JP2004228076A - サンプルの製造及び透過性照射方法並びに粒子光学システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 サンプルの製造及び透過性照射に関する方法を供する。
【解決手段】 Ａ 内部低圧チャンバーを有する粒子光学システムを設け、前記チャンバー内にて電子ビーム及び交差イオンビームの発生に適しているステップ；
Ｂ 前記チャンバー内部に、マニピュレーターにより運搬された試験片を設けるステップ；
Ｃ 前記試験片からサンプルを切り出すように前記イオンビームで前記試験片を照射するステップ；
Ｄ 前記の切断されたサンプルをマニピュレート可能なようにサンプルホルダーへと相対的に移動させるステップ、
Ｅ 前記サンプルを前記サンプルホルダーに取り付けるステップ；及び
Ｆ 前記サンプルホルダーに取り付けられた前記サンプルの透過性照射を行うように、電子ビームを使用するステップ、
で構成され、
前記ステップＦは、前記ステップＡに従った粒子光学システムの前記低圧チャンバー内にて実行されることを特徴とする方法を有している。
【選択図】 図１
【解決手段】 Ａ 内部低圧チャンバーを有する粒子光学システムを設け、前記チャンバー内にて電子ビーム及び交差イオンビームの発生に適しているステップ；
Ｂ 前記チャンバー内部に、マニピュレーターにより運搬された試験片を設けるステップ；
Ｃ 前記試験片からサンプルを切り出すように前記イオンビームで前記試験片を照射するステップ；
Ｄ 前記の切断されたサンプルをマニピュレート可能なようにサンプルホルダーへと相対的に移動させるステップ、
Ｅ 前記サンプルを前記サンプルホルダーに取り付けるステップ；及び
Ｆ 前記サンプルホルダーに取り付けられた前記サンプルの透過性照射を行うように、電子ビームを使用するステップ、
で構成され、
前記ステップＦは、前記ステップＡに従った粒子光学システムの前記低圧チャンバー内にて実行されることを特徴とする方法を有している。
【選択図】 図１
Description
本発明は、サンプルの製造及び透過性照射方法に関する。
電子顕微鏡分野において、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）と透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）とは大雑把に区別することができる。両技術は、それぞれ特定の利点及び欠点を有しており、特定の適用範囲を決定付けている。共通する重要な要因は、両技術において、加速電流の結果として、低圧チャンバー内にて検査物体に投射される電子ビームを使用するという事実によるものである。ＳＥＭに関して典型的な加速電流は、３０ｋＶであり、一方、ＴＥＭでの典型的な加速電流は３００ｋＶである。ＴＥＭでは、より高い加速電流が必要である。というのも、これは、電子ビーム中のビームが、少なくとも検査物体を部分的に照射することを確実にするためである。また、このため必要なことは、ＴＥＭを用いて検査される物体は、通常１００ｎｍ程度という特定の最大厚を有している。ＳＥＭ技術とＴＥＭ技術とに存在する差異の結果として、ＳＥＭは、低価格ゆえ、より広範に適用され、一方、制御及び検査物体に対する必要とされる特別な調製方法に関して、より高度に訓練された実務者ゆえ、比較的あまり広く適用されていない、ということを結論づけることができる。
しかしながら、ＳＥＭとＴＥＭ技術とでは、一致点を示すと結論づけることができる。このことの良い例は、いわゆる走査型透過性電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）により形成され、これにより、（比較的低い加速電流により特徴づけられる）ＳＥＭ環境において、電子検出プレート（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ）をサンプルの下部に設ける。このプレートは、サンプルの画像の取得を可能としている。この計画において、サンプルを介した照射中、電子により受ける偏向の度合いは、この照射中に電子が通過する要素の質量に依存する。したがって、発生したコントラスト機構は、サンプルの画像を生み出す。この内容において、特許文献１に参考文が述べられている。
導入部による方法は、特許文献２にて公知である。この中では、第１例において、ＴＥＭを用いて、検討に適した物体を得ることができるという様式に関して、さらなる記述を与えている。これにより、この物体は、適当なマグニチュード１００ｎｍなる特定の最大厚を有するＴＥＭサンプルの形態であるべきである。前記の特許文献２において、先行技術にしたがった５番目の実施例は、ＴＥＭサンプルの製造に関する方法及び付属の装置について述べている。簡単に述べると、このＴＥＭサンプルは、真空チャンバー内にてイオンビームにて物体を照射し、この物体の薄部分を切断することにより作られる。金属堆積によりチップがカットオフ位置に結合されたプローブを用いて、このカットオフ部分は、カットオフされる位置にてこの物体から切り離され、ＴＥＭサンプルホルダーへと移される。このＴＥＭサンプルホルダーにおいて、クルードな形態にて、ＴＥＭサンプルとしてみなすことができるこのカットオフ部分は、さらに、所望の厚みに達するまでの間、イオンビームにてさらに照射することにより薄切化される。この調製の後、ＴＥＭサンプルを伴ったＴＥＭサンプルホルダーは、例えば、エアーロックチャンバーを設けることが可能な真空チャンバーより取り除かれる。さらなるステップにおいて、このＴＥＭサンプルホルダー及びＴＥＭサンプルは、ＴＥＭの真空チャンバーへと導入される。これは、さらなる検討を行うためであり、これにより、このＴＥＭサンプルを介して電子ビームを照射することになる。
米国特許第Ｂ１−６，３７６，８３９号明細書
欧州特許第９２７８８０Ａ１号明細書
上述した先行技術にしたがった方法及び装置の重大な欠点は、調製の後、例えば、サンプルの望ましくない酸化が惹き起こされる可能性のある結果として、外部雰囲気に暴露されることである。
本発明の方法は：
Ａ 内部的低圧チャンバーを有する粒子光学システムを供し、前記チャンバー内にて、電子ビーム及び交差型イオンビームの発生に適しており、
Ｂ 前記チャンバー内部にマニピュレーターにより試験片を供し、
Ｃ サンプルを前記試験片より切り出すように前記イオンビームにて前記試験片を照射し、
Ｄ 前記の切断されたサンプルをマニピュレート可能なようにサンプルホルダーへと相対的に移動させ、
Ｅ 前記サンプルを前記サンプルホルダーに設置し、
Ｆ 前記サンプルホルダーに取り付けられた前記サンプルの透過性照射を行うように、電子ビームを使用する、
ことを有している。
Ａ 内部的低圧チャンバーを有する粒子光学システムを供し、前記チャンバー内にて、電子ビーム及び交差型イオンビームの発生に適しており、
Ｂ 前記チャンバー内部にマニピュレーターにより試験片を供し、
Ｃ サンプルを前記試験片より切り出すように前記イオンビームにて前記試験片を照射し、
Ｄ 前記の切断されたサンプルをマニピュレート可能なようにサンプルホルダーへと相対的に移動させ、
Ｅ 前記サンプルを前記サンプルホルダーに設置し、
Ｆ 前記サンプルホルダーに取り付けられた前記サンプルの透過性照射を行うように、電子ビームを使用する、
ことを有している。
本発明は、好適な実施例であろうとなかろうと、上述した先行技術における欠点を有意に軽減することを供する。さらにとくに、本発明は、ＳＴＥＭ技術などのＴＥＭに類似の技術に容易に適用可能な方法を供し、ＳＥＭ環境において、これにより、現在のところ、ＴＥＭ装置を制御する実務者よりもより低いレベルの訓練をうけた実務者により、種々の必要とされる操作を達成することが可能である。これにより試算されるのは、先行技術において、ＴＥＭにてしばしば実行される研究は、種々のケース及び付随する利点において、後者が適正な手段を伴って設けられている状態において、ＳＥＭ顕微鏡にて実施されるということである。
上述の文献の観点において、本発明に従った方法は、第１例において、ステップＦは、ステップＡに従った粒子光学システムの低圧チャンバー内にて行われることにより特徴付けられる。この様式において達成される多くの利点は、サンプルが調製された後、もはやサンプルを有害な雰囲気へと暴露する必要がなく、この目的のために供された複合体移送手段を用いて、サンプルを、調製が行われている低圧チャンバーから電子ビームによるサンプルの透過照射が行われているその他の粒子光学システムのチャンバーへと移送する必要がない。
本発明の利点は、もし、ステップＦの間、電子検出表面が電子ビームの反対のサンプル側に配置されている場合、特に達成される。かかる電子ビーム検出表面は、ＳＥＭ装置の一部分としてもよい。
本発明に従った方法のさらなる好適実施例は、ステップＥを実行した後、このサンプルは、サンプルのさらなる加工の目的に関してイオンビームにて照射される場合、達成される。かかるさらなる加工は、実施において、この表面の厚みの最適化を特に有している。
他に対して角度を内在している電子ビーム及びイオンビームの両者を用いて、サンプルホルダーにあるこのサンプルを垂直的に照射することを可能にしており、好ましくは、ステップＥを実行した後、サンプルホルダーは、電子ビーム及びイオンビームに対して垂直である回転軸周辺で回転していることである。
前記の回転軸は、好ましくは、電子ビーム及びイオンビームに交差する位置を介して伸びている。これは、このケースにおいて、回転の後又はその間、連続して電子ビーム及び／又はイオンビームを継続的に収束させる必要はない。
特に電子ビームにより、サンプルの反対側上に照射を実施することが可能とするため、もし所望ならば、このイオンビームにより行われるように、可能であれば、前記回転軸に平行に伸びるマニピュレーターの回転軸に沿って回転することを組み合わせて、回転軸に沿った回転が少なくとも１８０°の範囲にて行われる。
本発明は、さらに、特に、上述した本発明の方法と組み合わせて適用するための粒子光学システムに関する。特許文献２に開示されている先行技術に従うと、さらに特に、その５番目の実施例に従うと、この粒子光学システムは、少なくとも二つの物体を照射するためのマニピュレーター手段を有する低圧チャンバー、物体照射を可能とするための電子源及びイオン源を備えており、それぞれ電子ビーム及びイオンビームを使って、前記マニピュレーター手段により実行され、このマニピュレーター手段は、互いに相対して可動であり、自由度の第１セットにしたがって前記電子ビーム及び前記イオンビームに相対して集団で可動である複数の第１マニピュレーション部品を備えており、第１マニピュレーション部品が第１物体キャリアを備えており、第１物体キャリアによりマニピュレート手段の第１位置において運ばれる第１物体の場合、電子ビームを用いて前記第１物体の反射性照射及び／又はイオンビームを用いて前記第１物体の照射を可能としており、前記マニピュレーション手段は、第２物体キャリアを備えている少なくともひとつの第２マニピュレーション部品をさらに備えており、このシステムは、さらに、物体を第１物体キャリアから第２物体キャリアへと相対的に配置するための配置手段をさらに備えている。
特許文献２に述べられている５番目の実施例に従ったこのシステムの場合、本技術分野において専門的な特殊用語であり、「ステージ（ｓｔａｇｅ）」として参照されるマニピュレーターは、このマニピュレーター手段の一部である。マニピュレーターにより運ばれるウェハー又はこのルーズな一片に由来して、ＴＥＭサンプルは、イオンビームを用いて切断可能であり、サンプルは、プローブを用いて、電子ビーム及びイオンビームの範囲内にあるがこのステージの範囲の端部にてこのステージへと除去可能な様式にて結合されているＴＥＭサンプルホルダーへと続いて移動されてもよい。既述したように、このＴＥＭホルダーは、その他の粒子光学システムにて検討すべく、この調製チャンバーから取り除かれる。これに関連した欠点は、すでに上に述べている。方法から離れて、本発明はまた、これらの欠点を克服することを可能とする粒子光学システムを供することを目的としている。これを達成するため、本発明にしたがったシステムは、第１例にて特徴づけられており、そこでは、第２物体キャリアによってマニピュレーティングシステムの第２キャリアにて移動される第２物体の場合、電子ビームによる第２物体の透過性又は反射性照射及び／又はイオンビームによる第２物体の照射を可能とするように、マニピュレーティング手段が具体化されている。本発明に従ったこのマニピュレーティング手段の特別な配置の結果、可能なことは、ひとつの同様の真空チャンバーにおいて、マニピュレーティング手段の第１位置にてサンプルを製造し、かつ、マニピュレーティング手段の第２位置にて、粒子ビームを用いてこのサンプルを検討することである（これによりこのサンプルは、所望ならば第２位置にてさらに加工することも可能である）。これに関連する利点はすでに上に述べている。
関連する粒子ビームがこのサンプルに指向される角度に関してより大きな自由度を有するため好ましいのは、第２マニピュレーション部分が、電子ビーム及びイオンビームに対するのと同じようにマニピュレーティング手段の残りの部分に関しても、少なくともひとつのさらなる自由度にて移動可能であるということである。
これらの特に有利な実施例は、以下の場合、得られる。つまり、前記の少なくともひとつのさらなる自由度が、電子ビームとイオンビームに対して垂直に伸びる回転軸にて回転する場合、あるいは、より好ましくはもしこの回転軸における回転が少なくとも１８０°の範囲を介して生じることが可能である場合、所望ならば前記回転軸に平行に伸びるマニピュレーターの回転軸にて回転することと組み合わせる場合、さらにより好ましくは、回転軸が電子ビーム及びイオンビームの交差地点を介して伸びる場合、である。かかる好適実施例の特定の利点は、本発明に従った方法に関する対応する好適実施例に基づいて、上記にすでに開示している。
特別の有利な実施例を得るのは、前記の少なくともひとつの自由度に従った動きが、自由度の第１セットの一つの自由度に従った動きと組み合わせる場合にのみ起こることが可能である場合である。この好適実施例は、以下の観点に基づいている。つまり、与えられた瞬間に、第１物体キャリアによって運ばれる第１物体のみ、又は、第２物体キャリアによって運ばれる第２物体のみが粒子ビームによって照射可能であることから考えて、自由度の第１セットの自由度の一つに従った動きが同時に起こるべく前記の少なくとも一つのさらなる自由度に従った動きを許容することが欠点ではない、という観点である。これに付随するものはマニピュレーティング手段の実施例が単純に残存することが可能であるという重要な利点である。なぜなら、前記の少なくとも一つのさらなる自由度に従い、かつ自由度の第１セットの自由度の一つに従った動きの相互に独立した実行のための分離した供給を行う必要がないからである。これが意味するのは、原則として、少なくとも一つのさらなる自由度にしたがって、電子ビーム及びイオンビームに対するのと同様に残りの自由度に対して傾斜していてもよい第２マニピュレーション部分をこのステージに加えることも相対的に簡便に可能である、ということである。
本発明に従った方法に関する対応する好適実施例と組み合わせてすでに解明したように、本発明にしたがったシステムに関する好適実施例は、第２物体ホルダーにより運ばれる第２物体の側面に電子検出表面を備えており、電子ビームから離れている。
構造的な観点から離れて、さらに好ましいのは、この電子検出表面は、マニピュレーティング手段とともに、マニピュレーティング手段の第１位置と第２位置との間を協調して可動することである。なぜなら、この構造では、分離した配置物は、協調した動きを達成するために作成されるべきではないからである。この様式において、例えば可能なのは、適切で、より重要なことに簡便な様式にて、存在するマニピュレーターに電子検出表面を加えることである。
上述した好適実施例は、相補的な位置取りに関して差異的な自由度を得る結果として、さらなる好適実施例にしたがった、マニピュレーティング手段の第１位置と第２位置との間に伸びる方向に、互いに独立して電子検出表面とマニピュレーティング手段とが可動であるという構造を排除していない。
有利な好適実施例に従うと、スプリング手段の弾力は、電子検出表面がマニピュレーティング手段とともに、第１位置から第２位置への移動を生じる一方、マニピュレーティング手段と電子検出表面に強固に結合された部分との停止コンタクトは、電子検出表面がマニピュレーティング手段とともに第２位置から第１位置へと移動することを生じさせている。
マニピュレーティング手段の第２位置において、共通の移動距離が電子検出表面と第２マニピュレーティング部分との間で、あるいはさらに特別に、これらの第２物体キャリアとその第２物体に関して、可能であることを確実にするため、さらに有利なのは、マニピュレーティング手段の第２位置において、マニピュレーティング手段と電子検出表面に鏡子に結合された部分との間の特別の動きが存在する場合である。
以下のとおり、本発明は、好適実施例の既述に基づいてさらに明瞭にされ、記載内容は、以下の図に対して作成されている。
ＴＥＭにてしばしば実行される研究は、種々のケース及び付随する利点において、後者が適正な手段を伴って設けられている状態において、ＳＥＭ顕微鏡にて実施されるということである。
図１は、本発明による方法及びシステムの場合に適用可能なマニピュレーター１を示している。マニピュレーター１は、ＳＥＭの真空チャンバー内に設けられ、標準的な実施例への付加物として、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を発生するための手段とともに設けられている。また、この様式に具体化されるＳＥＭは、デュアルビームシステムなる用語を用いて参照されている。電子ビーム及びイオンビームは、交差位置にて、約５２°の角度にて互いに交差している。交差位置に検査物体を配置することにより、検査物体は、電子ビームの補助を伴って画像化可能なイオンビームにより処理可能である。このマニピュレーターは、検査物体を所望の様式にて電子ビーム及びイオンビームに対して配置するために機能している。この目的のために、検査物体は、マニピュレーターのテーブル２上に配置される。マニピュレーターのテーブル２は、５°なる自由度（３つの垂直移動及び２つの回転）にて移動可能な運動システムの先端を形成している。この目的のために、マニピュレーター１は、マニピュレーターボディー３を備えており、これは、図４の矢印４、５にて示した、テーブル２の上部表面に平行な２つの相互に垂直な方向へと移動可能であり、かつ、また、曲線状の矢印６にて示した移動方向４の周囲を回転可能である。これは、示していないが、マニピュレーター１がヨークにて設けられる目的のためである。さらに、テーブル２は、テーブル２の平面に垂直な矢印７にて示したマニピュレーターボディー３の上方Ｒ高さに調節可能であり、かつ、曲線状の矢印８にて示したように、ディスク様テーブル２の中心軸に一致する軸の周囲を回転可能である。
マニピュレーター１は、本発明の内容の範囲内にある必要はないが、いわゆるユーセントリック型（ｅｕｃｅｎｔｒｉｃ ｔｙｐｅ）である。ユーセントリック型マニピュレーターの場合、電子ビーム及びイオンビームにより照射される物体は、矢印６に従った回転の間、焦点に保持されている。述べられているマニピュレーター１は、先行技術の一部を形成しており、したがって、当業者に公知である。したがって、本発明の内容の範囲内においてさらなる説明は省略可能である。しかしながら、本発明の特徴は、テーブル２とは別に、このマニピュレーター１がまた、ＴＥＭサンプルが取り付けられたＴＥＭサンプルホルダーを配置するためのユーティリティー９を備えている点である。この内容において特別に必要なものは、これらユーティリティーは、ＴＥＭサンプルを介して、放射される電子に関してＴＥＭサンプルの底面上にスペースを残存していることである。かかるスペースは、テーブル２の場合には存在していない。ユーティリティー９は、実質的にオメガ型のブレースを備えており、これは、ＴＥＭサンプルホルダー１１が、図２ａから２ｃ及び図４に示されているような回転可能な様式にて、それに結合可能であることで具体化されている。このサンプルホルダーは、外周にそって溝１３を有する複数の半円ホロー１２を備えている。この溝１３は、クランプされた様式にてホロー１２に対応的に形成された半円ＴＥＭディスク１４を挿入することを可能にしている。ＴＥＭディスク１４は、それ自身複数のホロー１５を隣り合って配置されており；これらホロー１５の外周端部の一部に沿って、ＴＥＭサンプル１６は、後述する様式にてＴＥＭディスク１４へと結合される。
本発明の主要な面の内容に関して厳密に必要ではないが、いまだ有利であるように、ブレース１０は、回転軸１７の周囲で回転可能である。回転軸１７は、曲線状の矢印６にて示された回転軸に平行に配置されており、回転軸１７及び曲線状の矢印６にて示された回転軸の両方の回転を介して、１８０°以上の比較的大型の共同的な回転範囲を達成しており、ＴＥＭサンプル１６は、サンプルの反対側にて、電子ビームにより垂直的に照射可能である。ここにある特定の実施例において、ブレース１０は、７０°の最大角度にて矢印６にしたがってさらに回転可能である一方、ブレース１０は、約１２０°の最大角にて回転軸１７の周囲を回転可能である。
曲線状の矢印８に従ったテーブル２の回転を達成するために、マニピュレーションボディー３は、コグ５１を設けられており、その中心軸の周囲を回転可能であり、これは、さらに示していない駆動手段により駆動される結果としてであり、これにより、後者の回転の目的のために、コグ５１は、この駆動手段とテーブル２との間の移動の一部である。コグ５１の側面表面は、その中心軸から一定の距離にて、駆動ロッド５２により連結されており、駆動ロッド５２は、回転軸１７から一定の距離にて、参照数字５３の位置にて連結されている。一方にて駆動ロッド５２と他方にてコグ５１及びブレース１０との結合は、相互回転が回転軸１７に平行な軸にて可能であるためである。したがって、コグ５１の回転は、曲線状の矢印８にしたがったテーブル２の回転と、回転軸１７の周囲にてブレース１０が回転する両方の回転を生じさせ、後者は往復して１８０°以上の回転範囲を介して起こる。この様式において、回転軸１７の周囲にてブレース１０の回転を生じさせる特別な目的のための分離した変速機及び駆動手段を設ける必要がなくなり、これは、原則として、ブレース１０が、先行技術に従った存在するマニピュレーターに簡便な様式にて加えられてもよい結果としてである。
図２ａから２ｃは、さらに異なる実施例に関する上述の原理をさらに示している。この構造において、円型溝５４は、テーブル２の下部に設けられており、この溝は、テーブル２の上部表面に平行に通っている。連続変速コード５５は、この溝５４の大部分の周囲に伸ばされており、また、このコードは圧縮ローラー５６の円型溝の周囲に伸ばされている。この圧縮ローラー５６は、コード５５をＴＥＭサンプルホルダー１１のディスク様先端５７の外部表面に対して押し付けており、これに対する結果として、サンプルホルダー１１は、ディスク様先端５７の中心軸に一致した軸に沿って、テーブル２とともに回転する。この結果として、テーブル２の傾斜状態とＴＥＭサンプルホルダーとの間で、固定された関係が存在している。
ＴＥＭサンプルホルダー１１の下にはＳＴＥＭ検出ディスク１８が配置されており、ＴＥＭサンプル１６を介して照射された電子を観察することを可能としている。サンプルを介して放射するこれら電子により影響を受ける偏向は、ＴＥＭサンプルの化学的要素の質量の測定値であり、したがって、この質量の情報を与える。当業者はすでにＳＴＥＭ技術に親しんでおり、したがって、ここにさらに説明する必要はない。ＳＴＥＭ検出ディスク１８は、コンポジットキャリイングアーム１９により運搬され、二重矢印２１の方向に沿ったガイド２０に沿って配置されていてもよく、この矢印は、矢印５にて示された方向に平行に伸びている。キャリイングアーム１９は、マニピュレーター１の一部とみなされるが、マニピュレーターボディー３に強固に結合されてはおらず、原則として、マニピュレーターボディー３とキャリイングアーム１９とで相互的な動きを可能としている。
説明の目的のために、概略的な図５ａ及び５ｂを示す。図５ａにおいて、マニピュレーター１は、第１位置に配置されており、これにより、電子ビーム２２とイオンビーム２３との一致位置がテーブル２のちょうど上部に配置されており、電子ビーム２２及びイオンビーム２３により照射される物体がテーブル２上に配置される位置に存在している。図６から１３に基づいて後に説明されるように、イオンビーム２３の補助を伴ったマニピュレーター手段１の第１位置において、（クルードな）ＴＥＭサンプル１６がその全体から切断されることを可能としており、これはテーブル２上に運ばれるこの物体の残りの部分により形成されている。第１位置において、キャリイングアーム１９の停止接触部材２４は、圧縮スプリング２５の弾力の結果として、マニピュレーションボディー３の停止接触部材２６に対して押し付けられている。イオンビームの補助により切断された（クルードな）ＴＥＭサンプルがその全体から完全に除去された後、マニピュレーター１は、図５ｂに従った第２位置へと自身を移動する。この移動中、マニピュレーターボディー３及びキャリイングアーム１９は、当初協同して移動する。これは、圧縮スプリング２５が停止接触部材２４を停止接触部材２６に対して押し付けているという事実による。しかしながら、図５ｂに従った第２位置の到達に近接して、キャリイングアーム１９のさらなる停止接触部材２７は固定された停止接触部材２８に影響を与えており、これは、マニピュレーターアーム１の部品として具体化されてもよいが、運動的配置の結果として、マニピュレーターボディー３とともに移動しない。この結果、特定の遊び２９が停止接触部品２４と２６の間に生じ、矢印５により示される方向又はその逆方向へとマニピュレーションボディー３の限定的な配置を介して、所望の様式にて、ＴＥＭサンプルホルダー１１と、もちろん種々のＴＥＭサンプル１６とともに、及びＳＴＥＭ検出ディスク１８とを相互に配置することを可能としている。
図６から図１７ｂに基づいて、マニピュレーター１が部品として含まれる粒子光学システムの適用方法についてさらに説明する。テーブル２により運搬される材料の一片３０から始める。イオンビーム２３の補助を伴って、複数の垂直な切断平面３１、３２及び傾斜した切断平面３３、３４を生じる。これらの各上部切断端部３５、３６、３７、３８は、互いに平行に延びている。傾斜切断平面３３、３４は、垂直な各切断平面３１、３２を超えて延びており、かつ、垂直な切断平面３１、３２とが互いに交差している。その後、イオンビーム２３は、切断平面３１、３２、３３、３４の一つの側面に沿って垂直な切断平面３９を生じるべく使用され、この切断平面３９は、切断端部３５、３６、３７、３８に垂直に延びる上部切断端部４０を有している。加えて、切断平面３１、３２、３３、３４の逆側では、上部切断端部４３、４４に対して垂直な切断平面４１、４２が、切断平面３１と３３との間及び切断平面３２と３４との間にそれぞれ形成される。その後、図１１及びその後の図にて透過的に示されているプローブ４５は、切断端部３５と３６との間の切断端部４０の側面において、金属３０に対して金属堆積を介して取り付けられる。この手法に必要な技術は当業者に公知であって、例えば特許文献２に示されており、ここではさらなる説明の必要はない。前記の取り付けが認定された後、上部切断端部４７を伴った最終的な平行な切断平面４６は、イオンビーム２３を用いて形成され、切断平面４６は、互いに切断平面４１及び４２に結合される。この結果、切断平面３１と３２との間に原則的に位置されている材料３０の一部は、その全体から自由となり、かつ、ＴＥＭサンプル１６（のクルードな形態）としてみなすことが可能である。このＴＥＭサンプル１６は、プローブ４５なる補助により材料３０から持ち上げられ、その後、マニピュレーター１は、自身を、第１位置から第２位置へと移動する。このことは、図５ａ及び５ｂに基づいてすでに開示している。この結果、ＴＥＭディスク１４がクランプされた様式にて取り付けられているＴＥＭサンプルホルダー１１は、マニピュレーター１が第１位置にある場合テーブル２により占有されている概算的な空間配置を担っている。第２位置では、プローブ４５は、ＴＥＭディスク１４の一つにおけるホロー１５の一つの外周端部に対してＴＥＭサンプル１６を移動する（図１４及び１５）。金属堆積なる補助を伴って、ＴＥＭサンプル１６は、この外周端部に取り付けられ、その後、プローブ３４の極値部分が取り付けられているＴＥＭサンプル１６の極値部分４８が切断される（図１６）。もし、ＴＥＭサンプル１６がＳＴＥＭ検出ディスク１８の補助を伴ってさらに検討されるのに必要物を供している場合、その後、かかる分析は、上述した処理ステップに続いて即座に行われてもよい。しかしながら、このケースでない場合でさえ、追加的なステップとして、ＴＥＭディスク１４に取り付けられている一方、例えば、図１７ａ及び１７ｂに示すように、サンプルを薄切するため、ＴＥＭサンプル１６を原則的にイオンビーム２３により照射することによりさらに処理することも可能であり、これにより、ＴＥＭサンプル１６の反対側では、電子ビーム２２を使って透過性照射に指向されることが可能なより薄切された中間部分５０を生じる結果として、参照番号４８及び４９に示されている材料が除去される。
可能であり、ここに非限定的な実施例が述べられている本発明の恩恵により達成される重要な利点は、以下の事実にて明示されている。つまり、ＴＥＭサンプル１６の調製及び電子ビーム２２によるＴＥＭサンプルの（透過性）照射の両者は、一つの同一の真空チャンバー内部にて行うことが可能であり、これは、この分析の質を一般的に増加させる一方、さらに、通常ＴＥＭを制御する実務者よりもより低いレベルの訓練を積んだ実務者により実行可能なかかる分析にて運用するのに比較的短時間の時間のみを要する、という事実である。しかしながら、ＴＥＭにおける常套的な様式に検討可能なＴＥＭサンプルを調製するのに使用されることに由来する、本発明に従った方法及びシステムを排除するものではない。
１ マニピュレーター
２ テーブル
３ マニピュレーションボディー
４ 矢印
５ 矢印
６ 矢印
７ 矢印
８ 矢印
９ ユーティリティー
１０ ブレース
１１ ＴＥＭサンプルホルダー
１２ 半円ホロー
１３ 溝
１４ 半円ＴＥＭディスク
１５ ホロー
１６ ＴＥＭサンプルホルダーサンプル
１７ 回転軸
１８ ＳＴＥＭ検出ディスク
１９ コンポジットキャリイングアーム
２０ ガイド
２１ 二重矢印
２２ 電子ビーム
２３ イオンビーム
２４ 停止接触部材
２５ 圧縮スプリング
２６ 停止接触部材
２８ 停止接触部材
２９ 遊び
３０ 材料の一片
３２ 切断平面
３３ 傾斜切断平面
３４ 傾斜切断平面
３５ 上部切断端部
３６ 上部切断端部
３７ 上部切断端部
３８ 上部切断端部
３９ 切断平面
４０ 上部切断端部
４１ 切断平面
４２ 切断平面
４３ 上部切断端部
４４ 上部切断端部
４５ プローブ
４６ 切断平面
４７ 上部切断端部
４８ 極値部分
４９ 参照番号
５０ 中間部分
５１ コグ
５２ 駆動ロッド
５３ 参照数字
５４ 円型溝
５５ 連続変速コード
５６ 圧縮ローラー
５７ ディスク様先端
２ テーブル
３ マニピュレーションボディー
４ 矢印
５ 矢印
６ 矢印
７ 矢印
８ 矢印
９ ユーティリティー
１０ ブレース
１１ ＴＥＭサンプルホルダー
１２ 半円ホロー
１３ 溝
１４ 半円ＴＥＭディスク
１５ ホロー
１６ ＴＥＭサンプルホルダーサンプル
１７ 回転軸
１８ ＳＴＥＭ検出ディスク
１９ コンポジットキャリイングアーム
２０ ガイド
２１ 二重矢印
２２ 電子ビーム
２３ イオンビーム
２４ 停止接触部材
２５ 圧縮スプリング
２６ 停止接触部材
２８ 停止接触部材
２９ 遊び
３０ 材料の一片
３２ 切断平面
３３ 傾斜切断平面
３４ 傾斜切断平面
３５ 上部切断端部
３６ 上部切断端部
３７ 上部切断端部
３８ 上部切断端部
３９ 切断平面
４０ 上部切断端部
４１ 切断平面
４２ 切断平面
４３ 上部切断端部
４４ 上部切断端部
４５ プローブ
４６ 切断平面
４７ 上部切断端部
４８ 極値部分
４９ 参照番号
５０ 中間部分
５１ コグ
５２ 駆動ロッド
５３ 参照数字
５４ 円型溝
５５ 連続変速コード
５６ 圧縮ローラー
５７ ディスク様先端
Claims (17)
- サンプルの製造及び透過性照射に関する方法であって：
Ａ）内部低圧チャンバーを有する粒子光学システムを設け、前記チャンバー内にて電子ビーム及び交差イオンビームの発生に適しているステップ；
Ｂ）前記チャンバー内部に、マニピュレーターにより運搬された試験片を設けるステップ；
Ｃ）前記試験片からサンプルを切り出すように前記イオンビームで前記試験片を照射するステップ；
Ｄ）前記の切断されたサンプルをマニピュレート可能なようにサンプルホルダーへと相対的に移動させるステップ；
Ｅ）前記サンプルを前記サンプルホルダーに取り付けるステップ；及び
Ｆ）前記サンプルホルダーに取り付けられた前記サンプルの透過性照射を行うように、電子ビームを使用するステップ；
を有し、
前記ステップＦは、前記ステップＡに従った粒子光学システムの前記低圧チャンバー内にて実行されることを特徴とする方法。 - 前記ステップＦを行う間、電子検出表面が前記電子ビームの反対側の前記サンプルの側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記ステップＥの実行後、前記サンプルをさらに処理する目的のため、前記サンプルを前記イオンビームにて照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
- 前記ステップＥの実行の後、前記サンプルホルダーは、前記電子ビーム及び前記イオンビームに垂直である回転軸に沿って回転されることを特徴する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
- 前記回転軸は、前記電子ビーム及び前記イオンビームの交差位置を介して伸びていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
- 前記回転軸の周囲での回転は、少なくとも１８０°の範囲にて、該回転軸に平行に伸びるマニピュレーター回転軸の周囲で、前記サンプルホルダーの回転と組み合わせて実行されることを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
- 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法と組み合わせて適用するための粒子光学システムであって：
照射される少なくとも２つの物体のためのマニピュレーター手段を有する低圧チャンバー；及び
前記マニピュレーター手段により運ばれた物体を、それぞれ電子ビーム及びイオンビームを用いて、照射可能とする目的のための電子源及びイオン源；
を備えており、
前記マニピュレーター手段は、自由度の第１セットに従って、互いに相対して可動であり、かつ前記電子ビーム及び前記イオンビームに相対して協調的に可動である、複数の第１マニピュレーター部品を備えており；
第１マニピュレーター部品その中の極値的な一つは、第１物体キャリアを備えており、該第１物体キャリアにより運ばれる第１物体の場合に、前記マニピュレーター手段の第１位置において、前記第１物体を、電子ビームを用いて反射性照射を行うこと、及び／又はイオンビームを用いて前記第１物体を照射することを可能としており；
前記マニピュレーター手段は、第２物体キャリアを備えた少なくとも一つの第２マニピュレーター部品をさらに備えており；
当該システムは、物体を前記第１物体キャリアから前記第２物体キャリアへと相対的に移動するための移動手段をさらに備え；
前記マニピュレーター手段は、第２物体キャリアにより運ばれる第２物体の場合、前記マニピュレーター手段の第２位置において、電子ビームにより前記第２物体を透過性又は反射性照射すること、及び／又はイオンビームにより前記第２物体を照射することを可能とするように、具体化されている；
ことを特徴とするシステム。 - 前記第２マニピュレーター手段は、前記電子ビーム及び前記ビームと同様に前記マニピュレーター手段の残存部分に対して少なくとも一つのさらなる自由度にて可動であることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
- 前記の少なくとも一つのさらなる自由度は、前記電子ビーム及び前記イオンビームに垂直に伸びる回転軸の周囲にて回転することであることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
- 前記回転軸の周囲における前記回転は、少なくとも１８０°なる範囲で起こり、所望する場合、前記回転軸に平行に伸びるマニピュレーター回転軸の周囲にて回転することと組み合わされて生じることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
- 前記回転軸は、前記電子ビーム及び前記イオンビームの交差地点を介して伸びていることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
- 前記の少なくとも一つのさらなる自由度にしたがった前記動作は、前記自由度の第１セットの自由度の一つに従った動作と組み合わすことによりのみ生じることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記電子ビームから離れて、前記第２物体ホルダーにより運搬される前記第２物体の側面において電子検出表面を備えていることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記電子検出表面は、前記マニピュレーター手段の前記第１位置と前記第２位置との間に伸びる方向に、前記マニピュレーター手段とともに協調的に可動であることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
- 前記電子検出表面及び前記マニピュレーター手段は、前記マニピュレーター手段の前記第１位置と前記第２位置との間に伸びる方向に、互いに非従属的に可動であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
- 前記のスプリング手段の弾力は、前記第１位置から前記第２位置へと、前記マニピュレーター手段とともに前記電子検出表面を移動させ、かつ
前記マニピュレーター手段と前記電子検出表面に強固に結合された部品との間の停止接触は、前記電子検出表面を前記マニピュレーター手段とともに、前記第２位置から前記第１位置へと移動させる、
ことを特徴する請求項１４又は１５に記載のシステム。 - 前記マニピュレーター手段の第２位置において、前記マニピュレーター手段と前記電子検出表面に強固に結合された部品との間に遊びが存在することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
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