試料的製作裝置、製作方法以及使用該製作裝置和製作方法的帶電粒子線裝置製造方法

2023-10-09 16:36:29

試料的製作裝置、製作方法以及使用該製作裝置和製作方法的帶電粒子線裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種無需在帶電粒子線裝置中另行設置別的裝置且在真空狀態下進行試料的加工、觀察、追加加工的裝置以及方法。在帶電粒子線裝置的真空室內配置填充有離子液體的液池和超聲波振動單元，並在離子液體和試料的加工對象區域接觸的狀態下，使超聲波振動向離子液體中傳播而加工試料。無需在帶電粒子線裝置另行設置別的裝置且能夠在真空狀態下進行試料的加工、觀察、追加加工，因此提高生產量並且防止空氣的影響。
【專利說明】試料的製作裝置、製作方法以及使用該製作裝置和製作方法的帶電粒子線裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種試料的製作裝置，特別涉及一種在真空中效率良好地製作試料的裝置以及方法。
【背景技術】
[0002]作為加工試料的方法之一具有超聲波加工。超聲波加工是通過使磨粒和水的混合液(加工液)介於試料和工具之間且使工具產生超聲波振動而使磨粒和試料發生碰撞的方法，其具有能夠在短時間內大範圍進行試料加工的特長。
[0003]專利文獻1中說明了如下技術:在精製陶瓷等燒結材料的加工中，在預先對試料進行熱加工之後，通過數值控制化的超聲波加工機一邊控制試料的位置、壓力等一邊進行處理。
[0004]也存在利用通過對液池中施加超聲波振動而產生的、與氣泡的破裂相伴的衝擊力的方法。專利文獻2中說明了如下技術:利用該能量，將試料浸潰於容器內的液體中而提高內部的壓力，並產生超聲波而進行試料的表面研磨。
[0005]在上述的加工方法中，在加工後進行試料的觀察、分析的情況下，為了將該試料向其他裝置移動，需要在空氣中運送試料。此時，有可能因試料的表面暴露在空氣中而發生氧化或附著雜質造成汙染。
[0006]作為防止空氣對試料的影響的方法，存在使用離子液體的方法。在專利文獻3中示出了如下的內容:通過使離子液體含浸或塗敷在由離子銑削來加工的試料上，試料整體被離子液體覆蓋，即便在空氣中運送，試料表面也不會暴露在空氣中。在專利文獻4中示出了如下的內容:通過使離子液體含浸或塗敷在試料上，即便在真空中試料中的水分也不會蒸發，因此尤其是不會使含有水分的生體試料收縮等而能夠保持原形不變地進行觀察。
[0007]【在先技術文獻】
[0008]【專利文獻】
[0009]專利文獻1:日本特開昭62-34727號公報
[0010]專利文獻2:日本特開平2-30463號公報
[0011]專利文獻3:日本特開2010-25656號公報
[0012]專利文獻4:W02007/083756

【發明內容】

[0013]【發明要解決的課題】
[0014]在專利文獻1、2中示出了利用超聲波進行試料加工的例子。但是，對因加工後的試料暴露在空氣中而造成的氧化、汙染的影響沒有言及。試料表面的加工區域由於受到上述影響，造成難以進行準確的試料觀察、分析。
[0015]而且，在專利文獻3、4中，示出了以利用離子液體而不使試料表面暴露在空氣中的方式進行觀察的例子。離子液體為由陽離子和陰離子構成的鹽的一種，並設計為熔點顯著下降。具有如下特徵，即，在蒸氣壓無限接近0時，不管常溫、加熱或者真空中都可以保持液體狀態。但是，在專利文獻3、4所公開的技術中，例如在一次加工不充分而在試料的觀察後需要再次進行加工(追加加工)的情況下，由於從觀察用的裝置取出試料而向加工用的裝置移動，因此需要在空氣中運送。這樣，在使用不同的裝置進行試料的加工、觀察、分析的情況下，導致在多個裝置間移動試料而重複上述的工序，從而使作業繁雜。
[0016]而且，如專利文獻3所示的離子銑削法那樣，也具有在真空中進行的試料的處理方法。該處理方法是通過使加速的離子與試料表面碰撞、使原子、分子彈射飛濺地削除試料的方式進行加工的。由於能夠在保持真空狀態的同時進行加工，因此防止空氣的影響並且能夠配置在觀察裝置。但是，利用該方法使加工效率較差，而且進行試料達到期望狀態為止的全部加工需要花費較長時間，因此不適合。
[0017]需要說明的是，在真空狀態下應用專利文獻1、2所述的超聲波加工的情況下，磨粒和水的混合液、清洗液等的液體成分蒸發，難以進行試料的加工。
[0018]以下，對以防止因空氣造成的對試料的氧化、汙染的影響並且在真空中效率良好地進行試料的加工為目的的裝置以及方法進行說明。
[0019]【用於解決課題的手段】
[0020]作為用於解決上述課題的一技術方案，以下提出在真空室內對試料進行超聲波加工的裝置以及方法。作為更具體的一例，提出了在真空室內具備填充有離子液體的液池、向離子液體中傳播超聲波振動的超聲波振動機構及試料的移動機構的裝置以及方法。
[0021]【發明效果】
[0022]根據上述一技術方案，在真空中能夠在短時間進行大範圍的區域的試料加工。而且，通過將上述一技術方案應用在帶電粒子線裝置中，能夠在真空中反覆進行試料的加工、觀察、分析的工序，而不需要在空氣中運送的作業本身，因此同時實現防止試料的氧化、汙染以及操作性、生產量的提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是剖視表示帶電粒子線裝置試料更換室內的結構的示意圖。
[0024]圖2是試料更換室的外觀的示意圖。
[0025]圖3是試料保持件外觀的照片。
[0026]圖4是表示試料旋轉棒前端和試料保持件底部的安裝的示意圖。
[0027]圖5是表示液池的外觀以及試料更換室底部的液池設置對象部位的示意圖。
[0028]圖6是表示在真空中使用了離子液體的試料的加工、觀察的工序的圖。
[0029]圖7是表示帶電粒子線裝置的試料室、試料更換室、離子銑削槍的結構(位置關係)的示意圖。
[0030]圖8是表示試料的離子銑削加工、觀察的工序的圖。
[0031]圖9是掃描電子顯微鏡的概略結構圖。
[0032]圖10是離子銑削裝置的概略結構圖。
[0033]圖11是表示與離子槍相關的周邊部的結構的說明圖。
[0034]圖12是表示因超聲波振動頻率造成的試料表面的加工形態不同的示意圖。[0035]圖13是放置一個試料以及多個試料的情況下的示意圖。
【具體實施方式】
[0036]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。需要說明的是，以下所示的實施方式僅為一例，本發明並不限定於如下的實施方式。例如，在以下的實施方式中不出了在試料更換室內配置使用有離子液池的試料製作裝置的示例，然而也可以應用在試料室等維持真空狀態的其他空間中。
[0037]實施例1
[0038]圖1是剖視表示在帶電粒子線裝置中配置有使用了離子液池的試料製作裝置的試料更換室內的結構的示意圖。
[0039]試料101作為帶電粒子線裝置的觀察對象而被固定在試料保持件102。試料101的觀察面可以為表面也可以為剖面。而且，通過在固定有試料101的試料保持件102安裝試料更換棒104的前端，並使試料更換棒104向圖中的試料更換棒的移動方向113移動，能夠在試料室和試料更換室之間對每個試料保持件102進行試料101的存取、移動。而且，試料更換棒104也能夠以軸為中心旋轉。試料更換棒104的前端形成香蕉夾式或2根棒狀構造，且能夠相對於存在於試料保持件102的承接側(圖3)進行安裝。如圖中的試料旋轉棒的移動方向114所示，試料旋轉棒105能夠在與試料更換棒的移動方向113垂直的方向上移動。而且通過試料旋轉棒控制部111能夠使試料旋轉棒105以軸為中心旋轉。在試料更換室103中，作為用於將試料插入試料室的前階段而進行真空排氣。通過利用真空泵等(未圖示)將試料更換室內部的氣體向外部排出而進行真空排氣。可以在液池106預先填充離子液體107，並且如後文所述，也可以起到捕集加工後的多餘離子液體的作用。
[0040]作為在液池中收納的物質，只要是在真空中能夠保持液體狀態的物質即可而不限定於離子液體，在使用離子液體的情況下，在上述的特性的基礎上，還具有能夠根據加工條件等選擇離子的種類而使液體具有各種性質的優點。在具備向液池106供給離子液體107、從液池106排出離子液體107的機構(未圖示)的情況下，能夠實現在真空中的離子液體的更換(供給、排出)。超聲波振動元件108受控制器112控制，產生超聲波並向填充於液池106中的離子液體107傳播。可以改變產生的頻率、輸出，能夠通過控制器112根據試料、加工條件進行控制。而且，超聲波振動元件除圖示的形態以外還可以應用棒狀等各種形態，而且可以固定在液池，也可以採取可拆裝的構造。附件109形成用於使液池106與試料更換室底部進行拆裝的構造。閘門閥110起到分隔試料室和試料更換室的作用，主要是在試料室、試料更換室之間僅在運送試料保持件時進行開閉。試料室以及試料更換室位於圖7所示的位置。
[0041]圖2表示試料更換室的外觀的示意圖。通過由具有透明性的材料例如玻璃201等構成試料更換室103的一面或全部面，能夠通過目測等確認真空狀態下的試料的加工工序並且容易進行作業。如圖1所說明的那樣，試料更換棒104、試料旋轉棒105分別能夠移動以及旋轉。
[0042]圖3表示試料保持件的試料更換棒承接側301的構造的一例。如圖所示，在試料保持件的試料更換棒承接側存在兩處插入口，而能夠供試料更換棒104的前端部插入。
[0043]圖4表示試料旋轉棒前端部401和試料保持件底部402的安裝的示意圖。試料旋轉棒前端部401形成圓柱的形狀，內側形成空洞而加工有螺紋槽403。在試料保持件底部(背面)402設有螺紋槽(承接側)404，使得試料旋轉棒前端部401能夠安裝在試料保持件底部402。由於此時擰緊螺栓的方向和試料實際旋轉時的方向相同，因此即使試料旋轉棒105的軸旋轉，試料保持件底部402和試料旋轉棒前端部401也不會脫離。
[0044]在拆卸試料保持件底部402和試料旋轉棒前端部401時，在安裝有試料更換棒104的狀態下，使試料旋轉棒105向鬆開方向旋轉，則能夠使試料保持件不發生旋轉地進行解除。當然試料保持件也不會落下。
[0045]圖5 (A)為液池106的示意圖。如圖所示，在液池106的底部的規定部位設置有用於安裝、固定在試料更換室103的底部的附件109。而且，圖5 (B)表示設置在試料更換室103的底部的附件承接側501。該附件承接側501設置在與圖5 (A)的附件109對應的部位。
[0046]如上所述，根據本實施方式，不需要特別的構造而能夠在真空室內配置試料製作裝置。
[0047]實施例2
[0048]圖6是表示通過 上述裝置的形態在真空中利用離子液體來加工試料的工序的流程圖。
[0049]在空氣中，在通過碳膏、碳帶夾入、釘入等機械性固定方式等將作為加工對象的試料101進行固定後，安裝在試料保持件102。在將安裝有試料的試料保持件102固定在試料更換棒104前端，而向試料更換室103進行搬入後，進行試料更換室的真空排氣(S601)。接下來，使試料更換棒104沿軸向旋轉，以使試料保持件的搭載有試料的面成為朝向液池內的離子液體的狀態的方式進行調節(S602)。在將試料旋轉棒105安裝?固定在試料保持件102後，拆卸試料更換棒104 (S603)。
[0050]利用試料旋轉棒105的移動機構，使試料保持件靠近離子液體(S604)，使得包含成為試料的加工對象的部位的表面區域與離子液體接觸。此時，將試料旋轉棒105固定在所期望的部位以使試料的位置不變化。作為使試料與離子液體接觸的方法，並不限定於上述的試料旋轉棒的移動機構，也可以採取能夠使試料穩定移動的其他方法。在使用試料旋轉棒的情況下，具有不需要特別的構造而且如後文所述能夠進行利用旋轉機構的離子液體的去除的優點。利用超聲波振動元件以及控制器在接觸試料的狀態下產生超聲波振動而使超聲波振動在離子液體中傳播。從而進行加工(S605)。
[0051]加工結束後，解除試料旋轉棒105的固定，利用試料旋轉棒的移動機構來調節位置，使得試料保持件遠離離子液體的液面，並在使試料表面從離子液體的液面浮起的狀態下再次進行固定(S606)。利用試料旋轉棒105的旋轉機構，通過離心力使附著在試料的離子液體飛濺而進行去除(S607)。旋轉機構可以為手動，也可以為使用電機等的自動驅動。由於試料保持件和試料更換棒105朝同方向旋轉，因此不存在拆裝的問題。此時，通過旋轉而飛散的離子液體附著在液池的側壁並由液池回收。去除離子液體的方法並不限定於此，例如，可以應用向試料噴射不活潑氣體的方法或使磁鐵接近試料的方法等各種形態。作為利用試料旋轉棒的旋轉機構的優點，具有無需另行設置別的機構、防止因氣體的噴射造成的真空度的下降等。
[0052]接下來，解除試料旋轉棒105的固定，使試料保持件向遠離離子液體的液面的方向移動，並安裝?固定試料更換棒104後，拆卸試料旋轉棒105 (S608)。使試料更換棒104繞軸中心旋轉，進行調節，使得搭載有加工後的試料的面朝向試料室的帶電粒子源(S609)。打開試料室和試料更換室之間的閘門閥，將試料保持件插入到試料室並進行設置，僅將試料更換棒從試料室向外拉出(S610)。關閉試料室和試料更換室之間的閘門閥而通過帶電粒子線裝置對試料照射帶電粒子線並進行觀察。在觀察後、操作的中途，在判斷為試料的加工不充分而需要再次進行加工(追加加工)的情況下，能夠適宜調整為S605的狀態，而使超聲波振動向離子液體中傳播，從而能夠再次加工。
[0053]需要說明的是，在上述的形態中，也可以在根據必要而進行加工後，在試料表面上離子液體極薄且整面或部分殘留有離子液體的狀態下進行觀察。在該情況下，在進行帶電粒子線裝置的觀察時，對於缺乏導電性的試料等，在試料表面積蓄的電荷經由離子液體而向外部放出，因此能夠期待減輕充電的效果。
[0054]實施例3
[0055]圖7 (A)是表示帶電粒子線裝置的試料室702、試料更換室703以及以試料的加工為目的而搭載的離子銑削槍704的結構(位置關係)的示意圖。
[0056]帶電粒子線裝置的電子槍或離子槍701放出帶電粒子線並照射在試料上。此時，根據從試料表面產生的帶電粒子進行觀察。試料室702為了進行試料的觀察以及離子銑削加工(平銑)而被排氣為高真空。試料更換室703在內部具備實施例1、圖1所說明的構造。離子銑削槍704具有用於加速、會聚離子的機構，通過對試料照射離子束並彈出表面的原子而進行加工。試 料705以及試料保持件707搭載在試料臺706a上。試料臺7a能夠向X、Y、R (旋轉)、T (傾斜)、Ζ (高度)方向移動，根據目的而通過帶電粒子線裝置的操作畫面、操作面板(未圖示)來確認、控制位置，進行用於將離子束照射在最適照射位置的調節。圖7(Β)表示傾斜的試料臺706Β的例子。
[0057]在這樣使用離子銑削槍而進行離子銑削的方法中，一次可加工的試料區域受到限制，從而不適合對試料的大範圍區域進行加工。因此，根據條件組合各方法，從而能夠進行短時間的試料加工，例如，使用實施例1、2所示的實施方式下的試料製作裝置來進行大範圍的試料加工(粗加工)，對於形成用於觀察、分析粗加工後的試料的期望狀態的平滑化等細微加工(精加工)，使用離子銑削法。
[0058]實施例4
[0059]圖8是表示試料的離子銑削加工以及觀察的工序的圖。
[0060]實施例1、2的工序後，從試料更換室向試料室移動試料(S801)。在由帶電粒子線裝置確認了試料的表面狀態(S802)後，利用試料臺使試料傾斜(S803)。此時通過利用帶電粒子線裝置的U中心傾斜功能，能夠不使觀察視野從畫面的中央偏移地傾斜。U中心傾斜功能是指例如在進行旋轉、傾斜等時，能夠以試料的帶電粒子線的照射位置為基準使觀察視野移動，因此具有即使改變傾斜角度而觀察視野也不移動的特徵。調節試料臺，一邊使試料連續旋轉或者搖擺一邊從離子槍照射離子束(S804 )。使試料傾斜返回原來狀態(S805 )，通過帶電粒子線裝置來觀察試料的表面狀態(S806)。而且，也可以在試料傾斜不返回原來狀態的狀態下通過帶電粒子線裝置觀察試料的表面狀態。通過觀察來判斷試料的加工是否充分(S807)，在判斷為充分的情況下結束作業，而在判斷為不充分的情況下返回S803而重複流程。在因實施例1的加工而在試料表面殘留有離子液體的情況下，根據需要，也可以通過返回S803進行短時間的離子銑削加工而去除殘留離子液體。此時，通過一邊使帶電粒子線裝置的臺移動一邊進行觀察而決定離子銑削加工的位置，能夠進一步提高加工位置精度。
[0061]而且，在進行了試料的精加工、觀察後需要再次進行試料的粗加工的情況下，也可以使試料從試料室向試料更換室進行移動，而通過圖6的S602以後的操作再次進行利用超聲波振動的加工。這樣，能夠在1臺帶電粒子線裝置內進行粗加工、精加工、觀察的全部工序，也可以根據目的重複進行各工序。貫穿整個行程，一次也不需要將試料放在空氣中，因此試料以及附著在試料的離子液體均不會受到雜質造成的汙染，從而能夠縮短作業所需的時間。
[0062]另外，通過在帶電粒子線裝置中註冊臺履歷，能夠使試料容易到達加工、觀察的位置。
[0063]實施例5
[0064]圖9是作為觀察進行了上述加工的試料的帶電粒子線裝置的一形態的掃描電子顯微鏡(SEM)的概略結構圖。基本部分的結構與圖7相對應。
[0065]在電子源(陰極)901和第一陽極902之間，通過由微處理器(CPU)925控制的高壓控制電源920施加有電壓，由規定的發射極電流將1次電子束904從電子源(陰極)901引出。在電子源(陰極)901和第二陽極903之間，通過由微處理器(CPU)925控制的高壓控制電源920而施加有加速電壓，因此從電子源(陰極)901放出的1次電子束904被加速而向後段的透鏡系統行進。
[0066]1次電子束904通過由第一會聚透鏡控制電源921控制的第一會聚透鏡905 (束會聚單元)來會聚，在由節流板908去除1次電子束的不需要區域後，通過由第二會聚透鏡控制電源922控制的第二會聚透鏡906 (束會聚機構)以及由物鏡控制電源923控制的物鏡907，作為微小點而會聚在試料910。物鏡907能夠採取在透鏡方式(in-lens)、出透鏡方式(out-lens)或通氣管方式(半在透鏡方式(sem1-1n-lens))等各種形態。
[0067]利用掃描線圈909對試料910上以二維方式掃描1次電子束904。根據觀察倍率通過掃描線圈控制電源924來控制掃描線圈909的信號。在通過1次電子束的照射而從試料910產生的2次電子等低能量2次信號912A、高能量2次信號912B向物鏡907的上部行進後，通過2次信號分離用直交電磁場(EXB)產生裝置911，各自因能量的不同而分離，進而向低能量2次信號用檢測器913A以及高能量2次信號用檢測器913B的方向行進，被檢測出。需要說明的是，檢測器如上所述可以為多個或單個。低能量2次信號用檢測器913A、高能量2次信號用檢測器913B的信號各自經由低能量2次信號用放大器914A、高能量2次信號用放大器914B，而作為像信號存儲在顯示用圖像存儲器916。在顯示用圖像存儲器916存儲的圖像信息隨時顯示在像顯示裝置917。
[0068]能夠從輸入裝置918指定圖像的導入條件(掃描速度、加速電壓等)，還可以指定經由試料臺控制電源926進行的試料臺915的移動以及圖像的輸出、保存等。存儲在圖像存儲器919中的圖像數據能夠從SEM向外部導出。
[0069]實施例6
[0070]圖10是表示本發明的離子銑削加工裝置的結構的說明圖。其是進行圖8所示的離子銑削所進行的試料的細微加工(精加工)的裝置的一形態。
[0071]離子銑削槍1001形成用於將離子束1002照射在試料上的照射系統。該離子束的照射以及電流密度受離子銑削槍控制部1003控制。在帶電粒子線裝置的試料室1004中，通過真空排氣系統1005能夠將腔室內控制在大氣壓或真空，並保持該狀態。試料1006被保持在試料保持件1007之上。此外，試料保持件1007被保持在試料臺1008。而且能夠將試料保持件1007從帶電粒子線裝置的試料室1004向試料更換室拉出，試料臺1008具備用於能夠使試料1006相對於離子束1002的光軸傾斜任意角度的結構要素。試料臺驅動部1009能夠使試料臺1008旋轉或者左右搖擺，並能夠變更其速度。
[0072]圖11是表示與離子銑削槍1101相關的周邊部的結構的說明圖。離子銑削槍1101相當於圖7的離子銑削槍704、圖10的離子銑削槍1001。
[0073]離子銑削槍1101由在減壓後的真空腔室內對置配置的一對陰極1102和陽極1103、氣體供給機構1104、加速電極1110、永磁鐵1106構成。離子銑削槍控制部1105與放電電源1107和加速電源1108連接，而分別控制放電電壓和加速電壓。氣體供給機構1104具備調整離子化的氣體的流量而將該氣體向離子槍內供給的結構要素。在此，對氬氣的情況進行說明，然而本實施方式為一例，本發明並不限定於本實施方式。在陰極1102設置有孔，該孔成為用於使從氣體供給機構1104導入的氬氣保持適當的氣體分壓的流出口。在保持適當的氣體分壓的狀態下，對陰極1102和陽極1103之間施加0?4kV左右的放電電壓，而引起被稱為輝光放電的低壓氣體中的持續的放電現象而產生離子1109。此時，由於具有永磁鐵1106，能夠使因放電產生的電子旋轉，從而能夠使電子的通道伸長而提高放電效率。在陰極1102和加速電極1110之間，施加0?10kV左右的加速電壓而使離子1109加速，並向被試料保持件1112保持的試料1113的表面射出離子束1111。
[0074]實施例7
[0075]在圖12中由示意圖來表示因超聲波振動的頻率造成的試料表面的加工程度的不同。
[0076]控制實施例1的超聲波振動元件108的控制器112的頻率以及輸出是可變的。而且，使用頻率為數十kHz?1MHz的電源。如圖12(a)所示，這是為了將試料整面加工平坦，若頻率過低則研磨速度變快，而可能造成試料表面損壞而不能形成平滑的面。因此，通過以這種條件設定頻率，能夠在較大區域範圍內確保加工後的新面，從而不進行局部的評價而能夠在較大範圍內的多個部位進行平均的評價。而且，由於通過以使超聲波振動的頻率低於(a)的條件的方式進行調整，如圖12 (b)所示能夠僅對試料的局部進行加深加工(圓錐形狀的加工)，因此能夠製作深度不同的加工剖面，並能夠進行多層試料的各層、界面的觀察。
[0077]在圖13中表示放置有(a)—個試料以及(b)多個試料的情況的示意圖。通過高度一致地放置多個試料，能夠一次加工多個試料。
[0078]相比聚焦離子束加工(FIB)、寬離子束加工(離子銑削)的加工範圍，本發明的超聲波加工在加工區域上沒有上述限制，從而能夠加工較廣區域。
[0079]實施例8
[0080]鋰離子電池的電極中包含鋰(Li)以及鋰化合物，在與空氣中的成分(氧氣、氮氣、水分等)反應時瞬間進行構造、形態的變化、化學反應。因此，在對這種材料應用了上述試料製作裝置的實施方式的情況下，由於加工、觀察的工序均能夠在真空中進行，因此在加工、運送、觀察的工序不進行如上所述的反應，能夠保持原型不變地觀察新製作的加工面。除鋰、鋰化合物以外，對容易發生氧化、試料汙染的金屬鎂等材料也能夠期待同樣的效果。[0081]實施例9
[0082]在以半導體設備為代表的多層膜的試料中，在能夠把握多層膜的構造、形態、厚度(深度)的情況下，通過重複進行利用上述形態的試料的加工(粗加工、精加工)和利用帶電粒子線裝置的觀察，能夠進行加工處理直到成為任意的狀態，而能夠觀察、分析內部的目的構造。在此，如實施例7所說明的那樣，通過使超聲波振動的頻率變化，能夠容易調整試料的加工區域、深度。在距試料的表面的距離較大的內部區域存在觀察目的構造、且該目的構造微小的情況下，若實施例3、圖7的帶電粒子線裝置為FIB等，則通過反覆進行超聲波加工、FIB觀察而提高目的構造的深度方向上的精度，能夠提高下個工序的FIB加工的位置精度(X、Y方向)，並縮短加工時間。而且，作業簡便且不需要特別技術。
[0083]對於在空氣中容易進行反應的試料、容易汙染的試料，也不會使新製作的加工面暴露在空氣中，而能夠在環境氣遮斷條件下進行任意加工，並在保持原型不變的狀態下進行觀察。
[0084]【附圖標記說明】
[0085]101、910、1006、1113、1201、1302:試料
[0086]102、1007、1112、1301:試料保持件
[0087]103,703:試料更換室
[0088]104:試料更換棒
[0089]105:試料旋轉棒
[0090]106:液池
[0091]107:離子液體
[0092]108:超聲波振動元件
[0093]109:附件
[0094]110:閘門閥
[0095]111:試料旋轉棒控制部
[0096]112:控制器
[0097]113:試料更換棒的移動方向
[0098] 114:試料旋轉棒的移動方向
[0099]201:玻璃
[0100]301:試料保持件的試料更換棒承接側
[0101]401:試料旋轉棒前端部
[0102]402:試料保持件底部
[0103]403:螺紋槽
[0104]404:螺紋槽(承接側)
[0105]501:附件(承接側)
[0106]701:電子槍或離子槍
[0107]702、1004:試料室
[0108]704、1001、1101:離子銑削槍
[0109]705:試料以及試料保持件
[0110]706a、915、1008:試料臺[0111]706b:傾斜的試料臺
[0112]901:電子源(陰極)
[0113]902:第一陽極
[0114]903:第二陽極
[0115]904:1次電子束
[0116]905:第一會聚透鏡
[0117]906:第二會聚透鏡
[0118]907:物鏡
[0119]908:節流板
[0120]909:掃描線圈
[0121]911:2次信號分離用正交電磁場(EXB)產生器
[0122]912a:低能量2次信號
[0123]912b:高能量2次信號
[0124]913a:低能量2次信號用檢測器
[0125]913b:高能量2次信號用檢測器
[0126]914a:低能量2次信號用放大器
[0127]914b:高能量2次信號用放大器
[0128]916:顯示用圖像存儲器
[0129]917:像顯示裝置
[0130]918:輸入裝置
[0131]919:圖像存儲器
[0132]920:高壓控制電源
[0133]921:第一會聚透鏡控制電源
[0134]922:第二會聚透鏡控制電源
[0135]923:物鏡控制電源
[0136]924:掃描線圈控制電源
[0137]925:微處理器(CPU)
[0138]926:試料臺控制電源
[0139]1002、1111:離子束
[0140]1003、1105:離子銑削槍控制部
[0141]1005:真空排氣系統
[0142]1009:試料臺驅動部
[0143]1102:陰極
[0144]1103:陽極
[0145]1104:氣體供給機構
[0146]1106:永磁鐵
[0147]1107:放電電源
[0148]1108:加速電源
[0149]1109:離子[0150]1110:加速電極
[0151]1202:加工面
【權利要求】
1.一種帶電粒子線裝置，具備:向試料照射帶電粒子的電子光學系統；檢測從所述試料放出的帶電粒子的檢測系統；以及真空室，所述帶電粒子線裝置的特徵在於，所述真空室具備:收納液體的液池；以及產生超聲波振動的超聲波振動機構，所述超聲波振動機構向該液池內的液體中傳播超聲波振動。
2.根據權利要求1所述的帶電粒子線裝置，其特徵在於，所述液體為離子液體。
3.根據權利要求1所述的帶電粒子線裝置，其特徵在於，所述真空室具備移動所述試料的移動機構，所述移動機構位於所述電子光學系統和所述液池之間。
4.根據權利要求3所述的帶電粒子線裝置，其特徵在於，所述真空室在所述移動機構的`移動軌道上具備將所述真空室內的空間分隔的可開閉的閥，該分隔出的空間中的至少一個具備真空排氣機構。
5.根據權利要求3所述的帶電粒子線裝置，其特徵在於，所述移動機構具備使所述試料旋轉的旋轉機構。
6.根據權利要求1所述的帶電粒子線裝置，其特徵在於，所述真空室具備去除所述液體的液體去除機構，所述液體去除機構位於所述電子光學系統和所述液池之間。
7.根據權利要求6所述的帶電粒子線裝置，其特徵在於，所述液體去除機構為不活潑氣體供給機構。
8.根據權利要求1所述的帶電粒子線裝置，其特徵在於，所述真空室具備控制所述超聲波振動的控制機構，所述控制機構以使所述超聲波振動的頻率變化的方式控制所述超聲波振動機構。
9.根據權利要求1所述的帶電粒子線裝置，其特徵在於，所述真空室具備向所述試料的表面照射離子而進行銑削的銑削機構，所述銑削機構位於所述電子光學系統和所述液池之間。
10.根據權利要求1所述的帶電粒子線裝置，其特徵在於，所述真空室具備在所述真空室和外部之間供給所述液體的液體供給單元。
11.一種試料的製作裝置，具備真空室，所述試料的製作裝置的特徵在於，所述真空室具備:收納液體的液池；以及產生超聲波振動的超聲波振動機構，所述超聲波振動機構向該液池內的液體中傳播超聲波振動。
12.根據權利要求11所述的試料的製作裝置，其特徵在於，所述液體為離子液體。
13.根據權利要求11所述的試料的製作裝置，其特徵在於，構成所述真空室的壁面中的至少一面包含具有透明性的材料。
14.根據權利要求13所述的試料的製作裝置，其特徵在於，所述材料包含玻璃質物質。
15.一種試料的製作方法，其是在真空中製作試料的試料的製作方法，所述試料的製作方法的特徵在於，該製作方法包含:使離子液體與包含成為試料的加工對象的部位在內的區域接觸的第一工序；以及使超聲波振動向該試料的區域所接觸的離子液體中傳播的第二工序。
16.根據權利要求15所述的試料的製作方法，其特徵在於，在所述第二工序之後將附著在所述試料的離子液體去除。
17.—種試料的觀察方法,其對試料照射帶電粒子線，並基於檢測從所述試料放出的帶電粒子而得到的圖像對試料進行觀察，所述試料的觀察方法的特徵在於，在真空狀態下，包含:使離子液體與包含成為所述試料的加工對象的部位在內的區域接觸的第一工序；使超聲波振動向該離子液體中傳播的第二工序；以及在進行所述第二工序之後觀察試料的工序。
18.根據權利要求17所述的試料的觀察方法，其特徵在於，在所述第二工序之後，將附著在所述試料的離子液體去除。
19.根據權利要求17所述的試料的觀察方法，其特徵在於，在所述第二工序之後，對所述試料照射離子束而進行試料的離子銑削。
【文檔編號】G01N23/225GK103635987SQ201280032123
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年4月25日 優先權日:2011年6月30日
【發明者】竹內秀一, 高須久幸, 金子朝子 申請人:株式會社日立高新技術