JP7657746B2 - Sample Processing Equipment - Google Patents
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Description
本発明は、試料加工装置に関する。 The present invention relates to a sample processing device.
イオンビームを用いて試料を加工する試料加工装置として、試料の断面を加工するためのクロスセクションポリッシャ(登録商標)や、薄膜試料を作製するためのイオンスライサ(登録商標)などが知られている。 Examples of sample processing devices that use ion beams to process samples include the Cross Section Polisher (registered trademark) for processing the cross section of a sample and the Ion Slicer (registered trademark) for producing thin film samples.
このような試料加工装置では、加工前に、イオンビームの照射位置に試料の目標加工位置をあわせる位置合わせが行われる。 In such sample processing devices, alignment is performed before processing to align the target processing position of the sample with the irradiation position of the ion beam.
例えば、特許文献1には、真空チャンバーに開閉可能に取り付けられた引出機構を備えており、引出機構が開けられたときに光学顕微鏡が試料上に配置され、引出機構が閉じられたときにイオン銃が試料上に配置される試料加工装置が開示されている。特許文献1の試料加工装置では、あらかじめ、引出機構を開いたときの光学顕微鏡の光軸と、引出機構を閉じたときのイオン銃から照射されるイオンビームの中心軸とを一致させておくことで、光学顕微鏡を用いて試料の位置合わせを行うことができる。
For example,
特許文献1の試料加工装置は、光学顕微鏡を試料上から退避させるために、光学顕微鏡を傾倒させる光学顕微鏡傾倒機構を有している。特許文献1の試料加工装置では、引出機構が閉じられたときには、光学顕微鏡がイオン源に衝突しないように、光学顕微鏡を傾倒させる。
The sample processing device of
特許文献1の試料加工装置では、上述したように、光学顕微鏡を退避させるときには、ユーザーが光学顕微鏡を傾倒させなければならなかった。
As mentioned above, in the sample processing device of
本発明に係る試料加工装置の一態様は、
試料にイオンビームを照射して前記試料を加工する試料加工装置であって、
前記イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料が収容されるチャンバーと、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料ステージを前記チャンバーから引き出す引出機構と、
前記引出機構に取り付けられ、前記引出機構を開いて前記試料ステージが引き出されることによって前記試料を観察可能な観察位置に配置される光学機器と、
前記引出機構を閉じて前記試料ステージを前記チャンバーに押し込むときの前記引出機構の直線運動を前記光学機器の回転運動に変換して、前記光学機器を前記イオン源から離れた退避位置に案内するガイドと、
を含む。
One aspect of the sample processing device according to the present invention is to
A sample processing apparatus for processing a sample by irradiating the sample with an ion beam, comprising:
an ion source that emits the ion beam;
A chamber in which the sample is contained;
A sample stage for holding the sample;
a withdrawal mechanism that withdraws the sample stage from the chamber;
an optical instrument attached to the pull-out mechanism and arranged at an observation position where the sample can be observed by opening the pull-out mechanism and pulling out the sample stage;
a guide that converts a linear motion of the extraction mechanism when the extraction mechanism is closed and the sample stage is pushed into the chamber into a rotational motion of the optical device, and guides the optical device to a retracted position away from the ion source;
Includes.
このような試料加工装置では、ガイドが試料ステージをチャンバーに押し込むときの引
出機構の直線運動を光学機器の回転運動に変換して、光学機器をイオン源から離れた退避位置に案内するため、容易に光学機器がイオン源に衝突することを防ぐことができる。
In this type of sample processing device, the guide converts the linear motion of the extraction mechanism when pushing the sample stage into the chamber into rotational motion of the optical instrument, guiding the optical instrument to a retracted position away from the ion source, easily preventing the optical instrument from colliding with the ion source.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Below, preferred embodiments of the present invention are described in detail with reference to the drawings. Note that the embodiments described below do not unduly limit the content of the present invention described in the claims. Furthermore, not all of the configurations described below are necessarily essential components of the present invention.
1. 試料加工装置
本発明の一実施形態に係る試料加工装置について図面を参照しながら説明する。図1および図2は、本発明の一実施形態に係る試料加工装置100の構成を示す図である。図1および図2には、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。
1. Sample processing device A sample processing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figures 1 and 2 are diagrams showing the configuration of a
試料加工装置100は、試料Sにイオンビームを照射して試料Sを加工し、観察用や分析用の試料を作製するイオンビーム加工装置である。試料加工装置100は、例えば、試料の断面を加工するためのクロスセクションポリッシャ(登録商標)である。
The
試料加工装置100は、例えば、走査電子顕微鏡(SEM)や、透過電子顕微鏡(TEM)、走査透過電子顕微鏡(STEM)などの電子顕微鏡用の試料を作製するために用いられる。また、試料加工装置100は、例えば、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)やオージェマイクロプローブなどの電子顕微鏡以外の分析装置用の試料を作製するためにも用いられる。
The
試料加工装置100は、図1および図2に示すように、イオン源10と、引出機構20と、試料ステージ30と、スイング機構40と、位置合わせ用カメラ50と、加工観察用カメラ60と、チャンバー70と、ガイド80と、を含む。なお、図1は、引出機構20を閉じてチャンバー70内に試料ステージ30を押し込んでいる状態を図示し、図2は、引出機構20を開いてチャンバー70から試料ステージ30を引き出している状態を図示している。
As shown in Figures 1 and 2, the
イオン源10は、イオンビームを発生させる。イオン源10は、試料Sにイオンビームを照射する。イオン源10は、チャンバー70の上部に取り付けられている。イオン源10から放出されるイオンビームの光軸は、Z軸に平行である。
The
引出機構20は、チャンバー70に開閉可能に取り付けられている。引出機構20は、チャンバー70の蓋を構成している。引出機構20には試料ステージ30が取り付けられ
ている。
The
引出機構20を閉じた状態から引出機構20を+Y方向に直線的に移動させることによって、引出機構20を開くことができる。引出機構20を開くことで、図2に示すように、試料室72から試料ステージ30を引き出すことができる。これにより、チャンバー70内を大気開放できる。また、引出機構20を開くことで、位置合わせ用カメラ50がガイド80に案内されて試料Sを観察可能な観察位置P2に移動する。これにより、位置合わせ用カメラ50で試料Sを観察でき、イオンビームの照射位置に試料Sの目標加工位置をあわせる位置合わせを行うことができる。
The
引出機構20が開いた状態から引出機構20を-Y方向に直線的に移動させることによって、引出機構20を閉じることができる。引出機構20を閉じることで、図1に示すように、試料ステージ30を試料室72に押し込むことができる。これにより、チャンバー70を気密にすることができる。この状態で、不図示の排気装置を動作させることによって試料室72は真空排気され、試料室72を真空状態(減圧状態)にできる。また、引出機構20を閉じることで、試料Sがイオン源10の光軸上に位置し、イオン源10から放出されたイオンビームで試料Sを加工できる。また、引出機構20を閉じることで、位置合わせ用カメラ50がガイド80に案内されて退避位置P4に移動する。これにより、位置合わせ用カメラ50がイオン源10に衝突することを防ぐことができる。
The
試料ステージ30は、スイング機構40に取り付けられている。試料ステージ30は、加工対象となる試料Sを保持する。試料ステージ30は、X移動機構32と、Y移動機構34と、を有している。X移動機構32は、試料SをX軸に沿って移動させることができる。Y移動機構34は、試料SをY軸に沿って移動させることができる。X移動機構32およびY移動機構34によって、試料Sを水平方向に2次元的に移動させることができる。X移動機構32およびY移動機構34を用いて試料Sの位置合わせを行うことができる。図示はしないが、試料加工装置100は、イオンビームを遮蔽する遮蔽板を備えており、試料ステージ30で支持された試料Sは、遮蔽板から突き出た部分が切削される。
The
スイング機構40は、引出機構20に取り付けられている。引出機構20を開くことで、スイング機構40が引き出され、試料ステージ30が引き出される。
The
スイング機構40は、試料ステージ30をスイング軸A(傾斜軸)まわりに傾斜させる。スイング機構40は、例えば、一定の周期で、試料ステージ30をスイング軸Aまわりに傾斜させることで、試料Sをスイングさせる。図示の例では、スイング軸Aは、Y軸に平行な軸である。試料加工装置100では、スイング機構40で試料Sをスイングさせながら、試料Sにイオンビームを照射して試料Sを加工できる。
The
位置合わせ用カメラ50は、引出機構20に取り付けられている。位置合わせ用カメラ50は、例えば、光学顕微鏡に取り付けられたカメラである。すなわち、位置合わせ用カメラ50が取得した画像は、光学顕微鏡で観察された画像である。
The
位置合わせ用カメラ50は、イオンビームの照射位置に試料Sの目標加工位置を合わせる位置合わせのためのカメラである。例えば、引出機構20を開いて位置合わせ用カメラ50を観察位置P2に配置し、位置合わせ用カメラ50で取得された画像の中心に、目標加工位置を合わせる。これにより、引出機構20を閉じたときに、イオン源10から放出されたイオンビームを目標加工位置に照射できる。位置合わせ用カメラ50は、引出機構20が閉じた状態では、イオン源10から離れた退避位置P4に配置される。
The
加工観察用カメラ60は、試料室72の外に配置されている。加工観察用カメラ60は
、チャンバー70に設けられた観察窓74を通して試料室72内の試料Sを観察可能である。加工観察用カメラ60は、加工中の試料Sを観察するためのカメラである。加工観察用カメラ60では、加工中の試料Sの断面を観察できる。加工観察用カメラ60の光軸は、Y軸に平行である。
The processing and
チャンバー70内には、試料ステージ30が収容されている。試料室72は、チャンバー70内の空間である。試料室72において、試料Sにイオンビームが照射される。
The
ガイド80は、位置合わせ用カメラ50を、観察位置P2に案内する。例えば、ガイド80は、位置合わせ用カメラ50を観察位置P2から退避位置P4まで案内し、また、退避位置P4から観察位置P2まで案内する。
The
2. ガイド
2.1. ガイドの構成
図3は、試料加工装置100を模式的に示す斜視図である。図4は、ガイド80を模式的に示す斜視図である。なお、図3および図4では、引出機構20を閉じて、位置合わせ用カメラ50が退避位置P4に位置している状態を図示している。
2. Guide 2.1. Guide configuration Fig. 3 is a perspective view that shows a
位置合わせ用カメラ50は、支持部材52で支持されている。支持部材52は、引出機構20に取り付けられている。支持部材52は、引出機構20に軸54を介して回転可能に取り付けられている。そのため、位置合わせ用カメラ50は、ガイド80に沿って移動できる。また、図示はしないが、支持部材52の軸54の近傍には、磁石が組み込まれていてもよい。この磁石によって、位置合わせ用カメラ50を正確に観察位置P2に配置できる。
The
ガイド80は、図3および図4に示すように、ガイドピン82と、ガイドレール84と、ストッパー86と、衝撃緩和部材88と、を含む。
As shown in Figures 3 and 4, the
2.2. ガイドピン
ガイドピン82は、位置合わせ用カメラ50に取り付けられている。ガイドピン82は、取り付け部材83によって位置合わせ用カメラ50に取り付けられている。取り付け部材83は、位置合わせ用カメラ50に固定されている。
2.2 Guide Pin The
引出機構20を開閉させて位置合わせ用カメラ50を移動させると、ガイドピン82はガイドレール84に沿って移動する。これにより、位置合わせ用カメラ50を観察位置P2と退避位置P4との間で移動させることができる。
When the pull-out
ガイドピン82の形状は、Z軸に沿って延びる棒状である。これにより、位置合わせ用カメラ50を試料Sの高さに合わせてZ軸に沿って移動させても、ガイドピン82をガイドレール84に接触させることができる。
The
図5は、ガイドピン82の動きを説明するための図である。
Figure 5 is a diagram to explain the movement of the
ガイドピン82は、不図示のバネによって、軸2を軸として、±αの角度範囲で回転可能である。例えば、ガイドピン82の基準位置の角度をθ=θ0とした場合、ガイドピン82は、θ=θ0+α、θ=θ0-αの範囲で回転可能である。バネは、ガイドピン82が基準位置(θ=θ0)に位置するように、ガイドピン82を付勢している。このバネの働きによって、ガイドピン82は、ガイドレール84の形状に追従してスムーズに移動できる。
The
2.3. ガイドレール
ガイドレール84は、図3に示すように、チャンバー70上に配置されている。ガイドレール84は、取り付け部材85によってチャンバー70上に配置されている。取り付け部材85は、イオン源10を囲むように設けられている。
3, the
ガイドレール84は、ガイドピン82を案内する。ガイドピン82は、ガイドレール84の形状に追従して移動する。
The
ガイドレール84は、引出機構20を閉じて試料ステージ30をチャンバー70に押し込むときの引出機構20の直線運動を位置合わせ用カメラ50の回転運動に変換して、位置合わせ用カメラ50を観察位置P2から退避位置P4に案内する。
The
また、ガイドレール84は、引出機構20を開いて試料ステージ30をチャンバー70から引き出すときの引出機構20の直線運動を位置合わせ用カメラ50の回転運動に変換して、位置合わせ用カメラ50を退避位置P4から観察位置P2に案内する。
In addition, the
また、ガイドレール84は、引出機構20を開いて試料ステージ30がチャンバー70から引き出され、かつ、位置合わせ用カメラ50が観察位置P2から外れた位置に位置している状態で、試料ステージ30がチャンバー70に押し込まれた場合に、位置合わせ用カメラ50を退避位置P4まで案内する。
In addition, when the
2.4. ストッパー
ストッパー86は、バネなどの弾性部材によって位置合わせ用カメラ50の可動範囲(振り幅)を制限する。ストッパー86は、支持部材52に接触するピン87を有しており、ピン87は、弾性的に付勢されている。そのため、ピン87に支持部材52が接触すると、ピン87は、支持部材52を押し戻す。これにより、位置合わせ用カメラ50の可動範囲を制限できる。
2.4. Stopper The
例えば、支持部材52の最大振れ幅が45°の場合に、ストッパー86によって振れ幅を40°に制限する。これにより、ガイドピン82をガイドレール84に押し当てることができる。また、後述するように、ガイドピン82がガイドレール84の端を超えた場合に、位置合わせ用カメラ50を退避位置P4に配置できる。
For example, if the maximum swing range of the
2.5. ガイドの動作
図6は、ガイド80の動作を説明するための図である。
2.5 Operation of Guide FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the
図6の(A)は、位置合わせ用カメラ50が退避位置P4に位置している状態(P=P4)を図示し、図6の(B)、図6の(C)は、位置合わせ用カメラ50が退避位置P4から観察位置P2に移動している様子を図示し、図6の(D)は、位置合わせ用カメラ50が観察位置P2に位置している状態(P=P2)を図示している。
Figure 6 (A) illustrates the state in which the
図6の(A)に示すように、引出機構20を閉じて試料ステージ30がチャンバー70に押し込まれている場合には、位置合わせ用カメラ50は退避位置P4に位置する。この状態で、引出機構20を開くと、試料ステージ30が引き出されて、試料ステージ30が+Y方向に移動する。
As shown in FIG. 6A, when the
このとき、図6の(B)および図6の(C)に示すように、ガイドピン82が、ガイドレール84に沿って移動する。ガイドピン82がガイドレール84に沿って移動することによって、引出機構20のY軸に沿った直線運動を位置合わせ用カメラ50の回転運動に変換できる。したがって、イオン源10を避けて位置合わせ用カメラ50を退避位置P4
から観察位置P2に移動させることができる。
At this time, as shown in Fig. 6B and Fig. 6C, the
can be moved to observation position P2.
ここで、図6の(C)に示すように、ガイドピン82がガイドレール84から離れるときには、支持部材52は振れ幅が小さくなり、支持部材52はY軸にほぼ平行な状態となる。このとき、支持部材52の回転軸54の近傍に配置された磁石によって、支持部材52をY軸に平行に固定する。これにより、位置合わせ用カメラ50を正確に観察位置P2に配置できる。
As shown in FIG. 6C, when the
図6の(D)に示すように、引出機構20を開いて試料ステージ30がチャンバー70から引き出されている場合には、位置合わせ用カメラ50は観察位置P2に位置する。この状態で、引出機構20を閉じると、試料ステージ30が押し込まれて、試料ステージ30が-Y方向に移動する。
As shown in FIG. 6D, when the
このとき、図6の(C)および図6の(B)に示すように、位置合わせ用カメラ50(位置合わせ用カメラ50の筐体)がガイドレール84に沿って移動する。位置合わせ用カメラ50がガイドレール84に沿って移動することによって、引出機構20のY軸に沿った直線運動を位置合わせ用カメラ50の回転運動に変換できる。したがって、イオン源10を避けて位置合わせ用カメラ50を観察位置P2から退避位置P4に移動させることができる。
At this time, as shown in FIG. 6C and FIG. 6B, the alignment camera 50 (the housing of the alignment camera 50) moves along the
図7は、ガイド80の動作を説明するための図である。
Figure 7 is a diagram to explain the operation of the
図7の(A)、(B)、(C)、(D)は、図6の(A)、(B)、(C)、(D)に対応している。図7の(E)は、引出機構20を開いた状態で位置合わせ用カメラ50が観察位置P2から外れた位置P3に位置している状態(P=P3)を図示し、図7の(F)、(G)、(H)は、位置合わせ用カメラ50が位置P3から退避位置P4に移動している様子を図示している。
(A), (B), (C), and (D) in Fig. 7 correspond to (A), (B), (C), and (D) in Fig. 6. (E) in Fig. 7 illustrates a state in which the
試料加工装置100では、試料Sを交換する場合には、引出機構20を開いて試料ステージ30を引き出して、試料Sの交換を行う。このとき、観察位置P2に配置された位置合わせ用カメラ50が試料Sを交換する作業の妨げになる。したがって、図7の(E)に示すように、支持部材52を軸54を回転軸として回転させて、位置合わせ用カメラ50を観察位置P2から外れた位置P3に移動させる。この状態で、引出機構20を閉じると、試料ステージ30が押し込まれて、試料ステージ30が-Y方向に移動する。
When replacing the sample S in the
図7の(F)、図7の(G)、および図7の(H)に示すように、引出機構20が-Y方向に移動することによって、ガイドピン82がガイドレール84にあたり、ガイドピン82がガイドレール84に沿って移動する。ガイドピン82がガイドレール84に沿って移動することによって、位置合わせ用カメラ50が+X方向に移動し、ストッパー86(ピン87)が押し込まれる。この結果、ストッパー86によって支持部材52が付勢され、ガイドピン82がガイドレール84に押し当てられる。
As shown in Figures 7(F), 7(G), and 7(H), the movement of the pull-out
ガイドピン82がガイドレール84の端を超えると、支持部材52がストッパー86に押されて、位置合わせ用カメラ50が退避位置P4に配置される。
When the
なお、位置合わせ用カメラ50が退避位置P4に配置される前に、ガイドピン82が衝撃緩和部材88にあたる。これにより、位置合わせ用カメラ50に加わる衝撃を緩和できる。
Before the
上記のように、試料加工装置100では、引出機構20を開閉することによって、位置
合わせ用カメラ50を観察位置P2に配置したり、退避位置P4に配置したりできる。したがって、試料加工装置100では、ユーザーの手間を省くことができ、容易に試料Sの加工を行うことができる。
As described above, in the
2.6. ガイドレール
図8は、ガイドレール84を説明するための図である。
2.6 Guide Rails FIG. 8 is a diagram for explaining the guide rails 84.
図8に示すように、ガイドレール84は、位置合わせ用カメラ50を退避位置P4から観察位置P2まで移動させる場合にガイドピン82が接触する第1面84aと、位置合わせ用カメラ50を観察位置P2から退避位置P4に移動させる場合に位置合わせ用カメラ50が接触する第2面84bと、を有する。
As shown in FIG. 8, the
第1面84aは、図8に示すように、第1部分840aと、第2部分840bと、を有している。第1部分840aは、平面視において(Z方向から見て)、曲線であり、イオン源10を避けるように位置合わせ用カメラ50を案内する。第2部分840bは、引出機構20を開いて、位置合わせ用カメラ50を観察位置P2に配置するときに、位置合わせ用カメラ50が確実に観察位置P2に配置されるように案内する。そのため、第2部分840bとY軸とがなす角度は、第1部分840aとY軸がなす角度よりも小さい。これにより、位置合わせ用カメラ50を正確に観察位置P2に案内できる。
As shown in FIG. 8, the
位置合わせ用カメラ50を観察位置P2から退避位置P4に移動させる場合に、位置合わせ用カメラ50は第2面84bに沿って移動する。第2面84bの先端部分842は、位置合わせ用カメラ50が衝突したときの衝撃を緩和できるように、Y軸とのなす角度が小さい。また、第2面84bの後端部分844は、平面視において、ガイドピン82が第2面84bから第1面84aに滑らかに移動できるような曲線である。
When the
ガイド80が位置合わせ用カメラ50を退避位置P4から観察位置P2に案内する場合、ガイドピン82が第1面84aに沿って移動する。また、ガイド80が位置合わせ用カメラ50を観察位置P2から退避位置P4に案内する場合、位置合わせ用カメラ50が第2面84bに沿って移動する。
When the
また、ガイド80が位置合わせ用カメラ50を観察位置P2から外れた位置P3から退避位置P4に案内する場合、ガイドピン82が第2面84bに沿って移動する。
In addition, when the
2.7. 衝撃緩和部材
図9は、衝撃緩和部材88を説明するための図である。図9は、図7の(H)の状態から引出機構20を-Y方向に移動させて、図7の(A)に示す位置合わせ用カメラ50が退避位置P4に配置された状態を図示している。
2.7 Impact absorbing member Fig. 9 is a diagram for explaining the
図7の(H)の状態から引出機構20を-Y方向に移動させて、ガイドピン82がガイドレール84の端を超えると、ガイドピン82がガイドレール84から離間する。このとき、位置合わせ用カメラ50は、ストッパー86に押されて、ガイドレール84にあたる。
When the pull-out
ここで、ガイド80は、衝撃緩和部材88を有しており、位置合わせ用カメラ50がガイドレール84にあたる前に、ガイドピン82が衝撃緩和部材88の衝突面89にあたる。衝突面89は、ガイドピン82が浅い角度であたるように向きが調整されている。そのため、位置合わせ用カメラ50がガイドレール84にあたる前に、ガイドピン82が衝撃緩和部材88の衝突面89に接触することによって、位置合わせ用カメラ50がガイドレール84にあたるときに位置合わせ用カメラ50に加わる衝撃を緩和できる。
Here, the
3. 効果
試料加工装置100では、ガイド80が、引出機構20を閉じて試料ステージ30をチャンバー70に押し込むときの引出機構20の直線運動を位置合わせ用カメラ50の回転運動に変換して、位置合わせ用カメラ50をイオン源10から離れた退避位置P4に案内する。そのため、試料加工装置100では、試料ステージ30をチャンバー70に押し込むときに、位置合わせ用カメラ50がイオン源10に衝突することを防ぐことができる。したがって、試料加工装置100では、引出機構20を閉じるときに、位置合わせ用カメラ50を退避させる手間を省くことができ、容易に位置合わせ用カメラ50がイオン源10に衝突することを防ぐことができる。
3. Effects In the
試料加工装置100では、ガイド80は、位置合わせ用カメラ50が観察位置P2に位置している状態で、試料ステージ30がチャンバー70に押し込まれた場合に、位置合わせ用カメラ50を観察位置P2から退避位置P4まで案内する。また、ガイド80は、位置合わせ用カメラ50が退避位置P4に位置している状態で、試料ステージ30がチャンバー70から引き出された場合に、位置合わせ用カメラ50を退避位置P4から観察位置P2まで案内する。
In the
そのため、試料加工装置100では、再現性よく位置合わせ用カメラ50を観察位置P2に配置できる。したがって、試料加工装置100では、加工の精度や、加工の再現性を高めることができる。
Therefore, in the
例えば、手動で位置合わせ用カメラ50を観察位置P2に配置する場合、位置合わせ用カメラ50に加わる衝撃によって生じるずれを一定にすることは困難である。これに対して、試料加工装置100では、ガイド80が位置合わせ用カメラ50を観察位置P2に案内するため、手動で位置合わせ用カメラ50を観察位置P2に配置する場合と比べて、位置合わせ用カメラ50に加わる衝撃によって生じるずれを小さくできる。
For example, when manually positioning the
試料加工装置100では、ガイド80は、試料ステージ30がチャンバー70から引き出され、かつ、位置合わせ用カメラ50が観察位置P2から外れた位置P3に位置している状態で、試料ステージ30がチャンバー70に押し込まれた場合に、位置合わせ用カメラ50を退避位置P4まで案内する。そのため、試料加工装置100では、位置合わせ用カメラ50を観察位置P2からずらしても、引出機構20を閉じて試料ステージ30をチャンバー70に押し込むことで、位置合わせ用カメラ50を退避位置P4に配置できる。そのため、ユーザーの手間を省くことができる。
In the
試料加工装置100では、ガイド80は、位置合わせ用カメラ50に取り付けられたガイドピン82と、ガイドピン82を案内するガイドレール84と、を含む。また、ガイドレール84は、位置合わせ用カメラ50を、退避位置P4から観察位置P2に移動させる場合に、ガイドピン82が接触する第1面84aと、位置合わせ用カメラ50を、観察位置P2から外れた位置P3から退避位置P4に移動させる場合に、ガイドピン82が接触する第2面84bと、を有する。そのため、試料加工装置100では、引出機構20を開くことによって位置合わせ用カメラ50を観察位置P2に配置でき、引出機構20を閉じることによって位置合わせ用カメラ50を退避位置P4に配置できる。
In the
試料加工装置100では、ガイドピン82がガイドレール84の第2面84bから第1面84aに移る場合に、ガイドピン82はガイドレール84から離間する。また、ガイド80は、ガイドピン82がガイドレール84から離間する場合に、ガイドピン82が接触する衝撃緩和部材88を含む。そのため、試料加工装置100では、位置合わせ用カメラ50に加わる衝撃を緩和できる。
In the
試料加工装置100では、ガイド80は、試料ステージ30がチャンバー70から引き出され、かつ、位置合わせ用カメラ50が観察位置P2から外れた位置P3に位置している状態で、試料ステージ30がチャンバー70に押し込まれた場合に、支持部材52を付勢してガイドピン82をガイドレール84(第2面84b)に接触させる弾性部材(ストッパー86)を含む。そのため、試料加工装置100では、位置合わせ用カメラ50を観察位置P2からずらしても、引出機構20を閉じて試料ステージ30をチャンバー70に押し込むことで、位置合わせ用カメラ50を退避位置P4に配置できる。
In the
4. 変形例
本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
4. Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
4.1. 第1変形例
図10は、第1変形例に係る試料加工装置200の構成を示す図である。以下、第1変形例に係る試料加工装置200において、上述した試料加工装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
10 is a diagram showing the configuration of a
試料加工装置200は、図10に示すように、画像処理装置202と、表示部204と、を含む。
As shown in FIG. 10, the
表示部204は、画像処理装置202で処理された画像を出力する。表示部204は、例えば、LCD(liquid crystal display)などのディスプレイにより実現できる。
The
画像処理装置202は、位置合わせ用カメラ50で撮影された画像、および加工観察用カメラ60で撮影された画像を取得し、表示部204に表示させる。試料加工装置200は、引出機構20の開閉を検知するセンサーを有し、画像処理装置202は、センサーによる検知結果に応じて位置合わせ用カメラ50で撮影された画像、および加工観察用カメラ60で撮影された画像を切り替える。
The
具体的には、画像処理装置202は、センサーが引出機構20が開いていることを検知した場合には、位置合わせ用カメラ50で撮影された画像を表示部204に表示させ、センサーが引出機構20が閉じていることを検知した場合には、加工観察用カメラ60で撮影された画像を表示部204に表示させる。
Specifically, when the sensor detects that the
画像処理装置202は、例えば、引出機構20が閉じている状態から引出機構20が引き出されたタイミングで、画像を切り替える。試料加工装置200では、引出機構20を開くと、ガイド80が位置合わせ用カメラ50を観察位置P2に案内するため、位置合わせ用カメラ50が短い時間で試料Sを撮影できる状態となる。したがって、試料加工装置200では、加工観察用カメラ60で撮影された画像から位置合わせ用カメラ50で撮影された画像への切り替えたときに、試料S以外の画像が表示される時間が短い。
The
例えば、光学顕微鏡を傾倒させる光学顕微鏡傾倒機構を用いた場合、引出機構20で試料ステージ30を引き出した後、手動で光学顕微鏡傾倒機構を操作して光学顕微鏡を観察位置に配置しなければならない。そのため、位置合わせ用カメラ50が試料Sを撮影できる状態となるまでの時間が長い。したがって、加工観察用カメラ60で撮影された画像から位置合わせ用カメラ50で撮影された画像への切り替えたときに、試料S以外の画像が表示される時間が長い。
For example, when using an optical microscope tilting mechanism that tilts the optical microscope, after the
4.2. 第2変形例
上述した実施形態では、イオンビームの照射位置に試料Sの目標加工位置をあわせる位置合わせに用いる光学機器として、カメラ(位置合わせ用カメラ50)を用いたが、位置合わせに用いる光学機器はカメラに限定されない。位置合わせに用いる光学機器として、例えば、ルーペ、光学顕微鏡、デジタルカメラなど様々な光学機器を用いることができる。
In the above-described embodiment, a camera (alignment camera 50) is used as an optical device used for alignment to align the target processing position of the sample S with the irradiation position of the ion beam, but the optical device used for alignment is not limited to a camera. As the optical device used for alignment, various optical devices such as a magnifying glass, an optical microscope, and a digital camera can be used.
4.3. 第3変形例
上述した実施形態では、試料加工装置が断面試料を作製するためのクロスセクションポリッシャ(登録商標)である場合について説明したが、本発明に係る試料加工装置は薄膜試料を作製するためのイオンスライサ(登録商標)であってもよい。イオンスライサ(登録商標)は、イオンビームを遮蔽するためのシールドベルトを備えており、シールドベルトでイオンビームを遮蔽することで試料を薄片化できる。また、本発明に係る試料加工装置は、イオンビームを試料に照射して試料を加工する様々な装置に適用できる。
4.3. Third Modification In the above embodiment, the sample processing device is a Cross Section Polisher (registered trademark) for preparing a cross-sectional sample, but the sample processing device according to the present invention may be an Ion Slicer (registered trademark) for preparing a thin film sample. The Ion Slicer (registered trademark) is equipped with a shield belt for blocking an ion beam, and the sample can be thinned by blocking the ion beam with the shield belt. In addition, the sample processing device according to the present invention can be applied to various devices that irradiate an ion beam onto a sample to process the sample.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments. Substantially the same configurations are, for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purpose and effect. The present invention also includes configurations in which non-essential parts of the configurations described in the embodiments are replaced. The present invention also includes configurations that have the same effects as the configurations described in the embodiments, or that can achieve the same purpose. The present invention also includes configurations in which publicly known technology is added to the configurations described in the embodiments.
10…イオン源、20…引出機構、30…試料ステージ、32…X移動機構、34…Y移動機構、40…スイング機構、50…位置合わせ用カメラ、52…支持部材、54…軸、60…加工観察用カメラ、70…チャンバー、72…試料室、74…観察窓、80…ガイド、82…ガイドピン、83…取り付け部材、84…ガイドレール、84a…第1面、84b…第2面、85…取り付け部材、86…ストッパー、87…ピン、88…衝撃緩和部材、89…衝突面、100…試料加工装置、200…試料加工装置、202…画像処理装置、204…表示部、840a…第1部分、840b…第2部分、842…先端部分、844…後端部分 10... ion source, 20... extraction mechanism, 30... sample stage, 32... X-axis movement mechanism, 34... Y-axis movement mechanism, 40... swing mechanism, 50... alignment camera, 52... support member, 54... shaft, 60... processing and observation camera, 70... chamber, 72... sample chamber, 74... observation window, 80... guide, 82... guide pin, 83... mounting member, 84... guide rail, 84a... first surface, 84b... second surface, 85... mounting member, 86... stopper, 87... pin, 88... impact mitigation member, 89... collision surface, 100... sample processing device, 200... sample processing device, 202... image processing device, 204... display unit, 840a... first part, 840b... second part, 842... tip part, 844... rear end part
Claims (7)
前記イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料が収容されるチャンバーと、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料ステージを前記チャンバーから引き出す引出機構と、
前記引出機構に取り付けられ、前記引出機構を開いて前記試料ステージが引き出されることによって前記試料を観察可能な観察位置に配置される光学機器と、
前記引出機構を閉じて前記試料ステージを前記チャンバーに押し込むときの前記引出機構の直線運動を前記光学機器の回転運動に変換して、前記光学機器を前記イオン源から離れた退避位置に案内するガイドと、
を含む、試料加工装置。 A sample processing apparatus for processing a sample by irradiating the sample with an ion beam, comprising:
an ion source that emits the ion beam;
A chamber in which the sample is contained;
A sample stage for holding the sample;
a withdrawal mechanism that withdraws the sample stage from the chamber;
an optical instrument attached to the pull-out mechanism and arranged at an observation position where the sample can be observed by opening the pull-out mechanism and pulling out the sample stage;
a guide that converts a linear motion of the extraction mechanism when the extraction mechanism is closed and the sample stage is pushed into the chamber into a rotational motion of the optical device, and guides the optical device to a retracted position away from the ion source;
A sample processing device comprising:
前記ガイドは、
前記光学機器が前記観察位置に位置している状態で、前記試料ステージが前記チャンバーに押し込まれた場合に、前記光学機器を前記観察位置から前記退避位置まで案内し、
前記光学機器が前記退避位置に位置している状態で、前記試料ステージが前記チャンバーから引き出された場合に、前記光学機器を前記退避位置から前記観察位置まで案内する、試料加工装置。 In claim 1,
The guide is
When the sample stage is pushed into the chamber with the optical instrument positioned at the observation position, the optical instrument is guided from the observation position to the retracted position;
When the sample stage is withdrawn from the chamber while the optical instrument is positioned at the retracted position, the sample processing apparatus guides the optical instrument from the retracted position to the observation position.
前記ガイドは、前記試料ステージが前記チャンバーから引き出され、かつ、前記光学機器が前記観察位置から外れた位置に位置している状態で、前記試料ステージが前記チャンバーに押し込まれた場合に、前記光学機器を前記退避位置まで案内する、試料加工装置。 In claim 2,
A sample processing apparatus, wherein the guide guides the optical instrument to the retracted position when the sample stage is pulled out of the chamber and the optical instrument is positioned away from the observation position and the sample stage is pushed into the chamber.
前記ガイドは、
前記光学機器に取り付けられたガイドピンと、
前記ガイドピンを案内するガイドレールと、
を含む、試料加工装置。 In any one of claims 1 to 3,
The guide is
A guide pin attached to the optical device;
A guide rail for guiding the guide pin;
A sample processing device comprising:
前記ガイドレールは、
前記光学機器を、前記退避位置から前記観察位置に移動させる場合に、前記ガイドピンが接触する第1面と、
前記光学機器を、前記観察位置から外れた位置から前記退避位置に移動させる場合に、前記ガイドピンが接触する第2面と、
を有する、試料加工装置。 In claim 4,
The guide rail is
a first surface with which the guide pin comes into contact when the optical device is moved from the retracted position to the observation position;
a second surface with which the guide pin comes into contact when the optical device is moved from a position away from the observation position to the retracted position;
A sample processing device having the above structure.
前記ガイドピンが前記第2面から前記第1面に移る場合に、前記ガイドピンは前記ガイドレールから離間し、
前記ガイドは、前記ガイドピンが前記ガイドレールから離間する場合に、前記ガイドピンが接触する衝撃緩和部材を含む、試料加工装置。 In claim 5,
When the guide pin moves from the second surface to the first surface, the guide pin moves away from the guide rail;
The guide includes an impact absorbing member that comes into contact with the guide pin when the guide pin moves away from the guide rail.
前記光学機器を支持する支持部材を含み、
前記ガイドは、前記試料ステージが前記チャンバーから引き出され、かつ、前記光学機
器が前記観察位置から外れた位置に位置している状態で、前記試料ステージが前記チャンバーに押し込まれた場合に、前記支持部材を付勢して前記ガイドピンを前記ガイドレールに接触させる弾性部材を含む、試料加工装置。 In any one of claims 4 to 6,
a support member for supporting the optical device;
The guide includes an elastic member that urges the support member to bring the guide pin into contact with the guide rail when the sample stage is pulled out of the chamber and the optical instrument is positioned away from the observation position and the sample stage is pushed into the chamber.
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