離子碾磨裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及離子碾磨裝置，尤其涉及具備冷卻機(jī)構(gòu)的離子碾磨裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為SEM用的試樣制作方法一般存在冷凍斷裂法、切片法、機(jī)械研磨法等，適合比較大且堅(jiān)固的試樣。然而，在冷凍斷裂法中，難以得到目標(biāo)觀察面，另外難以得到平滑的截面。就切片法而言，是用刀來(lái)制作試樣截面的方法，在比較軟的試樣等中，因?yàn)閼?yīng)力而難以得到平滑的截面，而且操作人員需要熟練的技術(shù)。
[0003]在機(jī)械研磨法中，一般進(jìn)行樹(shù)脂包埋，使用水或潤(rùn)滑劑來(lái)對(duì)試樣截面進(jìn)行研磨，因此在比較小且軟的試樣等中，存在樹(shù)脂包埋、研磨較為困難的情況，并且難以對(duì)不能接觸水等的試樣實(shí)施。
[0004]因此，作為無(wú)應(yīng)力地進(jìn)行試樣截面制作的方法，近年來(lái)一般采用使用離子束的截面制作。作為將離子束照射至試樣來(lái)進(jìn)行試樣的截面制作的方法，提出以下的離子碾磨裝置以及方法的方案，在進(jìn)行了真空排氣的試樣室內(nèi)，將使用了濺射率小的材料的遮蔽板配置在試樣的上面，使試樣的一部分從遮蔽板的端面露出50?200 μ m左右并從試樣上面?zhèn)?遮蔽板側(cè))照射離子束，利用物理濺射現(xiàn)象從試樣表面擊飛原子，無(wú)應(yīng)力地得到沿遮蔽板的端面的形狀的碾磨面。
[0005]—般情況下，掃描電子顯微鏡試樣的離子碾磨加工條件中，常用加速電壓在10kV左右以下、離子束電流200 μ A左右以下的情況較多。此時(shí)，離子束照射產(chǎn)生的向試樣的熱量在2J/s左右以下，但存在離子束照射范圍為試樣的離子碾磨面的半寬為300 μm左右的情況、以及加工時(shí)間超過(guò)數(shù)小時(shí)的情況，因此應(yīng)用到高分子材料等的低融點(diǎn)試樣時(shí)，不能忽視試樣的溫度上升。
[0006]為了抑制溫度上升，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中說(shuō)明了在遮蔽件連接冷卻傳導(dǎo)用編織線(xiàn)的方案。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了在遮蔽板與試樣間配置散熱用基板來(lái)使因離子束的照射而產(chǎn)生的熱向試樣支架散熱的截面試樣制作方法。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009 - 145050號(hào)公報(bào)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2007 - 248368號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]利用專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2所說(shuō)明的那樣的方法得到的散熱效果依賴(lài)于與冷卻機(jī)構(gòu)和試樣接觸的部分的溫度差、接觸面彼此的表面粗糙度、以及試樣保持構(gòu)造體的導(dǎo)熱率。因此，在帶有因熱而變形、對(duì)熱而言脆弱的特性的試樣中，在使用散熱用基板的方法中存在熱傳遞變小的情況，存在散熱效果降低的可能。另外，還存在因過(guò)冷而產(chǎn)生的試樣的變形、構(gòu)造破壞。
[0013]本發(fā)明的目的在于提供離子碾磨裝置，在將離子束照射至試樣來(lái)進(jìn)行加工的離子碾磨裝置中，能夠不管照射離子束時(shí)的試樣的變形等，高精度地進(jìn)行試樣的溫度控制。
[0014]以下，在合理的溫度環(huán)境下，提出以實(shí)現(xiàn)使用離子束的試樣加工為目的的離子碾磨裝置的方案。
[0015]用于解決課題的方法
[0016]作為達(dá)成上述目的的一方案，提出一種具備支撐被離子束照射的試樣的試樣臺(tái)的離子碾磨裝置，具有支撐將上述試樣的一部分暴露于上述離子束并將該試樣相對(duì)于離子束遮蔽的遮蔽件的遮蔽件支撐部件、和控制該遮蔽件支撐部件與上述試樣臺(tái)的至少一方的溫度的溫度控制機(jī)構(gòu)，具備在上述離子束的照射中使上述試樣臺(tái)的與試樣的接觸面追隨上述試樣的變形而移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)、和配置在上述遮蔽件與試樣之間并在上述離子束的照射中追隨上述試樣的變形而變形的試樣保持部件中的至少一個(gè)。
[0017]另外，作為用于達(dá)成上述目的的其它的方案，提出一種具備支撐被離子束照射的試樣的試樣臺(tái)的方案，具備:設(shè)置于該試樣臺(tái)的與上述試樣的接觸面?zhèn)群蛯⑸鲜鲈嚇拥囊徊糠直┞队谏鲜鲭x子束并將該試樣相對(duì)于離子束遮蔽的遮蔽件的與上述試樣的接觸面?zhèn)鹊闹辽僖环降臏囟扔?jì)；以及控制上述試樣臺(tái)和上述遮蔽件的至少一方的溫度的溫度控制機(jī)構(gòu)，該溫度控制機(jī)構(gòu)按照上述溫度計(jì)的溫度測(cè)量結(jié)果，控制上述試樣臺(tái)和上述遮蔽件的至少一個(gè)的溫度。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在合理的溫度環(huán)境下，能夠?qū)崿F(xiàn)使用離子束的試樣加工。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是表示具備用于提高遮蔽板與試樣的貼緊性的機(jī)構(gòu)和對(duì)遮蔽板進(jìn)行冷卻的冷卻機(jī)構(gòu)的離子碾磨裝置的實(shí)施例的圖。
[0021]圖2是表示具備用于提高遮蔽板和試樣的貼緊性的機(jī)構(gòu)的試樣臺(tái)的其他的實(shí)施例的圖。
[0022]圖3是表示試樣保持件的配置和保持方法的實(shí)施例的圖。
[0023]圖4是表示具有微小孔的試樣保持件的例子的圖。
[0024]圖5是表示在遮蔽件與試樣之間配置導(dǎo)熱性高的部件的例子的圖。
[0025]圖6是表示將成為加工對(duì)象的試樣由導(dǎo)熱性高的部件包圍的例子的圖。
[0026]圖7是表示將粉體試樣由糊狀部件固定并加工的例子的圖。
[0027]圖8是表示具備溫度控制裝置的離子碾磨裝置的圖。
[0028]圖9是表示具備溫度控制裝置的離子碾磨裝置的控制系統(tǒng)的圖。
[0029]圖10是表示溫度控制工序的流程圖。
[0030]圖11是表示具備溫度控制裝置的離子碾磨裝置的圖。
[0031]圖12是表示試樣保持件的配置與保持方法的實(shí)施例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下的實(shí)施例主要涉及，通過(guò)對(duì)被照射有離子束的一部分且與試樣的大部分接觸的遮蔽板等進(jìn)行冷卻，從而能夠可靠地抑制因離子束照射而產(chǎn)生的試樣的溫度上升的離子碾磨裝置以及試樣冷卻方法。此外，在使用離子碾磨裝置的試樣制作中，在將高分子材料等的低融點(diǎn)試樣作為加工對(duì)象的情況下，優(yōu)選考慮因離子束照射而對(duì)試樣的熱影響、以及因試樣過(guò)冷卻而產(chǎn)生的試樣的收縮的影響。例如若試樣收縮，則作為冷卻機(jī)構(gòu)的溫度傳遞媒體的遮蔽板等與試樣的接觸不充分，冷卻效率降低。
[0033]在以下說(shuō)明的實(shí)施例中，首先提出如下離子碾磨裝置的方案，通過(guò)設(shè)置使用液氮等的遮蔽板冷卻機(jī)構(gòu)，來(lái)抑制因離子束而產(chǎn)生的試樣的溫度上升，從而降低試樣的熱損傷。
[0034]另外，提出如下試樣前處理的方案，在使用上述離子碾磨裝置的情況下，在上述遮蔽板與上述遮蔽板的間設(shè)置導(dǎo)熱好的物質(zhì)(例如金屬、離子液體或者糊狀的物質(zhì)等)，有效地使試樣加工面的熱向遮蔽板散熱，降低熱損傷等引起的試樣的軟化。
[0035]第二步，提出如下試樣臺(tái)保持機(jī)構(gòu)的方案，在上述離子碾磨裝置的試樣臺(tái)自身設(shè)置使用彈簧等彈性體來(lái)使試樣接觸遮蔽板的試樣以及試樣臺(tái)保持機(jī)構(gòu)，即使在冷卻時(shí)試樣收縮也能夠使試樣與遮蔽板充分地接觸并冷卻。另外，提出了如下試樣保持件的方案，設(shè)置具有彈性且即使冷卻時(shí)試樣收縮也能夠使試樣和遮蔽板充分接觸并冷卻的遮蔽板保持件，以及，配置在試樣與遮蔽板之間、設(shè)置有微小孔，并在上述微小孔涂敷離子液體，從而能夠提高熱傳導(dǎo)率的試樣保持件，從而能夠?qū)⒁螂x子束而產(chǎn)生的試樣的蓄熱有效地傳遞至遮蔽板。
[0036]再有，提出如下離子碾磨裝置的方案，通過(guò)在上述離子碾磨裝置設(shè)置對(duì)遮蔽板以及試樣