ざける。
図35〜42に示したような工程を2回繰り返すことにより、図43に示すように、3個の歯車状部品153を運搬され、歯車状部品153の集合体を製造される。
その後、SEMにより被運搬物(歯車状部品)を観察したところ、歯車状部品におけるダメージの発生は少ない、歯車状部品に運搬手段の一部(ニードルの先端部)が残っていないことがわかった。またSEMにより物体取り付け個所であるニードルの先端部を観察したところ、ニードル先端部が失われることが抑制されていることがわかった。
2 第二の粒子線
3 被運搬物体
4 基材I
5 基材II
6 接着するための堆積物
7 運搬手段
8 運搬手段の物体取り付け箇所
9 堆積物形成用ガス
10 ガスアシストエッチング用ガス
11 電子ビーム
12 イオンビーム
13 歯車状部品
14 基材I
15 基材II
16 接着するための堆積物
17 運搬手段
18 タングステン製のニードル
19 ピレンガス
20 H2Oガス
21 歯車状部品と基材Iとの固定部
22 基材IIに有されている軸受け部
23 運搬手段の駆動機構
24 歯車状部品の孔部
31 イオンビーム
33 TEM観察用試料
34 基材I
35 FIB−TEM観察用メッシュ
36 接着するための堆積物
37 運搬手段
38 タングステン製のニードル
39 ピレンガス
40 H2Oガス
41 TEM観察用試料と基材Iとの固定部
42 TEM観察用試料とFIB−TEM観察用メッシュを接着するための堆積物
43 運搬手段の駆動機構
51 第一の粒子線の照射系
52 第二の粒子線の照射系
53 第一の粒子線を照射したときに発生する信号の検出系
54 第二の粒子線を照射したときに発生する信号の検出系
55 第一の粒子線
56 第二の粒子線
57 被運搬物体、
58 基材I
59 基材II
60 接着するための堆積物
61 試料ステージ
62 運搬手段
63 運搬手段の物体取り付け箇所
64 運搬手段の駆動部
65 堆積物形成用ガス導入系
66 ガスアシストエッチング用ガス導入系
67 堆積物形成用ガス
68 ガスアシストエッチング用ガス
69 制御系
70 観察表示系
81 電子ビームの照射系
82 イオンビームの照射系
83 電子ビームを照射したときに発生する信号である2次電子の検出系
84 イオンビームを照射したときに発生する信号である2次電子の検出系
85 電子ビーム
86 イオンビーム
87 被運搬物体
88 基材I
89 基材II
90 接着するための堆積物
91 試料ステージ
92 運搬手段
93 タングステン製のニードル
94 運搬手段の駆動部
95 ピレンガス導入系
96 H2Oガス導入系
97 ピレンガス
98 H2Oガス
99 制御系
100 観察表示系
111 イオンビームの照射系
113 イオンビームを照射したときに発生する信号である2次電子の検出系
115 イオンビーム
117 被運搬物体
118 基材I
119 基材II
120 接着するための堆積物
121 試料ステージ
122 運搬手段
123 タングステン製のニードル
124 運搬手段の駆動部
125 ピレンガス導入系
126 H2Oガス導入系
127 ピレンガス
128 H2Oガス
129 制御系
151 電子ビーム
152 イオンビーム
153 歯車状部品
154 基材I
155 基材II
156 接着するための堆積物
157 運搬手段
158 タングステン製のニードル
159 ピレンガス
160 H2Oガス
161 基材Iの一部を形成する膜状物質
162 基材Iの一部を形成し、かつ膜状物質の下にある剥離層
163 基材IIに有されている軸受け部
164 運搬手段の駆動機構
165 歯車状部品の孔部
200 観察表示系
Claims (4)
- 被運搬物体を運搬手段に付与する工程と、
前記運搬手段を用いて被運搬物体を所定の位置まで運搬する工程と、
前記運搬手段から前記被運搬物体を離す工程と
を有する物体運搬方法であって、
前記被運搬物体を前記運搬手段に付与する工程が、前記被運搬物体と前記運搬手段を近づけた状態で、ピレンガス中で電子ビーム又はイオンビームを付与されるべき箇所に照射して、主要な成分としてカーボンを含んでいる堆積物を形成する工程を含むものであり、
前記運搬手段から前記運搬物体を離す工程が、H 2 Oガス中で、イオンビームを前記堆積物のある箇所に照射して、前記堆積物を選択的にエッチングする工程を含むものである
ことを特徴とする物体運搬方法。 - 第三の粒子線を照射することによって前記被運搬物体、基材、運搬手段の少なくとも一つ以上の状態を観察する工程を有することを特徴とする請求項1に記載の物体運搬方法。
- 前記運搬手段が、タングステン製のニードルであることを特徴とする請求項1又は2に記載の物体運搬方法。
- 被運搬物体を運搬手段に付与する手段と、運搬手段と、前記運搬手段から前記被運搬物体を離す手段を少なくとも有する物体運搬装置であって、
前記被運搬物体を運搬手段に付与する手段は、被運搬物体と運搬手段を近づけた状態に保持する手段と、ピレンガス中で電子ビーム又はイオンビームを付与されるべき箇所に照射して、主要な成分としてカーボンを含んでいる堆積物を堆積させる手段とを含み、
前記運搬手段から前記被運搬物体を離す手段は、H 2 O中で、イオンビームを前記堆積物のある箇所に照射して、前記堆積物を選択的にエッチングする手段を有することを特徴とする物体運搬装置。
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