691精密离子减薄仪操作说明书

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1、精密氩离子减薄仪使用说明书MODEL691PIPS1第一章概述双离子源离子薄化是通过两个可调角度微型的Penning离子枪。每枪的角度变化为±10º，且相互独立，都可以精确会聚到样品上在可调节的角度范围内。离子枪装有强的稀土元素磁体，从而可能达到高的减薄速率。每个枪都安装在一种通用的接头上，从而通过x和z对中使离子束对中在样品上，这些特性使得它可以在非常小的角度下减薄样品，而同时只须很短的时间。枪的优化设计枪的离子光学有效地减少了阴极光阑的腐蚀，可以减少对离子枪维护的次数以及离子枪对样品的污染。枪的消耗量也被减少。立体显微镜一台光学立体显微镜被用来

2、检查减薄过程中任一时刻在工作位置的样品来达到精确控制样品的最终减薄状态。这些性质对于绝缘体和半导体特别重要，因为这些材料是光学透明的、干涉条纹技术能用来控制样品在感兴趣的区域的厚度在±10nm内。2Figure1-1PIPS.前视图1、左枪电流2、束能量(keV)/前级气压（Torr）3、右枪电流4、左枪气流控制5、左枪气阀开关6、右枪气阀开关7、右枪气流控制8、室真空显示9、MDP指示灯10、前级气压指示灯11、DP测试按钮12、循环终止重设按钮13、主电源开关14、束状态指示灯15、离子束调节开关16、角度状态指示灯17、气锁放气指示灯18、气

3、锁放气开关19、离子枪电压控制20、计时器开关按钮21、计时器设置按钮22、剩余时间显示23、转速控制24、样品升降控制25、气锁抽气开关26、气锁真空指示灯1-2PIPSUser’sGuide3紧凑的真空系统样品的污染由于无油的分子泵真空系统的应用（后而有机械泵）而大大降低。此外，液氮冷阱的应用可以进一步的降低污染和水蒸气的影响。多功能样品台Gatan样品台（单面减薄），Duopost（双面减薄）减少了样品台对样品的污染，提供了极佳的热传导性，样品都排除了对离子束的阻挡，使减薄角度可以为0º。更快的更换样品周期小于30秒的样品更换时间，样品可以很

4、容易的传输，观察整个过程中。1.1主工作室（样品室）图1-2是PIPS主工作室的顶视图。图中标出了左右枪和法拉第杯对相对的两个枪的电流测量，图中可见气阀被拿掉后的垫圈。图1-3是截面图。气阀显示一平面，样品在主工作室中央的工作位置。样品被架在一个台子上，使其可以在合适的枪的方向从两表面减薄。一个枪显示相对水平线倾斜+10º角，通过简单的抓住枪的门锁旋转，枪的角度可以减到0º，进一步的可以到-10º。挡板被放入来阻止测射出的物质沉积在样品观察窗口。4MainworkchamberFigure1-2工作室，顶视图1、左枪（penning）2、右枪的法拉

5、第杯3、左枪的法拉第杯4、工作室5、气锁垫圈6、右枪（penning）7、样品基座8、挡板导引（可选CAIBE口）9、样品存储块Fifure1-3工作室，剖面图1-4PIPSUser’sGuide51.2真空系统PIPS有一紧凑的，无油的真空系统。它由分子泵(MDP)、機械隔膜泵（DP）组成。真空系统被设计成能够满足在关闭电源的情况下还能够保持真空的要求。当电源重新打开后，能够很快达到工作要求。泵系统MDP具有对氢气60升/秒的泵出能力。它与DP组成一完整系统。-6DP能够维持MDP前级气压低于10Torr和工作室的基本气压在10Torr的范围，整

6、个的从大气压到基本工作气压的抽气过程一般少于15分钟，操纵台由单一的风扇降温，将空气吹向MDP。抽气管道主要包括冷阴极真空管和MDP，使工作室中的碎屑最小几率的进入泵内（图1-4）。气压通过冷阴极气压管监视，气压管只有在MDP达到它的正常转速后才能打开。真空密封由两个气动电磁阀SV2和SV3组成（图1-5），SV2对气阀（Airlock）抽气并且当气阀通气时自动关闭。SV3则对气阀（Airlock）通气，前题是前面板上的气阀开关置于Out位置。6VacuumsystemFigure1-4抽气控制，顶视图1、透射光源开关2、反射光源开关3、MDP控制

7、4、冷阴极气压管5、自动终止器插口6、手动放气阀（整个系统放气）7、多用途工具存放8、反射光源电源插口9、挡板控制开关10、显微镜转动滑块1-6PIPSUser’sGuide7Figure1-5真空系统1.3气流控制系统本系统主要控制离子枪的氩气Whisperlok活塞和气动闭锁系统。包括一个气压调节器，两个平常开的三路电磁阀SV4，SV5和两个平常关闭的架于针形阀上两路电磁阀SV6和SV7。图1-6显示的是气流控制系统。枪的气体供应PIPS要求干净，高纯度（99.998%）的氩气（气压25PSi（1.72bar））为离子枪所提供的氩气通过气压调节

8、器调节使氩气的气压从25PSi降到1PSi左右两个电磁阀（SV6和SV7）控制气体流向两枪，两O圈封闭枪室的真空。8Fig