Развитие методов зондовой микроскопии для исследования и контроля поверхностей материалов и изделий микроэлектроники

• Автор: Лосев, Виталий Викторович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

FJ1ABA 1 .Современное состояние зондовых методов исследования

и контроля поверхностей материалов и изделий

1.1 Актуальность методов зондовой микроскопии

1.2 Принципы работы сканирующих зондовых микроскопов (СЗМ)

1.2.1 Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ)

1.2.2 Сканирующая атомно-силовая микроскопия (ACM)

1.2.3 Сканирующая близкопольная оптическая микроскопия (БОМ)

1.2.4 Микроскопия боковых сил (МБС)

1.3 Классификация методов СЗМ

1.3.1 Режим контактного сканирования
1.3.2 Режим полуконтактного сканирования
1.3.3 Режим бесконтактного сканирования
1.3.4 Режим туннельного сканирования
1.4 Основные достижения зондовой микроскопии в исследовании природной среды, контроле материалов и изделий
Выводы к главе
ГЛАВА 2. Методы исследования материалов и изделий в химически
активных средах при помощи СЗМ линии «SOLVER»
2.1 Исследование материалов и изделий в электрохимических
средах при помощи СЗМ
2.1.1 Конструкция электрохимической ячейки
2.1.2 Особенности СТМ в электролите
2.2 Управление электрохимическими процессами

Выводы к главе
ГЛАВА 3. Методы тестирования поверхностей изделий
микроэлектроники на приборах линии «SOLVER»
ЗЛ Разработка СЗМ для исследования топологии
поверхности лазерных компакт-дисков
3 Л Л Режимы работы и технические характеристики СЗМ
Solver-P7LS
3 Л .2 Экспериментальные результаты по исследованию поверхностей материалов и изделий в производстве
лазерных дисков
ЗЛ .3 Применение Solver-P7LS в микроэлектронике
3.2 Метод группового статистического анализа объектов
на поверхности
3.2.1 Экспериментальные результаты по исследованию
матриц CD-дисков
Выводы к главе
ГЛАВА 4. Разработка емкостных методов для исследования
приповерхностных свойств изделий микроэлектроники
на СЗМ линии «SOLVER»
4.1 Бесконтактная емкостная методика
4.2 Разработка метода измерения емкости на основе контактного взаимодействия в системе зонд-поверхность
4.3 Промышленные применения емкостных методик
Выводы к главе
Г ЛАВА 5. Методы и инструменты для исследования свойств поверхностей магнитных материалов на приборах линии «SOLVER»
5.1 Развитие метода магнитно-силовой микроскопии
для исследования поверхностей носителей информации
5.2 Развитие микромеханических инструментов для прецизионных магнитных исследований
с помощью СЗМ
Выводы к главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

(А?' « Z1), то при уменьшении амплитуды колебаний или при увеличении Ъ зонд попадает в область бесконтактных взаимодействий (взаимодействий с адсорбционным слоем (А~А2), магнитных, электродинамических, электростатических взаимодействий (А<А})).
1.2.3 Сканирующая близкопольная оптическая микроскопия (БОМ)
Близкопольная оптическая микроскопия [119-124] развивалась параллельно с развитием методов СТМ и АСМ. Близкопольный оптический микроскоп - это микроскоп, позволяющий получать разрешение на порядок лучше дифракционного предела обычного оптического микроскопа. Основная идея состоит в облучении образца на расстоянии порядка десятков нанометров (для получения эффекта ближнего поля). Отраженное излучение является полезным сигналом. В качестве зонда (им либо освещают поверхность, либо собирают отраженное излучение, либо и то и другое) используется остро заточенное оптическое волокно с характерным размером острия < 100 нм. При этом разрешение определяется не длиной волны, а радиусом кривизны острия зонда и может достигать -10 нм.
Ввиду большего разрешения, чем у обычного оптического микроскопа, БОМ нашёл широкое применение. С помощью него можно исследовать мягкие материалы органического происхождения такие, как клеточные образования, молекулы ДНК, вирусы и т.п. Методами близкопольной литографии можно получить структуры с характерным размером порядка десятой доли длины волны. Можно осуществлять спектроскопию биологических объектов. При этом образец облучают ультрафиолетовым излучением и изучают полученный локальный спектр люминисцируещего излучения. Можно изучать свойства полупроводников. Применение БОМ для анализа поверхностей позволяет получать информацию, синхронно с измерением