الطباعة الحجرية شعاع الإلكترون نانومتر ذات الأرقام المفردة مع مجهر إلكتروني انتقال المسح ضوئي لتصحيح الانحراف

يوفر هذا البروتوكول إرشادات لتحديد الأنماط ذات دقة نانومتر أحادية الرقم في شعاعين إلكترونيين شائعين يقاومان استخدام المجهر الإلكتروني للمسح الضوئي أو STEM كأداة للتعرض. استخدام STEM تصحيح الانحراف في هذا البروتوكول يسمح نمط روتيني من الميزات الحجرية مع دقة نانومتر واحد. في حين أن أدوات متخصصة جدا ومكلفة ، وهذه الأدوات متاحة في بعض الأحيان للاستخدام دون تكلفة.

يمكن استخدام التقنيات الموضحة في هذا البروتوكول لنقل نمط النانومترية إلى مجموعة متنوعة من المواد. وهكذا، تمكين تصنيع الأجهزة الجديدة في قرار نانومتر أحادي الرقم. وسوف يكون التظاهر نا لي، وهو طالب يعمل في مركز المواد النانوية الوظيفية.

لبدء مكان شرائط اثنين من الشريط الكربوني على الوجهين تقريبا على قدم متساوية من مركز حامل السيليكون وفصل أقل قليلا من قطر رقاقة TEM. شطف الشرائط مع الكحول ايزوبروبيل للحد من قوتها لاصقة وتجنب كسر رقاقة TEM الحساسة أثناء الإزالة من حامل السيليكون. قم بتركيب شريحة TEM على حامل السيليكون مع التأكد من أنها متصلة بشرائط شريط الكربون فقط عند حواف نقيضتين.

لتدور معطف مقاومة HSQ، جبل حامل السيليكون على تشاك الدوار ومحاذاة مركز نافذة TEM تقريبا مع مركز الدوار الدوار. باستخدام الأنابيب، تغطية كامل نافذة TEM مع قطرة واحدة من HSQ. اعتمادا على مقاومة المستخدمة اتبع طلاء تدور والمعلمات الخبز هو مبين في بروتوكول النص.

بعد طلاء الدوران، قم بإزالة رقاقة TEM بعناية من حامل السيليكون. فحص مقاومة التوحيد على نافذة TEM باستخدام المجهر البصري. إذا كان الفيلم متجانساً عبر المنطقة الوسطى من الغشاء كما هو مبين هنا، انتقل إلى الخطوة التالية.

خلاف ذلك، كرر عملية طلاء مقاومة على نافذة TEM جديدة. قم بتركيب رقاقة TEM المغلفة على حامل عينة STEM. تأكد من أن واجهة المقاومة فراغ يواجه شعاع واردة.

منذ يتم التركيز على النحو الأمثل شعاع في الجزء العلوي من العينة. أيضا، تأكد من أن يتم محاذاة الجانبين من نافذة TEM تقريبا مع محور س و ص من مرحلة STEM. وهذا سيسهل التنقل إلى إطار TEM.

الآن، تحميل رقاقة TEM في المجهر والضخ بين عشية وضحاها للحد من التلوث في غرفة العينة. في اليوم التالي، نقل المرحلة الإحداثيات بحيث شعاع هو أكثر من 100 ميكرون بعيدا عن وسط نافذة TEM لتجنب التعرض العرضي. تعيين شعاع المسبار الجذعية الحالية إلى 34 picoamps والطاقة شعاع إلى 200 كيلو إلكترونفولت.

في هذا المجهر تيار انبعاث من خمسة microamps يعادل شعاع التحقيق الحالي من 34 picoamps. في وضع الانعراج التصوير، تعيين التكبير إلى 30،000 مرة مع شعاع من التركيز. مما يجعل من السهل العثور على حافة نافذة TEM.

يتميز وضع الحيود بشعاع ثابت ووضع التباين z و كاشف حقل مباشر الزاوي في منتصف الزاوية. نحن نستخدم وضع الحيود لأنه أسرع. منذ شعاع لا تحتاج إلى أن يتم مسحها ضوئيا لتشكيل أي صورة.

انتقل نحو إطار TEM حتى يتم ملاحظة حافة النافذة على صورة الحيود. ثم انتقل على طول حواف النافذة وسجل إحداثيات س و ص من الزوايا الأربعة من إطار TEM. في هذا التمرين يتم عرض الإحداثيات المسجلة لكل نافذة في هذه الشريحة.

في آخر زاوية نافذة زيادة التكبير إلى 50، 000 مرة، وتنفيذ الخام التركيز على غشاء النافذة عن طريق تحريك المرحلة z الإحداثيات حتى يتم ملاحظة كروس اتجاه نمط الانعراج. في وقت لاحق ، أداء غرامة التركيز عن طريق ضبط عدسة الهدف الحالي. الآن، زيادة الصهارة إلى 180، 000 مرة.

ضبط التركيز، وصمة العار، وضبط انحراف التصحيح من أجل الحصول على صورة الانحراج تصحيح انحراف من غشاء النافذة. يُعرف أسلوب التركيز هذا باسم الأسلوب Ronchigram. إغلاق صمام بوابة شعاع لتجنب أي التعرض العرضي للمقاومة عند تحريك المرحلة.

تحقق من أن تيار الحزم هو 34 picoamps والتكبير هو 180، 000 مرة. استخدم إحداثيات زاوية النافذة المسجلة مسبقًا لنقل المرحلة بحيث يكون مركز مجال الرؤية على بعد 5 ميكرونات من وسط النافذة. في هذا التمرين، يتم تمثيل هذا الموضع بالنقطة A في الشريحة.

افتح صمام بوابة الحزمة وركز على هذه النقطة باستخدام طريقة Ronchigram. بعد ذلك، أغلق صمام بوابة الشعاع. نقل المرحلة لوضع مجال الرؤية في وسط إطار TEM.

تغيير التكبير إلى 18,000 مرات. الآن، نقل عنصر التحكم شعاع إلى نمط نظام مولد من خلال النقر على الأمر NPGS من نمط واجهة المستخدم مولد ووضع شعاع في أي مكان بعيدا عن منطقة نمط. هنا، يتم استخدام الزاوية اليمنى العليا، والتي يتم تحقيقها مع لجنة المساعدة الإنمائية زائد 10 زائد 10 الأمر.

النقر على عملية تشغيل ملف الأمر يحدد النظام جاهزة للتعرض الذي يحدث عندما شريط الفضاء من الكمبيوتر مولد نمط هو الاكتئاب ولكن لا تضغط عليه حتى الآن. من المهم للغاية تنفيذ الإجراءات التالية في تتابع سريع لتجنب الإفراط في عرض المقاومة في مواقع الحزم الأولية والنهائية. افتح صمام البوابة ثم تحقق من خلال مراقبة صورة نمط حيود الحزمة.

ما إذا كان الشعاع في التركيز في موضع الحزمة الأولية. كشف النمط. عند اكتمال التعرض.

تحقق مما إذا كانت صورة نمط الانعراج تظل في بؤرة التركيز في موضع الحزمة النهائية. وأخيرا، أغلق صمام البوابة وإزالة رقاقة TEM من STEM. لتطوير HSQ، حرك رقاقة TEM في محلول المياه الأيونية المالحة التي تحتوي على 1٪ من وزن هيدروكسيد الصوديوم و 4٪ من كلوريد الصوديوم الوزن لمدة أربع دقائق في 24 درجة مئوية.

ثم يحرك رقاقة في المياه ديونيه نقية لمدة دقيقتين لشطف المطور المالحة. تراجع رقاقة TEM في ACS الكاشف الصف IPA وتحريك بلطف لمدة 30 ثانية. ضع بسرعة رقاقة TEM على رقاقة سيليكون خاصة بوصتين بوصة.

تأكد من أن شريحة TEM دائماً مبتلة مع IPA أثناء النقل. بعد حوالي دقيقتين إلى ثلاث دقائق، أغلق نقطة حرجة تجفيف أو CPD رقاقة رقاقة تجميع كما رسم تخطيطي في بروتوكول النص. اترك الوحدة بأكملها تمرغ في ACS الكاشف من الدرجة IPA لمدة 15 دقيقة إضافية مغمورة تمامًا في IPA.

نقل بسرعة كاملة مجموعة حامل رقاقة CPD إلى حاوية ثانية مع ACS جديدة كاشف الصف IPA وتركها لمدة 15 دقيقة إضافية مغمورة تماما في IPA. الآن نقل مجمع حامل رقاقة CPD إلى غرفة عملية صك CPD. في جميع الأوقات يجب أن تكون مغمورة تماما رقاقة TEM في IPA.

تشغيل عملية CPD باتباع تعليمات التشغيل الأداة. بعد التعرض وHSQ مقاومة التنمية، تمت إزالة ثلاثة إلى أربعة نانومتر من طبقة السيليكون رقيقة جدا في طبقة غير مكشوفة من النافذة عن طريق النقش البلازما الاستقرائي مقرونة. مراقبة تفاصيل المنطقة الوسطى من HSQ مقاومة.

يكشف أن الخطوط الأربعة لديها متوسط عرض مقاس من سبعة نانومتر. يتم عرض الصور المجهرية الكهربائية المسح الضوئي من أصغر ثقوب نمط وPMMA لهجة إيجابية هنا. متوسط أصغر ميزة معزولة هو 2.5 زائد أو ناقص 0.7 نانومتر.

في حين أن أصغر نمط الملعب هو 17.5 نانومتر. شريط مقياس أصفر هو 40 نانومتر. تظهر هنا نتائج النبرة السلبية PMMA.

متوسط أصغر ميزة معزولة هو 1.7 زائد أو ناقص 0.5 نانومتر. في حين أن أصغر نمط الملعب هو 10.7 نانومتر. مرة أخرى، شريط مقياس أصفر هو 40 نانومتر.

يصف هذا البروتوكول عملية لنمط الهياكل الشاذة مع دقة نانومتر أحادية الرقم في شعاع الإلكترون التقليدي مقاومة PMMA و HSQ. ومن الأهمية بمكان تركيز شعاع الإلكترون قبل وبعد التعرض لتحقيق أعلى دقة النقش وتحديد ما إذا كان أي إزالة للتكرار قد حدث أثناء النقش. كما أن استخدام تجفيف النقاط الحرجة بعد تطويرها أمر بالغ الأهمية لتجنب انهيار النمط بسبب أعلى تباين في هياكل النمط.

النتائج لPMMA لهجة إيجابية وسلبية هي أصغر الميزات في الأدب. نتائج HSQ ليست أصغر ولكن هذا البروتوكول يتيح الحصول على 10 نانومتر الفرعية استنساخ ميزات في HSQ ويوضح نمط أحادية الرقم من الهياكل السيليكون. بالإضافة إلى ذلك، بالاتفاق مع الدراسات المنشورة سابقاً، تثبت هذه النتائج أنه يمكن نقل هذه الأنماط بدقة عالية إلى مادة مستهدفة مختارة.