[發(fā)明專利]一種基于FIB的大角度正三棱錐形壓頭的一次成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610953927.6
• 申請(qǐng)日: 2016-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN106629587B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單智偉;張展銘;劉飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B81C99/00
• 分類號(hào): B81C99/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

1.一種基于FIB的大角度正三棱錐形壓頭的一次成型方法，其特征在于，通過如下步驟實(shí)現(xiàn)：

(1)將壓頭毛坯固定在角度為σ的斜臺(tái)上；

(2)將斜臺(tái)放入樣品腔中，將壓頭毛坯尖端位置調(diào)整至聚焦離子束系統(tǒng)的工作距離，使毛坯軸線、離子束及電子束在一個(gè)面內(nèi)；

(3)傾轉(zhuǎn)樣品臺(tái)，使離子束入射方向垂直于壓頭毛坯軸線，設(shè)置離子束參數(shù)，將毛坯尖端切平，切平后將樣品臺(tái)的傾轉(zhuǎn)角設(shè)為0度，以備后續(xù)加工；

(4)旋轉(zhuǎn)方式加工一個(gè)面；選取壓頭毛坯的中軸線、電子束、離子束構(gòu)成的平面為基準(zhǔn)面，通過繞實(shí)驗(yàn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ_σ補(bǔ)償，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ₁，設(shè)置離子束加工pattern(圖樣)，角度為θ₂，選擇離子束參數(shù)，將選擇的加工區(qū)域完全切掉，加工結(jié)束將樣品臺(tái)旋轉(zhuǎn)至基準(zhǔn)面位置；

補(bǔ)償角θ_σ的計(jì)算公式為：

γ為正三棱錐高與棱所成的夾角，σ為斜臺(tái)的角度，β_Ra為正三棱錐被加工面與樣品臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸之間形成的線面角；

(5)同理對(duì)稱加工另一個(gè)面；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償角θ_σ，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ₁，加工角度設(shè)置為-θ₂，使用步驟(4)所述離子束參數(shù)加工，加工結(jié)束將樣品臺(tái)旋轉(zhuǎn)至基準(zhǔn)面位置；

(6)傾轉(zhuǎn)加工最后一個(gè)面；將步驟(4)加工出兩個(gè)面的交線作為基準(zhǔn)線，旋轉(zhuǎn)樣品臺(tái)，使得基準(zhǔn)線、電子束、離子束在一個(gè)平面內(nèi)，且交線正對(duì)離子束，相對(duì)旋轉(zhuǎn)180度，將樣品臺(tái)傾轉(zhuǎn)角度t，加工角度設(shè)為0度，設(shè)置離子束參數(shù)，將選擇的加工區(qū)域完全切掉，加工結(jié)束后將樣品臺(tái)傾轉(zhuǎn)角度設(shè)為0度；

(7)重復(fù)步驟(4)(5)(6)，選用更小的離子束束流對(duì)所加工三棱錐形壓頭的三個(gè)面進(jìn)行精加工。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FIB的大角度正三棱錐形壓頭的一次成型方法，其特征在于，所述的離子束為鎵離子束或鈹離子束，聚焦離子束系統(tǒng)為FIB/SEM雙束系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FIB的大角度正三棱錐形壓頭的一次成型方法，其特征在于，步驟(1)中斜臺(tái)角度為30～60度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FIB的大角度正三棱錐形壓頭的一次成型方法，其特征在于，補(bǔ)償角θ_σ計(jì)算公式中β_Ra的計(jì)算公式為：

β為被加工面和正三棱錐的高形成的線面角。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FIB的大角度正三棱錐形壓頭的一次成型方法，其特征在于，步驟(4)中旋轉(zhuǎn)角θ₁的計(jì)算公式為：

δ為正三棱錐的高與離子束之間形成的夾角，所用FIB設(shè)備離子束固有角為52度，故δ＝52-σ。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FIB的大角度正三棱錐形壓頭的一次成型方法，其特征在于，步驟(4)中加工pattern(圖樣)的角度θ₂的計(jì)算公式為：

δ為正三棱錐的高與離子束之間形成的夾角，所用FIB設(shè)備離子束固有角為52度，故δ＝52-σ。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FIB的大角度正三棱錐形壓頭的一次成型方法，其特征在于，步驟(6)中傾轉(zhuǎn)方式加工最后一個(gè)面，傾轉(zhuǎn)角t的計(jì)算公式為：

t＝52°-(180°-β_Rc)

β_Rc指被加工面與實(shí)驗(yàn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸形成的線面角，為斜臺(tái)角度σ與被加工面和正三棱錐的高形成的線面角的β之和。