Automatische Messungen mit SPM beinhaltet eine automatische Anpassung der Scan-Parameter, Messungen der programmierten Bereiche mit SPM-Methoden und die automatische Datenanalyse. Die Einsatzgebiete der automatisierten SPM-Messungen sind: · Kombinatorische Materialforschung (High Throughput Charakterisierung von Bibliotheken der Proben mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung oder der Proben bei unterschiedlichen Bedingungen hergestellt). · SPM Messungen der makroskopischen Bereich durch Verschieben der Scan-Bereich über Probenoberfläche mit Hilfe des Ortungssystem. Als Ergebnis Bereichen mit einer Größe von einigen Millimetern oder Zentimetern kann durch SPM (maximale Scan-Bereich in kommerziellen SPMs von ~ 100 Mikrometer begrenzt) gemessen werden. · SPM Modifikationen (Nanolithographie) auf der makroskopischen Bereich. · Qualitätskontrolle in der Industrie (z. B. Steuerung der CD / DVD-Oberfläche). Der Solver LS SPM Die modifizierte SPM Solver LS mit einer speziellen Software ausgestattet ist ein wesentliches Werkzeug für die automatische Charakterisierung und Modifizierung von Oberflächen mit allen grundlegenden SPM-Modi. Abb. 1 zeigt den Probenhalter des Solver LS für 4 Standard-4-Zoll-Silizium-Wafern, jeder von ihnen kann der großen Menge an Proben bestehen hinterlegt, zum Beispiel durch Tintenstrahldruck. ,%20Automated%20Measurements%20with%20the%20Solver%20LS%20SPM%20by%20NT-MDT_files/image002.jpg) Abbildung 1. Modified SOLVER LS für automatisierte Messungen (links). Positioning-Plattform für vier 4-Zoll-Silizium-Wafer (rechts). Automatisierte Messungen Abb.. 2 zeigt das Menü der automatischen Messungen für 25 Punkte. Die Koordinaten eines jeden Punktes sind im Programm gespeichert. Die Software erfasst automatisch ein optisches Bild von der aktuellen Position (mit einer Auflösung von bis zu 1,5 Mikrometer), führt das SPM-Messung, bewegt sich die Probe in die nächste gespeicherte Position etc. Alle gespeicherten Daten können automatisch von der Software verarbeitet werden, um Statistiken zu erhalten oder bestimmte Parameter für alle gemessenen Bereiche. ,%20Automated%20Measurements%20with%20the%20Solver%20LS%20SPM%20by%20NT-MDT_files/image003.jpg) Abbildung 2. Menü des automatisierten SPM. Experimentelle Messungen Ergebnisse, die im Folgenden beschrieben, wurden in der Arbeitsgruppe von Professor US Schubert (Eindhoven University of erhalten Tech Technologie, die Niederlande, http://www.schubert-group.com) in Zusammenarbeit mit dem niederländischen Polymer Institute. Die modifizierte Solver LS für automatische Messungen wurde für diese Experimente verwendet wurden. Automatische Messungen der Photo Geprägte Polymer Gitterroste Die selektive Bestrahlung durch eine Maske aus einer Probe mit einer Pre-Polymer, Monomeren und einem Photoinitiator bewirkt die Bildung von periodisch erhöhten Reliefstrukturen (Abb. 3). Für Anwendungen in der Displaytechnik eine der Ziel ist es, die höchstmögliche Reliefstrukturen erhalten. Die Bildung der erhabenen Strukturen ist abhängig von einer Vielzahl von Probenvorbereitung Bedingungen wie bei der ursprünglichen Schichtdicke, Zusammensetzung, die Dauer der Anwendung Maske, die Intensität des Lichtes und der Temperatur in der Entwicklungsphase. ,%20Automated%20Measurements%20with%20the%20Solver%20LS%20SPM%20by%20NT-MDT_files/image004.jpg) . Abbildung 3 AFM Bild von der Struktur mit 20 Mikron Pitch (links); schematische Darstellung des gesamten Probe (rechts). Untersuchung der optimalen Verarbeitungsbedingungen Um zu untersuchen, die optimale Verarbeitungsbedingungen, wurde eine kombinatorische Setup, in dem auf einem großen Substrat zwei Parameter wurden gleichzeitig variiert gewählt. Die resultierende Probe besteht aus den vier Reihen von Polymer-Gitter mit unterschiedlichen Tonhöhen (5, 10, 20 und 40 Mikron). Jede Zeile besteht aus 11 Gebieten, die unter verschiedenen Bedingungen (zB Lichtstärke oder ein Temperaturgefälle während der Entwicklung) (Abb. 3, rechts) hergestellt wurden. Der gesamte Umfang der Stichprobe ist 25x102 mm. Automatische SPM-Analyse ermöglicht es uns, die richtigen Bedingungen der Probenvorbereitung zu bestimmen, zum Beispiel, bei dem die maximale Streckung des Polymers Gitter erreicht wird. Abb.4 zeigt die Abhängigkeit eines Gitters Höhe auf Lichtintensität (für das Beispiel mithilfe von Intensitätsgradienten Maske erhalten). Die Stichprobe besteht aus 44 Bereiche: 4 Stellplätze und 11 Werte von Energie Dosis für die Bildung von Polymer-Gitter verwendet. Automatische Messungen im Tapping-Modus ausgeführt. Die Ergebnisse der Untersuchung sind 4 Abhängigkeiten für jede Teilungsperiode, dass Änderungen der Höhe mit zunehmender Energie Dosis zeigen. Diese Informationen ermöglichen die Bestimmung der optimalen Vorbereitung für die Probe. ,%20Automated%20Measurements%20with%20the%20Solver%20LS%20SPM%20by%20NT-MDT_files/image005.gif) Abbildung 4. Die Ergebnisse der automatischen Messungen der Bibliothek von Proben. Abhängigkeit der Höhe des Polymers Gitter auf Lichtintensität (Energiedosis) für 4 Steigungen Gitter: 5, 10, 20 und 40 Mikron. Die Analyse der Makroskopische Areas Messungen der große Flächen mit SPM sind nur durch die Bewegung des SPM Kopf über Probenoberfläche durch die Positionierung System möglich. Die Analyse der Stärke der Spin-beschichteten Polymerfolie über 3,5 cm Abstand mit Hilfe der automatischen SPM durchgeführt. Die Spin-beschichteten Folie abgeschieden auf Silizium wurde von Messer (Abb. 5) und die Dicke der Folie verkratzt wurde in 19 Positionen entlang kratzen (Abb. 6) gemessen. Die Koordinaten dieser Positionen haben in der Software vor dem Scannen abgelegt. Die Schichtdicke ist als Abstand zwischen Maxima auf die Abhängigkeit der Anzahl der Pixel auf z-Koordinaten der Pixel bestimmt. Die Analyse der Schichtdicke (Abb. 6, rechts) zeigt, dass mittlere Teil des Films ist recht einheitlich; mittlerweile ein 7 mm in der Nähe der Kante des Films hat eine variable Dicke angibt, Bewegen von Material außerhalb während Spin-Coating. ,%20Automated%20Measurements%20with%20the%20Solver%20LS%20SPM%20by%20NT-MDT_files/image006.jpg) Abbildung 5. Optische Bilder von den Kratzer (Kratzer durch rote Pfeile). ,%20Automated%20Measurements%20with%20the%20Solver%20LS%20SPM%20by%20NT-MDT_files/image007.jpg) Abbildung 6 SPM Bild des Kratzers (links), die Bestimmung der Schichtdicke als Abstand zwischen den Spitzen der Statistik (Mitte), Endergebnis:. Abhängigkeit der Schichtdicke auf Distanz entlang der Kratzer (rechts). Automatisierte Nanolithographie auf Macroarea Eine Monoschicht Octadecyl Trichlorsilan (OTS) abgeschieden auf einem Silizium-Wafer kann elektrochemisch durch leitende SPM Spitzen oxidiert werden. Unter normalen Bedingungen eine dünne Wasserschicht ist immer auf der Oberfläche. Abbauprodukte können wir das Terminal-CH 3-Gruppen der OTS-Schicht zu ändern, indem der Spannung an der Spitze zu-COOH. Die kleinste Änderung Bereich kann so klein sein wie die Spitze Größe (es hängt auch von der Luftfeuchtigkeit, der angelegten Spannung etc.). Das Ergebnis der Oxidation ist sichtbar auf Querkraft Bild in Kontakt-Modus. Übersetzung der lithographischen Muster großflächig durch Verschieben der Positionierung der Bühne bildet makroskopischen lithographische Muster mit minimalen Details liegen im Nanometerbereich. Abb.7 zeigt Querkraft-Verteilung für eine oxidierte OTS Film. Die Einheit dieser Muster (Abb. 7, links) hat über eine große Fläche wurde durch Verschieben der Positionierung der Bühne übersetzt. Abb.7 rechts zeigt nur einen Teil der modifizierten Fläche, die größer als der Scan-Größe ist. In insgesamt 100 Einheiten (a 10 von 10) überspannt 0.2 durch 0,2 mm haben und in weniger als 2 Stunden gemacht. ,%20Automated%20Measurements%20with%20the%20Solver%20LS%20SPM%20by%20NT-MDT_files/image008.jpg) Abbildung 7 Lateral-Kraft-Mikroskopie von oxidierten Bereichen:. Muster (links), 9 Einheiten (rechts). Hinweis: Eine vollständige Liste der Referenzen finden Sie unter Bezugnahme auf das ursprüngliche Dokument bezogen werden. |