JP6282618B2 - イオンビーム試料準備熱管理装置及び方法 - Google Patents
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Description
本願は、先に出願された2010年4月11日に出願された米国仮特許出願第61/322,870号明細書の利益を主張するものである。出願第61/322,870号明細書は参照により本明細書に援用される。
p1)処理が望まれる試料の領域をイオンシールドの使用可能部分に位置合わせするステップ、
p2)試料の所望の領域を1つ又は複数のイオンビームで処理することができるように、BIBSCイオンミリングシステム内で試料とシールドとを位置合わせするステップ、
p3)イオンミリングシステムを、イオンビームミリングに適切な真空レベルまで脱気するステップ、
p4)時には生体内光学顕微鏡撮像等のプロセス監視ステップを使用し、十分な切断深度及び断面品質を確認して、1つ又は複数のイオンミリング動作を実行するステップ、
p5)BIBSCイオンミリング機器を通気し、機器から試料を取り出すステップ。
p6)最終的な解析顕微鏡に試料を導入し、解析を開始できるように、顕微鏡を初期化するステップ、
p7)所望のエリアを撮像できるように、任意の数の顕微鏡の並進移動ステージ、傾斜ステージ、及び回転ステージを調整することにより、準備のできた断面表面の位置を見つけるステップ、
p8)所望の顕微鏡解析又は分光解析を実行するステップ、
p9)試料を顕微鏡から取り出すステップ、
p10)試料を解析した後、試料を再処理して、切断深度、位置、又は角度を変更すると判断し得る−従来ではp1〜p9を繰り返す必要がある。
1.シールド、試料−シールド取り付け装置内のシールド保持装置、BIBSCイオンミル内のシールド保持装置、最終的な解析機器内のシールド保持装置の基準特徴により、処理ステップp1、p2、及びp7での大幅な時間効率が可能であること、
2.シールドに耐久的に接着した試料の一体性及びシールドに単に締め付けられた状態でのより低い程度でのシールドへの試料の一体性により、p4中に、長時間であり、温度が変化してさえも、試料へのシールドの位置合わせが一貫した状態を保持する際により大きな確実性が可能であり、その一方で、この精密な位置合わせが維持されない場合には、断面切断プロセスの品質が低減すること、
3.処理ステップp1においてシールドに耐久的に接着された試料の一体性により、ミリング動作全体を通して試料とシールドとの空間的関係を共に維持する高価でかなり大きな固定装置の必要性がなくなり、複数の固定装置なしで、ミリング前に複数の試料を準備できること、
4.シールドに耐久的に接着されるか、又は締め付けられる試料の一体性により、撮像対物レンズと試料との間に利用される作業距離が最小の場合であっても、顕微鏡で観察する前に、試料をシールドから取り外す必要性がなくなり、これにより、処理ステップp6での試料再取り付け中の時間及び試料が破損する危険性を低減できること、
5.ステップp10でのように試料の再処理が実行される場合、シールドに耐久的に接着されるか、又は締め付けられる試料の一体性により、ステップp1及びp2の必要性をなくすことができ、試料を再び取り付ける間の処理時間及び試料が破損する危険性が大幅に低減すること、及び
6.ステップp10でのように試料の再処理が実行される場合、シールドに耐久的に接着されるか、又は締め付けられる試料の一体性により、試料及びシールドに衝突するイオンビームの角度を変更することで、異なる断面平面を元々の切断の断面平面に非常に近くで切断することができること、
が挙げられるが、これらに限定されない。
8−試料
10−真空チャンバ
18−チャンバカバー
20−イオンビーム放射手段
22−中央イオンビーム軸
30−変調イオンビーム放射手段
32−変調駆動装置
40−シールド保持ステージ
42−シールド保持手段
42a−シールド保持手段の第1の部材
42b−シールド保持手段の第2の部材
46−シールド保持位置
48−シールド解放位置
50−回転シールド保持ステージ
52−回転駆動装置
54−回転軸
56−真空封止
60−シールド
61−遮蔽面
61a、61b等−第1の遮蔽面、第2の遮蔽面等
62−試料近接面
63−シールドエッジ
64−溝部
65−可視位置合わせマーク
66−コア材料
67−被覆材料
68−試料締め付け手段
70a、70b、70c、70d、70e、70f−第1の基準特徴、第2の基準特徴、第3の基準特徴、第4の基準特徴、第5の基準特徴、第6の基準特徴
72−基準面
80−伝熱部材
80a、80b等−第1の伝熱部材、第2の伝熱部材等
84−ヒートシンク手段
90−真空ポンプ手段
92− ポンプマニフォルド
Claims (20)
- 試料を準備する際に使用するイオンビームシールドを備えたイオンビーム試料準備装置であって、前記イオンビーム試料準備装置が、
真空チャンバ内に配置され、イオンビームを生成するよう構成されたイオンビーム放射手段であって、少なくとも第1のイオンビーム強度及び第2のイオンビーム強度を提供するイオンビーム変調手段を備え、前記第1のイオンビーム強度が、強度において前記第2のイオンビーム強度よりも低い、イオンビーム放射手段と、
シールド保持ステージであって、第1の幾何学的基準形体と、第3の幾何学的基準形体と、少なくともシールド解放位置及びシールド保持位置を有するシールド保持手段とを備える、シールド保持ステージと、
を有しており、前記シールドが、前記シールド保持ステージに着脱可能且つ再配置可能に保持される平坦な剛性部材であって、第1の平坦面及び第2の平坦面を有する平坦な剛性部材であり、前記第2の平坦面が前記第1の平坦面に対向しており、
a)前記試料を前記シールドに耐久的に接着するように構成された試料近接面と、
b)前記イオンビームの経路に配置され、前記シールドが前記シールド保持手段の前記シールド保持位置に保持されている場合、前記試料に向けられた前記イオンビームの部分を遮蔽するように位置決めされる第1の遮蔽面と、
c)前記シールドに一体形成される第2の幾何学的基準形体であって、前記第1の平坦面に対応し、前記シールド保持位置にある前記シールド保持手段が、前記第2の幾何学的基準形体を付勢して、前記第1の幾何学的基準形体に当接させるよう構成された第2の幾何学的基準形体と、
d)前記シールドに一体形成される第4の幾何学的基準形体であって、前記シールド保持位置にある前記シールド保持手段が、前記第4の幾何学的基準形体を付勢して、前記第3の幾何学的基準形体に当接させるよう構成された第4の幾何学的基準形体と、
e)前記イオンビームの部分の経路に配置された部分を有し、前記第2の平坦面に対応する第2の遮蔽面と、
f)前記第1の遮蔽面が前記試料近接面に接触する位置にあるシールドエッジと、
g)前記第2の遮蔽面上の可視位置合わせマークであって、前記シールドが前記シールド保持手段の前記シールド保持位置に保持される場合、前記イオンビームが前記シールドエッジに衝突する領域に対して、前記可視位置合わせマークの位置が所定の関係にあるように構成される、可視位置合わせマークと、
を備えることを特徴とする、装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記第1の遮蔽面が、90度未満且つ80度を超える角度で前記試料近接面に接触することを特徴とする、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記第1の遮蔽面が、87度未満且つ83度を超える角度で前記試料近接面に接触することを特徴とする、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記第1の遮蔽面が、スパッタリング収率の低い非磁性材料で作られることを特徴とする、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記第1の遮蔽面の少なくとも一部がタンタル又はチタンで作られることを特徴とする、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記第1の平坦面の少なくとも一部が、前記試料近接面の少なくとも一部と同一の広がりを有することを特徴とする、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記試料近接面が、前記シールドと前記試料との間で接着剤を流すための少なくとも1つの溝部を有することを特徴とする、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記シールドが、前記シールドに結合され、前記試料近接面に対して前記試料を保持するように構成された試料締め付け手段をさらに備えることを特徴とする、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記シールドがコア材料に接合する被覆材料で作られ、前記被覆材料の部分が前記第1の遮蔽面の少なくとも一部を形成し、前記コア材料の部分が、前記シールドの前記第3の幾何学的基準形体及び前記シールドの前記第4の幾何学的基準形体を形成することを特徴とする、装置。
- 請求項9に記載の装置において、前記コア材料が銅を含むことを特徴とする、装置。
- 試料を準備する際に使用するイオンビームシールドを備えたイオンビーム試料準備装置であって、前記イオンビーム試料準備装置が、
真空チャンバ内に配置され、イオンビームを生成するよう構成されたイオンビーム放射手段であって、少なくとも第1のイオンビーム強度及び第2のイオンビーム強度を提供するイオンビーム変調手段を備え、前記第1のイオンビーム強度が、強度において前記第2のイオンビーム強度よりも低い、イオンビーム放射手段と、
シールド保持ステージであって、第1の幾何学的基準形体と、第3の幾何学的基準形体と、第5の幾何学的基準形体と、少なくともシールド解放位置及びシールド保持位置を有するシールド保持手段とを備える、シールド保持ステージと、
を有しており、前記シールドが、前記シールド保持ステージに着脱可能且つ再配置可能に保持される平坦な剛性部材であって、第1の平坦面及び第2の平坦面を有する平坦な剛性部材であり、前記第2の平坦面が前記第1の平坦面に対向しており、
a)前記試料を前記シールドに耐久的に接着するように構成された試料近接面と、
b)前記イオンビームの経路に配置され、前記シールドが前記シールド保持手段の前記シールド保持位置に保持されている場合、前記試料に向けられた前記イオンビームの部分を遮蔽するように位置決めされる第1の遮蔽面と、
c)前記シールドに一体形成される第2の幾何学的基準形体であって、前記第1の平坦面に対応し、前記シールド保持位置にある前記シールド保持手段が、前記第2の幾何学的基準形体を付勢して、前記第1の幾何学的基準形体に当接させるよう構成された第2の幾何学的基準形体と、
d)前記シールドに一体形成される第4の幾何学的基準形体であって、前記シールド保持位置にある前記シールド保持手段が、前記第4の幾何学的基準形体を付勢して、前記第3の幾何学的基準形体に当接させるよう構成された第4の幾何学的基準形体と、
e)前記シールドに一体形成される第6の幾何学的基準形体であって、前記シールド保持位置にある前記シールド保持手段が、前記第6の幾何学的基準形体を付勢して、前記第5の幾何学的基準形体に当接させるよう構成された第6の幾何学的基準形体と、
f)前記イオンビームの部分の経路に配置された部分を有し、前記第2の平坦面に対応する第2の遮蔽面と、
g)前記第1のシールドエッジが前記試料近接面に面する位置に形成されるシールドエッジと、
h)前記第2の遮蔽面上の可視位置合わせマークであって、前記シールドが前記シールド保持手段の前記シールド保持位置に保持される場合、前記イオンビームが前記シールドエッジに衝突する領域に対して、前記可視位置合わせマークの位置が所定の関係にあるように構成される、可視位置合わせマークと、
を備えることを特徴とする、装置。 - 請求項11に記載の装置において、前記第1の遮蔽面が、90度未満且つ80度を超える角度で前記試料近接面に接触することを特徴とする、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記第1の遮蔽面が、87度未満且つ83度を超える角度で前記試料近接面に接触することを特徴とする、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記第1の遮蔽面が、スパッタリング収率の低い非磁性材料で作られることを特徴とする、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記第1の遮蔽面の少なくとも一部がタンタル又はチタンで作られることを特徴とする、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記第2の幾何学的基準形体が前記平坦な剛性部材の前記第1の平坦面であり、前記第1平坦面の少なくとも一部が、前記試料近接面の少なくとも一部と同一の広がりを有することを特徴とする、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記試料近接面が、前記シールドと前記試料との間で接着剤を流すための少なくとも1つの溝部を有することを特徴とする、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記シールドが、前記シールドに結合され、前記試料近接面に対して前記試料を保持するように構成された試料締め付け手段をさらに備えることを特徴とする、装置。
- 請求項11に記載の装置において、前記シールドがコア材料に接合する被覆材料で作られ、前記被覆材料の部分が前記第1の遮蔽面の少なくとも一部を形成し、前記コア材料の部分が、前記シールドの前記第2の幾何学的基準形体及び前記シールドの前記第4の幾何学的基準形体を形成することを特徴とする、装置。
- 請求項19に記載の装置において、前記コア材料が銅を含むことを特徴とする、装置。
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