Scannende Fühler-Mikroskopie (SPM), Automatisierte Maße mit dem Wandler LS SPM durch NT-MDT

AZoNano-Nanotechnologie - NT-MDT Hilfsmittel für Nanotechnologiezeichen

Themen Umfaßt

Hintergrund

Der Wandler LS SPM

Automatisierte Maße

Experimentelle Maße

Automatische Maße von Foto Geprägten Polymer-Gittern

Untersuchung von Optimalen Prozessbedingungen

Analyse von Makroskopischen Bereichen

Automatisiertes Nanolithography auf Macroarea

Hintergrund

Automatische Maße mit SPM umfaßt automatische Einstellung von Scannenparametern, von Maßen der programmierten Bereiche mit SPM-Methoden und von automatischer Datenanalyse. Die Verwendungsgebiete der automatisierten SPM-Maße sind:

·         Kombinatorische Materielle Forschung (hohe Durchsatzkennzeichnung von Bibliotheken der Proben mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung oder der Proben vorbereitet an den verschiedenen Bedingungen).

·         SPM-Maße von makroskopischen Bereichen durch das Bewegen des scannenden Bereiches über Beispieloberfläche mithilfe der Navigationsanlage. Infolgedessen können Bereiche mit einer Größe einiger mm oder Zentimeter durch SPM gemessen werden (maximaler Arbeitsbereich in Handels-SPMs wird durch ~100 Mikrons begrenzt).

·         SPM-Modifikationen (nanolithography) auf den makroskopischen Bereichen.

·         Qualitätskontrolle in der Industrie (z.B. Regelung der CD-/DVDPlattenoberfläche).

Der Wandler LS SPM

Der geänderte SPM-Wandler LS, der mit spezieller Software ausgerüstet wird, ist ein wesentliches Hilfsmittel für automatische Kennzeichnung und Modifikation von Oberflächen mit allen grundlegenden SPM-Modi. Fig.1 zeigt der Beispielhalterung des Wandlers LS für Standard 4 die 4-Inch-Siliziumscheiben, jede von ihnen kann großer Menge abgegebenen Proben bestehen zum Beispiel aus durch Tintenstrahldrucken.

AZoM - Metalle, Keramik, Polymer und Zusammensetzungen - Geänderter WANDLER LS für die automatisierten Maße (gelassen). Positionierung der Plattform für vier 4-Inch-Siliziumscheiben (recht).

Abbildung 1.

Automatisierte Maße

Fig. 2 zeigt das Menü von automatisierten Maßen für 25 Punkte. Die Koordinaten jedes Punktes werden im Programm gesichert. Die Software erfasst automatisch ein optisches Bild der aktuellen Position (mit Auflösung unten zu 1,5 Mikrons), durchführt das SPM-Maß, verschiebt die Probe auf die folgende gesicherte Stellung Usw. Alle gesparte Daten können durch die Software automatisch aufbereitet werden, um Statistiken oder bestimmten Parameter für alle gemessenen Bereiche zu erhalten.

AZoM - Metalle, Keramik, Polymer und Zusammensetzungen - Menü des automatisierten SPM.

Abbildung 2.

Experimentelle Maße

Ergebnisse, die unten beschrieben sind, wurden in der Gruppe von Professor U.S. Schubert erzielt (Eindhoven-Universität von nology, die Niederlande, http://www.schubert-group.com) gemeinsam mit dem Niederländischen Polymer-Institut. Der geänderte Wandler LS für automatische Maße ist für diese Experimente verwendet worden.

Automatische Maße von Foto Geprägten Polymer-Gittern

Die selektive Bestrahlung durch eine Maske einer Probe, die ein Vorpolymerisat, Monomeren und einen Fotoinitiator enthält, verursacht die Entstehung von regelmäßig erhöhten Entlastungszellen (Fig.3). Für Anwendungen in Displaytechnologie eine des Ziels ist, die höchstmöglichen Entlastungszellen zu erhalten. Die Entstehung der erhöhten Zellen ist von vielen Probenaufbereitungsbedingungen wie der Anfangsdicke, Zusammensetzung, dem Zeitraum der angewandten Maske, Intensität der Leuchte und der Temperatur in der Entwicklungsstufe abhängig.

AZoM - Metalle, Keramik, Polymer und Zusammensetzungen - FLUGHANDBUCH-Abbildung der Zelle mit 20 Mikrons neigen (nach links); schematische Darstellung der kompletten Probe (recht).

Abbildung 3.

Untersuchung von Optimalen Prozessbedingungen

Um die optimalen Prozessbedingungen nachzuforschen, wurde eine kombinatorische Installation beschlossen in der auf einer großen Substratfläche zwei Parameter gleichzeitig unterschieden wurden. Die resultierende Probe besteht aus den vier Reihen von Polymergittern mit verschiedenen Abständen (5, 10, 20 und 40 Mikrons). Jede Reihe besteht aus 11 Bereichen, die an den verschiedenen Bedingungen (z.B. Lichtstärke oder ein Temperaturgradient während der Entwicklung) (Fig.3, am Recht) vorbereitet wurden. Die Gesamtgröße der Probe ist 25x102 mm. Automatische SPM-Analyse erlaubt uns, die ordnungsgemäßen Zustände der Probenaufbereitung zu bestimmen zum Beispiel an der das maximale Längenverhältnis des Polymergitters erzielt wird. Fig.4 zeigt die Abhängigkeit einer kratzenden Höhe auf Lichtstärke (für die Probe erhalten durch die Anwendung der Intensitätssteigungsmaske). Die Probe besteht aus 44 Bereichen: 4 Abstände und 11 Werte der Energiedosis sind für Entstehung des Polymergitters verwendet worden. Automatische Maße sind in klopfendem Modus durchgeführt worden. Die Ergebnisse der Untersuchung sind 4 Abhängigkeiten während jedes kratzenden Zeitraums, die Änderungen der Höhe bei Zunahme der Energiedosis zeigen. Diese Informationen erlauben die Bestimmung der optimalen Vorbereitungsbedingungen für die Probe.

AZoM - Metalle, Keramik, Polymer und Zusammensetzungen - Ergebnisse der automatischen Maße der Bibliothek der Proben. Abhängigkeit der Höhe des Polymers, das auf Lichtstärke zerreibt (Energiedosis) für 4 Abstände des Zerreibens: 5, 10, 20 und 40 Mikrons.

Abbildung 4.

Analyse von Makroskopischen Bereichen

Maße der großen Gebiete mit SPM sind nur durch Bewegung des SPM-Kopfes über Beispieloberfläche durch die Navigationsanlage möglich. Analyse der Stärke des Drehbeschleunigung-überzogenen Polymerfilmes über 3,5 cm-Abstand ist mithilfe automatischen SPM durchgeführt worden. Der Drehbeschleunigung-überzogene Film, der auf Silikon abgegeben wurde, wurde durch Messer (Fig.5) gelöscht und Stärke des Filmes wurde in 19 Stellungen entlang Kratzer gemessen (Fig.6). Die Koordinaten jener Stellungen sind in der Software gesichert worden, bevor man scannte. Die Dicke ist als Abstand zwischen Maxima auf Abhängigkeit der Zahl der Pixel auf Zkoordinaten von Pixeln bestimmt worden. Die Analyse der Dicke (Fig.6, Recht) zeigt, dass mittleres Teil des Filmes ziemlich einheitlich ist; unterdessen hat ein 7 mm-Bereich nahe dem Rand des Filmes variable Stärke, das Bewegen der materiellen Außenseite während der Drehbeschleunigungbeschichtung anzuzeigen.

AZoM - Metalle, Keramik, Polymer und Zusammensetzungen - Optische Bilder des Kratzers (Kratzer wird durch rote Pfeile angezeigt).

Abbildung 5.

AZoM - Metalle, Keramik, Polymer und Zusammensetzungen - SPM-Bild des Kratzers (link), Bestimmung der Dicke als Abstand zwischen Spitzen auf Statistiken (Mitte), Endergebnis: Abhängigkeit der Dicke auf Abstand entlang dem Kratzer (recht).

Abbildung 6.

Automatisiertes Nanolithography auf Macroarea

Eine monomolekulare Schicht von octadecyl trichlorsilane (OTS) abgegeben auf einer Siliziumscheibe kann elektrochemisch oxidiert werden, indem man leitfähige SPM-Spitzen verwendet. In den Normalbedingungen ein dünne Wasserschicht ist immer auf der Oberfläche anwesend. Spaltprodukte erlauben uns davon, das Endstück zu ändern - CH-3 Gruppen der OTS-Schicht zu - COOH, indem sie der Spannung auf das Umkippung zutreffen. Der kleinste geänderte Bereich kann so klein sein wie die Spitzengröße (er hängt auch von der Feuchtigkeit, von angewandter Spannung Usw. ab). Das Ergebnis der Oxidation ist auf Bild der seitlichen Kraft im Kontaktmodus sichtbar. Übersetzung des lithographischen Musters über großem Gebiet, indem sie der Positionierungsstufe sich bewegt, bildet makroskopische lithographische Muster mit dem minimalen Sonderkommando, das in der nmreichweite liegt. Fig.7 zeigt Verteilung der seitlichen Kraft für einen oxidierten OTS-Film. Das Gerät dieses Musters (Fig.7, gelassen) ist über einem großen Gebiet übertragen worden, indem man der Positionierung der Stufe sich bewegte. Fig.7 berichtigen Teil der Shows nur des geänderten Bereiches, der größer ist, als die Scan-Größe. Geräten in den Gesamt 100 (10, indem man 10) 0,2 durch 0,2 mm überspannte, sind in kleiner dann 2 Stunden gemacht worden.

AZoM - Metalle, Keramik, Polymer und Zusammensetzungen - Mikroskopie der Seitlichen Kraft von oxidierten Bereichen: kopieren Sie Gerät (verließ), 9 Geräte (recht).

Abbildung 7.

Anmerkung: Eine volle Quellenangabe kann erhalten werden, indem man die Originalurkunde anspricht.

Hauptautor: A. Alexeev und D. Wouters

Quelle: NT-MDT Co.

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte NT-MDT Co.

Date Added: May 4, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 06:37

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