纳米图像束曝光系统

【Gatan】697 Ilion II Datasheet 宽束氩离子抛光系统 品牌： GATAN 名称型号：氩离子抛光系统Ilion II 697制造商： GATAN公司经销商：欧波同有限公司产品综合介绍 产品功能介绍氩离子抛光系统是一个用于样品的截面制备及平面抛光的桌面型制样设备，以便样品在SEM及其它设备上进行检测分析。可利用IlionII进行抛光加工的材料种类十分广泛，包括由多元素组成的试样，以及具有不同的机械硬度、尺寸和物理特性的合金、半导体材料、聚合物和矿物等。如焊缝截面，集成电路焊点，多层薄膜截面，颗粒、纤维断面，复合材料、陶瓷、金属及合金、岩石矿物及其他无机非金属等各种材料的SEM、EBSD样品。品牌介绍美国Gatan公司成立于1964年并于70年代末进入中国市场。Gatan公司以其产品的高性能及技术的先进性在全球电镜界享有极高声誉。作为世界领先的设计和制造用于增强和拓展电子显微镜功能的附件厂商，其产品涵盖了从样品制备到成像、分析等所有步骤的需求。产品应用范围包括材料科学、生命科学、地球物理学、电子学，能源科学等领域， 客户范围涵盖全球的科研院所，高校，各类检测机构及大型工业企业实验室，并且在国际科学研究领域得到了广泛认同。经销商介绍欧波同有限公司是中国领先的微纳米技术服务供应商，是一家以外资企业作为投资背景的高新技术企业，总部位于香港，分别在北京、上海、辽宁、山东等地设有分公司和办事处。作为蔡司电子显微镜、Gatan扫描电子显微镜制样设备及附属分析设备在中国地区最重要的战略合作伙伴，公司秉承“打造国内最具影响力的仪器销售品牌”的经营理念，与蔡司，Gatan品牌强强联合，正在为数以万计的中国用户提供高品质的产品与国际尖端技术服务。 产品主要技术特点氩离子抛光系统采用两支具有低能聚集的小型潘宁离子枪，可提供快速柔和的抛光效果。低至100eV的离子束提供更柔和的抛削效果，用于样品的终极抛光。新型低能聚焦电极使得离子束的直径在几乎整个加速电压范围内都保持恒定。每个枪都可准确独立地将离子束对中在样品上，从而产生极高的离子抛光速率。在操作过程中，可随时改变枪的角度。通过控制气体流量可将枪电流变化范围控制在0~100mA之间。在触摸屏上通过手动或者自动方式调节气体流量使每个枪的工作电流得到最优化。 集成的10英寸彩色触摸屏计算机可对Ilion II的所有操作参数进行完全控制。此界面不仅可以设定所有参数并能够监控抛光过程。所有的操作参数还可以存为配方，调用配方可获得高精度重复实验。 涡轮分子泵搭配两级隔膜泵保证了超洁净环境。Gatan专利的气动控制Whisperlock技术能实现快速样品交换（ 1分钟），省去了换样过程中必须完全泄真空至大气的烦恼。1. 气锁装置实现快速样品交换、始终保持洁净的高真空状态2. 10英寸触摸屏可对系统进行完全控制与监测3. 配方模式的控制界面，用于一键操作4. 质量流量控制器提供精确和可重复的氩离子电流的控制5. 枪电压范围为100V到8000V的三元（阴极、阳极与聚焦极）构造潘宁离子枪6. 每个枪的抛光角度可调范围为-10度~10度，增量为0.1度7. 扇形抛光角度可变且可程序化，范围从10度~90度8. 离子枪无需零件更换，寿命超过30,000小时9. Gatan专利的样品/挡板配置，装样简单，再次抛光位置准确10. 独特的离子束调制功能，可进行扇形抛光和平面抛光11. 洁净的真空系统，分子泵与隔膜泵搭配12. 操作简单，维护方便 抛光前- 俯视SEM图CuInSe2样品 抛光90S后SEM 图 CuInSe样品 产品主要技术参数： 1、 离子枪：两个配有稀土磁铁的三元构造（阴极、阳极与聚焦极）潘宁离子枪，聚焦离子束设计,高性能无耗材2、 抛光角度： +10° 到 -10° ，每个离子枪可独立调节3、 离子束能量：100 V 到 8.0 kV4、 离子束流密度：10 mA/cm2 峰值5、 抛光速度：300 μm/h（8.0 kV条件下对于硅试样）4.2样品台6、 样品装载： Ilion专利的样品挡板, 装样简单，再次抛光位置准确，可重复使用，配合Sample Stub可直接转至SEM中观察 7、样品旋转：0.5到6 rpm连续可调8、束流调制：独特的离子束调制功能，可进行扇形截面抛光（扇形角度为10到90度可调）和平面抛光。9、样品观察：数码变焦显微镜，配有PC及Digital Micrograph软件采集图像，通过Gatan Digital Micrograph软件可进行实时成像（300x–2,200x）与图像存储和分析10、液氮冷台：配置液氮冷台，样品最低温度可达-120°C,有效减少离子束对样品造成的损伤 4.3真空系统11、干泵系统：两级隔膜泵支持80升/秒的涡轮分子泵12、压力：5x10-6 托基本压力，8.5x10-5托工作压力13、真空规：冷阴极型，用于主样品室；固体型，用于前级机械泵14、样品空气锁： 独特的Whisperlok设计，样品更换时间1Min，无需破样品室真空4.4用户界面15、10 英寸触摸屏： 操作简单，且能够完全程序化控制所有参数可进行配方操作。16、配方操作模式：自定义不同的加工参数组合，实现一键操作。 产品主要应用领域： EBSD样品制备截面样品制备金属材料（合金，镀层）石油地质岩石矿物光电材料化工高分子材料新能源电池材料电子半导体器件PCB电路版截面抛光SEM图镀锌钢板截面抛光Zn晶粒 Fe晶粒

基于改装SEM纳米图形电子束曝光机NPGS V9.2仪器简介：在过去的几年中，半导体器件和IC生产等微电子技术已发展到深亚微米阶段及纳米阶段。为了 追求晶片更高的运算速度与更高的效能，三十多年 来，半导体产业遵循著摩尔定律 （Moore’s Law）：每十八个月单一晶片上电晶体的数量倍增，持续地朝微小化努力 。为继续摩尔定律 ，在此期间，与微电子领域相关的微/纳加工技术得到了飞速发展，科学家提出各种解决方案如：图形曝光（光刻）技术、材料刻蚀技术、薄膜生成技术等。其中，图形曝光技术（微影术）是微电子制造技术发展的主要推动者，正是由于曝光图形的分辨率和套刻精度的不断提高，促使集成电路集成度不断提高和制备成本持续降低。 电子束曝光系统（electron beam lithography, EBL）是一种利用电子束在工件面上扫描直接产生图形的装置。由于SEM、STEM及FIB的工作方式与电子束曝光机十分相近，美国JC Nabity Lithography Systems公司成功研发了基于改造商品SEM、STEM或FIB的电子束曝光装置（Nanometer Pattern Generation System纳米图形发生系统，简称NPGS，又称电子束微影系统）。电子束曝光技术具有可直接刻画精细图案的优点，且高能电子束的波长短（ 1 nm），可避免绕射效应的困扰，是实验室制作微小纳米电子元件非常好的选择。相对于购买昂贵的专用电子束曝光机台，以既有的SEM等为基础，外加电子束控制系统，透过电脑介面控制电子显微镜中电子束之矢量扫描，以进行 直接刻画图案，在造价方面可大幅节省 ，且兼具原SEM 的观测功能，在功能与价格方面均具有优势。由于其具有高分辨率以及低成本等特点，在北美研究机构中，JC Nabity的NPGS是非常热销的配套于扫描电镜的电子束微影曝光系统，而且它的应用在世界各地越来越广泛。 NPGS的技术目标是提供一个功能强大的多样化简易操作系统，结合使用市面上已有的扫描电镜、扫描透射电镜或聚焦离子束装置，用来实现艺术级的电子束或离子束平版印刷技术。NPGS能成功满足这个目的，得到了当前众多用户的强烈推荐和一致肯定。 应用简述 基于改装SEM纳米图形电子束曝光机NPGS V9.2能够制备出具有高深宽比的微细结构纳米线条，从而为微电子领域如高精度掩模制作、微机电器件制造、新型IC研发等相关的微/纳加工技术提供了新的方法。NPGS系统作为制作纳米尺度的微小结构与电子元件的技术平台，以此为基础可与各种制程技术与应用结合。应用范围和领域取决于客户的现有资源，例如： NPGS电子束曝光系统可与等离子应用技术做非常有效的整合，进行 各项等离子制程应用的开发研究，简述如下： (一) 半导体元件制程 等离子制程已广泛应用于当前半导体元件制程，可视为电子束微影曝光技术的下游工程。例如： (1) 等离子刻蚀（plasma etching） (2) 等离子气相薄膜沉积（plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD） (3) 溅镀（sputtering） (二) 微机电元件制程（Semiconductor Processing） 微机电元件在制程上与传统半导体元件制作有其差异性。就等离子相关制程而言，深刻蚀（deep etching）是主要的应用，其目标往往是完成深宽比达到102 等级的深沟刻蚀或晶圆穿透刻蚀。而为达成高深宽比，深刻蚀采用二种气体等离子交替的过程。刻蚀完成后可轻易 以氧等离子去除侧壁覆盖之高分子。在微机电元件制作上，深刻蚀可与电子束微影曝光技术密切 结合。电子束微影曝光技术在图案设计上之自由度 十分符合复杂多变化的微机电元件构图。一旦完成图案定义，将转由深刻蚀技术将图案转移到晶圆基板。技术参数：型号：NPGS V9.2最细线宽（μm）：根据SEM 最小束斑（μm）：根据SEM 扫描场：可调 加速电压：根据SEM，一般为0-40kV 速度：5MHzA. 硬件： 微影控制介面卡：NPGS PCIe-516A High Speed Lithography Board，high resolution (0.25%) 控制电脑：DELL或类似品牌主流配置电脑工作站皮可安培计：KEITHLEY 6485 Picoammeter B. 软件： 微影控制软件 NPGS V9.2 for Windows10图案设计软件 QCAD for Windows主要特点：技术描述： 为满足纳米级电子束曝光要求，JC Nabity出品的NPGS系统设计了一个纳米图形发生器和数模转换电路，并采用PC机控制。PC机通过图形发生器和数模转换电路去驱动SEM等仪器的扫描线圈，从而使电子束偏转并控制束闸的通断。通过NPGS可以对标准样片进行图像采集以及扫描场的校正。配合精密定位的工件台，还可以实现曝光场的拼接和套刻。利用配套软件也可以新建或导入多种通用格式的曝光图形。 (一) 电子源（Electron Source） 曝照所需电子束是由既有的SEM、STEM或FIB产生的电子束（离子束）提供。 (二) 电子束扫描控制（Beam Scanning Control） 电子射出后，受数千乃至数万伏特之加速电压驱动沿显微镜中轴向下移动，并受中轴周围磁透镜（magnetic lens）作用形成聚焦电子束而对样本表面进行 扫描与图案刻画。扫描方式可分为循序扫描（raster scan）与矢量扫描（vector scan）。 循序扫描是控制电子束在既定的扫描范围内进行 逐点逐行 的扫描，扫描的点距与行 距由程式控制，而当扫描到有微影图案的区域时，电子束开启进行 曝光，而当扫描到无图案区域时，电子束被阻断；矢量扫描则是直接将电子束移动到扫描范围内有图案的区域后开启电子束进行 曝光，所需时间较少。 扫描过程中，电子束的开启与阻断是由电子束阻断器（beam blanker）所控制。电子束阻断器通常安装在磁透镜组上方，其功效为产生一大偏转磁场使电子束完全偏离中轴而无法到达样本。 (三) 阻剂（光阻） 阻剂（resist）是转移电子束曝照图案的媒介。阻剂通常是以薄膜形式均匀覆盖于基材表面。高能电子束的照射会改变阻剂材料 的特性，再经过显影（development）后，曝照（负阻剂）或未曝照（正阻剂）的区域将会留 在基材表面，显出所设计的微影图案，而后续的制程将可进一步将此图案转移到阻剂以下的基材中。 PMMA（poly-methyl methacrylate）是电子束微影中非常常用的正阻剂，是由单体甲基丙烯酸甲酯（methyl methacrylate, MMA）经聚合反应而成。用在电子阻剂的PMMA 通常分子量在数万至数十万之间，受电子束照射的区域PMMA 分子量将变成数百至数千，在显影时低分子量与高分子量PMMA 溶解度 的对比非常大。 负阻剂方面，多半由聚合物的单体构成。在电子束曝照的过程中会产生聚合反应形成长链或交叉链结（crosslinking）聚合物，所产生的聚合物较不 易 被显影液溶解因而在显影后会留 在基板表面形成微影图案。目前常用的负阻剂为化学倍增式阻剂（chemically amplified resist），经电子束曝照后产生氢离子催化链结反应，具有高解析度 、高感度 ，且抗蚀刻性高。 (四) 基本工序 电子束微影曝光技术的基本工序与光微影曝光技术相似，从上阻、曝照到显影，各步骤的参数（如温度 、时间等等）均有赖于使用者视需要进行 校对与调整。

品牌：Elionix型号：ELS-F125/F100/HS50关键词标签：电子束曝光，电子束直写简短描述：（40字）：利用电子束在抗蚀剂上书写纳米级图案，通过ELB设备曝光和显影，可用于加工sub-10nm的精细结构。一、简介ELS-F125是Elionix推出的世界上最早的加速电压高达125KV的电子束曝光系统之一，其可加工线宽下限为5nm的精细图形。(以下参数基于ELS-F125)ELS-F125具有以下优点：l 超高书写精度- 5 nm 线宽精度 @ 125 kV- 1.7 nm 电子束直径&邻近效应最小化 @ 125 kVl 高通量、均匀性好- 超大视野书写:500um视场下10 nm线宽- 高束流下电子束直径依然很小，高通量而不影响分辨率，2 nm 电子束直径@ 1 nAl 界面用户友好基于Windows系统的CAD和SEM界面:-简单易用的图案设计功能-易于控制的电子束条件二、主要功能l 主要应用纳米器件的微结构集成光学器件，如光栅，光子晶体等NEMS结构，复杂精细结构光刻掩模板，压印模板l 技术能力型号ELS-F125ELS-F100ELS-HS50电子枪ZrO/W 热场发射枪ZrO/W 热场发射枪ZrO/W 热场发射枪加速电压125 kV, 75 kV, 25 kV100 kV, 50 kV, 25 kV50 kV, 20 kV最小束流直径Φ 1.7 nm (@ 125 kV)Φ 1.8 nm (@ 100 kV)Φ 2.8nm (@ 50 kV,1 nA)最小线宽5 nm or less (@125 kV)6 nm or less (@100 kV)20 nm (@ 50 kV, 2 nA)电子束束流5 pA to 100 nA20 pA to 100 nA1 nA to 1 μA视场范围Max. 3,000 μm ｘ 3,000 μmMax. 3,000 μm ｘ 3,000 μmMax. 3,000 μm ｘ 3,000 μmMin. 100 μm ｘ 100 μmMin. 100 μm ｘ 100 μmMin. 100 μm ｘ 100 μm束流定位Max. 1,000,000 ｘ 1,000,000 (20bit DAC)Max. 1,000,000 ｘ 1,000,000 (20bit DAC)Max. 1,000,000 ｘ 1,000,000 (20bit DAC)束流定位分辨率Min. 0.1 nmMin. 0.1 nmMin. 0.1 nm大样品尺寸8" wafer or 7" square mask8" wafer or 7" square mask8" wafer or 7" square mask三、应用