[发明专利]一种粒子束显微镜的样品除污方法

说明书

本发明公开了一种粒子束显微镜的样品除污方法，接通电源后，送样装置开始向预抽室送样；除静电吹扫装置上的排气口向下排出气流，射至样品表面，气流中的离子与样品表面吸附的微粒所带电荷发生中和，使一部分微粒失去静电吸引力后被所述气流带走；以及所述预抽室内的高压电极启动，产生一个高压静电场，部分微粒在高压静电场的作用下发生静电感应作用吸到所述高压电极上，本发明采用的清洗方法先采用除静电吹扫和高压电极吸附的方法除去大部分的样品表层微粒，再采用真空环境下的等离子清洗，提高了清洗控制的精准度和提高了清洗效率。

技术领域

本发明涉及电子信息领域，尤其是一种粒子束显微镜的样品除污方法。

背景技术

随着纳米技术的发展，粒子束显微镜成为半导体、先进材料、显示器等各种工业领域研究、制造工艺和质量管理的必备设备。但是在观测中，由于人工操作的原因以及空气中的微粒的存在，样品表面常常会沉积有油脂、油污等有机物，和许多肉眼不可见的微小颗粒紧紧吸附在样品表面上，这些污染物会影响电子光学系统，从而使成像质量降低、设备寿命缩短。这些的微粒尺寸约为0.5um-500um，当探测器探测被施加高压时，这些微粒还会在强电场的作用下受电场力直接吸附到探测器上(被极化受库伦力吸附或者被电子charge为负电后被吸附)，对探测器造成严重的污染。

因此为了使电子显微镜能够使长时间、稳定、高质量的工作，需要最大限度的防止微粒进入机台而对电子光学系统造成污染并消除样品表面的有机物。通常在样品进入主抽室之前进行表面清洁，传统的湿法清洗使用化学品和超纯水清洗存在：不能精确控制、清洗不彻底、引入新的杂质、残余物清理困难、废液污染环境等缺陷。而常压干法清洗，采用了单一的电源和单一的等离子体发生器，存在去清洗速率较慢、易对器件产生损伤、或清洗不彻底等问题。

本发明采用的清洗方法先采用除静电吹扫和高压电极吸附的方法除去大部分的样品表层微粒，再采用真空环境下的等离子清洗，提高了清洗控制的精准度和提高了清洗效率。据此提出本发明。

发明内容

本发明提供一种粒子束显微镜的样品除污方法，在样品进入主抽室之前将样品表面的灰尘及有机物清除，以避免电子光学系统被污染。

本发明的实施例提供一种粒子束显微镜的样品除污方法，包含以下步骤：

步骤一：接通电源后，送样装置开始向预抽室送样，除静电吹扫装置上的排气口向下排出气流，射至样品表面，气流中的离子与样品表面吸附的微粒所带电荷发生中和，使一部分微粒失去静电吸引力后被所述气流带走，以及所述预抽室内的高压电极启动，产生一个高压静电场，部分微粒在高压电场的作用下发生静电感应作用吸到所述高压电极上，所述送样装置将样品完全送入所述预抽室后，所述除静电吹扫装置停止吹扫，所述预抽室仓门关闭，所述高压电极保持一个恒定电压；

步骤二：启动抽真空装置将所述预抽室抽真空，当所述预抽室内的大气压达到一个预定值之后，所述等离子清洗装置开始向所述预抽室注入等离子气体，与样品表面的有机物分子发生活化反应，生成气体分子，被所述抽真空装置带走，以及逐渐调低所述高压电极上的电压值为0，使吸附在电极上的微粒下落被所述抽真空装置带走，所述等离子清洗装置持续工作一个单位时间后停止；

步骤三：同时，逐渐调高所述高压电极上的电压，所述送样装置将样品从所述预抽室送至主抽室后，关闭所述高压电极，完成除污过程，其特征在于，所述静电吹扫装置排出的气流为交变气流，气流中交替带有正离子、负离子。

进一步地，所述除静电吹扫装置上的电压为5-10KV的交变电压，频率10-80Hz。

进一步地，所述除静电吹扫装置的供气气压为2-5个大气压。

进一步地，所述除静电吹扫装置排出的气流为空气。

进一步地，所述除静电装置的排气口距离样品表面的距离为50-100mm。