Nano-Por Malning genom Att Använda För HeliumJon för ORION® Det POSITIVA Mikroskopet av Carl Zeiss

Täckte Ämnen

Applikationer av Nanosized Por
att Fabricera och att Avbilda Nanoscale Särdrag som Använder den Focusd Jonen, Strålar
Begränsningar av den Focusd Jonen Strålar
HeliumJonMikroskopet och Under-Nanometeren Storleksanpassar Sonden
Skapa Nano-Por genom Att Använda HeliumJonMikroskop
Applikation
ORION®-PLUSKapaciteter

Applikationer av Nanosized Por

Por eller vias med singel-siffra nanometer storleksanpassar är nödvändiga för genomförandet av många applikationer. Dessa inkluderar:

  • Kemiska avkännare, liksom lokaliserat ytbehandlar plasmonresonans (LSPR)avkännare, som kräver de avkännande särdragen att ha en storleksanpassa att att närma sig det av de mätte hälfterna
  • DNA-ordnande i viss följd via electrophoresis, som kräver att isolera membran med en diameter nästan, som av DNA-molekylen
  • Biomoleculefiltration och analys, som kräver nano-por samlingar med litet storleksanpassar, yet tillräckligt sammanlagd genomgång för kick
  • Röntga holography, som lilla öppningar, slits eller andra diffractionöppningar är den nödvändiga jordbruksprodukter för per hänvisa tillwavefront

Applikationerna kräver ofta porna att ha ett kickaspektförhållande av 10: 1 eller mer. Således är det önskvärt att ha en metod som gör prototyp- eller forskningapparater med kicken som bearbetar med maskin precision och mönstrar böjlighet.

att Fabricera och att Avbilda Nanoscale Särdrag som Använder den Focusd Jonen, Strålar

Den Laddade partikeln strålar är det mest böjlig bearbetar båda för att fabricera, och att avbilda presenterar på nano-fjäll. Det finns läkarundersökningen begränsar till kapaciteten av den laddade partikeln strålar för att skapa särdragen som krävs för applikationerna över. Den mest allmänningmetoden som i dag används, är den fokuserade jonen strålar (FIB), baserade på galliumflytanden belägger med metall jonkällan (Ga LMIS).

Begränsningar av den Focusd Jonen Strålar

Denna metod begränsas i den kapacitet att fungera på storleksanpassafjäll av intresserar, emellertid. Man resonerar för denna är den större fläcken storleksanpassar, typisk 3-7 nm, som karakteriserar en FIB strålar. Förutom centralfläcken av stråla strålar den stora energispridningen av blytaket för LMIS (eV 5) till avvikelser, som sätter den viktiga jonströmmen in i ett fördjupat, svanen. Denna svan orsakar bearbetade med maskin särdrag för att bli mycket större än denna, som de göras djupare. Denna är en naturlig begränsning.

Figurera 1 illustrerar verkställa av dessa LMIS strålar svanar på att bearbeta med maskin precision, visning som en uppsättning av FIB-malde fläckar i tjockt guld- 100 nm omkullkastar. Malning bars ut av unblanking stråla i flera fläckar, för olika tidsperioder. Även för den applicerade minsta tiden (20 millisekund), är det skapade särdrag mer än 20 nm across, och den jämna insidan för icke-nollställda grå färg som spela golfboll i hål i denna SEM 2000 avbildar, indikerar att den inte gick till och med det helt omkullkastar tjocklek. Även för en 80 millisekund fläck mala, via tränger igenom inte uppsätta som mål fullständigt. På 1 sekund som bearbetar med maskin tid, verkar en runda 50 nm via, att ha skapats.

Another utfärdar med Ga-FIB är skadan som orsakas av stråla till membran. Nytt arbete vid Gierak på graphenemalning avslöjde att det fristående graphenemembranet krullade dramatiskt nära var FIBEN strålar hade applicerats. En fokuserad elektron för kickspänning (200 keV) strålar, liksom in en STEM, kan också vara van vid skapar vias i bestämda material via dominoeffekter, men det processaa är långsamt och inskränkt i materiella val.

Figurera 1. FIBEN malde fläckar i ett guld- omkullkastar. Resultat avbildas av SEM 2000.

HeliumJonMikroskopet och Under-Nanometeren Storleksanpassar Sonden

Heliumjonmikroskopet (HIM) producerar en undernanometer storleksanpassar sonden med en low samlas jonen. Stråla har ett åtsittande rumsligt att profilera tack vare dess spridning för låg energi (1 eV), och en liten konvergens metar, båda av som förminskar avvikelser. Fräsa klassar är lägre, än för en gallium stråla, men omvänt detta hjälpmedel som ta provväxelverkan gör inte spritt stråla som snabbt. Därför är fräsande händelser mycket mer rimlig att uppstå nästan strålaaxeln. Vi ger oss i denna noterar ett hårdnaexempel av detta processaa som är baserat på applikationen av att skapa nmscalevias i ett 100 guld- lagrar för nm tjockt, med avslutamålet av att skapa en LSPR-avkännare, som introducerat över.

Skapa Nano-Por genom Att Använda HeliumJonMikroskop

Vias kan skapas med HONOM riktar by att fräsa av guld-. Stråla villkorar som kan lyckat skapa dessa vias ger sig in Bordlägger 1. Vias besegrar till 8 som nm i diameter kan skapas i denna danar. Om stråla parkeras på en fläck, i stället för avläst, är 5 nm via möjligheten. Figurera 2 ger en indikering av den bearbeta med maskin precisionen. Via forma troheten karakteriseras i detta fall av beloppet av att runda av tränga någon, och sidoväggen metar. Tränga någon som rundar, mätt av radien av krökning på fyrana, tränga någon, är ungefärligt 5 nm. Den mätte sidoväggen metar spänner från 88 - 90º. Dessa utmärkt värderar låter för preciserar att bearbeta med maskin av för lilla särdrag som ska erhålls av traditionell FIB. Tiden som krävs för jonmalningen, behöver någon förklaring. För att mala i en polycrystalline Au filma, malningen klassar kan bero på kornriktningen av fläcken var via förläggas. Detta ses in Figurerar 2a, var bearbeta med maskin på rätten kantar av det programmerade rasterområdet hindrades av ett stort korn. Således endast kan en allmän tumregel ges. Beträffande-Avlagring av guld- baksida på sidoväggförhöjningarna som den krävda dosen för kickaspektförhållande presenterar. Tumregeln för att bearbeta med maskin tid till och med ett 100 guld- lagrar för nm tjockt under villkorar av Table 1 är att a via av den ska bredden för x nm kräver x understöder för att mala. Således skapas 5 nm via i 5 understöder. För ett mer enhetlig materiellt är de ska resultaten amenable till mer åtsittande processaa kontrollerar.

Figurera 2. Kvadrera vias som skapas i tjock Au för 100 nm. Storleksanpassa i a) är 100 nm, storleksanpassar i b) är 50 nm.

Bordlägga 1. Inställningar för att mala som är nano-vias i Au med HONOM

Parameter Inställning
Stråla Energi 35 keV
Stråla Strömmen 1 pA
Arbetet Distanserar en mm 5,0
Bildläsningstyp Raster
PIXELtäthet 256 × 256
Bo tid 1 µsec
Tajma för att mala 1 width* för sekund/nm

*Milling tid är ungefärlig, ser text.

En final noterar om endpointen av den processaa malningen är nödvändig. Det är ganska svårt att bestämma endpointen för a via med ett kickaspektförhållande, for den sekundära elektronen signalerar från bottnen av ett sådan särdrag är för svag. Två metoder beskrivas här för att bära ut denna uppgift. Första är undersökningen av tvärsnitt av viasna. Sedan klipp till och med en sub-10 nm via är opraktiskt, är en metod att skapa lodlinjen vänder mot av tvärsnittet först och förlägger via snitt nära som vänder mot. Detta är tillämpbart thin att filma tar prov och illustreras in Figurerar 3. Enpassera mal utförs för att skapa en observationsgrop med en sluttad botten, och lodlinjen vänder mot (det bästa vänder mot i Fig.en 3a). Därpå bildas vias nära kanta av lodlinjen vänder mot för kontroll (Fig. 3b). Detta kan ge en ömt ställe beskådar av den processaa malningen. Det är inte tillräckligt på dess eget för kvantitativa mätningar, sedan sidoflyktbanan för fräste atoms kan förändra den fräsande dynamiken. En Annan metod är tillämpbar för att karakterisera vias i membran. Lösningen är enkelt att kontrollera beklädasidan, då att bläddra ta prov över och för att kontrollera baken. Denna kontroll är möjligheten, därför att fräsandeavkastningen är low nog att en kickförstoring avbildar kan tas genom att använda samma strålar att skapad via. Detta kräver att några registreringssärdrag bör vara tillgängliga för att navigera till det samma området på båda sidor av membranet. Figurera 4 shows som baken beskådar av ett tjockt membran för 100 nm, som hade betvingats till att mala. (Notera, att den van vid startmetoden skapar, detta membran skapade en komplex bakmorfologi, men viasna gick ut på lägenhetområden.), Några mindre vias (pilar) gick ut i lyftta områden. Med kickförstoring som avbildar i HONOM, kan det bästa och det nedersta via öppningar, jämföras för att bestämma fräsande avkastning, eller via profilerar.

Figurera 3. Tvärsnittmetod för att bestämma malningendpoint. skapelsen för a) av tvärsnittet vänder mot, tar prov att bearbeta med maskin för b) av vias (bästa-besegra, inlägg) och observationen på vippat på.

Figurera 4. Gå Ut sidan beskådar av vias i Aumembran.

Naturligtvis är är kontroll i STEM eller TEM möjligheten som väl och användbar för att kontrollera de minsta viasna i membran tar prov. Som ett exempel som är ljust sätta in micrographs för överföringsheliumjonen (en experimentell teknik) visas in Figurerar 5. Vias besegrar till 20 som nm i Austillbild behåller en kvadrera formar i stort. nedanfört, som de rundas, jämnt med den 5 nm-radien av krökning som bearbetar med maskin precision. Membranet tar prov kan också användas i det processaa av framkallande recept för att mala thin filmar och att låta kontroll av både hänrycka och går ut av via och att ge vägledning för att mala tidkrav, sedan det är lättare att utvärdera med S/TEM.

Figurera 5. Realtidsverifikation av endpointen, genom att avbilda för överföring. Faktiskt (programmerat) via bredder, i nm: ± 20 för a) 3 (20) ± 8 för nm, för b) 1 (5) ± 5,2 0,5 för nm, för c) (fläckfunktionsläge).

Applikation

Apparatfabriceringen som kräver skapelsen av por eller vias med kritiskt, dimensionerar mer mindre än 10 nanometers.

ORION®-PLUSKapaciteter

Malning för Nanometerprecisionjonen, avbilda för upplösning för kick rumsligt, som betonar också, ytbehandlar specificerar, bruk av non-förorenande art för en jon; lithographic mönstra bearbetar att ha kontakt.

Källa: ”Nano-Por Malning med HeliumJonMikroskopet” vid Carl Zeiss

Behaga besök Carl Zeiss För mer information på denna källa.

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

Last Update: 14. June 2013 04:48

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit