| Технические параметры Основные приемущества и возможности програмного обеспечения Результаты полученные на P7-SPMLS-MDT Применение Сканирующего Зондового Микроскопа для контроля качества поверхности |
|
Современная микроэлектроника требует контроля качества элементов с точностью до десятков нанометров в плоскости и единиц нанометров по нормали к ней. Для решения этой задачи в настоящее время применяются сканирующие зондовые микроскопы. В настоящее время предприятием НТ-МДТ создан прибор для контроля цифровых аудио и видеодисков, магнитных и магнитооптических дисков, полупроводниковых и других пластин диаметром 300мм. |
| Микроскоп P7-SPMLS-MDT выполнен на сварной титановой раме с шестью виброгасящими ножками. Исследуемый образец устанавливается на вакуумный поворотный координатный столик с моторизированными микрометрическими передачами, производства "Physical Instrumets", с перемещением по одной координате в плоскости образца с точностью 1 мкм и вращением в плоскости образца с точностью до 0.001°. Микроскоп оснащен оптическим микроскопом с видеокамерой, которые жестко связаны с рамой прибора и съюстированы на кантилевер. Откидная измерительная головка со сканером и оптико-позиционной схемой регистрации отклонения кантилевера располагается над образцом. На свободном конце сканера закрепляется кантилевер. Конструкция выполнена так, что при сканировании луч лазера регистрирующей системы остается неподвижным относительно кантилевера. Это достигается введением специальной системы слежения, которая монтируется в измерительной головке. Отраженный от кантилевера луч света позиционируется в регистрирующую систему, приемником которой является четырех секционный фотодиода. Сигнал разбаланса в плечах фотодиода пропорционален изменению угла отклонения кантилевера в процессе сканирования. Cближение кантилевера и образца осуществляется перемещением каретки с откидной головкой. Управление прибором осуществляется программно через электронный блок при помощи рабочей станции на базе IBM - совместимого компьютера со специальным программным обеспечением. В настоящее время используется компьютер с процессором Pentium 200, 2Gbyte HD, 32Mbyte RAM. Для управления прибором используется специально разработанный, универсальный электронный блок Solver-Р7 с большими возможностями для осуществления различных мод работы прибора.
Электроника и программное обеспечение приборов контактной моде, при которой в процессе сканирования осуществляется в режиме сил отталкивания, когда кантилевер поджимается к образцу с заданной силой в диапазоне 10 -9 - 10-6Н;моде латеральных сил, при которой регистрируется угол закрутки кантилевера в процессе сканирования; резонансной или полуконтактной моде, при которой сканирование производится колеблющимся кантилевером на частоте его резонансных или вынужденных колебаний, предварительно устанавливаемой в полосе резонансного возбуждения кантилевера. Один из возможных режимов реализации этой моды иногда называют "теппинг" или режим простукивания. В резонансной моде цепью обратной связи может поддерживаться постоянной изменение амплитуды или фазы колебания, а регистрироваться профиль, фаза, сигнал ошибки, сигнал на кратных гармониках; бесконтактной моде, при которой осуществляется сканирование в режиме притяжения между кантилевером и подложкой; "лифт" моде, когда в процессе сканирования кантилевер проходит над поверхностью по наперед заданному профилю, при этом можно контрастировать специфические характеристики поверхности, такие как распределение электрических сил, сил взаимодействия адсорбционных слоев; моде регистрации изменения магнитных сил. При этом используется кантилевер со специальным, магниточувствительным покрытием; моде регистрации электрического тока в системе проводящий зонд кантилевера - образец при постоянной силе поджима, что может измеряться синхронно с измерением профиля поверхности; "Кельвин" - моде, при которой измеряется электрическое напряжение между колеблющимся кантилевером и поверхностью образца, необходимое для поддержания переменного электрического тока на частоте колебаний кантилевера равным нулю. Это известный способ измерения изменения работы выхода - метод вибрирующей емкости или метод Кельвина; модах сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии.
|
|