[發明專利]一種基于柔性納米伺服運動系統的掃描電鏡直寫光刻系統

有效

• 申請號: 202110116772.1
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112882353B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 張震;劉義杰;曲鈞天
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

1.一種基于柔性納米伺服運動系統的掃描電鏡直寫光刻系統，其特征在于，包括電子室、離子室、樣品室和控制系統；所述電子室包括電子室腔體、電子槍、陽極、電子束阻斷器、電磁透鏡和電子束偏轉線圈；所述電子室與所述樣品室固定連接；所述離子室包括離子室腔體、離子源、抑制電極、引出電極、第一級透鏡、離子束快門編輯器、離子束快門阻擋膜孔、第二級透鏡和離子束掃描偏轉電極；所述離子室與所述樣品室固定連接；所述樣品室包括樣品室腔體、次級電子探測器、納米精度柔性伺服運動平臺系統、樣品、伸縮送料機構、抽真空裝置和基座；所述控制系統包括計算機、電子束掃描控制器、電子束阻斷器控制器、離子束掃描控制器、離子束快門控制器和柔性平臺執行單元驅動器；所述基于柔性納米伺服運動系統的掃描電鏡直寫光刻系統包含兩種模式，即制備模式和原位檢測模式，所述計算機控制兩種模式的切換；在制備模式下，所述電子束偏轉線圈通過電流使所述電子槍產生的電子束發生偏轉實現掃描，或所述離子束掃描偏轉電極通過電流使所述離子源產生的離子束發生偏轉實現掃描，所述納米精度柔性伺服運動平臺系統帶動所述樣品實現運動；其中，所述電子束偏轉線圈或所述離子束掃描偏轉電極作為第一子系統，所述納米精度柔性伺服運動平臺系統作為第二子系統，通過所述計算機繪制或導入制備圖形，所述計算機將圖形智能分配到所述第一子系統和所述第二子系統作為參考軌跡，二者協同運動實現無拼接直寫納米制備；在檢測模式下，所述電子束偏轉線圈通過電流使電子束掃描樣品表面，次級電子探測器可探測經樣品表面反射的電子，將其成像于所述計算機中，實現原位檢測。

2.根據權利要求1所述的基于柔性納米伺服運動系統的掃描電鏡直寫光刻系統，其特征在于，所述電子槍、所述陽極、所述電子束阻斷器、所述電磁透鏡和所述電子束偏轉線圈位于所述電子室腔體內部且由上到下依次排列；所述電子槍發射的電子依次穿過所述陽極、所述電子束阻斷器、所述電磁透鏡和所述電子束偏轉線圈的所在區域，最終與所述樣品發生作用；所述離子源、所述抑制電極、所述引出電極、所述第一級透鏡、所述離子束快門編輯器、所述離子束快門阻擋膜孔、所述第二級透鏡和所述離子束掃描偏轉電極位于所述離子室腔體內部且由上到下依次排列；所述離子源產生的離子依次穿過所述離子源、所述抑制電極、所述引出電極、所述第一級透鏡、所述離子束快門編輯器、所述離子束快門阻擋膜孔、所述第二級透鏡和所述離子束掃描偏轉電極的所在區域，最終與所述樣品發生作用。

3.根據權利要求1所述的基于柔性納米伺服運動系統的掃描電鏡直寫光刻系統，其特征在于，所述電子束偏轉線圈包含至少兩對線圈，所述離子束掃描偏轉電極包含至少兩對電極，用于實現平面X方向和Y方向的掃描。

4.根據權利要求1所述的基于柔性納米伺服運動系統的掃描電鏡直寫光刻系統，其特征在于，所述電子束掃描控制器的第一端與所述計算機連接，用于接收所述計算機發出的指令，所述電子束掃描控制器的第二端與所述電子束偏轉線圈連接，用于控制電子束的偏轉；所述電子束阻斷器控制器的第一端與所述計算機連接，用于接收所述計算機發出的指令，所述電子束阻斷器控制器的第二端與所述電子束阻斷器連接，用于控制電子束的通斷。

5.根據權利要求1所述的基于柔性納米伺服運動系統的掃描電鏡直寫光刻系統，其特征在于，所述離子束掃描控制器的第一端與所述計算機連接，用于接收所述計算機發出的指令，所述離子束掃描控制器的第二端與所述離子束掃描偏轉電極連接，用于控制離子束的偏轉；所述離子束快門控制器的第一端與所述計算機連接，用于接收所述計算機發出的指令，所述離子束快門控制器的第二端與所述離子束快門編輯器連接，用于控制離子束的通斷。

6.根據權利要求1所述的基于柔性納米伺服運動系統的掃描電鏡直寫光刻系統，其特征在于，所述柔性平臺執行單元驅動器的第一端與所述計算機連接，用于接收所述計算機發出的指令，所述柔性平臺執行單元驅動器的第二端與所述納米精度柔性伺服運動平臺系統中的執行單元連接，用于驅動柔性平臺進行掃描運動。