基于掃描電子顯微鏡的微操作系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于掃描電子顯微鏡的微操作系統(tǒng)，應(yīng)用于掃描電子顯微鏡設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，人們不斷需要從更高的微觀層次觀察、認(rèn)識(shí)周圍的物質(zhì)世界。細(xì)胞、微生物等微米尺度的物體直接用肉眼觀察不到，顯微鏡的發(fā)明解決了這個(gè)問題。目前，納米科技成為研究熱點(diǎn)，集成電路工藝加工的特征尺度進(jìn)入深亞微米，所有這些更加微小的物體光學(xué)顯微鏡也觀察不到，必須使用掃描電子顯微鏡。
[0003]掃描電子顯微鏡(SEM)是介于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種微觀性貌觀察手段，可直接利用樣品表面材料的物質(zhì)性能進(jìn)行微觀成像。掃描電鏡的優(yōu)點(diǎn):1、有較高的放大倍數(shù)，20-20萬倍之間連續(xù)可調(diào)；2、有很大的景深，視野大，成像富有立體感，可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)；3、試樣制備簡(jiǎn)單。
[0004]掃描電子顯微鏡(SEM)是用于為觀察而放大樣品的圖像裝置。SEM包括電子光學(xué)單元以放大樣品的圖像，控制單元以控制該電子光學(xué)單元，以及真空栗以在該電子光學(xué)單元中產(chǎn)生真空。電子光學(xué)單元包括電子槍以產(chǎn)生電子，透鏡單元以將由電子槍發(fā)射的電子束引導(dǎo)至樣品架中的樣品，以及掃描線圈以使電子束掃描到樣品上。由電子光學(xué)單元獲得的圖像可以在顯示單元(諸如計(jì)算機(jī))上顯示或被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中以及被印刷。
[0005]但，現(xiàn)有的掃描電子顯微鏡(SEM)由于其操作系統(tǒng)的限制，只能單一的對(duì)樣件進(jìn)行觀察，無法對(duì)樣件的觀察姿態(tài)進(jìn)行微納調(diào)整以及對(duì)樣件進(jìn)行多軸聯(lián)動(dòng)的微納操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)樣件進(jìn)行多軸聯(lián)動(dòng)的基于掃描電子顯微鏡的微操作系統(tǒng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:一種基于掃描電子顯微鏡的微操作系統(tǒng)，包括基座、設(shè)置在所述基座上的若干三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和五軸宏動(dòng)平臺(tái)、設(shè)置在五軸宏動(dòng)平臺(tái)上的樣品操作臺(tái)和對(duì)應(yīng)每個(gè)所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)置的碳納米操作手，所述碳納米操作手設(shè)置在所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，若干所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿所述樣品操作臺(tái)的周向設(shè)置在所述樣品操作臺(tái)的四周。
[0008]進(jìn)一步的，所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和所述五軸宏動(dòng)平臺(tái)均通過壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步的，所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括設(shè)置在所述基座上的底座、設(shè)置在所述底座上的第一滑動(dòng)座、設(shè)置在所述第一滑動(dòng)座上的第二滑動(dòng)座和設(shè)置在所述第二滑動(dòng)座上的升降座，所述第一滑動(dòng)座由壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)其在底座上沿X軸方向上移動(dòng)，所述第二滑動(dòng)座由壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)其在第一滑動(dòng)座上沿Z軸方向上移動(dòng)，所述升降座由壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)其在第二滑動(dòng)座上沿Y軸方向上移動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步的，所述五軸宏動(dòng)平臺(tái)包括設(shè)置在所述基座上的固定座和設(shè)置在所述固定座上的運(yùn)動(dòng)座，所述樣品操作臺(tái)固定在所述運(yùn)動(dòng)座上，所述運(yùn)動(dòng)座由壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)其在所述固定座上沿X、Y、Z三個(gè)軸向上移動(dòng)及由壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)其在所述固定座上扭轉(zhuǎn)。
[0011]進(jìn)一步的，所述基座與三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間設(shè)置有導(dǎo)軌組件。
[0012]進(jìn)一步的，所述基于掃描電子顯微鏡的微操作系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿導(dǎo)軌組件相對(duì)基座移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。
[0013]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括若干固定在所述基座上的陶瓷條和若干對(duì)應(yīng)所述陶瓷條設(shè)置的壓電超聲電機(jī)，每個(gè)所述壓電超聲電機(jī)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上。
[0014]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)軌組件包括固定在所述基座上的軌道和若干設(shè)置在所述軌道上且可相對(duì)所述軌道移動(dòng)的移動(dòng)座，若干所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)--對(duì)應(yīng)固定在所述移動(dòng)座上。
[0015]進(jìn)一步的，所述基座上貫通設(shè)置有用以容納所述樣品操作臺(tái)的腔體。
[0016]進(jìn)一步的，所述五軸宏動(dòng)平臺(tái)位于所述基座的下方。
[0017]借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的基于掃描電子顯微鏡的微操作系統(tǒng)通過在基座上設(shè)置若干三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和五軸宏動(dòng)平臺(tái)，且將若干三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿樣品操作臺(tái)的周向設(shè)置在樣品操作臺(tái)的四周，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣件進(jìn)行多軸聯(lián)動(dòng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中只能單一的對(duì)樣件進(jìn)行觀察的問題。
[0018]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中的基于掃描電子顯微鏡的微操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是圖1所示的基于掃描電子顯微鏡的微操作系統(tǒng)于另一視角上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是圖1中的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是圖3中的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是圖3中五軸壓電平臺(tái)與操作臺(tái)的組裝圖；
[0024]圖6是圖1中三軸手動(dòng)式直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例中的基于掃描電子顯微鏡的微操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0027]參見圖1至圖6，本發(fā)明一較佳實(shí)施例所述的一種基于掃描電子顯微鏡的微操作系統(tǒng)100包括基座10、設(shè)置在基座10上的若干三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20和五軸宏動(dòng)平臺(tái)30、設(shè)置在五軸宏動(dòng)平臺(tái)30上且用以放置樣件的樣品操作臺(tái)40和對(duì)應(yīng)每個(gè)所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20設(shè)置的碳納米操作手50。所述碳納米操作手50設(shè)置在所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20上，若干所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20沿所述樣品操作臺(tái)40的周向設(shè)置在所述樣品操作臺(tái)40的四周。在本實(shí)施例中，所采用的三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20兩兩對(duì)稱設(shè)置在碳納米操作手50的兩側(cè)。
[0028]所述基座10上貫通設(shè)置有用以容納所述樣品操作臺(tái)40的腔體11，在本實(shí)施例中，所述基座10呈薄型長(zhǎng)方體，所述基座10包括相對(duì)設(shè)置的上表面12和下表面13，所述腔體11自基座10的上表面12向下表面13貫穿形成，該腔體11的截面形狀呈圓型，所述基座10上設(shè)置有用以支撐基座10的支撐柱14。所述樣品操作臺(tái)40包括安裝塊41和固定在所述安裝塊41上的操作部42，所述操作部42包括垂直所述安裝塊41的桿體421和設(shè)置在所述桿體421上的臺(tái)部422。在實(shí)際操作時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需求使樣品操作臺(tái)40在腔體11內(nèi)運(yùn)動(dòng)，如上下移動(dòng)、軸向移動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0029]所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20和所述五軸宏動(dòng)平臺(tái)30均通過壓電馬達(dá)60驅(qū)動(dòng)。所述三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20包括設(shè)置在所述基座10上的底座21、設(shè)置在所述底座21上的第一滑動(dòng)座22、設(shè)置在所述第一滑動(dòng)座22上的第二滑動(dòng)座23和設(shè)置在所述第二滑動(dòng)座23上的升降座24。所述第一滑動(dòng)座22由壓電馬達(dá)60驅(qū)動(dòng)其在底座21上沿X軸方向上移動(dòng)，所述第二滑動(dòng)座23由壓電馬達(dá)60驅(qū)動(dòng)其在第一滑動(dòng)座22上沿Z軸方向上移動(dòng)，所述升降座24由壓電馬達(dá)60驅(qū)動(dòng)其在第二滑動(dòng)座23上沿Y軸方向上移動(dòng)。所述碳納米操作手50固定在該升降座24上，該碳納米操作手50通過壓電馬達(dá)60控制三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20在三個(gè)軸向方向上移動(dòng)，即在X、Y、Z三個(gè)軸向上移動(dòng)。誠(chéng)然，該三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20也可以為其他結(jié)構(gòu)，以使該碳納米操作手50通過該三軸直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)20實(shí)現(xiàn)在X、Y、Z三個(gè)軸向上的移動(dòng)。
[0030]所述五軸宏動(dòng)平臺(tái)30包括設(shè)置在所述基座10上的固定座31和設(shè)置在所述固定座31上的運(yùn)動(dòng)座32，所述樣品操作臺(tái)40的安裝塊41固定在所述運(yùn)動(dòng)座32上，所述運(yùn)動(dòng)座32由壓電馬達(dá)60驅(qū)動(dòng)其在所述固定座31上沿X、Y、Z三個(gè)軸向上移動(dòng)及由壓電馬達(dá)60驅(qū)動(dòng)其在所述固定座31上扭轉(zhuǎn)。所述五軸宏動(dòng)平臺(tái)30位于所述基座10的下方，該五軸宏動(dòng)平臺(tái)30還包括設(shè)置在固定座31兩側(cè)的固定塊33，該固定塊33固定在基座10的下表面13上，從而將五軸宏動(dòng)平臺(tái)30固定在基座10上。誠(chéng)然，該五軸宏動(dòng)平臺(tái)30也可以為其他結(jié)構(gòu)