液态金属离子源发射尖的制备工艺与技术

发射尖是液态金属离子源(LMIS)的关键部件之一，其性能的优劣直接影响到整个离子源的工作稳定性。通过对系统软件和硬件的设计，开发了一套发射尖自动腐蚀装置，该装置可以对发射尖腐蚀过程中的速度和深度以及腐蚀电压进行控制，实现发射尖腐蚀工艺的重复性、可靠性，从而为液态金属离子源以及聚焦离子束系统的研制、开发提供了一个有效的辅助工具。     

热场致发射电子源曝光系统的技术现状和应用前景

高亮度、长寿命的热场致发射(Thermal field emitter)阴极自七十年代中期已受到人们的关注和重视,历经十多年在理论分析、工艺制备和实验研究上做了大量工作之后,于1988年在电子束曝光机上的应用中取得了突破性进展。用晶向为(100)的钨和具有低逸出功的锆制成的(Zr/O/W)热场致发射阴极在四千小时的使用寿命下亮度值超过六硼化镧阴极一个数量级以上,最近的实验结果表明:在工件台上小束斑下能得到接近两千安培每平方厘米的束流密度,而且四十小时内束流稳定度接近千分之一。显然,这几个表征曝光系统综合技术性能的重要指标,说明多年困扰于各种电子束曝光系统(特别是高斯圆斑电子束系统)在高分辨率情况下生产率较低的技术难题已经得到了比较圆满的解决。 八十年代末期,当热场致发射电子源曝光系统的技术关键解决后,这项技术就成为技术发达国家,特别是美国和日本,在电子束曝光领域进行技术竞争的热点;九一年五月底在美国召开的国际三束会议上有关场致发射阴极和MEBES—4型机已经采用TFE的最新报道充分证实了这项技术在电子束曝光技术应用中的重要地位和发展潜力。     

液态金属离子源发射系统电场的模拟分析

发射系统是液态金属离子源的关键部件之一，它的性能的优劣直接影响到整个离子源的工作稳定性和可靠性。因而对其发射系统进行仿真分析，可以很好地指导液态金属离子源的设计制造。本文采用国际上重视的动态喷流柱模型，利用模拟电荷法对液态金属离子源的发射系统的电场进行了计算分析，画出了发射尖端电场强度随不同参数变化的曲线，得出发射尖端表面场强与球冠半径、发射体突出臂长度密切相关，而与引出电极的结构关系甚小的结论，因此液态金属离子源发射特性（如角电流强度）的改善，必须在发射尖的设计制作上下功夫。从而为液态金属离子源的设计提供了一个有效的辅助工具。     

聚焦离子束装置中的工件台及控制系统

聚焦离子束技术(FIB)是一种集形貌观测、定位制样、成份分析、薄膜淀积和无掩模刻蚀各过程于一身的新型微纳加工技术。几十年来,随着关键技术的不断突破和完善,得到了前所未有的发展,所突破的关键技术之一就是精密工件台的使用。     

图形发生器的成像系统

为实现电子束曝光机扫描场的线性畸变校正,设计了图形发生器的成像系统,该系统包括硬件和软件两部分。硬件设计上使用了高速、高精度模数转换器,并对其工作方式及图像采集流程做了具体阐述。软件设计上利用点阵成像的原理,把采集到的图像信号转变成相应的灰度值,并按点阵排列,将最终获得的图像显示在计算机屏幕上,以实现校正。同时还给出了对图像进行局部放大的方法及计算公式。实验证明,该成像系统工作正常,可以获得清晰的图像。     

DY—5型亚微米电子束曝光机

本文介绍了ＤＹ－５型微米电子束曝光机的主要技术性能；最细特征线宽０．４μｍ，图形位置精度及拼接精度优于±０．１５μｍ；扫描场尺寸１×１ｍｍ＾２和２×２ｍｍ＾２；最高扫描速度１ＭＨｚ，可加工１００×１００ｍｍ＾２掩模版或Х７５硅圆片，给出了部分曝光试验结果。     

基于SEM纳米级电子束曝光机的快速束闸设计

基于扫描电镜(SEM)的纳米级电子束曝光系统能够以较低成本满足科研单位对纳米加工设备的需求.在电子束曝光系统中,需要快速束闸控制电子束通断以实现纳米图像的多场曝光.从安装位置、机械结构和驱动器等方面讨论快速束闸的设计.     

纳米聚焦离子束系统液态金属离子源的研制

叙述了为纳米聚焦离子束装置研制的镓液态金属离子源的制备.发射尖的腐蚀采用自主开发的一套发射尖腐蚀设备腐蚀而成,该设备保证了源尖腐蚀工艺的可靠性和可重复性,腐蚀后的发射尖曲率半径在0.5～5μm之间.液态金属储备槽采用同轴针形结构,槽的材料采用高温下不易与金属镓发生反应的金属钼,这种源结构的优点是可以调节发射尖伸出合金槽的长度,储备的液态金属多,减少了液态金属蒸发对系统造成的污染,源发射尖到达寿命后结构仍可使用,该源具有良好的发射特性(达到100μA)、长寿命(1000h以上)和稳定度.该源与纳米聚焦离子束系统结合,将为纳米离子束加工带来新的发展前景,从而为研究其他单质源或合金源提供经验.     

聚焦离子束曝光技术

聚焦离子束技术是一种集形貌观测、定位制样、成份分析、薄膜淀积和无掩模刻蚀各过程 于一身的新型微纳加工技术。它大大提高了微电子工业上材料、工艺、器件分析及修补的精度和速 度,目前已经成为微电子技术领域必不可少的关键技术之一。对聚焦离子束曝光技术作了介绍。