CN116121697A - 超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统以及方法，其中，超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统包括：超高真空腔室、样品对准模块和样品传递模块；超高真空腔室内设置有上料位和电极生长位；样品对准模块包括容置在超高真空腔室内的磁力对准台和第一位置调整组件，第一位置调整组件能够驱动磁力对准台在上料位和电极生长位之间转移，磁力对准台上开设有第一插槽，且磁力对准台能够通过磁力作用将掩模版托固定在磁力对准台的表面，以覆盖第一插槽的开口；样品传递模块将样品托插装在第一插槽内，并将掩模版托移动至面对第一插槽的上方，掩模版托由磁性材料制成。改变第一插槽的深度能精准地控制样品和掩模版之间的垂直距离。

Description

超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统以及方法

技术领域

本发明涉及电输运测试样品制备技术领域，具体涉及一种超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统以及方法。

背景技术

在材料科学和凝聚态物理的研究中，电输运特性是材料的重要物理性质。超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统可以通过在超高真空内对大气中敏感的薄膜样品进行电极生长，制作微型复杂图案的电输运测试样品。并且，该系统可以与电输运测试系统或者扫描隧道显微镜系统对接，在超真空环境下实现样品的电输运，表面形貌和电子态密度等物理性质的测量。常规地，超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统的工作原理是：将薄膜样品放置在超真空电极生长室内，使得薄膜样品的表面能够制备出电极，通过将设置有特定形状通孔的掩模版设置在薄膜样品的侧边，能够控制薄膜样品的表面电极的排布。

相关技术中，先将装有薄膜样品的样品托转移到样品生长台上，并将样品生长台移动至样品生长位置，然后再用精密二维掩模版驱动机构竖直移动装有掩模版的掩模版托，并调整掩模版托与样品之间的垂直距离，同时利用长焦显微镜进行标定和校准，使掩模版与样品之间的垂直距离达到所需距离。这种调整掩模版和样品之间的垂直距离的方法较为繁琐，且很难精准地将掩模版与样品之间的垂直距离调整为所需距离。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，其能够较为快速且精准地将掩模版和样品之间的垂直距离调整为所需距离。

本发明还提供了一种超高真空薄膜样品的电极对准和生长方法。

根据本发明第一方面实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，包括：超高真空腔室、样品对准模块和样品传递模块；超高真空腔室内部设置有上料位和电极生长位；样品对准模块包括有容置在超高真空腔室内的磁力对准台和第一位置调整组件，磁力对准台连接于第一位置调整组件的驱动端，在第一位置调整组件的驱动下，磁力对准台能够在上料位和电极生长位之间转移，磁力对准台上开设有用于插装样品托的第一插槽，且磁力对准台能够通过磁力作用将掩模版托固定在磁力对准台的表面，以覆盖第一插槽的开口；样品传递模块穿设于超高真空腔室的侧壁，且其端部能够移动至上料位，以将样品托插装在第一插槽内，并将掩模版托移动至面对第一插槽的上方，其中，掩模版托由磁性材料制成。

根据本发明第一方面实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，至少具有如下

有益效果：

通过在磁力对准台上开设第一插槽，能够将装载有样品的样品托固定在磁力对准台上，并且磁力对准台能够将装载有掩模版托磁吸固定在磁力对准台的表面，以使掩模版遮盖住样品，通过开设第一插槽，可以将样品托和掩模版在磁力对准台高度方向上错位设置，可以通过改变第一插槽的深度来精准地控制样品和掩模版之间的垂直距离，并且通过磁吸的方式固定掩模版托方便快捷，在后续移动磁力对准台时还可以防止掩模版与样品之间的相对位置发生改变，从而防止影响后续电极生长的效果。

根据本发明第一方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，磁力对准台包括底座、电磁线圈和通电开关，第一插槽开设在底座上，电磁线圈设置在底座上，且与通电开关电连接。

根据本发明第一方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，还包括有蒸发源，蒸发源的输出端设置在电极生长位的下侧，第一位置调整组件包括有旋转滑移驱动机构，磁力对准台连接于旋转滑移驱动机构的驱动端，并在旋转滑移驱动机构的驱动下，磁力对准台能够转动至面向蒸发源的输出端。

根据本发明第一方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，蒸发源至少设置有两个电子束发射源，且电子束发射源的输出方向能够延伸至相交于一点，磁力对准台还包括有支撑座和转动板，支撑座连接于旋转滑移驱动机构的驱动端，转动板可转动地设置在支撑座上，底座设置在转动板上，转动板能够带动底座转动，以使第一插槽的开口正面任一电子束发射源的输出端面。

根据本发明第一方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，第一插槽的深度范围为1.50毫米-1.55毫米。

根据本发明第一方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，样品传递模块包括有传样杆，传样杆可滑动地穿设于超高真空腔室的侧壁，且位于第一插槽移动路径的一侧，传样杆用于带动样品托插装于第一插槽。

根据本发明第一方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，样品传递模块还包括有磁力杆和手动调节机构，手动调节机构设置在超高真空腔室的一侧，磁力杆穿设于超高真空腔室的侧壁，且连接于手动调节机构的驱动端，磁力杆能够拾取掩模版托，在手动调节机构的驱动下，磁力杆能够带动掩模版托移动至第一插槽的上方，并能够调整掩模版托与磁力对准台之间的垂直距离。

根据本发明第一方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，样品传递模块还包括有储存台和第二位置调整组件，储存台上设置有若干第二插槽，储存台容置在超高真空腔室内，且设置在第二位置调整组件的驱动端，在第二位置调整组件的驱动下，第二插槽能够移动至传样杆的滑动路径上。

根据本发明第一方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，样品传递模块还包括有快速进样腔，快速进样腔位于超高真空腔室的一侧，且连通超高真空腔室，传样杆贯穿快速进样腔，且传样杆靠近超高真空腔室的一端能够在快速进样腔和超高真空腔室之间移动。

根据本发明第二方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长方法，包括以下步骤：

将磁力对准台移动至上料位；

将样品托插装于磁力对准台上的第一插槽；

将掩模版托移动至第一插槽的上方；

磁力对准台将掩模版托磁吸在磁力对准台的表面；

将磁力对准台移动至电极生长区。

根据本发明第二方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长方法，至少具有如下有益效果：

依次将样品托和掩模版托固定在磁力对准台上，再将磁力对准台移动至电极生长区，方便在样品上析出电极；将样品托插装在第一插槽中，并且磁力对准台将掩模版托磁吸在磁力对准台的表面，可以防止在移动过程中掩模版托和磁力对准台发生移位，并且也简化了拆装样品托和掩模版托，以及调整掩模版托位置的步骤，更方便进行样品和掩模版的位置对准。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统的结构示意图；

图2为图1中取出部分超高真空腔室侧壁的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统的结构示意图；

图3为将样品托插装在第一插槽内时的超高真空腔室内部的局部放大图；

图4为将掩模版托磁吸在磁力对准台表面时的超高真空腔室内部的局部放大图；

图5为将磁力对准台移动至蒸发源输出端时的超高真空腔室内部的局部放大图；

图6为图1中不含样品传递模块和机架的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统的结构示意图；

图7为图4中装载有掩模版托和样品托的磁力对准台的结构示意图。

附图标记：

超高真空腔室100；光学观察窗口110；传样杆210；样品托220；掩模版托230；储存台240；第二插槽241；第二位置调整组件242；快速进样腔250；磁力杆260；手动调节机构270；样品对准模块300；第一位置调整组件310；旋转滑移驱动机构311；承载台312；磁力对准台320；底座321；第一插槽322；电磁线圈323；支撑座324；转动板325；光学显微镜330；物镜331；第三位置调整组件332；蒸发源410；膜厚仪420；机架500。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右、前、后等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

以下参照附图1至附图7，描述本发明第一方面实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统。

参照图1至图4，本实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，包括：超高真空腔室100、样品对准模块300和样品传递模块；超高真空腔室100内部设置有上料位和电极生长位；样品对准模块300包括有容置在超高真空腔室100内的磁力对准台320和第一位置调整组件310，磁力对准台320连接于第一位置调整组件310的驱动端，在第一位置调整组件310的驱动下，磁力对准台320能够在上料位和电极生长位之间转移，磁力对准台320上开设有用于插装样品托220的第一插槽322，且磁力对准台320能够通过磁力作用将掩模版托230固定在磁力对准台320的表面，以覆盖第一插槽322的开口；样品传递模块穿设于超高真空腔室100的侧壁，且其端部能够移动至上料位，以将样品托220插装在第一插槽322内，并将掩模版托230移动至面对第一插槽322的上方，其中，掩模版托230由磁性材料制成。通过在磁力对准台320上开设第一插槽322，能够将装载有样品的样品托220固定在磁力对准台320上，并且磁力对准台320能够将装载有掩模版托230磁吸固定在磁力对准台320的表面，以使掩模版遮盖住样品，通过开设第一插槽322，可以将样品托220和掩模版在磁力对准台320高度方向上错位设置，可以通过改变第一插槽322的深度来精准地控制样品和掩模版之间的垂直距离，并且通过磁吸的方式固定掩模版托230，方便快捷，在后续移动磁力对准台320时还可以防止掩模版与样品之间的相对位置发生改变，从而防止影响后续电极生长的效果。

可以理解的是，本实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统还包括有第一真空获得组件，第一真空获得组件位于超高真空腔室100的侧边，且通过刀口法兰与超高真空腔室100密封连接，第一真空获得组件用于使超高真空腔室100获得超高真空环境。第一真空获得组件包括机械泵，分子泵，离子泵，钛升华泵和液氮冷泵。

可以理解的是，磁力对准台320包括底座321、电磁线圈323和通电开关，第一插槽322开设在底座321上，电磁线圈323设置在底座321上，且与通电开关电连接。可以理解的是，通电开关和电磁线圈323均连接在通电电路中，可以根据实际需要闭合或断开通电开关，以控制磁力对准台320的磁吸力。结合图7，具体地，在将掩模版托230移动到磁力对准台320的正上方的过程中，断开通电开关，以使掩模版托230能够自由移动，方便调整掩模版托230与磁力对准台320的相对位置；当掩模版托230移动至第一插槽322的正上方时，闭合通电开关，接通通电电路，电磁线圈323能够产生磁场，以将位于磁力对准台320正上方的掩模版托230磁吸在磁力对准台320的表面，以使掩模版覆盖在第一插槽322的上方。可以理解的是，掩模版托230由生铁材料制成。

可以理解的是，第一插槽322的深度范围为1.50毫米-1.55毫米。通过这样设置，严格控制了样品表面和掩模版之间的间隙(小于50微米)，以减少样品表面析出的电极边界的原子扩散。具体地，携带样品的样品托插装在第一插槽内，样品托自身具有一定的高度，使得承载在样品托220上的样品距离第一插槽322的槽口的距离小于50微米，这样使得样品的上表面和吸附在磁力对准台320的表面的掩模版之间的距离小于50微米。优选地，本发明实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统可以处理的样品的尺寸低至：长约40微米，宽约10微米和厚度约10纳米的薄膜小样品。生长的电极宽度最小可达10微米，电极间距最小可达10微米。

可以理解的是，本发明实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统还包括有蒸发源410，蒸发源410的输出端设置在电极生长位的下侧，第一位置调整组件310包括有旋转滑移驱动机构311，磁力对准台320连接于旋转滑移驱动机构311的驱动端，并在旋转滑移驱动机构311的驱动下，磁力对准台320能够转动至面向蒸发源410的输出端。常规地，放置在磁力对准台320上的样品和掩模版均是面向上方的，通过上述设置可以将装载样品和掩模版旋转180度，以使样品和掩模版面向蒸发源410的输出端，当蒸发源410设置有1个电子束发射源时，这样可以保证蒸镀的原子束流是垂直于入射到掩模版托230和样品上的，降低蒸镀到样品表面电极边界的过蒸镀和欠蒸镀现象。

可以理解的是，蒸发源410至少设置有两个电子束发射源，且电子束发射源的输出方向能够延伸至相交于一点，磁力对准台320还包括有支撑座324和转动板325，支撑座324连接于旋转滑移驱动机构311的驱动端，转动板325可转动地设置在支撑座324上，底座321设置在转动板325上，转动板325能够带动底座321转动，以使第一插槽322的开口正面任一电子束发射源的输出端面。通过将电子束发射源倾斜设置，使得电子束发射源的输出方向能够延伸至相交于一点，通过这样设置，只需将样品掩模版移动至电子束发射源的输出方向相交的点的附近，并且通过转动转动板325改变承载于磁力对准台320上的样品和掩模版托230的角度，即可以使样品和掩模版托230能够正面电子束发射源的输出端面，在更换电子束发射源对样品进行蒸镀时，无需通过旋转滑移驱动机构311对磁力对准台320的位置进行大幅度调整，只需转动转动板325即可，方便快捷。结合图5，具体地，蒸发源410由三个电子束发射源组成。在蒸镀时，可以通过转动转动板325改变承载于磁力对准台320上的样品和掩模版托230的角度，以使样品和掩模版托230能够正面正在工作的电子束发射源的输出端面，以使得蒸镀的原子束流垂直于入射到掩模版托230和样品上，降低蒸镀到样品表面电极边界的过蒸镀和欠蒸镀现象。在蒸镀完成后，转动转动板325改变承载于磁力对准台320上的样品和掩模版托230的角度，以使和掩模版托230能够正面另一个电子束发射源的输出端面，之后进行第二次蒸镀。重复上述动作直至完成最终的蒸镀。结合图7，具体地，支撑座324包括有底板和支撑板，底板连接于旋转滑移驱动机构311的驱动端，支撑板设置有两个，且间隔立设在底板上，转动板325可转动地设置在支撑板上。

可以理解的是，本发明实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统还包括有机架500，超高真空腔室100设置在机架500上，其中，结合图1，具体地，超高真空腔室100设置在机架500上表面的中心位置，样品传递模块和样品对准模块300围绕机架500上表面的中心位置设置，且与超高真空腔室100通过刀口法兰密封连接，蒸发源410设置在超高真空腔室100的下方。结合图2、图5和图6，具体地，蒸发源410固定在机架500上，且穿设于高真空腔室100的底部，并且通过刀口法兰与超高真空腔室100密封连接，蒸发源410的输出端容置在超高真空腔室100内，以向超高真空腔室100输入电子。

可以理解的是，样品传递模块包括有传样杆210，传样杆210可滑动地穿设于超高真空腔室100的侧壁，且位于第一插槽322移动路径的一侧，传样杆210用于带动样品托220插装于第一插槽322。

可以理解的是，样品传递模块还包括有快速进样腔250，快速进样腔250位于超高真空腔室100的一侧，且连通超高真空腔室100，传样杆210贯穿快速进样腔250，且传样杆210靠近超高真空腔室100的一端能够在快速进样腔250和超高真空腔室100之间移动。通过设置快速进样腔250可以避免样品在传输到超高真空腔室100之前接触大气，从而避免样品被污染。结合图2和图3，具体地快速进样腔250设置在超高真空腔室100宽度方向上的一侧，快速进样腔250通过刀口法兰与超高真空腔室100密封连接，并且在快速进样腔250与超高真空腔室100之间设置有闸板阀；样品传递模块还包括有第二真空获得系统组件，第二真空获得系统组件位于快速进样腔250的正下方，并且通过刀口法兰与快速进样腔250密封连接以使快速进样腔250获得高真空环境。传样杆210用于拾取位于快速进样腔250内的样品托220和掩模版托230，并带动样品托220和掩模版托230移动至超高真空腔室100内。

可以理解的是，样品传递模块还包括有储存台240和第二位置调整组件242，储存台240上设置有若干第二插槽241，储存台240容置在超高真空腔室100内，且设置在第二位置调整组件242的驱动端，在第二位置调整组件242的驱动下，第二插槽241能够移动至传样杆210的滑动路径上。通过这样设置，可以将样品托220和掩模版托230暂存在超高真空腔室100内，一方面防止样品和掩模版在转移到磁力对准台320上之前接触大气，从而避免样品被污染；另一方面可以快速地将样品托220和掩模版托230放置在磁力对准台320上，加快上料的效率。结合图2、图3和图6，具体地，第二位置调整组件242设置在机架500上，且第二位置调整组件242的驱动端穿设于超高真空腔室100的侧壁，并能够在高真空腔室内转动和/或沿高真空腔室的高度方向移动，储存台240设置在传样杆210的滑动路径的正下方，且连接于第二位置调整组件242的驱动端，在第二位置调整组件242驱动下，储存台240上的第二插槽241能够抬升至传样杆210的移动路径上，以便于第一传样沿将样品托220和掩模版托230插装在暂存槽内。可以理解的是，暂存槽设置有分别与样品托220和掩模版托230适配的两种规格。

可以理解的是，样品传递模块还包括有磁力杆260和手动调节机构270，手动调节机构270设置在超高真空腔室100的一侧，磁力杆260穿设于超高真空腔室100的侧壁，且连接于手动调节机构270的驱动端，磁力杆260能够拾取掩模版托230，在手动调节机构270的驱动下，磁力杆260能够带动掩模版托230移动至第一插槽322的上方，并能够调整掩模版托230与磁力对准台320之间的垂直距离。

结合图2和图3，具体地，手动调节机构270设置在超高真空腔室100宽度方向上的一侧，且通过刀口法兰密封连接在超高真空腔室100的侧壁上，磁力杆260连接于手动调节机构270的驱动端，磁力杆260的前端设置有抓手，抓手用于夹住掩模版托230的把手，在手动调节机构270的驱动下，磁力杆260移动至暂存槽的一侧，并夹取掩模版托230，之后在手动调节机构270的驱动下，磁力杆260能够带动掩模版托230移动至磁力对准台320的正上方。手动调节机构270的X、Y和Z方向位移精度均是10微米。

结合图2和图3，具体地，传样杆210和磁力杆260分别穿设于超高真空腔室100宽度方向上的两侧壁，且传样杆210的中轴线、磁力杆260的中轴线和储存台240的中轴面位于同一竖直平面上，这样设置，方便储存台240上的第二插槽241移动到第一转样杆的移动路径上，也方便磁力杆260的端部移动至第二插槽241的侧边。

结合图2，具体地，旋转滑移驱动机构311设置在超高真空腔室100长度方向上的一端侧，且通过刀口法兰密封连接在超高真空腔室100的侧壁上，旋转滑移驱动机构311的驱动端能够在超高真空腔室100内转动和/或沿超高真空腔室100的长度方向移动。从而能够带动磁力对准台320移动至传样杆210的移动路径，有利于磁力对准台320接收装载有样品的样品托220和装载有掩模版的掩模版托230，并且将装载有样品和掩模版的磁力对准台320移动至面对蒸发源410的输出端。优选地，旋转滑移驱动机构311的X、Y方向位移精度均是是1.25微米，Z方向位移精度是2微米，转动角度精度是2毫弧度。

结合图3，具体地，第一位置调整组件310还包括有承载台312，承载台312连接于旋转滑移驱动机构311的驱动端，磁力对准台320设置在承载台312上，且承载台312上还设置有用于对样品进行加热的电阻丝以及对电阻丝进行冷却的液氮冷却腔。电阻丝的温度可高至900摄氏度，也可以用液氮冷却至-180摄氏度。

可以理解的是，本发明实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统还包括有膜厚仪420，膜厚仪420可滑动地穿设于超高真空腔室100的侧壁，且能够滑动至磁力对准台320背离蒸发源410的输出端的一侧。膜厚仪420用于检测样品表面析出的电极的厚度。结合图2，具体地，膜厚仪420设置在直线导入器上，直线导入器穿设于超高真空腔室100的侧壁，且位于蒸发源410的斜上方，并能够滑动至蒸发源410的正上方。

可以理解的是，样品对准模块300还包括有光学显微镜330，光学显微镜330包括有物镜331和第三位置调整组件332，物镜331位于上料位的上方，且设置在第三位置调整组件332上，在第三位置调整组件332的带动下物镜331能够聚焦到样品托220或者掩模版托230上。通过这样设置，方便观察超高真空腔室100内，在调整将磁力对准台320移动至传样杆210前端，以及在将掩模版托230调整到磁力对准台320正上方时，能够通过光学显微镜330实时观察磁力对准台320和/或掩模版托230的位置。结合图2，具体地，第三位置调整组件332设置在超高真空腔室100的上方，并且通过刀口法兰与超高真空腔室100密封连接，第三位置调整组件332穿设于超高真空腔室100的侧壁，且通过刀口法兰与超高真空腔室100密封连接，第三位置调整组件332的驱动端穿设于超高真空腔室100的侧壁，并能够带动物镜331移动，调整物镜331的位置，以将聚焦到样品托220或者掩模版托230上。

可以理解的是，光学显微镜330还包括有电荷耦合装置相机(CCD相机)，电荷耦合装置相机用于记录物镜331对焦的画面，并将画面传输到计算机，方便操作人员实时观察超高真空腔室100内的画面。

可以理解的是，结合图1和图6，超高真空腔室100的侧壁上还设有若干光学观察窗口110，便于观察超高真空腔室100内的画面。

下面描述本发明第二方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长方法，包括以下步骤：

将磁力对准台320移动至上料位；

将样品托220插装于磁力对准台320上的第一插槽322；

将掩模版托230移动至第一插槽322的上方；

磁力对准台320将掩模版托230磁吸在磁力对准台320的表面；

将磁力对准台320移动至电极生长区。

根据本发明第二方面一些实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长方法，至少具有如下有益效果：

依次将样品托220和掩模版托230固定在磁力对准台320上，再将磁力对准台320移动至电极生长区，方便在样品上析出电极；将样品托220插装在第一插槽322中，并且磁力对准台320将掩模版托230磁吸在磁力对准台320的表面，可以防止在移动过程中掩模版托230和磁力对准台320发生移位，并且也简化了拆装样品托220和掩模版托230，以及调整掩模版托230位置的步骤，更方便进行样品和掩模版的位置对准。

结合图2和图5，具体地，传输样品之前，开启第一真空获得组件，以使超高真空腔室100处于超高真空状态(优于3×10-10mbar)；通过传样杆210将装载有样品的样品托220和装载有掩模版的掩模版托230依次传输到超高真空腔室100内，并放置在存储台上的第二插槽241内；传样杆210拾取位于储存台240上的样品托220，调整第一位置调整组件310，以水平移动磁力对准台320，使得磁力对准台320移动至传样杆210的正前方，向前滑动传样杆210，以将位于传样杆210端部的样品托220插装于第一插槽322，将传样杆210撤出超高真空腔室100，并且关闭超高真空腔室100和快速进样腔250之间的闸板阀；磁力杆260拾取位于储存台240上的掩模版托230，调整手动调节机构270，以水平移动掩模版托230，在此过程中，可以配合调整第一位置调整组件310，以水平移动磁力对准台320，以使掩模版托230位于磁力对准台320的正上方；继续调整手动调节机构270，以竖直移动掩模版托230，以使掩模版托230位于磁力对准台320的磁吸空间内，在此过程中，手动调节物镜331的高度，以可以清晰看到样品托220的表面；打开通电开关，以使磁力对准台320能够通过磁力吸住生铁材料制成的掩模版托230，然后轻轻地移走磁力杆260；手动调节物镜331的高度，观察样品和掩模版的相对位置，再次确保掩模版刚好位于待蒸镀样品的正上方；值得注意的是，移走磁力杆260时候的扰动可能会导致样品和掩模版的相对位置发生稍微偏移，此时可以利用手动调节机构270驱动磁力杆260对掩模版托230进行微调；调整第一位置调整装置，以使磁力对准台320水平移动，使得磁力对准台320位于蒸发源410的正上方位置；调整第一位置调整装置，以使磁力对准台320转动至正对着蒸发源410；接通蒸发源410，开始蒸镀；蒸镀结束后，再次调整第一位置调整装置，以使磁力对准台320翻转180度；调整第一位置调整装置，以使磁力对准台320水平移动至物镜331的正下方，观察样品上电极蒸镀情况。其中，当蒸发源410只开启一个电子束发射源时，在磁力对准台320将掩模版托230磁吸在磁力对准台320的表面之后，通过传样杆210或磁力杆260转动转动板325，以调整样品和掩模版托230的角度，从而在磁力对准台320转动至正对着蒸发源410时，样品和掩模版托230能够正面工作的电子束发射源。

可以理解的是，本发明实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统还包括氩离子枪和气体漏阀。可以实现对样品表面的氩离子溅射处理。本发明实施例的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统还包括微量气体分析仪，可以用来检测真空系统有无微小的漏点。

值得一提的是，本发明涉及的光学显微镜330、蒸发源410、手动调整机构、旋转滑移驱动机构311、氩离子枪、气体漏阀和微量气体分析仪等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，其特征在于，包括：

超高真空腔室，内部设置有上料位和电极生长位；

样品对准模块，所述样品对准模块包括有容置在所述超高真空腔室内的磁力对准台和第一位置调整组件，所述磁力对准台连接于所述第一位置调整组件的驱动端，在所述第一位置调整组件的驱动下，所述磁力对准台能够在所述上料位和所述电极生长位之间转移，所述磁力对准台上开设有用于插装样品托的第一插槽，且所述磁力对准台能够通过磁力作用将掩模版托固定在所述磁力对准台的表面，以覆盖所述第一插槽的开口；

样品传递模块，穿设于所述超高真空腔室的侧壁，且其端部能够移动至所述上料位，以将样品托插装在所述第一插槽内，并将掩模版托移动至面对所述第一插槽的上方，其中，所述掩模版托由磁性材料制成。

2.根据权利要求1的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，其特征在于，所述磁力对准台包括底座、电磁线圈和通电开关，所述第一插槽开设在所述底座上，所述电磁线圈设置在所述底座上，且与所述通电开关电连接。

3.根据权利要求1的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，其特征在于，还包括有蒸发源，所述蒸发源的输出端设置在电极生长位的下侧，所述第一位置调整组件包括有旋转滑移驱动机构，所述磁力对准台连接于所述旋转滑移驱动机构的驱动端，并在所述旋转滑移驱动机构的驱动下，所述磁力对准台能够转动至面向所述蒸发源的输出端。

4.根据权利要求3所述的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，其特征在于，所述蒸发源至少设置有两个电子束发射源，且所述电子束发射源的输出方向能够延伸至相交于一点，所述磁力对准台还包括有支撑座和转动板，所述支撑座连接于所述旋转滑移驱动机构的驱动端，所述转动板可转动地设置在所述支撑座上，所述底座设置在所述转动板上，所述转动板能够带动所述底座转动，以使所述第一插槽的开口正面任一所述电子束发射源的输出端面。

5.根据权利要求1至4任一项的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，其特征在于，所述第一插槽的深度范围为1.50毫米-1.55毫米。

6.根据权利要求1至4任一项的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，其特征在于，所述样品传递模块包括有传样杆，所述传样杆可滑动地穿设于所述超高真空腔室的侧壁，且位于所述第一插槽移动路径的一侧，所述传样杆用于带动所述样品托插装于所述第一插槽。

7.根据权利要求6的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，其特征在于，所述样品传递模块还包括有磁力杆和手动调节机构，所述手动调节机构设置在所述超高真空腔室的一侧，所述磁力杆穿设于所述超高真空腔室的侧壁，且连接于所述手动调节机构的驱动端，所述磁力杆能够拾取掩模版托，在所述手动调节机构的驱动下，所述磁力杆能够带动所述掩模版托移动至所述第一插槽的上方，并能够调整所述掩模版托与所述磁力对准台之间的垂直距离。

8.根据权利要求7的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，其特征在于，所述样品传递模块还包括有储存台和第二位置调整组件，所述储存台上设置有若干第二插槽，所述储存台容置在所述超高真空腔室内，且设置在所述第二位置调整组件的驱动端，在所述第二位置调整组件的驱动下，所述第二插槽能够移动至所述传样杆的滑动路径上。

9.根据权利要求6的超高真空薄膜样品的电极对准和生长系统，其特征在于，所述样品传递模块还包括有快速进样腔，所述快速进样腔位于所述超高真空腔室的一侧，且连通所述超高真空腔室，所述传样杆贯穿所述快速进样腔，且所述传样杆靠近所述超高真空腔室的一端能够在所述快速进样腔和所述超高真空腔室之间转移。

10.一种超高真空薄膜样品的电极对准和生长方法，其特征在于，包括以下步骤：

将磁力对准台移动至上料位；

将样品托插装于磁力对准台上的第一插槽；

将掩模版托移动至第一插槽的上方；

磁力对准台将掩模版托磁吸在磁力对准台的表面；

将磁力对准台移动至电极生长区。

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