JP6518868B6 - サンプルの準備及びコーティングのためのイオンビーム装置 - Google Patents
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Description
本出願は、2015年7月24日に出願された、「サンプルの準備及びコーティングのためのイオンビーム装置及び方法」と題された「米国特許出願番号第14/809,088号の出願日の利益を主張する。米国特許出願番号第14/809,088号は参照によってここに取り込まれる。本出願は、2014年7月28日に出願された、「サンプルの準備及びコーティングのためのイオンビーム装置」と題された米国特許出願番号第62/029,563号の出願日の利益を主張する。米国特許出願番号第62/029,563号は参照によってここに取り込まれる。
・第1のイオンビームの中心軸に沿って第1のイオンビームを向ける真空チャンバ内に配置された第1のイオンビーム照射手段;
・前記コーティング材料を保持するように構成されたコーティングドナーホルダーと連結され、スパッタリング位置と静止位置との間で移動するように動作可能なコーティングドナー置換ステージ;
・前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第1のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを特徴とし;
・前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを特徴とし;
・リフティング軸及びリフティングドライブを有し、前記第1のイオンビームの中心軸に対する所定の位置及び方向で前記サンプルを保持するサンプルホルダーを着脱可能に保持するように構成されたサンプル保持ステージ;
・前記リフティングドライブは、前記リフティング軸に沿ってミリング位置とコーティング位置との間で前記サンプル保持ステージを移動するように動作可能であり;
・・前記ミリング位置は、前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし;
・・前記コーティング位置は、前記サンプルが前記第1のイオンビームの中心軸と交差しないように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし、さらに、前記真空チャンバに存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のコーティング部分を受け取るように、前記サンプルの少なくとも一部が配置されることを特徴とする、
を備える。
・第2のイオンビームの中心軸に沿って第2のイオンビームを向ける前記真空チャンバ内に配置された第2のイオンビーム照射手段;
・前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第2のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第2のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを更に特徴とし;
・前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第2のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを更に特徴とし;
・前記ミリング位置は、前記第2のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、サンプル保持ステージが配置されることを更に特徴とし;
・前記コーティング位置は、前記サンプルが前記第2のイオンビームの中心軸と交差しないように、前記サンプル保持ステージが配置されることを更に特徴とする、
を更に備える。
第1のイオンビームの中心軸が前記サンプル保持ステージの前記リフティング軸に対するチルト角を有し、
前記装置は、前記第1のイオンビーム照射手段と動作可能に連結され、前記第1のイオンビームの中心軸の方向に少なくとも2つの異なるチルト角の間で移動するように構成されたチルトドライブを更に備える、
ことを更に特徴とする。
・シールド位置と非シールド位置を有するスパッタリングシールド;
・前記シールド位置は、前記サンプル保持ステージが前記コーティング位置にあるとき、前記サンプルが前記真空チャンバに存在する前記スパッタリングされたコーティング材料を受け取ることを前記スパッタリングシールドが実質的に防ぐことを特徴とし;
・前記非シールド位置は、前記サンプル保持ステージが前記コーティング位置にあるとき、前記スパッタリングされたコーティング材料の前記コーティング部分が前記サンプルによって受け取られることを特徴とし;
・前記スパッタリングシールドは、前記サンプル保持ステージが前記コーティング位置にあるとき、前記シールド位置と前記非シールド位置の間で動くように動作可能である、
を更に備える。
・第1のイオンビームの中心軸に沿って第1のイオンビームを向ける真空チャンバ内に配置された第1のイオンビーム照射手段;
・前記コーティング材料を保持するように構成されたコーティングドナーホルダーと連結され、スパッタリング位置と静止位置との間で移動するように動作可能なコーティングドナー置換ステージ;
・前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第1のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを特徴とし;
・前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを特徴とし;
・リフティング軸;及びリフティングドライブ;及び回動軸を有し、前記第1のイオンビームの中心軸に対して所定の位置及び方向で前記サンプルを保持するサンプルホルダーを着脱可能に保持するように構成された回動サンプル保持ステージ;
・前記リフティングドライブは、前記リフティング軸に沿ってミリング位置とコーティング位置との間で前記回動サンプル保持ステージを動かすように動作可能であり、
・前記ミリング位置は、前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、回動サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし;
・前記コーティング位置は、前記サンプルが第1のイオンビームの中心軸と交差しないことを特徴とし、さらに、前記サンプルの少なくとも一部が、前記真空チャンバ内に存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のコーティング部分を受け取るように配置されることを特徴とし;
・前記回動サンプル保持ステージは、1回転の少なくとも1部だけ前記回動軸に対して前記サンプルを回動させるように動作可能である、
を備える。
・第1のイオンビームの中心軸に沿って第1のイオンビームを向ける真空チャンバ内に配置された第1のイオンビーム照射手段;
・前記コーティング材料を保持するように構成されたコーティングドナーホルダーと連結され、スパッタリング位置と静止位置との間で移動するように動作可能なコーティングドナー置換ステージ;
・前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第1のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを特徴とし;
・前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを特徴とし;
・リフティング軸及びリフティングドライブを有し、前記第1のイオンビームの中心軸に対する所定の位置及び方向で前記サンプルを保持するサンプルホルダーを着脱可能に保持するように構成されたサンプル保持ステージ;
・前記サンプルホルダーは、所定の位置及び方向に前記サンプルを保持するように構成され;
・ミリング位置とコーティング位置の間に前記リフティング軸に沿って前記サンプル保持ステージを動かすように動作可能なリフティングドライブ
・前記ミリング位置は、前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし;
・前記コーティング位置は、前記サンプルが前記第1のイオンビームの中心軸と交差しないように、前記サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし、さらに、前記真空チャンバに存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のコーティング部分を受け取るように、前記サンプルの少なくとも一部が配置されることを特徴とし;
・ゲート開位置とゲート閉位置の間で動くように動作可能な第1のゲートバルブ;
・前記ゲート閉位置は、実質的に真空気密なロードチャンバが、閉じている第1のゲートバルブと前記真空チャンバの部分との間で形成されるということを特徴とし、;
・前記ゲート閉位置は、実質的に真空気密なシールが、前記ロードチャンバと前記真空チャンバの前記イオンビーム照射手段が配置される前記部分との間で形成されることを特徴とし;
・前記ゲート開位置は、前記サンプルホルダーが前記第1のゲートバルブを通過することができることを特徴とし;
・第1の真空マニフォールドに連結し、前記ロードチャンバの真空圧を排気して維持するように構成されるとともに、前記第2の真空マニフォールドに連結し、前記真空チャンバの真空圧を排気して維持するように構成される真空ポンプ手段、
を備える。
・真空移動装置は:外側の真空ベル、内側の真空ベル、及び、移動手段を備え;
・前記外側の真空ベルは、着脱可能に前記ロードチャンバに搭載されるように構成され、それによって真空気密シールを形成し;
・前記内側の真空ベルは、前記外側の真空ベルの中にフィットするようにサイズが設定され、前記サンプルホルダーに対して真空気密シールを形成するように構成され、それによって環境から前記サンプル及び一部の前記サンプルホルダーの双方を分離するサイズの移動チャンバを形成し;
・前記移動手段は、前記外側の真空ベルが前記ロードチャンバに搭載される間に、ロードシーケンス及びアンロードシーケンスの双方を完了するように動作可能であり;
・前記ロードシーケンスは、以下のステップを備え:前記サンプル保持ステージに向かって前記ロードチャンバから前記内側の真空ベルを移動させること;前記サンプル保持ステージとの前記サンプルホルダーの係合(engagement)を促進すること;前記サンプルホルダーからの内側の真空ベルの脱係合(disengagement)を促進すること;及び、前記ロードチャンバへ前記内側の真空ベルを移動させること;
・前記アンロードシーケンスは、以下のステップを備える:前記サンプル保持ステージに向かって前記ロードチャンバから前記内側の真空ベルを移動させること;前記内側の真空ベルとの前記サンプルホルダーの係合を促進すること;前記サンプル保持ステージから前記サンプルホルダーの脱係合を促進すること;及び、前記ロードチャンバへ前記内側の真空ベルを移動させること。
・真空移動装置は:第2のゲートバルブに連結した外側の真空ベル、及び、移動手段に連結した内側グリッパーを備え;
・前記内側グリッパーは、前記外側の真空ベルの中にフィットするサイズに設定され、前記外側の真空ベルの内部に前記サンプルホルダーを着脱可能に保持するように構成され;
・前記第2のゲートバルブは、前記外側の真空ベルに連結し、第2のゲート閉位置と第2のゲート開位置を有し;
・前記第2のゲート閉位置は、実質的に真空気密な移動チャンバが、閉じている前記第2のゲートバルブと前記外側の真空ベルの内部との間で形成されることを特徴とし;
・前記第2のゲート開位置は、前記内側グリッパーが前記第2のゲートバルブを通過することができることを特徴とし;
・前記外側の真空ベルは、前記ロードチャンバに着脱可能に搭載されるように構成され、それによって真空気密シールを形成し;
・前記移動手段は、前記外側の真空ベルが前記ロードチャンバに搭載される間に、ロードシーケンス及びアンロードシーケンスの双方を完了するように動作可能であり;
・前記ロードシーケンスは、以下のステップを備える:前記サンプル保持ステージに向かって前記ロードチャンバから前記内側グリッパーを移動させること;前記サンプル保持ステージとの前記サンプルホルダーの係合を促進すること;前記サンプルホルダーから内側グリッパーの脱係合を促進すること;及び、前記ロードチャンバへ前記内側グリッパーを移動させること;
・前記アンロードシーケンスは、以下のステップを備える:前記サンプル保持ステージに向かって前記ロードチャンバから前記内側グリッパーを移動させること;前記内側グリッパーとの前記サンプルホルダーの係合を促進すること;前記サンプル保持ステージから前記サンプルホルダーの脱係合を促進すること;及び、前記ロードチャンバへ前記内側グリッパーを移動させること。
・第1のイオンビームの中心軸に沿って第1のイオンビームを向ける真空チャンバ内に配置された第1のイオンビーム照射手段;
・前記コーティング材料を保持するように構成されたコーティングドナーホルダーと連結され、スパッタリング位置と静止位置との間で移動するように動作可能なコーティングドナー置換ステージ;
・前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第1のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを特徴とし;
・前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを特徴とし;
・前記サンプルを保持するように構成され、リフティング軸;リフティングドライブを備えるサンプル保持ステージ;
・前記リフティングドライブは、前記リフティング軸に沿って、ロード位置;ミリング位置;及び、コーティング位置の間で、前記サンプル保持ステージを移動させるように動作可能であり;
・前記ロード位置は、実質的な真空気密なロードチャンバが前記サンプル保持ステージと一部の前記真空チャンバとの間で形成されることを特徴とし、さらに、実質的な真空気密シールが前記ロードチャンバと前記真空チャンバの前記イオンビーム照射手段が配置される部分との間で形成されることを特徴とし;
・前記ミリング位置は、前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし;
・前記コーティング位置は、前記サンプルが第1のイオンビームの中心軸と交差しないことを特徴とし、さらに、前記サンプルの少なくとも一部が、前記真空チャンバ内に存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のコーティング部分を受け取るように配置されることを特徴とし;
・第1の真空マニフォールドに連結し、前記ロードチャンバの真空圧を排気して維持するように構成されるとともに、第2の真空マニフォールドに連結し、前記真空チャンバの真空圧を排気して維持するように構成される真空ポンプ手段、
を備える。
・コーティングドナー置換ステージが前記スパッタリング位置にあるとき、コーティングドナーホルダーが、前記コーティングドナー材料の位置又は方向を調整するように動作可能な調整コーティングドナーホルダーである。
・調整サンプル保持ステージがコーティング位置にあるとき、サンプル保持ステージが、サンプルホルダーの位置、方向、又は、位置及び方向の双方を調整するように動作可能な調整サンプル保持ステージである。
・シールド位置とモニタリング位置の双方を備える、前記真空チャンバ内に配置されたコーティング厚モニター;
・前記モニタリング位置は、前記コーティング厚モニターが、前記真空チャンバ内に存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のモニタリング部分を受け取るように配置され、前記モニタリング部分が、前記サンプルによって受け取られるコーティング部分と比例していることを特徴とし;
・前記シールド位置は、前記コーティング厚モニターは、前記真空チャンバ内に存在する前記スパッタリングされたコーティング材料を実質的に受け取らないことを更に特徴とする、
をさらに備える。
・第1のイオンビームの中心軸に沿って第1のイオンビームを向ける真空チャンバ内に配置された第1のイオンビーム照射手段;
・前記コーティング材料を保持するように構成されたコーティングドナーホルダーと連結され、スパッタリング位置と静止位置との間で移動するように動作可能なコーティングドナー置換ステージ;
・前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第1のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを特徴とし;
・前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを特徴とし;
・着脱可能に第2のサンプルホルダーを保持するように構成され、リフティング軸とリフティングドライブを備えるサンプル保持ステージ;
・前記第2のサンプルホルダーは、所定の位置及び方向において着脱可能に第1のサンプルホルダーを保持するように構成され;
・前記第1のサンプルホルダーは、所定の位置及び方向において前記サンプルを保持するように構成され;さらに、前記第1のサンプルホルダーは、前記第2のサンプルホルダーが前記サンプル保持ステージから離れることなく、前記第2のサンプルホルダーから離れることができることを特徴とし;
・前記リフティングドライブは、前記リフティング軸に沿ってミリング位置とコーティング位置との間で前記サンプル保持ステージを移動するように動作可能であり;
・前記ミリング位置は、前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし;
・前記コーティング位置は、前記サンプルが前記第1のイオンビームの中心軸と交差しないように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし、さらに、前記真空チャンバに存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のコーティング部分を受け取るように、前記サンプルの少なくとも一部が配置されることを特徴とする、
を備える。
そのような改善の1つは、図1B、図3B及び図5Bに類似する、図10Aの実施形態であり、コーティングドナー置換ステージ50がコーティング位置51に配置されているとき、コーティングドナーホルダーは、コーティング材料の位置、方向、又は、位置及び方向の双方を調整するように動作可能な調整コーティングドナーホルダー56であることを特徴とする。もう1つの改善された実施形態は、図1B、図3B及び図5Bと類似する、図10Bで示され、調整サンプル保持ステージ72がコーティング位置75にあるとき、サンプル保持ステージは、サンプルホルダー6の位置、方向、又は、位置及び方向の双方を調整するように動作可能な調整サンプル保持ステージ72であることを特徴とする。図10Bに係る好ましい実施形態において、調整サンプル保持ステージ72は、リフティング軸92と実質的に直交するX−Y平面においてサンプルホルダー6の位置を調整するように動作可能であってもよい。
2つの速さの比率は、計算され、蓄積されるコーティング厚、又は、コーティング厚モニターによって受け取られるモニタリング部分に基づくサンプル上に蓄積される速さを推定、推論、予測、又は、定量化するための計測ファクターとして用いられてもよい。コーティング厚モニターが厚の計測値を提供し、当該計測値は、以下の効果の変更のために当該装置の他の操作可能な構成要素を増加させ、減少させ、調整し、停止し、開始するために用いられてもよいことは、本発明の思想及び範囲内である:1以上のイオンビームのイオンビーム電流;1以上のイオンビームのイオンビームエネルギー;サンプル保持ステージの回動;コーティングドナーホルダーの調整;及び、1以上のイオンビームのチルト角。
サンプル4がサンプルホルダー6によって保持され、サンプルホルダー6が内側グリッパー128によって保持されているとき、移動手段130は、ゲートバルブ110によるゲート閉位置113の取得を可能にする外側の真空ベル122内の位置に向かって内側グリッパー128及び保持されたサンプルホルダー6を移動させるように、操作されてもよい。このようにして実質的に真空気密な移動チャンバ126が形成され、サンプルが制御された環境の中で輸送されるのを可能にする。
ゲートバルブ110a及び110bの双方がゲート開位置にあるとき、内側グリッパー128は両方のゲートバルブを通り、真空チャンバ14のイオンビーム照射手段20aが配置される部分に入ることができる。
簡潔さと読みやすさのために、本開示は、選択的な特徴のセットから選択することによって得られるそれぞれの及びすべての順列(permutation)を明白に列挙しない。しかし、本開示は、すべてのそのような順列を明白に開示しているものとして解釈されるものである。例えば、3つの選択的な特徴を有すると記載されたシステムは、7つの異なる方法で、すなわち、3つの可能性のある特徴のちょうど1つで、3つの可能性のある特徴の如何なる2つで、3つの可能性の特徴の全てで、具体化され得る。
4 サンプル
6 サンプルホルダー
8 第1のサンプルホルダー
9 第2のサンプルホルダー
14 真空チャンバ
16 チャンバカバー
18 ロードチャンバ
20 イオンビーム照射手段
20a,20b 第1の、第2のイオンビーム照射手段等
22 イオンビームの中心軸
22a,22b 第1の、第2のイオンビームの中心軸等
24 チルト角
24a,24b 第1の、第2のチルト角等
28 チルトドライブ
40 真空ポンプ手段
42 真空マニフォールド
42a, 42b 第1の真空マニフォールド、第2の真空マニフォールド等
44 真空バルブ
開いているときバルブを介して真空を送るために真空システムの一部として機能し、閉じられているとき真空気密である。
44a,44b 第1の真空バルブ、第2の真空バルブ等
50 コーティングドナー置換ステージ
51 スパッタリング位置
53 静止位置
54 コーティングドナーホルダー
56 調整コーティングドナーホルダー
60 コーティング材料
62 スパッタリングされたコーティング材料
64 コーティング部分
66 モニタリング部分
70 サンプル保持ステージ
71 ロード位置
72 調整サンプル保持ステージ
73 ミリング位置
75 コーティング位置
80 回動サンプル保持ステージ
81 ロード位置
82 回動軸
83 ミリング位置
85 コーティング位置
90 リフティングドライブ
92 リフティング軸
100 スパッタリングシールド
101 シールド位置
103 非シールド位置
110 ゲートバルブ
開いているとき開口部を通る物理的な通路を実現し、閉じられているとき真空気密である。
110a,110b 第1のゲートバルブ、第2のゲートバルブ等
111 ゲート開位置
111a 第1のゲートバルブのゲート開位置
111b 第2のゲートバルブのゲート開位置
113 ゲート閉位置
113a 第1のゲートバルブのゲート閉位置
113b 第2のゲートバルブのゲート閉位置
120 真空移動装置
122 外側の真空ベル
124 内側の真空ベル
内側の真空ベル及びサンプルホルダーの相補的な特徴がかみ合う際に、真空気密シールは内側の真空ベルとサンプルホルダーとの間に形成される。
126 移動チャンバ
128 内側グリッパー
130 移動手段
140 移動ポート
141 移動ポートのポート閉位置
143 移動ポートのポート開位置
150 コーティング厚モニター
151 シールド位置
153 モニター位置
200 ロードシーケンス
202,204,206,208,210,212,214,216等 ロードシーケンス200の処理ステップ
250 アンロードシーケンス
252,254,256,258,260,262,264,266等 アンロードシーケンス250の処理ステップ
300 ロードシーケンス
302,304,306,308,310,312,314,316,318等 ロードシーケンス300の処理ステップ
350 アンロードシーケンス
352,354,356,358,360,362,364,366等 アンロードシーケンス350の処理ステップ
Claims (12)
- サンプルの準備及びコーティングのためのイオンビーム装置は:
a)第1のイオンビームの中心軸に沿って第1のイオンビームを向ける真空チャンバ内に配置された第1のイオンビーム照射手段;
b)前記コーティング材料を保持するように構成されたコーティングドナーホルダーと連結され、スパッタリング位置と静止位置との間で移動するように動作可能なコーティングドナー置換ステージ;
i)前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第1のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを特徴とし;
ii)前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを特徴とし;
c)リフティング軸及びリフティングドライブを有し、前記第1のイオンビームの中心軸に対する所定の位置及び方向で前記サンプルを保持するサンプルホルダーを着脱可能に保持するように構成されたサンプル保持ステージ;
i)前記リフティングドライブは、前記リフティング軸に沿ってミリング位置とコーティング位置との間で前記サンプル保持ステージを移動するように動作可能であり;
A)前記ミリング位置は、前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし;
B)前記コーティング位置は、前記サンプルが前記第1のイオンビームの中心軸と交差しないように、前記サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし、さらに、前記真空チャンバに存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のコーティング部分を受け取るように、前記サンプルの少なくとも一部が配置されることを特徴とし、
d)第2のイオンビームの中心軸に沿って第2のイオンビームを向ける前記真空チャンバ内に配置された第2のイオンビーム照射手段、
i)前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第2のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第2のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを更に特徴とし;
ii)前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第2のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを更に特徴とし;
iii)前記ミリング位置は、前記第2のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、サンプル保持ステージが配置されることを更に特徴とし;
iv)前記コーティング位置は、前記サンプルが前記第2のイオンビームの中心軸と交差しないように、前記サンプル保持ステージが配置されることを更に特徴とする、
を備える。 - 前記第1のイオンビームの中心軸が前記サンプル保持ステージの前記リフティング軸に対するチルト角を有し、
前記装置は、前記第1のイオンビーム照射手段と動作可能に連結され、前記第1のイオンビームの中心軸の方向に少なくとも2つの異なるチルト角の間で移動するように構成されたチルトドライブを更に備える、
ことを更に特徴とする、請求項1に記載の装置。 - a)シールド位置と非シールド位置を有するスパッタリングシールド;
i)前記シールド位置は、前記サンプル保持ステージが前記コーティング位置にあるとき、前記サンプルが前記真空チャンバに存在する前記スパッタリングされたコーティング材料を受け取ることを前記スパッタリングシールドが実質的に防ぐことを特徴とし;
ii)前記非シールド位置は、前記サンプル保持ステージが前記コーティング位置にあるとき、前記スパッタリングされたコーティング材料の前記コーティング部分が前記サンプルによって受け取られることを特徴とし、
b)前記サンプル保持ステージが前記コーティング位置にあるとき、前記シールド位置と前記非シールド位置との間で移動するように動作可能である前記スパッタリングシールド、
を更に備える、請求項1に記載の装置。 - 調整サンプル保持ステージが前記コーティング位置にあるとき、サンプル保持ステージが、サンプルホルダーの位置、方向、又は、位置及び方向の双方を調整するように動作可能な調整サンプル保持ステージであることを特徴とする、請求項1の装置。
- a)コーティング厚モニターは、前記真空チャンバ内に存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のモニタリング部分を受け取るように配置され、前記モニタリング部分は、前記サンプルによって受け取られるコーティング部分と比例している、モニタリング位置を有する、前記真空チャンバ内に配置された前記コーティング厚モニターを更に備える、請求項1に記載の装置。
- 前記コーティング厚モニターは、前記真空チャンバ内に存在する前記スパッタリングされたコーティング材料を実質的に受け取らない、シールド位置を有し、
前記コーティング厚モニターは、前記モニタリング位置と前記シールド位置との間で移動するように動作可能であることを更に特徴とすることを更に特徴とする、
請求項5に記載の装置。 - サンプルの準備及びコーティングのためのイオンビーム装置は:
a)第1のイオンビームの中心軸に沿って第1のイオンビームを向ける真空チャンバ内に配置された第1のイオンビーム照射手段;
b)前記コーティング材料を保持するように構成されたコーティングドナーホルダーと連結され、スパッタリング位置と静止位置との間で移動するように動作可能なコーティングドナー置換ステージ;
i)前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第1のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを特徴とし;
ii)前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを特徴とし;
c)リフティング軸;及びリフティングドライブ;及び回動軸を有し、前記第1のイオンビームの中心軸に対して所定の位置及び方向で前記サンプルを保持するサンプルホルダーを着脱可能に保持するように構成された回動サンプル保持ステージ;
i)前記リフティング軸に沿ってミリング位置とコーティング位置との間で前記回動サンプル保持ステージを動かすように動作可能なリフティングドライブ、
A)前記ミリング位置は、前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、回動サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし;
B)前記コーティング位置は、前記サンプルが前記第1のイオンビームの中心軸と交差しないことを特徴とし、さらに、前記真空チャンバに存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のコーティング部分を受け取るように、前記サンプルの少なくとも一部が配置されることを特徴とし;
ii)前記回動サンプル保持ステージは、1回転の少なくとも1部だけ前記回動軸に対して前記サンプルを回動させるように動作可能であり、
前記第1のイオンビームの中心軸が前記回動サンプル保持ステージの前記リフティング軸に対するチルト角を有し、
d)前記第1のイオンビーム照射手段と動作可能に連結され、前記第1のイオンビームの中心軸の方向に少なくとも2つの異なるチルト角の間で移動するように構成されたチルトドライブ、
を備える。 - サンプルの準備及びコーティングのためのイオンビーム装置は:
a)第1のイオンビームの中心軸に沿って第1のイオンビームを向ける真空チャンバ内に配置された第1のイオンビーム照射手段;
b)前記コーティング材料を保持するように構成されたコーティングドナーホルダーと連結され、スパッタリング位置と静止位置との間で移動するように動作可能なコーティングドナー置換ステージ;
i)前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第1のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを特徴とし;
ii)前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを特徴とし;
c)リフティング軸;及びリフティングドライブを有し、前記第1のイオンビームの中心軸に対する所定の位置及び方向で前記サンプルを保持するサンプルホルダーを着脱可能に保持するように構成されたサンプル保持ステージ;
i)前記サンプルホルダーは、所定の位置及び方向に前記サンプルを保持するように構成され;
d)ミリング位置とコーティング位置の間に前記リフティング軸に沿って前記サンプル保持ステージを動かすように動作可能なリフティングドライブ
i)前記ミリング位置は、前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし;
ii)前記コーティング位置は、前記サンプルが前記第1のイオンビームの中心軸と交差しないように、前記サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし、さらに、前記真空チャンバに存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のコーティング部分を受け取るように、前記サンプルの少なくとも一部が配置されることを特徴とし;
e)ゲート開位置とゲート閉位置との間で動くように動作可能な第1のゲートバルブ;
i)前記ゲート閉位置は、実質的に真空気密なロードチャンバが、閉じている第1のゲートバルブと前記真空チャンバの部分との間で形成されるということを特徴とし;
ii)前記ゲート閉位置は、実質的に真空気密なシールが、前記ロードチャンバと前記真空チャンバの前記第1のイオンビーム照射手段が配置される前記部分との間で形成されることを更に特徴とし;
iii)前記ゲート開位置は、前記サンプルホルダーが前記第1のゲートバルブを通過することができることを特徴とし;
f)第1の真空マニフォールドに連結し、前記ロードチャンバ内の真空圧を排気して維持するように構成されるとともに、第2の真空マニフォールドに連結し、前記真空チャンバの真空圧を排気して維持するように構成される真空ポンプ手段;
g)第2のイオンビームの中心軸に沿って第2のイオンビームを向ける前記真空チャンバ内に配置された第2のイオンビーム照射手段、
i)前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第2のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第2のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを更に特徴とする;
を備える。 - a)真空移動装置は:外側の真空ベル、内側の真空ベル、及び、移動手段を備え;
i)前記外側の真空ベルは、着脱可能に前記ロードチャンバに搭載されるように構成され、それによって真空気密シールを形成し;
ii)前記内側の真空ベルは、前記外側の真空ベルの中にフィットするようにサイズが設定され、前記サンプルホルダーに対して真空気密シールを形成するように構成され、それによって環境から前記サンプル及び一部の前記サンプルホルダーの双方を分離するサイズの移動チャンバを形成し;
iii)前記移動手段は、前記外側の真空ベルが前記ロードチャンバに搭載される間に、ロードシーケンス及びアンロードシーケンスの双方を完了するように動作可能であり;
A)前記ロードシーケンスは、以下のステップを備え:前記サンプル保持ステージに向かって前記ロードチャンバから前記内側の真空ベルを移動させること;前記サンプル保持ステージとの前記サンプルホルダーの係合(engagement)を促進すること;前記サンプルホルダーからの内側の真空ベルの脱係合(disengagement)を促進すること;及び、前記ロードチャンバへ前記内側の真空ベルを移動させること;
B)前記アンロードシーケンスは、以下のステップを備える:前記サンプル保持ステージに向かって前記ロードチャンバから前記内側の真空ベルを移動させること;前記内側の真空ベルとの前記サンプルホルダーの係合を促進すること;前記サンプル保持ステージから前記サンプルホルダーの脱係合を促進すること;及び、前記ロードチャンバへ前記内側の真空ベルを移動させること、
を更に備える、請求項8に記載の装置。 - a)真空移動装置は:第2のゲートバルブに連結した外側の真空ベル、及び、移動手段に連結した内側グリッパーを備え;
b)前記内側グリッパーは、前記外側の真空ベルの中にフィットするサイズに設定され、前記外側の真空ベルの内部に前記サンプルホルダーを着脱可能に保持するように構成され;
c)前記第2のゲートバルブは、前記外側の真空ベルに連結し、第2のゲート閉位置と第2のゲート開位置を有し;
d)前記第2のゲート閉位置は、実質的に真空気密な移動チャンバが、閉じている前記第2のゲートバルブと前記外側の真空ベルの内部との間で形成されることを特徴とし;
e)前記第2のゲート開位置は、前記内側グリッパーが前記第2のゲートバルブを通過することができることを特徴とし;
f)前記外側の真空ベルは、前記ロードチャンバに着脱可能に搭載されるように構成され、それによって真空気密シールを形成し;
g)前記移動手段は、前記外側の真空ベルが前記ロードチャンバに搭載される間に、ロードシーケンス及びアンロードシーケンスの双方を完了するように動作可能であり;
i)前記ロードシーケンスは、以下のステップを備える:前記サンプル保持ステージに向かって前記ロードチャンバから前記内側グリッパーを移動させること;前記サンプル保持ステージとの前記サンプルホルダーの係合を促進すること;前記サンプルホルダーから内側グリッパーの脱係合を促進すること;及び、前記ロードチャンバへ前記内側グリッパーを移動させること;
ii)前記アンロードシーケンスは、以下のステップを備える:前記サンプル保持ステージに向かって前記ロードチャンバから前記内側グリッパーを移動させること;前記内側グリッパーとの前記サンプルホルダーの係合を促進すること;前記サンプル保持ステージから前記サンプルホルダーの脱係合を促進すること;及び、前記ロードチャンバへ前記内側グリッパーを移動させること、
を更に備える、請求項8に記載の装置。 - サンプルの準備及びコーティングのためのイオンビーム装置は:
a)第1のイオンビームの中心軸に沿って第1のイオンビームを向ける真空チャンバ内に配置された第1のイオンビーム照射手段;
b)前記コーティング材料を保持するように構成されたコーティングドナーホルダーと連結され、スパッタリング位置と静止位置との間で移動するように動作可能なコーティングドナー置換ステージ;
i)前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第1のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを特徴とし;
ii)前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを特徴とし;
c)前記サンプルを保持するように構成され、リフティング軸;リフティングドライブを備えるサンプル保持ステージ;
i)前記リフティングドライブは、前記リフティング軸に沿って、ロード位置;ミリング位置;及び、コーティング位置の間で、前記サンプル保持ステージを移動させるように動作可能であり;
A)前記ロード位置は、実質的な真空気密なロードチャンバが前記サンプル保持ステージと一部の前記真空チャンバとの間で形成されることを特徴とし、さらに、実質的な真空気密シールが前記ロードチャンバと前記真空チャンバの前記第1のイオンビーム照射手段が配置される部分との間で形成されることを特徴とし;
B)前記ミリング位置は、前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし;
C)前記コーティング位置は、前記サンプルが第1のイオンビームの中心軸と交差しないことを特徴とし、さらに、前記サンプルの少なくとも一部が、前記真空チャンバ内に存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のコーティング部分を受け取るように配置されることを特徴とし;
d)第1の真空マニフォールドに連結し、前記ロードチャンバの真空圧を排気して維持するように構成されるとともに、第2の真空マニフォールドに連結し、前記真空チャンバの真空圧を排気して維持するように構成される真空ポンプ手段;
e)前記第1のイオンビーム照射手段と動作可能に連結され、前記第1のイオンビームの中心軸の方向に少なくとも2つの異なるチルト角の間で移動するように構成されたチルトドライブ、
を備える。 - サンプルの準備及びコーティングのためのイオンビーム装置は:
a)第1のイオンビームの中心軸に沿って第1のイオンビームを向ける真空チャンバ内に配置された第1のイオンビーム照射手段;
b)前記コーティング材料を保持するように構成されたコーティングドナーホルダーと連結され、スパッタリング位置と静止位置との間で移動するように動作可能なコーティングドナー置換ステージ;
i)前記スパッタリング位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料の一部を配置し、前記第1のイオンビームと前記コーティング材料の反応は前記真空チャンバ内でスパッタリングされたコーティング材料を生成することを特徴とし;
ii)前記静止位置は、前記コーティングドナーホルダーが前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記コーティング材料を配置しないことを特徴とし;
c)着脱可能に第2のサンプルホルダーを保持するように構成され、リフティング軸及びリフティングドライブを備えるサンプル保持ステージ;
i)前記第2のサンプルホルダーは、所定の位置及び方向において着脱可能に第1のサンプルホルダーを保持するように構成され;
A)前記第1のサンプルホルダーは、所定の位置及び方向において前記サンプルを保持するように構成され;さらに、前記第1のサンプルホルダーは、前記第2のサンプルホルダーが前記サンプル保持ステージから離れることなく、前記第2のサンプルホルダーから離れることができることを特徴とし;
ii)前記リフティングドライブは、前記リフティング軸に沿ってミリング位置とコーティング位置との間で前記サンプル保持ステージを移動するように動作可能であり;
A)前記ミリング位置は、前記第1のイオンビームの中心軸の光路内に前記サンプルの少なくとも一部を保持するように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし;
B)前記コーティング位置は、前記サンプルが前記第1のイオンビームの中心軸と交差しないように、サンプル保持ステージが配置されることを特徴とし、さらに、前記真空チャンバに存在する前記スパッタリングされたコーティング材料のコーティング部分を受け取るように、前記サンプルの少なくとも一部が配置されることを特徴とする、
d)前記第1のイオンビーム照射手段と動作可能に連結され、前記第1のイオンビームの中心軸の方向に少なくとも2つの異なるチルト角の間で移動するように構成されたチルトドライブ、
を備える。
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