离子铣削装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可在同一真空腔内进行剖面加工与平面加工双方的离子铣削装置。为实现该目的，提出一种离子铣削装置，其具备：离子源，其安装在真空腔内，向试料照射离子束；以及倾斜工作台，其具有相对于该离子源放出的离子束的照射方向垂直的方向的倾斜轴，其特征在于，所述离子铣削装置具备：旋转体，其设置在所述试料工作台上，且具有与所述倾斜轴正交的旋转倾斜轴；以及加工观察用开口，其设置在所述真空腔的壁面上，且设置在与由所述倾斜轴和所述离子束的照射轨道所成的平面正交的方向上。

【技术实现步骤摘要】
离子铣削装置本申请是国际申请号为PCT/JP2011/075306、国家申请号为201180051255.5、国际申请日为2011年11月2日，进入中国国家阶段日期为2013年4月24日、专利技术名称为“离子铣削装置”的申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于制作由扫描电子显微镜(SEM)或透过型电子显微镜(TEM)等观察的试料的离子铣削装置以及离子铣削方法。
技术介绍
离子铣削装置是一种照射氩离子束等而用于研磨金属、玻璃、陶瓷等的表面或者剖面的装置，适合作为用于通过电子显微镜观察试料的表面或者剖面的前处理装置。在基于电子显微镜的试料的剖面观察中，目前，在例如使用金刚石切割机、弓锯等将想要观察的部位的附近切断后，对切断面进行机械研磨，安装在电子显微镜用的试料台上观察图像。在机械研磨的情况下，例如在高分子材料或铝那样柔软的试料中，存在着观察表面压坏、或者因研磨剂的粒子而残留较深的伤的问题。另外，例如玻璃或者陶瓷那样坚固的试料中存在难以研磨的问题，在层叠柔软的材料和坚固的材料的复合材料中，存在剖面加工极其困难的问题。相对于此，离子铣削即便是柔软的试料也能在不压坏表面形态的情况下进行加工，可以对坚固的试料以及复合材料进行研磨。具有可以容易得到镜面状态的剖面的效果。在专利文献1中记载有一种试料制作装置，其具备：配置在真空腔内、用于向试料照射离子束的离子束照射机构；配置在所述真空腔内、具有与所述离子束大致垂直的方向的倾斜轴的倾斜工作台；配置在该倾斜工作台上，保持所述试料的试料支架；以及位于所述倾斜工作台上、遮住照射所述试料的离子束的一部分的遮蔽件。使所述倾斜工作台的倾斜角变化，同时基于所述离子束进行试料加工。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-91094号公报专利文献1公开的试料制作装置是剖面加工(剖面铣削)用的离子铣削装置。另一方面，离子铣削装置包括在使试料旋转的同时，通过离子束加工试料表面的平面铣削用的装置。如此即便是同样照射离子束来加工试料的装置，因为离子束照射时的试料的移动不同，也需要另外的装置。
技术实现思路
以下，说明以在相同真空腔内进行剖面加工与平面加工双方为目的的离子铣削装置。为实现上述目的，作为一方式，提出一种离子铣削装置，其具备：离子源，其安装在真空腔内，向试料照射离子束；以及倾斜工作台，其具有相对于该离子源放出的离子束的照射方向垂直的方向的倾斜轴，其特征在于，所述离子铣削装置具备：旋转体，其设置在所述试料工作台上，且具有与所述倾斜轴正交的旋转倾斜轴；以及加工观察用开口，其设置在所述真空腔的壁面上，且设置在与由所述倾斜轴和所述离子束的照射轨道所成的平面正交的方向上。专利技术效果根据上述构成，可以由1台装置进行剖面铣削与平面铣削双方。本专利技术的其他的目的、特征以及优点从基于附图的以下的本专利技术的实施例的记载可以更明确。附图说明图1是离子铣削装置的概略构成图。图2是试料掩膜单元的概略构成图。图3是表示试料掩膜单元的其他的例子的图。图4是表示使试料的剖面与掩膜平行的方法的说明图。图5是表示拉出试料单元基座，装卸设有试料掩膜单元的试料掩膜单元微动机构的状态的图。图6是表示在另外设置的光学显微镜上装配设有试料掩膜单元的试料掩膜单元微动机构的状态的图。图7是表示将设有试料掩膜单元的试料掩膜单元微动机构装配在光学显微镜上的状态的图。图8是表示使氩离子束中心与试料的想要剖面研磨的部位对合的方法的说明图。图9是表示基于离子铣削的试料剖面研磨方法的说明图。图10是离子铣削装置的概略构成图。图11是设有试料掩膜单元的试料掩膜单元微动机构与试料单元基座的构成图。图12是使用设有试料掩膜单元的试料掩膜单元微动机构与轴接头的试料单元基座的构成图。图13是表示在另外设置的光学显微镜上装配设有试料掩膜单元的试料掩膜单元微动机构的状态的图。图14是旋转倾斜机构与偏心机构的构成图。图15是旋转倾斜机构与偏心机构(使用轴接头)的构成图。图16是试料表面单元与试料单元基座的构成图。图17是搭载了光学显微镜的离子铣削装置的概略构成图。图18是搭载了电子显微镜的离子铣削装置的概略构成图。图19是说明剖面铣削时的离子束轨道与旋转倾斜机构的旋转倾斜轴的关系的图。图20是说明平面铣削时的离子束轨道与旋转倾斜机构的旋转倾斜轴的关系的图。图21是表示离子铣削装置的操作面板的概要的图。图22是说明离子铣削装置的控制装置的概要的图。图23是表示加工模式与加工条件的设定工序的流程图。具体实施方式在剖面铣削装置(隔着掩膜，对试料进行铣削，制成平滑的面的装置)中，由于试料工作台与保持试料的单元的设置部是相同的旋转倾斜轴(相同的移动)，因此，加工观察窗的设置位置由于和试料工作台为同轴向，因此在以试料工作台为装置前面时，加工观察窗成为装置前面或背面，观察装置(显微镜)的设置或操作难。另外，若仅仅使剖面铣削装置的旋转倾斜机构为旋转机构，则无法进行平面铣削(平滑地加工相对于离子束轴垂直的面(试料工作台的倾斜角度90度))，需要分别用于剖面、平面的铣削装置。在本实施例中，对于特征是主要使铣削的加工观察面的观察变容易，进而可以实现剖面铣削以及平面铣削两者的加工的离子铣削装置进行说明。在本实施例中，作为离子铣削装置的一例，说明离子铣削装置，其具备：离子束源，其安装在真空腔中，向试料照射离子束；试料掩膜单元，其包括固定试料的试料支架、遮蔽在该试料支架上固定的试料的一部分的掩膜(遮蔽部)、使所述试料支架旋转的试料旋转机构以及对所述掩膜和试料的遮蔽位置关系进行调整的掩膜位置调整部；试料掩膜单元微动机构，其能够与离子束垂直地对试料掩膜单元进行XY驱动；可以在真空腔内设置所述试料掩膜单元微动机构的试料单元基座；以及对所述掩膜和试料的遮蔽位置关系进行观测的光学显微镜，其特征在于，所述试料掩膜单元或所述试料掩膜单元微动机构向试料单元基座固定的固定部是所述试料掩膜单元或所述试料掩膜单元微动机构的后部，在所述试料单元基座设有旋转部，在所述真空腔的前表面搭载所述试料工作台，在右侧面或左侧面搭载所述离子束源，在上表面搭载加工观察窗，在试料和加工观察窗之间开闭器。另外，说明如下的离子铣削装置，其特征在于，所述试料的旋转倾斜机构具备旋转功能，在所述试料的旋转轴的垂直方向具备构成倾斜(tilt)轴的倾斜机构，设有离子束轴和试料的旋转轴(工作台倾斜角90度的情况下)的偏心机构。根据上述构成，容易观察铣削的加工观察面，进而可以实现剖面铣削以及平面铣削两者的加工。以下，基于附图说明实施例。在本实施例中，以搭载用于照射氩离子束的离子源的离子铣削装置为例进行说明，但离子束不限于氩离子束，可以适用各种离子束。图1表示离子铣削装置的构成。在真空腔15的上表面设有离子源1，在前表面设有试料工作台8。在试料单元基座5搭载有试料掩膜单元微动机构4。搭载方法是使试料掩膜单元微动机构4的下表面(照射离子束的掩膜面的对面侧)与试料单元基座5的上表面接触，并用螺钉固定。试料单元基座5构成为能够相对于离子束的光轴以任意的角度旋转倾斜，旋转倾斜的方向和倾斜角度由试料工作台8控制。通过使试料工作台8旋转倾斜，从而可将在试料掩膜单元微动机构4上设置的试料3相对于离子束的光轴设定成规定的角度。进而，使试料工作台8的旋转倾斜轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子铣削装置，其具备：离子源，其安装在真空腔内，向试料照射离子束；以及倾斜工作台，其具有相对于该离子源放出的离子束的照射方向垂直的方向的倾斜轴，其特征在于，所述离子铣削装置具备：旋转体，其设置在所述试料工作台上，且具有与所述倾斜轴正交的旋转倾斜轴；以及加工观察用开口，其设置在所述真空腔的壁面上，且设置在与由所述倾斜轴和所述离子束的照射轨道所成的平面正交的方向上。

【技术特征摘要】
2010.11.05 JP 2010-2480221.一种离子铣削装置，其具备：离子源，其安装在真空腔内，向试料照射离子束；以及试料工作台，其具有相对于该离子源放出的离子束的照射方向垂直的方向的倾斜轴，其特征在于，所述离子铣削装置具备：旋转体，其设置在所述试料工作台上，且具有与所述倾斜轴正交的旋转倾斜轴；以及加工观察用开口，其设置在所述真空腔的壁面上，且设置在与由所述倾斜轴和所述离子束的照射轨道所成的平面正交的方向上。2.如权利要求1所述的离子铣削装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩谷彻，武藤宏史，高须久幸，上野敦史，金子朝子，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：日本;JP