Camadas simples microcontact Impresso Inspeccionado com Elipsometria Imaging and SPM por Accurion

Temas Abordados

Fundo
Amostras
Instrumentação
Tarefa
Etapas de avaliação
Medições
Sub-Micron Resolução Lateral
Constante de proporcionalidade
Medição da espessura
Resultados
Conclusão
Reconhecimento
Referências

Fundo

Para a produção de microestruturas Printing microcontact [1] é uma alternativa simples e barata para o Fotolitografia bastante complicado e caro. Por meio de impressão microcontact (fig.1) SAMs (monocamadas selfassembled), por exemplo, um tiol pode ser impresso em um substrato adequado, ouro por exemplo.

O SAM protege a superfície de ser gravado quando em um próximo passo a superfície é gravada para produzir uma estrutura lateral. A função química de uma tiol depende de seus grupos funcionais, que podem ser modificados. Dessa forma, a superfície pode ser modificado para se ligam determinadas classes de moléculas. Impressão microcontact de SAMs pode produzir Microarrays transportando milhares de propriedades de sensores diferentes dentro de um cm ^2. Microarrays são aplicáveis ​​em Genômica e Proteômica em biotecnologia. Elipsometria imagem é barato, rápido e marcador de livres método de detecção de Microarrays [2].

Figura 1. Microcontact Impressão

Amostras

SAMs microcontact Impresso de dois diferentes tióis em ouro (50 nm filme sobre lâmina de vidro)

Instrumentação

Imagem elipsometria EP ^3-SW (532 nm) opcional microscópio de varredura por sonda Ellipsometric (SPEM) de Accurion incluindo microscópio de varredura por sonda (SPM)

Tarefa

Controle de qualidade dos SAMs microcontact Impresso por meio de mapas de espessura

Etapas de avaliação

• Otimizar o contraste da imagem ellipsometric com os ângulos de analisador e polarizador
• Busca de pontos de interesse na imagem contraste ellipsometric em tempo real
• Deixe o EP ³ gravar um mapa do Delta, a partir do qual o mapa da espessura do tiol (fig.2) é calculado.
• Definir a região de interesse (caixa branca, fig.2 A), onde para fazer zoom e com o microscópio de varredura por sonda (fig. 2 B, C) (opcional)

Medições

A elipsometria imagem tem a vantagem de que pode identificar variações de espessura na SAMs estruturado com sub-monocamada resolução vertical (típico nm 0,01) em tempo real, enquanto a amostra pode ser movida pelo operador com uma fase de tradução automática. Por outro lado micrografias de varredura por sonda precisa muitos minutos para a otimização, preparação e gravação. SPMs produzir artefatos quando a digitalização de um grande campo de visão (80 | im como na fig.2 B) devido à curvatura da amostra e resposta não-linear piezelétrico. Na fig.2 B o sinal crescente para as bordas esquerda e direita é um artefato, o que torna a busca de estruturas com nm passo tamanho muito difícil com SPM. A fim de identificar as etapas nm na camada com SPM também é necessário para eliminar vibrações por exemplo, um estágio antivibração, que não é necessário para elipsometria.

Sub-Micron Resolução Lateral

A SPM oferece uma resolução sub-micron lateral (fig. 2 C), onde a imagem elipsometria é limitado pelo limite de difração óptica (cerca de 1 | IM). A SPM calibrados e os elipsometria , tanto medir tamanhos de passo em camadas muito precisamente. Somente o elipsometria pode medir a espessura absolutamente sem necessidade de um passo na camada. Para tal, a elipsometria mede uma mudança de fase Delta, que é proporcional à espessura de camada única.

Constante de proporcionalidade

A constante de proporcionalidade pode ser calculado a partir das propriedades ópticas da amostra (índices de refração da camada e substrato).

Medição da espessura

A elipsometria não se pode medir a espessura absoluta quando a diferença dos índices de refração é menor que 0,01, o que pode ser o caso em SAMs em vidro comum. Medição de espessura absoluta é sempre possível para SAMs sobre substratos de absorção, ou seja, ouro e silício, quando os índices de refração do SAM e do substrato são conhecidos. A fim de calibrar a escala do mapa de espessura (fig.2 A) os valores típicos foram assumidos para os índices de refração.

Figura 2. Microcontact-tiol Impresso em ouro mapa espessura, (A objetiva, 5x, 1 min. Tempo de gravação), digitalização micrografias sonda com 15 min. tempo de gravação (B, 80 | im x 80 | im, correspondente à caixa branca em A e C, 10 | im x 10 | im, correspondendo a caixa branca em B)

Resultados

Sub-monocamada porte passos de 0,3 nm são observadas entre dois tipos diferentes de tióis (azul e verde na fig.2 A) no SAMs microcontact Impresso.

Conclusão

A imagem elipsometria EP ³ identifica os passos em monocamadas muito mais rápido e com menos esforço do que um SPM. Apenas a imagem elipsometria pode gravar um mapa de espessura com um campo de visão entre 0,1 e 2 mm, dependendo do objetivo. Para ampliar a ellipsometric imagem com sub-micron resolução lateral um SPM é bem adequado. O microscópio de varredura por sonda ellipsometric (SPEM) unifica SPM e EP ³ em um único instrumento. O EP ³ ea SPEM são perfeitamente adequados para caracterizar SAMs estruturado.

Figura 3. Microcontact-tiol Impresso em ouro perfil de espessura, de acordo com o mapa de espessura (fig.2 A)

Reconhecimento

Gostaríamos de agradecer ao professor John Green (University of Alberta, Canadá) para a preparação da amostra.

Referências

[1] JL Wilbur, A. Kumar, E. Kim, GM Whitesides, Microfabricação por impressão microcontact de monocamadas auto-organizadas, Adv. Mater., Vol. 6, 600 (1994)

[2] Detecção de Marcador livre de Microarrays por M. Vaupel et al., P. 181-207, em Microarray tecnologia e suas aplicações, UR M · ¹ ller e DV Nicolau (Eds.), Springer (2005), ISBN 3-540-22931-0

Fonte: Accurion GmbH

Para mais informações sobre esta fonte visite Accurion