用于射束系统的惰性气体样本转移技术方案

提供了用于将惰性气体环境内的样本转移到射束系统和从射束系统转移样本的各种方法。在一个示例中，一种样本转移舱包括：容器，该容器被配置为在传送期间储存样本，其中该容器能够在闭合构型和开启构型之间进行调节；惰性气体储存室，该惰性气体储存室耦接到该容器并且被配置为储存惰性气体；和阀，该阀耦接到该惰性气体储存室和该容器，并且被配置为当该容器处于该闭合构型时选择性地允许该惰性气体从该惰性气体储存室流到该容器。以这种方式，样本可在传送期间以及在射束系统真空室通气时保持在惰性气体环境中，从而减少该样本的暴露，并且随后降低该样本的化学反应诸如氧化或氮化的速率。氮化的速率。氮化的速率。

【技术实现步骤摘要】
用于射束系统的惰性气体样本转移


[0001]所专利技术所公开的技术总体上涉及用于射束系统的样本制备，并且具体地涉及在用于射束系统的惰性气体环境下的样本转移。

技术介绍

[0002]带电粒子束系统，诸如聚焦离子束(FIB)系统和电子束系统，被用于创建和改变微观结构，因为带电粒子束可被聚焦到小于十分之一微米的束斑。此类射束系统可用于通过溅射、化学辅助离子束蚀刻、化学辅助电子束蚀刻等对材料进行微加工，并且还可用于在样本上直接沉积材料。以这种方式，射束系统可用于微机电系统(MEMS)、半导体和薄膜电池的微米和纳米级制造。

技术实现思路

[0003]提供了用于将惰性气体环境内的样本转移到射束系统的真空室和从射束系统的真空室转移样本的各种方法。在一个示例中，一种装置包括：容器，该容器被配置为在传送期间储存样本，该容器能够在闭合构型与开启构型之间进行调节；惰性气体储存室，该惰性气体储存室被配置为储存惰性气体；和阀，该阀被配置为在容器处于闭合构型时选择性地允许惰性气体从惰性气体储存室流到容器。以这种方式，样本可在传送期间以及在射束系统真空室通气到大气时保持在惰性气体环境中，从而减少样本暴露于大气，并且随后降低样本的化学反应(诸如样本的氧化或氮化)的可能性或速率。
[0004]根据参考附图进行的以下详细描述，所公开的技术的前述和其他目的、特征和优点将变得更加明显。
附图说明
[0005]图1示出了例示根据示例的示例性射束系统的框图。
[0006]图2示出了例示根据示例的示例性样本转移舱的框图。
[0007]图3示出了例示根据示例的示例性方法的框图，该方法用于利用图2的样本转移舱转移样本以便利用射束系统成像。
[0008]图4示出了例示根据示例的示例性方法的高级流程图，该方法用于利用图2的样本转移舱转移样本以便利用射束系统成像。
[0009]图5示出了例示根据示例的另一示例性样本转移舱的框图。
[0010]图6示出了例示根据示例的示例性方法的框图，该方法用于利用图5的样本转移舱转移样本以便利用射束系统成像。
[0011]图7示出了例示根据示例的另一示例性方法的高级流程图，该方法用于利用图5的样本转移舱转移样本以便利用射束系统成像。
[0012]图8示出了例示根据示例的处于第一构型的示例性样本转移舱的透视图的图。
[0013]图9示出了例示根据示例的处于第二构型的图8的样本转移舱的透视图的图。
[0014]图10示出了例示根据示例的图8的样本转移舱的透视横剖视图的图。
[0015]图11示出了例示根据示例的示例性方法的高级流程图，该方法用于利用图8的样本转移舱转移样本以便利用射束系统成像。
具体实施方式
[0016]本公开涉及转移用于射束系统的样本。具体地，提供了用于在用于射束系统的惰性气体环境下转移样本的系统、装置和方法。可使用带电粒子束系统(诸如图1中描绘的双射束系统)对样本进行成像和处理。尽管此类射束系统包括真空室，该真空室在样本被射束系统研究或处理时被抽吸到真空，但是样本在暴露于空气时可能容易发生不希望的化学变化，例如氧化或氮化。如本文进一步所述，样本转移舱可保持样本完全浸入惰性气体(诸如氩气)中以保存样本。当真空室被抽空时，样本转移舱允许样本暴露在真空室内以用于成像和/或处理。此外，为了在从真空室取出样本时继续保存样本，样本转移舱包括储存惰性气体的内置惰性气体储存室，使得样本转移舱可在舱密封在真空室中的同时用惰性气体填充自身。样本转移舱可通过控制样本转移舱的容器和惰性气体储存室之间的阀来填充自身，其中样本可储存在该容器中。在一些示例中，可通过调整带电粒子束系统的真空室中的载物台的位置来将阀在开启位置与闭合位置之间调整。当样本转移舱从带电粒子束系统移除时，惰性气体储存室可附接到样本转移舱的其余部分。此外，样本转移舱的容器被配置为在转移期间储存样本并且可在开启构型与闭合构型之间进行调节。当容器处于开启构型时，容器与围绕样本转移舱的容积(诸如真空室或大气)流体连通，并且当容器处于闭合构型时，容器不与围绕样本转移舱的容积流体连通。换句话说，样本转移舱的容器在处于闭合构型时可被密封而不与外部流体连通，并且在处于开启构型时可被开封而与外部流体连通。另外，如本文进一步讨论的，当容器处于开启构型时，储存在样本转移舱内的样本可被带电粒子束直接照射，而当容器处于闭合构型时，样本可不被带电粒子束直接照射。样本转移舱的一个示例(诸如图2中描绘的样本转移舱)可基于舱内的惰性气体相对于周围空气压力的压力将样本密封在舱内。用于将样本转移到射束系统和从射束系统转移样本的方法(诸如图3和图4中描绘的方法)可因此包括将真空室抽吸以开启样本转移舱。样本转移舱的另一个示例(诸如图5中描绘的样本转移舱)可通过将平台移动到样本转移舱的主体上，例如通过将平台锁定到主体上，例如通过将平台拧到主体上，来将样本密封在舱内。用于将样本转移到射束系统和从射束系统转移样本的方法(诸如图6和图7中描绘的方法)因此可包括例如通过旋转并拧松平台来相对于舱的主体移动舱的平台，从而解锁样本转移舱并且由此开启样本转移舱。样本转移舱的又一个示例(诸如图8
‑
10中描绘的样本转移舱)可包括用于致动样本转移舱的盖的马达。用于利用这种样本转移舱将样本转移到射束系统和从射束系统转移样本的方法(诸如图11中描绘的方法)因此可包括控制样本转移舱选择性地开启和关闭盖以及选择性地控制阀来用惰性气体填充该舱。
[0017]参见图1，在一个代表性示例中，多射束系统可被配置作为双射束系统100，该双射束系统包括整体以102指示的扫描电子显微镜(SEM)和整体以104指示的离子束柱。SEM 102可包括一个或多个带电粒子束(CPB)透镜，诸如聚束透镜116和物镜106。在一些示例中，一个或多个CPB透镜可为磁透镜，并且特别地，物镜106可为磁物镜。离子束柱104被布置成向工件W提供聚焦离子束(FIB)，并且SEM 102被安置用于产生工件W的图像。工件W包括正被成
像和/或处理的样本，该样本经由如本文进一步描述的样本转移舱170被转移到双射束系统100和从该双射束系统转移。
[0018]SEM 102和离子束柱104可安装到真空室108，该真空室容纳用于保持工件W的可移动定位系统110。可使用真空泵(例如，耦接到真空室108的真空泵180)将真空室108抽空。如下面进一步详细讨论的，定位系统110可能够相对于坐标系150沿着所示的X轴、Y轴和/或Z轴移动，其中Y轴垂直于页面平面，或者可选地沿着倾斜(T)轴和旋转(R)轴移动。在一些示例中，SEM 102可垂直地布置在工件W上方并且可用于将工件W成像，离子束柱104可以一定角度布置并且可用于对工件W进行机械加工和/或处理。图1示出了SEM 102和离子束柱104相对于工件W的示例性取向。
[0019]SEM 102可包括电子源112，并且可被配置为操纵来自电子源112的“原始”辐射束并且对其执行操作，诸如聚焦、像差减轻、裁剪(使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种样本转移舱，包括：容器，所述容器被配置为在传送期间储存样本，其中所述容器能够在闭合构型与开启构型之间进行调节；惰性气体储存室，所述惰性气体储存室耦接到所述容器并且被配置为储存惰性气体；和阀，所述阀耦接到所述惰性气体储存室和所述容器，并且被配置为当所述容器处于所述闭合构型时选择性地允许所述惰性气体从所述惰性气体储存室流到所述容器。2.根据权利要求1所述的样本转移舱，还包括：主体，所述主体形成具有开口部分的容器；和平台，所述平台被配置为覆盖所述开口部分并且将所述容器密封在所述闭合构型中。3.根据权利要求2所述的样本转移舱，其中所述主体和所述平台被配置为在所述容器中的惰性气体压力小于所述容器外部的压力的情况下形成密封，并且其中所述密封被配置为在所述容器外部的压力低于所述容器中的所述惰性气体压力的情况下被开封。4.根据权利要求2
‑
3中任一项所述的样本转移舱，其中所述主体和所述平台包括相应的可互锁机构，所述可互锁机构将所述容器密封在所述闭合构型中。5.根据权利要求2
‑
3中任一项所述的样本转移舱，还包括耦接到所述平台的马达，其中能够控制所述马达移动所述平台以使所述容器在所述开启构型与所述闭合构型之间进行调节。6.根据权利要求2
‑
3中任一项所述的样本转移舱，其中所述主体被配置为对接到带电粒子束系统的真空室中的保持器，同时所述样本和所述平台被定位在所述带电粒子束系统的远离所述主体的射束路径内。7.根据权利要求2
‑
3中任一项所述的样本转移舱，还包括安装在所述容器内的操作中保持器，其中所述样本被定位在所述操作中保持器上，并且其中当所述容器处于所述开启构型时，所述样本能够暴露于带电粒子束系统的射束路径。8.一种系统，包括：样本转移舱，所述样本转移舱被配置为传送样本，所述样本转移舱包括：容器，所述容器被配置为储存所述样本，其中所述容器能够在闭合构型与开启构型之间进行调节；惰性气体储存室，所述惰性气体储存室耦接到所述容器并且被配置为储存惰性气体；和阀，所述阀耦接到所述惰性气体储存室和所述容器，并且被配置为当所述容器处于所述闭合构型时选择性地允许所述惰性气体从所述惰性气体储存室流到所述容器；和带电粒子束系统，所述带电粒子束系统包括：至少一个柱，所述至少一个柱被配置为生成带电粒子束并且将所述带电粒子束朝向所述样本引导；真空室；和载物台，所述载物台定位在所述真空室内并且能够在所述真空室内移动；其中所述样本转移舱能够安装到所述载物台，其中所述样本转移舱的所述容器被配置为从为所述样本提供惰性气体环境的所述闭合构型调节到所述开启构型，并且其中当所述容器处于所述开启构型时所述样本能够暴露于所述带电粒子束。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述样本转移舱还包括：主体，所述主体形成具有开口部分的所述容器；和平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：