離子銑削裝置以及使用離子銑削裝置的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及離子銑削裝置，尤其涉及具備溫度控制機構(gòu)的離子銑削裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]離子銑削裝置是進行為掃描電子顯微鏡和透過電子顯微鏡的觀察對象的試樣等的薄膜加工和剖面加工的裝置，通過將氬離子束等的光束照射至金屬、玻璃、陶瓷等的試樣上，進行試樣的加工。這樣的加工在真空室內(nèi)進行。
[0003]另一方面，通過離子束的照射試樣的溫度上升。由于試樣溫度過度升高就存在試樣損傷的可能性，如專利文獻I所公開能夠了解將珀爾貼元件等的冷卻源與試樣臺連接，通過冷卻試樣而防止損傷的方法。另外，在專利文獻I中公開了一種方法，在冷卻試樣的狀態(tài)下，為了抑制在將離子銑削裝置的真空室大氣開放時所產(chǎn)生的霜和結(jié)露，將相對于珀爾貼元件的攻擊電流反轉(zhuǎn)，加熱試樣。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2012-33335號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的問題
[0008]—方面，由作為加熱源的專利文獻I中的珀爾貼元件的加熱需要用于傳遞熱的熱傳遞介質(zhì)。如同離子銑削裝置，在進行變化對試樣的離子束照射角度且進行光束照射的裝置中，由于設(shè)置傾斜載物臺等，為了熱傳遞介質(zhì)也追蹤試樣載物臺的移動，必須使用金屬編線等的容易彎曲的材料，不能提高熱傳遞效率。
[0009]另外，與熱傳遞介質(zhì)連接的部分以外，由于為來自與熱傳遞介質(zhì)連接的部分的間接性的加熱，所以在加熱上需要相當(dāng)?shù)臅r間。另外，在上述試樣室(真空室)的真空度中，來自試樣室內(nèi)的環(huán)境的熱傳導(dǎo)少，需要抑制加熱器的輸出的加熱。這是因為，為了抑制由加熱時的加熱器進行加熱對試樣的損傷，需要抑制加熱器的輸出地加熱。
[0010]以下，關(guān)于將在短時間內(nèi)進行用于抑制大氣開放時的結(jié)露等的溫度控制作為目的的離子銑削裝置、以及使用離子銑削裝置的加工方法進行說明。
[0011 ] 用于解決課題的方法
[0012]作為為了達成上述目的的一方案，在以下提案離子銑削裝置，是具備真空室、進行該真空室內(nèi)的真空排氣的排氣裝置、在上述真空室內(nèi)支撐離子束所照射的試樣的試樣臺的離子銑削裝置，具備加熱上述真空室內(nèi)的加熱裝置、向上述真空室內(nèi)導(dǎo)入氣體的氣源、控制該氣源的控制裝置，該控制裝置在由上述加熱裝置進行的加熱時，以上述真空室內(nèi)的壓力成為預(yù)定的狀態(tài)的方式控制上述氣源。
[0013]另外，提案一種加工方法，是使用離子銑削裝置的加工方法，在由離子銑削裝置進行的加工完成后，在使離子銑削裝置的真空室內(nèi)的壓力比大氣低、且與由離子銑削裝置進行的離子束加工時比較高的狀態(tài)下，使用加熱上述真空室內(nèi)的離子銑削裝置的方法。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可抑制結(jié)露等、在短時間內(nèi)大氣開放。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示離子銑削裝置的概要的圖。
[0017]圖2是表示從相對于離子銑削裝置的試樣導(dǎo)入至試樣搬出的工序的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]在實施例中公開了一種離子銑削裝置，在具備真空室、進行該真空室內(nèi)的真空排氣的排氣裝置、在真空室內(nèi)支撐離子束所照射的試樣的試樣臺的離子銑削裝置中，具備加熱真空室內(nèi)的加熱裝置、向真空室內(nèi)導(dǎo)入氣體的氣源、控制該氣源的控制裝置，該控制裝置在由加熱裝置進行加熱時，以真空室內(nèi)的壓力成為預(yù)定的狀態(tài)的方式控制氣源。
[0019]另外，在實施例中公開了控制裝置以真空室內(nèi)的壓力成為預(yù)定的狀態(tài)的方式控制氣源與排氣裝置。
[0020]另外，在實施例中公開了從氣源向真空室內(nèi)導(dǎo)入的氣體為單原子分子的稀有氣體。
[0021]另外，在實施例中公開了離子銑削裝置具備測量真空室內(nèi)的壓力的測量器，控制裝置以測量器的輸出成為預(yù)定條件的方式控制氣源。
[0022]另外，在實施例中公開了離子銑削裝置具備測量真空室內(nèi)的溫度的溫度計，控制裝置在溫度計輸出成為預(yù)定條件之前進行氣源的控制。
[0023]另外，在實施例中公開了控制裝置在進行利用加熱裝置的加熱期間以真空室內(nèi)的壓力為1EOPa至1E-1Pa的方式控制氣源。
[0024]另外，在實施例中公開了在由離子銑削裝置進行的加工完成后使離子銑削裝置的真空室內(nèi)的壓力比大氣低、且與由離子銑削裝置進行的離子束加工時比較高的狀態(tài)下，加熱真空室內(nèi)的、使用離子銑削裝置的加工方法。
[0025]另外，在實施例中公開了向真空室內(nèi)導(dǎo)入氣體并使真空室內(nèi)加熱時的真空室內(nèi)的壓力成為預(yù)定的狀態(tài)。
[0026]另外，在實施例中公開了進行真空室內(nèi)的真空排氣并使在真空室內(nèi)加熱時的真空室內(nèi)的壓力成為預(yù)定狀態(tài)。
[0027]另外，在實施例中公開了進行向真空室內(nèi)導(dǎo)入氣體以及真空室內(nèi)的真空排氣并使真空室內(nèi)加熱時的真空室內(nèi)的壓力成為預(yù)定狀態(tài)。
[0028]另外，在實施例中公開了在真空室內(nèi)加熱時向真空室導(dǎo)入單原子分子的稀有氣體。
[0029]另外，在實施例中公開了使真空室內(nèi)的壓力為預(yù)定的狀態(tài)直至真空室內(nèi)的溫度成為預(yù)定條件。
[0030]以下的說明涉及配備試樣冷卻功能的離子銑削裝置，尤其涉及具備通過作為離子束的照射對象的試樣、或用于搭載試樣的試樣臺、或用于設(shè)置該試樣臺的試樣支架、或用于驅(qū)動試樣支架的驅(qū)動機構(gòu)，從冷卻源間接性地冷卻試樣的冷卻機構(gòu)的帶電粒子束照射裝置。
[0031]在離子銑削裝置中將容易受到由于由離子束照射而導(dǎo)致的試樣溫度上升超過試樣組成的熔點，試樣表面的溫度上升而融化的形狀變形等的損傷(以下，簡稱為射線損傷)的試樣的溫度上升的防止或降低為目的，有將液氮作為冷卻源、利用金屬編線等的熱傳導(dǎo)并通過試樣載物臺間接性地冷卻試樣的方法、或?qū)⒁旱魅朐嚇虞d物臺進行冷卻的方法、或使用珀爾帖元件冷卻試樣的方法。
[0032]另一方面，離子銑削處理之后即離子束照射處理完成后，離子束照射中從真空室取出已冷卻的試樣時，為了防止試樣以及冷卻傳遞機構(gòu)上的結(jié)露(結(jié)霜)，在冷卻傳遞機構(gòu)上設(shè)置加熱器等的加熱機構(gòu)、或獨立的加熱機構(gòu)，優(yōu)選加溫為露點以上。
[0033]并且，在離子束照射時，使主排氣裝置(一般來說由干燥卷動栗與回轉(zhuǎn)栗、或隔膜栗等的粗引栗與渦輪分子栗等構(gòu)成)繼續(xù)動作并使試樣室(真空室)的壓力維持在12Pa至 10 4Pa(10E-2Pa ?10E_4Pa)左右的壓力。
[0034]另外，在離子銑削裝置中，為了經(jīng)常改變向試樣的離子束照射角度，由于需要以預(yù)定的角度內(nèi)在±40度左右以內(nèi)使試樣(試樣臺)連續(xù)反轉(zhuǎn)，所以在“冷卻傳遞機構(gòu)”上使用能彎曲的銅的編線(網(wǎng)線)等。這種編線由于熱的傳遞效率低，因此例如在作為冷卻源而使用液氮的情況下，為了將試樣冷卻到預(yù)定溫度(大約-1OOtC左右)，大致需要一小時左右。而且，在離子銑削處理完成后取出試樣的情況下，試樣、試樣臺、遮蔽板以及冷卻機構(gòu)需要上升至不結(jié)露(霜)的溫度。其溫度大致與室溫相比為_7°C以上，為了使溫度上升至該溫度需要I?2小時以上的時間。
[0035]在本實施例中，主要關(guān)于在離子束照射處理完成之后抑制從真空室取出已冷卻的試樣時所產(chǎn)生的結(jié)露(霜)、以短時間加熱試樣的方法以及裝置進行說明。
[0036]在以下的實施例中，為了以比較簡單的結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)將試樣或試樣支架加熱至不結(jié)露(霜)的溫度，以離子束照射中的真空室內(nèi)的真空壓力成為12Pa至104Pa(10E-2Pa?10E-4Pa)左右或其以下的方式控制真空排氣系統(tǒng)(排氣機構(gòu))，取出試樣時，以停止主排氣機構(gòu)、相比于離子束照射時壓力變高的方式，例如維持10°Pa至10 1PadOEOPa?1E-1Pa)的方式控制副排氣機構(gòu)。
[0037]而且，為了在這樣的壓力狀態(tài)下或成為這樣的壓力狀態(tài)，將高純度或除去了水分的干燥的單原子分子氣體、具體地說為稀有氣體類的氬氣、氖氣、氦氣導(dǎo)入至真空容器(真空室)O
[0038]通過向真空室內(nèi)導(dǎo)入氣體，氣體分子在真空室內(nèi)自由運動，由于與真空室的壁等碰撞，該碰撞的氣體分子為熱介質(zhì)。如此，通過使自由運動的氣體分子成為熱介質(zhì)，來自作為加熱對象的試樣或試樣支架表面的放熱(熱傳導(dǎo))的效率與10 3Pa至10 4Pa(10E-3Pa?10E-4Pa)左右的真空環(huán)境相比較顯著變大。在這樣的狀態(tài)下將加熱器與燈等設(shè)置于真空室內(nèi)，能夠積極地將由真空室內(nèi)的環(huán)境而產(chǎn)生的對流利用于熱傳遞，能夠在短時間內(nèi)將試樣與試樣支架升溫至目標溫度。
[0039]而且，通過利用氣體與試樣表面的接觸的熱傳導(dǎo)，可估計試樣表面溫度的溫度上升，由于相比于在控制為10 3Pa至10 4Pa(10E_3Pa?10E_4Pa)左右的真空環(huán)境內(nèi)加熱的情況能夠使加熱器輸出的傳遞效率變大，因此能夠使用于取出試樣支架的加熱時間縮短至20%左右以下。
[0040]另外，由于氣體分子可以到達網(wǎng)線等的熱傳遞介質(zhì)不能達到的位置