De Microscopie van de Sonde van het Aftasten (SPM), Geautomatiseerde Metingen met Solver LS SPM door NT-MDT

De Nanotechnologie van AZoNano- - Hulpmiddelen NT-MDT voor nanotechnologieembleem

Besproken Onderwerpen

Achtergrond

Solver LS SPM

Geautomatiseerde Metingen

Experimentele Metingen

Automatische Metingen van Foto In Reliëf Gemaakte Gratings van het Polymeer

Onderzoek van de Optimale Voorwaarden van de Verwerking

Analyse van Macroscopische Gebieden

Geautomatiseerde Nanolithography op Macroarea

Achtergrond

De Automatische metingen met SPM omvat automatische aanpassing van aftastenparameters, metingen van de geprogrammeerde gebieden met methodes SPM en automatische gegevensanalyse. De toepassingsgebieden van de geautomatiseerde metingen SPM zijn:

·         Combinatorisch Materieel Onderzoek (hoge productiekarakterisering van bibliotheken van de steekproeven met verschillende chemische die samenstelling of van steekproeven bij verschillende voorwaarden worden voorbereid).

·         Metingen SPM van macroscopische gebieden door zich van het aftastengebied over steekproefoppervlakte met behulp van het plaatsende systeem te bewegen. Dientengevolge kunnen de gebieden met een grootte van verscheidene millimeter of centimeters door SPM (de maximumaftastenwaaier in commerciële SPMs wordt beperkt door ~100 microns) worden gemeten.

·         Wijzigingen SPM (nanolithography) op de macroscopische gebieden.

·         Kwaliteitsbeheersing in de industrie (b.v. controle van de CD/DVD schijfoppervlakte).

Solver LS SPM

Gewijzigde die SPM Solver LS met speciale software wordt uitgerust is een essentieel hulpmiddel voor automatische karakterisering en wijziging van oppervlakten met alle basiswijzen SPM. Fig.1 toont de steekproefhouder van Solver LS voor 4 standaardwafeltjes dat van het 4 duimsilicium, kan elk van hen uit hoop steekproeven bestaan, bijvoorbeeld, door Inkjet druk worden gedeponeerd.

AZoM - Metalen, Keramiek, Polymeer en Samenstellingen - Wijzigde SOLVER LS voor geautomatiseerde metingen (links). Plaatsend platform voor vier (juiste) wafeltjes van het 4 duimsilicium.

Figuur 1.

Geautomatiseerde Metingen

Fig. 2 toont het menu van geautomatiseerde metingen voor 25 punten. De coördinaten van elk punt worden bewaard in het programma. De software vangt automatisch een optisch beeld van de huidige positie (met resolutie neer aan 1.5 microns), uitvoert de meting SPM, verplaatst de steekproef in de volgende bewaarde positie enz. Alle opgeslagen gegevens kunnen automatisch door de software worden verwerkt om statistieken of bepaalde parameter voor alle gemeten gebieden te verkrijgen.

AZoM - Metalen, Keramiek, Polymeer en Samenstellingen - Menu van geautomatiseerde SPM.

Figuur 2.

Experimentele Metingen

De Resultaten die hieronder worden beschreven werden verkregen in de groep Professor de V.S. Schubert (de Universiteit van Eindhoven van nology, Nederland, http://www.schubert-group.com) in samenwerking met het Nederlandse Instituut van het Polymeer. Gewijzigde Solver LS voor automatische metingen is gebruikt voor deze experimenten.

Automatische Metingen van Foto In Reliëf Gemaakte Gratings van het Polymeer

De selectieve straling door een masker van een steekproef die pre-polymer, monomeren en een fotoinitiatiefnemer bevatten veroorzaakt de vorming van periodiek opgeheven hulpstructuren (Fig.3). Voor toepassingen in vertoningstechnologie één van het doel is de hoogste mogelijke hulpstructuren te verkrijgen. De vorming van de opgeheven structuren is afhankelijk van een groot aantal voorwaarden van de steekproefvoorbereiding zoals de aanvankelijke filmdikte, samenstelling, de periode van het toegepaste masker, intensiteit van het licht en de temperatuur in het ontwikkelingsstadium.

AZoM - Metalen, Keramiek, Polymeer en Samenstellingen - beeld AFM van de structuur met 20 microns werpt (links); schematische presentatie van de volledige (juiste) steekproef.

Figuur 3.

Onderzoek van de Optimale Voorwaarden van de Verwerking

Om de optimale verwerkingsvoorwaarden te onderzoeken, werd een combinatorische opstelling verkozen waarin op een groot substraat twee de parameters gelijktijdig gevarieerd waren. De resulterende steekproef bestaat uit de vier rijen van polymeergratings met verschillende hoogten (5, 10, 20, en 40 microns). Elke rij bestaat uit 11 gebieden die bij verschillende voorwaarden werden voorbereid (b.v. lichtintensiteit of een temperatuurgradiënt tijdens ontwikkeling) (Fig.3, recht). De totale grootte van de steekproef is 25x102 mm. De Automatische analyse SPM staat ons toe om de juiste voorwaarden van de steekproefvoorbereiding te bepalen, bijvoorbeeld, waarbij de maximumaspectverhouding van polymeergrating wordt bereikt. Fig.4 toont de afhankelijkheid van een grating hoogte van lichtintensiteit (voor de steekproef door het masker dat van de intensiteitsgradiënt te gebruiken wordt verkregen) aan. De steekproef bestaat uit 44 gebieden: 4 hoogten en 11 waarden van energiedosis zijn gebruikt voor vorming van polymeergrating. De Automatische metingen zijn uitgevoerd in het onttrekken van wijze. De resultaten van onderzoek zijn 4 afhankelijkheid voor elke grating periode die veranderingen van hoogte met stijgende energiedosis toont. Deze informatie staat de bepaling van de optimale voorbereidingsvoorwaarden voor toe de steekproef.

AZoM - Metalen, Keramiek, Polymeer en Samenstellingen - Resultaten van automatische metingen van de bibliotheek van steekproeven. Afhankelijkheid van hoogte van polymeergrating op lichtintensiteit (energiedosis) voor 4 hoogten van grating: 5, 10, 20, en 40 microns.

Figuur 4.

Analyse van Macroscopische Gebieden

De Metingen van de grote gebieden met SPM zijn mogelijk slechts door beweging van het hoofd SPM over steekproefoppervlakte door het plaatsende systeem. De Analyse van dikte van de rotatie-met een laag bedekte polymeerfilm meer dan is 3.5 cmafstand uitgevoerd met behulp van automatische SPM. De rotatie-met een laag bedekte die film op silicium werd wordt gedeponeerd gekrast door mes (Fig.5) en de dikte van film werd gemeten in 19 posities langs kras (Fig.6). De coördinaten van die posities zijn bewaard in de software vóór aftasten. De filmdikte is bepaald als afstand tussen maxima op afhankelijkheid van aantal pixel op z-coördinaten van pixel. De analyse van filmdikte (Fig.6, recht) toont aan dat het middendeel van film vrij eenvormig is; ondertussen heeft een 7 mmgebied dichtbij de rand van film veranderlijke dikte die op het bewegen van materiële buitenkant tijdens rotatie-met een laag bedekt wijzen zich.

AZoM - Metalen, Keramiek, Polymeer en Samenstellingen - Optische beelden van de kras (de kras wordt vermeld door rode pijlen).

Figuur 5.

AZoM - Metalen, Keramiek, Polymeer en Samenstellingen - beeld SPM van de (verlaten) kras, bepaling van de filmdikte als afstand tussen pieken op statistieken (centrum), eindresultaat: afhankelijkheid van filmdikte van afstand langs de (juiste) kras.

Figuur 6.

Geautomatiseerde Nanolithography op Macroarea

Monolayer van octadecyl trichlorsilane (OTS) op een siliciumwafeltje kan wordt gedeponeerd elektrochemisch worden geoxydeerd door geleidende uiteinden te gebruiken dat SPM. In normale voorwaarden is een dunne waterlaag altijd aanwezig op de oppervlakte. De producten van de Decompositie staan ons toe daarvan om de terminal - de groepen van CH3 te veranderen van de laag OTS - COOH door van voltage op het uiteinde toe te passen. Het kleinste gewijzigde gebied kan zo klein zijn zoals de uiteindegrootte (het hangt ook van vochtigheid, toegepast voltage enz.) af. Het resultaat van oxydatie is zichtbaar op zijkrachtbeeld op contactwijze. De Vertaling van het lithografische patroon over groot gebied door zich van de plaatsende macroscopische lithografische patronen van stadiumvormen met minimaal detail te bewegen die in nanometer liggen strekt zich uit. Fig.7 toont zijkrachtdistributie voor een geoxydeerde film OTS. De eenheid van dit patroon (Fig.7, ging) weg is vertaald over een groot gebied door zich van het plaatsen van stadium te bewegen. Fig.7 juist toont slechts een deel van het gewijzigde gebied dat groter is dan de aftastengrootte. In totaal zijn 100 die eenheden (10 door 10) 0.2 overspannen door 0.2 mm gemaakt in minder toen 2 uren.

AZoM - Metalen, Keramiek, Polymeer en Samenstellingen - de Zijkrachtmicroscopie van geoxydeerde gebieden: (verlaten) patrooneenheid, 9 (juiste) eenheden.

Figuur 7.

Nota: Een volledige lijst van verwijzingen kan worden verkregen door naar het oorspronkelijke document te verwijzen.

Primaire auteur: A. Alexeev en D. Wouters

Bron: NT-MDT Co.

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Co. NT-MDT.

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

Last Update: 13. June 2013 06:26

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit