- •2.1. Теория
- •Постоянная составляющая
- •Постоянный наклон
- •Неидеальность сканера, вычитание поверхности второго порядка
- •Шумы аппаратуры
- •Горизонтальные полосы на изображении
- •Фильтры резкости (Контрастирующие фильтры)
- •Линейные фильтры
- •Сглаживание
- •Градиентные фильтры
- •Нелинейные фильтры
- •2.1.4. Количественный анализ СЗМ изображений
- •Построение гистограммы изображения
- •Определение параметров шероховатости поверхности
- •Построение Фурье-спектра изображения
- •2.2. Порядок выполнения лабораторной работы
- •Задание 1. Планаризация изображения
- •Задание 2. Применение фильтров
- •Задание 3. Преобразование Фурье
- •Задание 4. Фурье-фильтрация
- •2.3. Контрольные вопросы
- •2.4. Литература
- •5. Изготовление зондов для СЗМ методом электрохимического травления
- •5.1. Теория
- •Зонды для туннельных микроскопов
- •Изготовление зондов методом электрохимического травления
- •Изготовление зондов методом перерезывания проволоки
- •Искажения, связанные с формой зонда
- •Устройство заточки зондов для СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР II
- •Определение остроты зонда
- •5.2. Задание
- •5.3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •Изготовление заготовки зонда
- •Подготовка к заточке
- •Заточка зонда
- •1-й способ (одноступенчатая заточка)
- •2-й способ (многоступенчатая заточка)
- •Подготовка к измерениям
- •Определение формы резонансного пика
- •Анализ результатов
- •5.4. Контрольные вопросы
- •5.5. Литература
- •6. Исследование поверхности твердых тел методами сканирующей туннельной микроскопии
- •6.1. Теория
- •Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа
- •Факторы, влияющие на качество изображения в СТМ
- •Конструкция датчика туннельного тока СЗМ Наноэдюкатор II
- •6.2. Задание
- •6.3. Порядок выполнения работы
- •Подготовка прибора к работе
- •Определение максимального измеряемого тока
- •Определение величины минимального измеряемого тока
- •Получение рельефа поверхности методом постоянного туннельного тока
- •Подготовка к сканированию
- •6.4. Контрольные вопросы
- •6.5. Литература
- •7. Зондовая литография
- •7.1. Теория
- •7.1.1. Физические основы зондовой литографии
- •7.1.2. Виды зондовой литографии
- •7.1.2.1. СТМ литография
- •7.1.2.3. Силовая литография
- •7.2. Задание
- •7.3. Порядок выполнения лабораторной работы
- •Подготовка к работе
- •Предварительное сканирование
- •Подбор параметров литографии
- •Векторная силовая литография
- •Растровая силовая литография
- •Завершение работы
- •7.4. Контрольные вопросы
- •7.5. Литература
- •8. Калибровка сканеров
- •8.1. Теория
- •Устройство и принцип работы сканера на основе пьезотрубок
- •Сканирование
- •Сканеры с емкостными датчиками положения
- •Обратная связь по осям X и Y
- •8.2. Задание
- •8.3. Проведение лабораторной работы
- •Подготовка образца
- •Подстройка датчиков положения
- •Калибровка сканера
- •Сканирование калибровочной решетки
- •Проверка калибровок
- •Изменение калибровочных параметров
- •Проверка калибровок
- •8.4. Контрольные вопросы
СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР II. Учебное пособие
Рис. 7-5. Результат предварительного сканирования. Выполнено вычитание плоскости
Процесс растровой литографии занимает достаточно длительное время, за которое в результате дрейфа сканер может смещаться относительно выбранного участка поверхности, при этом формируемый в соответствии с шаблоном рельеф
поверхности может быть сильно искажен. Во избежание этого рекомендуется отсканировать рабочую поверхность несколько раз, убедиться в отсутствии дрейфа и
только после этого проводить литографию.
Подбор параметров литографии
Перед проведением литографии рекомендуется измерить зависимость Mag(z) и на ее основании подобрать параметры проведения литографии.
1.Перейдите на вкладку спектроскопии (Рис. 7-6). На вкладке будет отображаться то же изображение, что и на вкладке сканирования.
Рис. 7-6. Вкладка спектроскопии
2. Из списка M o de выберите метод M ag(Z).
7-14
Лабораторная работа № 7
3.Задайте диапазон изменения удлинения Z-трубки сканера в полях ввода От (расстояние на которое образец отводится от зонда от текущего положения), Дo (расстояние, на которое образец подводится к зонду от текущего
положения) (Рис. 7-6). В качестве начальных значений установите:
От = 50 нм, Дo = –160 нм (в относительных единицах).
4.Выберите точку проведения измерений рядом с участком, на котором
предполагается проводить литографию. Для этого нажмите кнопку
, затем задайте положение точки измерений щелчком мыши.
ПРИМЕЧАНИЕ. Не рекомендуется выбирать точку для измерений в
пределах области литографии, поскольку при спектроскопии на поверхности образца остается небольшой след от зонда.
5.Запустите измерения кнопкой . Результат измерений появится в области
графиков вкладки Спектро ско пия. График должен иметь вид как на Рис. 7-7. При необходимости, измените пределы измерений.
6.По полученной кривой определите значение силы воздействия зонда в точках,
соответствующих черным точкам шаблона – параметр Во здействие (Во здействие 1 для растровой литографии). Значение силы воздействия следует выбирать в пределах нижнего перегиба графика Mag(z) (см. Рис. 7-7).
Рис. 7-7. Выбор значения параметра Воздействие
Векторная силовая литография
1.Перейдите на вкладку литографии. На вкладке будет отображаться то же изображение, что и на вкладке сканирования.
2.Выберите векторный способ литографии, нажав кнопку Вектор. Появится панель инструментов векторной литографии.
Рис. 7-8
7-15
СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР II. Учебное пособие
3.На выбранном участке изображения поверхности задайте положение и размер объектов шаблона литографии с помощью инструментов Панели инструментов шаблона литографии.
Рис. 7-9. Шаблон векторной литографии
4.На дополнительной панели задайте параметры литографии (Рис. 7-10):
●Выберите метод литографии – Сигнал ОС;
●Задайте скорость проведения литографии – 2 мкм/сек;
●Задайте шаг литографии – 0,1 мкм.
Рис. 7-10
5.В поле Во здействие на панели управления задайте силу, с которой зонд будет
воздействовать на поверхность образца при движении по линиям шаблона. Значение силы воздействия выбирается по результатам спектроскопии Mag(z) (Рис. 7-7).
7-16
Лабораторная работа № 7
Рис. 7-11
6. Запустите процесс литографии кнопкой . В процессе литографии зонд будет двигаться по линиям, соответствующим линиям шаблона.
Движение зонда будет отображаться на мониторе перемещением перекрестья в реальном времени. Кнопка Пус к изменится на кнопку Сто п и под ней
появится индикатор, на котором голубым цветом будет отображаться процент выполнения литографии (Рис. 7-14). По окончании литографии кнопка Пус к примет свой первоначальный вид.
7.После окончания литографии просканируйте участок поверхности образца, на котором была выполнена литография. Для этого перейдите на вкладку
сканирования. Не изменяя параметров сканирования и не смещая поле сканирования, запустите сканирование кнопкой Пус к .
8.Оцените качество литографированного изображения. При необходимости
измените (увеличьте или уменьшите) значение максимальной величины воздействия на образец, затем повторно проведите литографию на новом участке.
Растровая силовая литография
1.Перейдите на вкладку литографии. Выберите растровый метод литографии, нажав кнопку Рас тр.
2.Загрузите шаблон литографии, перетащив изображение в поле выбора шаблона (Рис. 7-12).
3.На отсканированном изображении поверхности выберите достаточно гладкий и не имеющий существенных поверхностных дефектов и загрязнений
участок. Нажмите кнопку , затем с помощью мыши задайте размер и
положение области литографии. На выделенной области появится изображение шаблона (Рис. 7-12).
7-17
СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР II. Учебное пособие
|
Рис. 7-12. Выбор области литографии |
|
||
4. На панели дополнительных параметров (открывается кнопкой |
) задайте |
|||
параметры литографии: |
|
|
|
|
● |
расстояние между строками Шаг |
– |
0,1 мкм; |
|
● |
скорость литографии Ск о р |
– |
25 нм/c; |
|
● |
метод литографии |
– |
Сигнал ОС. |
|
Рис. 7-13. Задание параметров литографии
5.Задайте силу воздействия зонда на образец в точках шаблона:
Во здействие 1 – значение, определенное по результатам спектроскопии
Mag(z). C такой силой зонд будет воздействовать на поверхность образца в точках, соответствующих черным точкам шаблона.
Во здействие 2 – значение, равное значению параметра Рабочая точка. C
такой силой зонд будет воздействовать на поверхность образца в точках, соответствующих белым точкам шаблона.
7-18
|
Лабораторная работа № 7 |
|
|
6. Для запуска литографии щелкните на кнопке |
. В результате |
начнется выполнение литографии, кнопка Пус к изменится на кнопку Сто п и под ней появится индикатор, на котором голубым цветом будет отображаться
процент выполнения литографии (Рис. 7-14). По окончании литографии кнопка Пус к примет свой первоначальный вид.
Рис. 7-14. Вид панели управления в процессе выполнения литографии
7.После окончания литографии просканируйте участок поверхности образца, на котором была выполнена литография. Для этого перейдите на вкладку
сканирования. Не изменяя параметров сканирования и не смещая поле сканирования запустите сканирование кнопкой Пус к .
Рис. 7-15. СЗМ-изображение участка поверхности, на котором была осуществлена литография
8.Оцените качество литографированного изображения. Например, на Рис. 7-16
изображение практически не видно, т.е. величина воздействия была недостаточной.
7-19
