칼 Zeiss의 헬륨 이온 현미경 플러스 ORION®를 사용하는 맷돌로 갈기 Nano 숨구멍

커버되는 토픽

Nanosized 숨구멍의 응용
Focusd 이온살을 사용하는 날조 및 화상 진찰 Nanoscale 특징
Focusd 이온살의 제한
헬륨 이온 현미경과 이하 나노미터 규모 탐사기
헬륨 이온 현미경을 사용하여 Nano 숨구멍을 만들기
응용
기능 플러스 ORION®

Nanosized 숨구멍의 응용

단 하나 손가락 나노미터 규모를 가진 숨구멍 또는 vias는 많은 응용의 현실화에 필요합니다. 이들은 다음을 포함합니다:

  • 화학 센서 느끼는 특징이 (LSPR) 규모가 측정한 모이어티의 그것에 접근하는 있을 것을 요구하는 지방화된 지상 플라스몬 공명 검출기와 같은
  • DNA 분자의 그것에 직경 가깝 것을 가진 격리 막을 요구하는 전기 이동법을 통해 연속 DNA,
  • 소형 그러나 충분히 높은 총 처리량을 가진 nano 숨구멍 소집을 요구하는 유생분자 여과와 분석,
  • 참고 파면을 일으키기 위하여 작은 가늠구멍이, 틈새, 또는 그밖 회절 가늠구멍 필요한 엑스레이 홀로그래피

응용은 수시로 숨구멍이 10의 높은 종횡비가 있을 것을 요구합니다: 1 이상. 따라서 높은 기계로 가공 정밀도 및 모방 융통성을 가진 시제품 또는 연구 장치를 만드는 방법이 있는 것이 바람직합니다.

Focusd 이온살을 사용하는 날조 및 화상 진찰 Nanoscale 특징

하전 입자선은 nano 가늠자에 날조 및 화상 진찰 특징을 위한 모두 가장 유연한 공구입니다. 상기의 응용을 위해 요구된 특징을 만드는 하전 입자선의 기능에 물리적인 한계가 있습니다. 오늘 사용된 일반적인 방법은 갈륨 액체 금속 (FIB) 이온샘 (Ga LMIS)에 근거하여 집중된 이온살, 입니다.

Focusd 이온살의 제한

이 방법은 그것에서 관심사의 규모 가늠자에 일하는 능력, 그러나 제한됩니다. 이것을 위한 1가지의 이유는 더 큰 점 크기, 거짓말 光速를 성격을 나타내는 전형적으로 3-7 nm입니다. 光速의 중앙 반점 이외에, LMIS (5 eV)의 큰 에너지 퍼짐은 확장되는 光速 테일로 중요한 이온 현재를 끼워넣는 착오로 이끌어 냅니다. 이 테일은 더 깊을 것이 만들어지는 때 기계로 가공한 특징이 이것 보다는 매우 더 크게 되는 원인이 됩니다. 이것은 고유한 제한입니다.

숫자 1은 100 nm 두꺼운 금박지에 있는 거짓말 맷돌로 갈린 반점의 세트를 보여주는 기계로 가공 정밀도에 대한 이 LMIS 光速 테일의 효력을 설명합니다. 맷돌로 갈아서 unblanking에 의해 다른 소요 시간을 위한 몇몇 반점에 있는 光速, 실행되었습니다. 영세 적용되는 것을 위해 조차 (20 msec), 만든 특징은 이상의 20 nm 전체에 있고, 전체 포일 간격을 통해 가지 않았다는 것을 이 SEM 심상에 있는 구멍 안쪽에 비제로 회색 수준은 표시합니다. 80 msec 반점 선반을 위해 조차, 를 통해 표적을 완전하게 돌파하지 않습니다. 1 SEC 기계로 가공 시간에, 만드는 것처럼 보입니다를 통해 라운드 50 nm는.

Ga 거짓말을 가진 다른 문제점은 光速에 의해 초래된 막에 손상입니다. 거짓말 光速가 어디에의 가까이에 적용되었었던지 독립 구조로 서있는 graphene 막이 극적으로 컬했다는 것을 제시되는 graphene 맷돌로 갈기에 Gierak 덕분에 현 작업. 고전압 (200 keV) 집중된 전자빔은 안으로 줄기와 같은 또한 연쇄효과를 통해 특정 물자에 있는 vias를 만들기 위하여 이용될 수 있습니다, 그러나 프로세스는 물자 선택에서 느리고 한정됩니다.

숫자 1. 거짓말은 금박지에 있는 반점을 맷돌로 갈았습니다. 결과는 SEM에 의하여 imaged 입니다.

헬륨 이온 현미경과 이하 나노미터 규모 탐사기

헬륨 이온 현미경은 (HIM) 낮은 질량 이온을 가진 이하 나노미터 규모 탐사기를 일으킵니다. 光速에는 퍼진 착오를 감소시키는 작은 컨버전스 각 때문에 단단한 공간 단면도가 있습니다, 및 그것의 낮은 에너지 (1개의 eV). 침을 튀기 비율은 갈륨 光速 더 낮습니다, 그러나 光速가 빨리로 견본 상호 작용에 의하여 퍼지지 않다는 것을 거꾸로 이것은 의미합니다. 그러므로 침을 튀기 사건은 光速 축선에 가깝게 일어나기 위하여 매우 확률이 높습니다. 우리는 상기 소개되는 것과 같이 LSPR 검출기를 만들기의 끝 목표와 더불어 100개 nm 두꺼운 금 층에 있는 nmscale vias를, 만들기의 응용에 근거하여 이 주에서 이 프로세스의 구체적인 예를, 줍니다.

헬륨 이온 현미경을 사용하여 Nano 숨구멍을 만들기

Vias는 금의 직접 침을 튀기기에 의하여 로 만들 수 있습니다. 직경에 있는 nm가 이런 식으로 만들 수 있는 8에 도표 1. Vias에 아래로 주어지는 성공적으로 이 vias를 만들 수 있는 조건을 빛나십시오. 光速가 1개의 반점에 검사하는 대신에 주차하는 경우에, 5개 nm는을 통해 가능합니다. 숫자 2는 기계로 가공 정밀도의 지적합니다. 모양 절조를 통해 구석 및 측벽 각의 돌기 양에 의해 이 경우에는 성격을 나타냅니다. 4개의 구석에 곡률 반경에 의해 측정된 코너에게 도는 것은, 대략 5 nm입니다. 측정한 측벽은 88에서 범위를 - 90º 측향합니다. 이 우수한 가치는 작은 특징의 정확한 기계로 가공을 너무 전통적인 거짓말에 의해 장악되는 것을 허용합니다. 이온 맷돌로 가는 필요를 위해 요구되는 시간 약간 설명. 다결정 Au 필름에서 맷돌로 갈기를 위해, 맷돌로 가는 비율은 두고 있는 반점의 곡물 오리엔테이션에 달려 있을 수 있습니다. 이것은 프로그램된 점방식 지역의 적당한 가장자리에 기계로 가공이 큰 곡물에 의해 방해된 숫자 2a에서 보입니다. 따라서 일반적인 어림짐작만 주어질 수 있습니다. 측벽에 금 뒤의 재 공술서는 높은 종횡비 특징을 위해 필수 복용량을 증가합니다. 도표 1의 상태 하에서 100개 nm 두꺼운 금 층을 통해 기계로 가공 시간 동안 어림짐작은 x nm 폭의를 통해 a가 맷돌로 갈 것을 x 초가 요구할 입니다. 따라서, 5개 nm는을 통해 5 초에서 만듭니다. 더 획일한 물자를 위해, 결과는 더 단단한 순서 관리에 순종할 것입니다.

100 nm 두꺼운 Au에서 만드는 숫자 2. 정연한 vias. 아)에 있는 규모는 100 nm 의 b)에 있는 규모입니다 50 nm입니다.

그와 가진 Au에서 nano vias 맷돌로 갈기를 위한 도표 1. 조정

매개변수 놓기
光速 에너지 35 keV
光速 현재 1 pA
작동 거리 5.0 mm
검사 모형 점방식
화소 조밀도 256 × 256
일시 운전 정지 시간 1개의 µsec
맷돌로 가는 시간 1개 SEC/nm width*

*Milling 시간은 대략, 봅니다 원본을 입니다.

맷돌로 가는 프로세스의 종점에 관하여 최종 문서는 필요합니다. 최고 종횡비에를 통해 a를 위한 종점을 결정하는 것은 확실히 어렵습니다, 왜냐하면 그런 특징의 바닥에서 이차 전자 신호는 너무 약합니다. 2개의 방법은 이 업무 실행을 위해 여기에서 기술됩니다. 첫번째 vias의 단면의 검사입니다. 이하 10 nm를 통해 극복부터 비실용적입니다, 1개의 방법은 단면의 수직 마스크를 첫째로 만들기 위한 것이고, 직면하는 커트를 통해 가까이 둡니다. 이것은 박막 견본에 적용 가능하 숫자 3.에서 설명됩니다. 단 하나 통행 선반은 경사진 밑바닥과 수직 마스크 (FIG. 3a에 있는 최고 마스크)로 관측 구덩이를 만들기 위하여 실행됩니다. 그후에 vias는 검사 (FIG. 3b)를 위한 수직 마스크의 가장자리의 가까이에 형성됩니다. 이것은 맷돌로 가는 프로세스의 빠른 전망을 줄 수 있습니다. 침을 튀기기 원자를 위한 옆 도주 경로가 침을 튀기기 역동성을 바꾸기 수 있기 때문에, 양이 많은 측정을 위해 독자적으로 충분하지 않습니다. 또 다른 방법은 막에 있는 vias를 성격을 나타내기를 위해 적용 가능합니다. 해결책은 단순히 정면을 검열하고, 그 후에 견본을 넘어서 튀기고 후부를 검열하기 위하여 위한 것입니다. 이 검사는 침을 튀기 수확량이 충분히 낮게 높은 확대 심상은 만든 동일 光速를 사용하여 취할 수 있다 이기 때문에 가능합니다. 이것은 몇몇 등록 특징이 막의 양쪽에서 동일 지역에 항해하게 유효해야 하도록 요구합니다. 복종되었었던지 어느 것이 맷돌로 갈기를 숫자 4는 100 nm 두꺼운 막의 후부 전망을 보여줍니다. (이 막을 만들기 위하여 이용된 이륙 방법이 복잡한 뒷쪽 형태학을 만든 주, 그러나 vias는 편평한 지역에 나갔습니다.) 몇몇 더 작은 vias (화살)는 올려진 지역에서 나갔습니다. 에 있는 높은 확대 화상 진찰로, 개통을 통해 상단 그리고 바닥은 침을 튀기 수확량 결정을 위해 또는 단면도를 통해 비교될 수 있습니다.

맷돌로 가는 종점 결정을 위한 숫자 3. 단면 방법. 아) 횡단면적인 마스크의 작성, b) (의 삽입물 포괄) vias의 기계로 가공 및 기운 견본에 관측.

숫자 4. 출구 Au 막에 있는 vias의 측면도.

당연히 줄기 TEM에 있는 검사는 또한 가능하, 막 견본에 있는 가장 작은 vias 검사를 위해 유용합니다. 한 예로, 밝은 필드 전송 헬륨 이온 현미경 사진 (실험적인 기술)는 Au에 있는 nm가 아직도 기본적으로 정연한 모양을 유지하는 20에 숫자 5. Vias에서 아래로 보입니다. 그것의 밑에 그(것)들은, 곡률 반경 기계로 가공 정밀도 5개 nm로 일관된 돌립니다. 막 견본은 또한을 위해 발전 조리법의 과정에서 S/TEM로 평가하기 것이 쉽기 때문에, 허용하고 맷돌로 가는 시간 필수품을 지도 제공하기 박막을 맷돌로 갈고, 의 입구 그리고 출구 둘 다의 검사를을 통해 이용될 수 있습니다.

숫자 전송 화상 진찰에 의하여 종점의 5. 즉시 검증. (프로그램하는), nm에서 폭을 통해 실제: 아) 20 ± 3 (20) nm, b) 8 ± 1 (5) nm, c) 5.2 ± 0.5 (반점 최빈값).

응용

중요한 차원을 가진 숨구멍 vias의 작성을 요구하는 장치 제작 10 미만 나노미터.

기능 플러스 ORION®

맷돌로 가는 나노미터 정밀도 이온, 또한 지상 세부사항을 강조하는 높은 공간적 해상도 화상 진찰, 비 오염 이온 종의 사용; 석판 인쇄에게 패턴 공구 조화시키기.

근원: "칼 Zeiss의 헬륨 이온 현미경으로" 맷돌로 가는 Nano 숨구멍

이 근원에 추가 정보를 위해, 칼 Zeiss를 방문하십시오.

Date Added: Nov 17, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:23

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