NL1026942C2

NL1026942C2 - Method and device for the formation of electrodes on a nanometer scale and similar electrodes.

Info

Publication number: NL1026942C2
Application number: NL1026942A
Authority: NL
Inventors: Hendrik Willem Zandbergen; Frans David Tichelaar; Paulus Franciscus Aug Alkemade
Original assignee: Univ Delft Tech
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-03-02
Also published as: WO2006025737A1

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor de vorming van elektroden op nanometerschaal en dergelijke elektroden.Title: Method and device for the formation of electrodes on a nanometer scale and similar electrodes.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vorming van elektroden op nanometerschaal. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor de vorming van elektroden waarmee elementen op nanometerschaal kunnen worden gedetecteerd en gemeten 5 met behulp van geleiding.The invention relates to a method for the formation of electrodes on a nanometer scale. In particular, the invention relates to a method for forming electrodes with which elements on a nanometer scale can be detected and measured with the aid of conduction.

Bij de toepassing of detecteren van zeer kleine elektrisch geleidende componenten, zoals actieve elektrische componenten is het maken van elektrisch contact veelal problematisch. Dergelijke componenten op nanometerschaal, die bijvoorbeeld kunnen bestaan uit deeltjes met 10 dimensies van één tot enkele nanometer en zelfs kunnen bestaan uit bijvoorbeeld één enkel molecuul, maken elektroden noodzakelijk op nanometerschaal, in het bijzonder elektroden met een precisie van één tot enkele nanometer.When applying or detecting very small electrically conductive components, such as active electrical components, making electrical contact is often problematic. Such nanometer-scale components, which may, for example, consist of particles with dimensions of one to a few nanometers and may even consist of, for example, a single molecule, necessitate nanometer-scale electrodes, in particular electrodes with a precision of one to a few nanometers.

Het is algemeen bekend elektroden te vervaardigen met behulp 15 van lithografische technieken. Zo kan gebruik worden gemaakt van metaaldepositie en lithografie met behulp van UV-licht, gevolgd door etsen, waarmee een precisie kan worden bereikt van ongeveer 50 nm. Een hogere precisie kan niet worden bereikt omdat deze wordt beperkt door de golflengte van het gebruikte licht. Een kortere golflengte kan daarbij niet 20 worden toegepast omdat alle materialen voor licht met een dergelijke korte golflengte doordringbaar zijn.It is generally known to manufacture electrodes using lithographic techniques. For example, use can be made of metal deposition and lithography using UV light, followed by etching, with which a precision of approximately 50 nm can be achieved. A higher precision cannot be achieved because it is limited by the wavelength of the light used. A shorter wavelength cannot be used here because all materials are permeable to light with such a short wavelength.

Ook is bekend gebruik te maken van elektronenbundel lithografie in foto- of elektronengevoelige lagen, gevolgd door etsen. Hiermee kan een precisie worden bereikt van ongeveer 20 nm. Weliswaar kan de 25 elektronenbundel worden gefocuseerd met een precisie van één nanometer of minder, doch verstrooiing van elektronen uit de bundel en/of opgewekte elektronen zullen de daarvoor gevoelige laag ook buiten de gewenste 1026942 ( 2 gebieden waarop wordt gefocuseerd belichten, waardoor de mogelijke nauwkeurigheid wordt beperkt tot genoemde waarde van ongeveer 20nm.It is also known to use electron beam lithography in photo- or electron-sensitive layers, followed by etching. A precision of approximately 20 nm can be achieved with this. It is true that the electron beam can be focused with a precision of one nanometer or less, but scattering of electrons from the beam and / or generated electrons will also illuminate the sensitive layer outside the desired 1026942 (2 areas that are focused on, thereby reducing the possible accuracy is limited to said value of approximately 20 nm.

De uitvinding beoogt een werkwijze van de in de aanhef beschreven soort te verschaffen, waarbij ten minste een aantal van de genoemde 5 nadelen is vermeden, met behoud van de voordelen. Daartoe wordt een werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 1.The object of the invention is to provide a method of the type described in the preamble, wherein at least a number of the disadvantages mentioned are avoided, while the advantages are retained. To that end, a method according to the invention is characterized by the features of claim 1.

Bij een werkwijze volgens de uitvinding wordt gebruik gemaakt van een elektronenbundel om direct een elektrisch geleidend materiaal te 10 bewerken, zonder tussenkomst van lagen die gevoelig zijn voor elektronen of lichtlagen. Gebleken is dat met behulp van een elektronenbundel atomen kunnen worden verplaatst, zodat een groef kan worden gevormd in een strip elektrisch geleidend materiaal, in het bijzonder metaal, zodanig dat de elektrische geleiding door de strip wordt beïnvloed, in het bijzonder 15 onderbroken. Daardoor kunnen op eenvoudige en bijzonder nauwkeurige wijze elektroden worden vervaardigd op nanometerschaal.In a method according to the invention use is made of an electron beam to directly process an electrically conductive material, without the intervention of layers that are sensitive to electrons or light layers. It has been found that with the aid of an electron beam atoms can be displaced, so that a groove can be formed in a strip of electrically conductive material, in particular metal, such that the electrical conductivity is influenced by the strip, in particular interrupted. As a result, electrodes can be manufactured on a nanometer scale in a simple and particularly accurate manner.

Onder nanometerschaal dient in deze ten minste te worden begrepen dat genoemde elektroden ten minste in een breedterichting en een dikterichting afmetingen hebben tussen één nanometer en enkele tientallen 20 tot honderden nanometers, althans nabij genoemde groef en/of een tussen genoemde elektroden gevormde groef een wijdte heeft die zodanig klein is dat deze overbrugd kan worden door elementen met buitenafmetingen op een schaal van kleine en middelgrote moleculen, bijvoorbeeld tussen minder dan één nanometer en enkele nanometers. Onder strip dient in deze ten 25 minste te worden begrepen elk type element vervaardigd uit elektrisch geleidend materiaal dat een minimale lengte en een minimale breedte heeft die aanmerkelijk groter zijn dan de dikte van het materiaal, gemeten haaks op genoemde lengte- en breedterichting, ten minste ter hoogte van de plaats waar de ten minste ene groef wordt aangebracht. Onder groef dient in deze 30 ten minste te worden begrepen een vervorming van de oppervlakte van de 1026942 3 strip die een diepte heeft, gezien vanaf genoemd oppervlak, en een wijdte, waarbij de vervorming zowel vlakke als enkel of dubbel gekromde of onregelmatig gevormde zijvlakken kan hebben die althans in hoofdzaak de naar elkaar gekeerde wanden van de groef bepalen. De groeikan een bodem 5 hebben uit het materiaal van de strip maar kan zich ook door de volledige dikte van de strip uitstrekken.A nanometer scale is understood to mean at least that said electrodes have dimensions at least in a width direction and a thickness direction between one nanometer and a few tens of 20 to hundreds of nanometers, at least near said groove and / or a groove formed between said electrodes which is so small that it can be bridged by elements with external dimensions on a scale of small and medium-sized molecules, for example between less than one nanometer and a few nanometers. Strip is to be understood herein to mean at least any type of element made of electrically conductive material that has a minimum length and a minimum width that are considerably greater than the thickness of the material, measured at right angles to said length and width direction, at least at the location where the at least one groove is provided. Groove in this 30 is to be understood to mean at least a deformation of the surface of the strip which has a depth, seen from said surface, and a width, whereby the deformation can be both flat and single or double-curved or irregularly shaped side surfaces. which at least substantially define the facing walls of the groove. The growth can have a bottom 5 from the material of the strip, but can also extend through the full thickness of the strip.

In een bijzondere uitvoering is het materiaal, waarin de groef wordt gemaakt, éénkristallijn. Dit biedt een grotere beheersing van het fabricageproces van de groef.In a special embodiment, the material in which the groove is made is single crystal. This offers greater control of the groove manufacturing process.

10 Bij een werkwijze volgens de uitvinding wordt de groef bij voorkeur in een bovenvlak van genoemde strip aangebracht, met een diepte, gerekend ongeveer haaks op genoemd bovenvlak, die ten minste overeenkomt met de dikte van de strip ter plaatse van de groef, zodanig dat de strip in ten minste twee elektrisch van elkaar gescheiden delen wordt verdeeld, welke 15 delen de elektroden vormen.In a method according to the invention, the groove is preferably provided in an upper surface of said strip, with a depth, approximately perpendicular to said upper surface, which at least corresponds to the thickness of the strip at the location of the groove, such that the groove strip is divided into at least two electrically separated parts, which parts form the electrodes.

In een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm wordt de strip aangebracht op een drager, voorafgaand aan het aanbrengen van de ten minste ene groef. Daardoor wordt bewerking verder vereenvoudigd. In de drager kan onder ten minste een gedeelte van de groef een opening worden 20 aangebracht, waardoorheen tijdens het vormen van de groef, althans het bewerken van de strip, veranderingen in de strip kunnen worden waargenomen.In a particularly advantageous embodiment, the strip is applied to a carrier prior to the provision of the at least one groove. This further simplifies processing. An opening can be provided in the carrier under at least a portion of the groove, through which changes in the strip can be observed during the formation of the groove, or at least the processing of the strip.

Bij voorkeur wordt bij een werkwijze volgens de uitvinding gebruik gemaakt van een elektronenmicroscoop, in het bijzonder van een 25 transmissie elektronen microscoop. Met een elektronenmicroscoop kan nauwkeurig een elektronenbundel worden opgewekt en gecontroleerd, welke elektronenbundel kan worden gefocusseerd naar een spotgrootte van bijvoorbeeld ongeveer één nanometer. Hiermee kan bijzonder nauwkeurig bijzonder kleine oppervlakken worden bewerkt en kunnen atomen worden 30 verplaatst voor de vorming van bijzonder smalle groeven, althans 1026942 4 oppervlakteveranderingen. Gebruik van een elektronenmicroscoop biedt daarenboven het voordeel dat tijdens het vervormen van de strip, althans de vorming van de ten minste ene groef, de verkregen veranderingen nauwkeurig en real time kunnen worden waargenomen, op basis waarvan 5 de elektronenbundel kan worden gecontroleerd en aangestuurd, bijvoorbeeld in richting, grootte, intensiteit.In a method according to the invention use is preferably made of an electron microscope, in particular of a transmission electron microscope. With an electron microscope an electron beam can be accurately generated and checked, which electron beam can be focused to a spot size of, for example, about one nanometer. With this, particularly small surfaces can be processed with particular precision and atoms can be displaced for the formation of particularly narrow grooves, at least 1026942 surface changes. Use of an electron microscope also offers the advantage that during the deformation of the strip, at least the formation of the at least one groove, the changes obtained can be observed accurately and in real time, on the basis of which the electron beam can be checked and controlled, for example in direction, size, intensity.

De strip kan bijvoorbeeld zijn of worden vervaardigd uit edelmetaal zoals zilver, goud platina, of uit een metallisch oxyde.The strip may, for example, be or be made from precious metal such as silver, gold platinum, or from a metallic oxide.

In een voordelige uitvoering wordt het materiaal waarin de groef 10 wordt aangebracht, extra verhit of afgekoeld via een externe temperatuurregeling. Hierdoor kan de vorming van de groef positief worden beïnvloed.In an advantageous embodiment, the material in which the groove 10 is provided is additionally heated or cooled via an external temperature control. This allows the formation of the groove to be positively influenced.

In een voordelige nadere uitvoeringsvorm wordt bij een werkwijze volgens de uitvinding de drager vervaardigd uit een silicium gebaseerd 15 materiaal, bijvoorbeeld silicium nitride of silicium oxide. De strip wordt bij voorkeur vervaardigd door gebruik van conventionele technieken, in het bijzonder lithografie, meer in het bijzonder fotolithografie. Hiermee kunnen nauwkeurig en relatief eenvoudig relatief smalle, dunne strips worden voorzien, in een gewenste vorm en afmeting.In an advantageous further embodiment, in a method according to the invention, the support is manufactured from a silicon-based material, for example silicon nitride or silicon oxide. The strip is preferably made using conventional techniques, in particular lithography, more in particular photolithography. With this, relatively narrow, thin strips can be provided accurately and relatively simply, in a desired shape and size.

20 De uitvinding heeft voorts betrekking op een set elektroden, gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 13.The invention further relates to a set of electrodes, characterized by the features of claim 13.

Een dergelijke set elektroden biedt het voordeel dat elementen op nanometer schaal daarmee kunnen worden gedetecteerd, aangestuurd, beïnvloed, onderzocht of anderszins gemanipuleerd met behulp van 25 elektrische stroom of lading of daarvan afgeleide of af te leiden grootheden. De eerste uiteinden zijn bij voorkeur enigszins taps uitgevoerd, zodanig dat zij elkaar slechts over een kleine breedte op kleine afstand naderen. De strips kunnen bijvoorbeeld uit een relatief zuiver metaal of uit een metaallegering worden gevormd. Bij gebruik van een legering kunnen 30 tijdens bewerking de eerste einden verrijkt worden met één der 1026942 0 5 componenten uit de legering, waardoor de geleiding positief of negatief kan worden beïnvloed.Such a set of electrodes offers the advantage that elements can be detected, controlled, influenced, examined or otherwise manipulated on a nanometer scale with the aid of electric current or charge or quantities derived or derived therefrom. The first ends are preferably slightly tapered, such that they approach each other only over a small width at a small distance. The strips can for instance be formed from a relatively pure metal or from a metal alloy. When an alloy is used, the first ends can be enriched during processing with one of the components from the alloy, whereby the conductivity can be positively or negatively influenced.

De strip heeft voorafgaand aan het aanbrengen van genoemde groef bij voorkeur een relatief kleine dikte en breedte, bijvoorbeeld een dikte 5 tussen 2 en 20 nm en een breedte tussen 20 en 100 nm. Met name de breedte kan in beginsel groter zijn doch daarmee wordt de bewerkingsduur relatief lang. In het bijzonder kan een strip worden toegepast die gemiddeld een eerste breedte heeft en die plaatselijk een kleinere breedte heeft, waarbij genoemde groef wordt aangebracht in het gedeelte met de kleinere 10 breedte. Daardoor is relatief weinig tijd en energie nodig voor het aanbrengen van de groef, terwijl de elektroden op afstand van de groef relatief breed kunnen zijn en daarmee eenvoudig te benaderen voor bijvoorbeeld het maken van elektrisch contact met randapparatuur.Prior to applying said groove, the strip preferably has a relatively small thickness and width, for example a thickness between 2 and 20 nm and a width between 20 and 100 nm. In particular, the width can in principle be larger, but thus the processing time becomes relatively long. In particular, a strip can be used which has on average a first width and which locally has a smaller width, said groove being provided in the part with the smaller width. As a result, relatively little time and energy is required for arranging the groove, while the electrodes can be relatively wide at a distance from the groove and can therefore be easily accessed for making electrical contact with peripheral equipment, for example.

De uitvinding heeft daarenboven betrekking op het gebruik van 15 een elektronenbundel voor de vorming van elektroden door migratie van atomen en op het gebruik van een elektronenmicroscoop voor de vorming van elektroden uit een metaal strip.The invention furthermore relates to the use of an electron beam for the formation of electrodes by migration of atoms and to the use of an electron microscope for the formation of electrodes from a metal strip.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een inrichting voor de vorming van ten minste twee elektrisch geleidende elektrisch van elkaar 20 geïsoleerde stripdelen uit een strip, in het bijzonder elektroden, gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 18.The invention furthermore relates to a device for forming at least two electrically conductive electrically insulated strip parts from a strip, in particular electrodes, characterized by the features of claim 18.

Met een dergelijke inrichting kunnen op bijzonder nauwkeurige en relatief eenvoudige wijze geleidende strips, in het bijzonder elektroden worden vervaardigd op nanometer schaal.With such a device, conducting strips, in particular electrodes, can be manufactured on a nanometer scale in a particularly accurate and relatively simple manner.

25 In de verdere volgconclusies zijn nadere voordeüge uitvoeringsvormen van een werkwijze, elektroden en gebruik gegeven.In the further subclaims, further advantageous embodiments of a method, electrodes and use are given.

Ter verduidelijking van de uitvinding zullen uitvoeringsvoorbeelden van een werkwijze en inrichtingen volgens de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Daarin 30 toont: 1026942 » 6To clarify the invention, exemplary embodiments of a method and devices according to the invention will be further elucidated with reference to the drawing. Therein 30 shows: 1026942 »6

Figuur 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding voor de vervaardiging van elektrisch geleidende strips; figuur 2 schematisch in zijaanzicht een set elektroden vervaardigd met een werkwijze en inrichting volgens onderhavige uitvinding, tijdens 5 gebruik; figuur 3A schematisch in perspectivisch aanzicht, gedeeltelijk doorgesneden, een stap in een werkwijze volgens onderhavige uitvinding; figuur 3B-H afbeeldingen, vervaardigd met een elektronenmicroscoop, van een strip tijdens een werkwijze volgens 10 onderhavige uitvinding; en figuur 4A-F een zestal opnamen tijdens de vervaardiging van een elektrodenpaar met een werkwijze volgens onderhavige uitvinding.Figure 1 shows diagrammatically a device according to the invention for the production of electrically conductive strips; Fig. 2 shows diagrammatically in side view a set of electrodes manufactured with a method and device according to the present invention, during use; figure 3A schematically in perspective view, partly cut-away, a step in a method according to the present invention; figures 3B-H representations, made with an electron microscope, of a strip during a method according to the present invention; and figures 4A-F show six recordings during the manufacture of an electrode pair with a method according to the present invention.

In deze beschrijving hebben gelijke of corresponderende delen gelijke of corresponderende verwijzingscijfers. De getoonde 15 uitvoeringsvoorbeelden zijn slechts getoond en beschreven ter illustratie van de onderhavige uitvinding en dienen geenszins beperkend te worden uitgelegd.In this description, the same or corresponding parts have the same or corresponding reference numerals. The exemplary embodiments shown are only shown and described to illustrate the present invention and should not be construed as being limitative in any way.

Figuur 1 toont schematisch, sterk vereenvoudigd een elektronenmicroscoop 1 met focusseermiddelen 2, gekoppeld met een camera 20 3 via een regelinrichting 4. Uiteraard kunnen de camera 3 en/of de regelinrichting 4 ook een integraal onderdeel uitmaken van de elektronenmicroscoop 1. Bovendien kunnen andere middelen worden toegepast voor het opwekken en controleren van een elektronenbundel. Met behulp van de focusseermiddelen 2 kan een sterk gefocusseerde 25 elektronenbundel worden verkregen met op een werkstuk 5 een spotgrootte op nanometerschaal, bijvoorbeeld met een doorsnede van 2 tot 10 nm of minder. In figuur 1 is schematisch een werkstuk 5 getoond, zoals nog nader zal worden beschreven, op zeer sterk vergrote schaal. Dit werkstuk 5 omvat een drager 6, omvattende een basis 7 en een membraan 8, op welk 30 membraan 8 een strip 9 wordt gedragen, waaruit met een werkwijze volgens 1025942 7 onderhavige uitvinding, met behulp van een elektronenbundel een elektrodenpaar volgens de uitvinding zal worden gevormd, zoals schematisch nader getoond in figuur 2. De strip 9 heeft een dikte D die relatief klein is, bijvoorbeeld tussen 2 en 20 nm, meer in het bijzonder 5 tussen 5 en 15 nm en een breedte, haaks op het vlak van tekening, die enigszins groter kan zijn, bijvoorbeeld meer dan 10 nm, meer in het bijzonder meer dan 50 nm en bijvoorbeeld 100 tot 150 nm. Hierop zal nog nader worden ingegaan.Figure 1 shows schematically, greatly simplified an electron microscope 1 with focusing means 2, coupled to a camera 3 via a control device 4. Of course, the camera 3 and / or the control device 4 can also be an integral part of the electron microscope 1. Moreover, other means used for generating and controlling an electron beam. With the help of the focusing means 2 a highly focused electron beam can be obtained with a spot size on a nanometer scale on a workpiece 5, for example with a diameter of 2 to 10 nm or less. Figure 1 schematically shows a workpiece 5, as will be described in more detail below, on a very greatly enlarged scale. This workpiece 5 comprises a support 6, comprising a base 7 and a membrane 8, on which membrane 8 a strip 9 is supported, from which, with the aid of a method according to 1025942 7, an electrode pair according to the invention will be made with the aid of an electron beam as shown schematically in more detail in Figure 2. The strip 9 has a thickness D which is relatively small, for example between 2 and 20 nm, more in particular between 5 and 15 nm and a width perpendicular to the plane of the drawing, which may be somewhat larger, for example more than 10 nm, more in particular more than 50 nm and for example 100 to 150 nm. This will be further discussed.

Tijdens gebruik wordt bij voorkeur voorafgaand aan de bewerking 10 van de strip 9 in het membraan 8, indien dit aanwezig is, ten minste één opening aangebracht naast en/of onder de strip 9, ter hoogte van de positie waar de strip 9 met behulp van de elektronenbundel 2 zal worden bewerkt. Het doel van een dergelijke opening is dat met behulp van de camera 3 vervormingen van de strip 9 en/of van het membraan 8 kunnen worden 15 waargenomen, bijvoorbeeld in real time, met behulp van de camera 3, zodat met behulp van de regelinrichting 4 de elektronenmicroscoop 1, in het bijzonder de focusseermiddelen 2 en/of verplaatsingen van de elektronenbundel kunnen worden gestuurd voor het verkrijgen van de gewenste vervorming van de strip 9 door verplaatsing van atomen, in het 20 bijzonder diffunderen van atomen in de strip 9, zodanig dat, zoals in figuur 2 schematisch getoond in de strip 9 boven genoemde opening 10 een groef 11 wordt gevormd die de strip 9 in de breedte B, dat wil zeggen haaks op het vlak van tekening in figuur 1 en 2, geheel doorsnijdt, ten minste tot op het membraan 8, waardoor aan weerszijden van de groef 11 een elektrode 12A, 25 12B wordt gevormd, elektrisch gescheiden van elkaar door genoemde groef.During use, preferably prior to the processing 10 of the strip 9 in the membrane 8, if present, at least one opening is provided next to and / or under the strip 9, at the position where the strip 9 is used with the aid of the electron beam 2 will be processed. The purpose of such an opening is that deformations of the strip 9 and / or of the membrane 8 can be detected with the aid of the camera 3, for example in real time, with the aid of the camera 3, so that with the aid of the control device 4 the electron microscope 1, in particular the focusing means 2 and / or displacements of the electron beam can be controlled to obtain the desired deformation of the strip 9 by displacement of atoms, in particular diffusion of atoms in the strip 9, such that , as shown schematically in Figure 2 in the strip 9 above said opening 10, a groove 11 is formed which completely cuts the strip 9 in width B, i.e. perpendicular to the plane of the drawing in Figures 1 and 2, at least up to on the membrane 8, whereby an electrode 12A, 12B is formed on either side of the groove 11, electrically separated from each other by said groove.

Elke elektrode 12A, 12B heeft een eerste einde 13A, 13B. Deze eerste einden 13A, 13B begrenzen genoemde groef 11 en hebben een onderlinge afstand W, de wijdte van de groef 11, op nanometerschaal. Deze wijdte W kan bijvoorbeeld 1 a 2 nm zijn, maar kan ook kleiner of groter worden gemaakt, 30 afhankelijk van bijvoorbeeld de spotgrootte, de intensiteit van de 8 elektronenbundel, de bewerkingsduur en dergelijke. Zoals getoond in figuur 4 kan op of tussen de eerste einden 13A, 13B een element 14 worden gepositioneerd, waarna met behulp van een stroomkring 15 aangesloten op de beide elektroden 12A, 12B bijvoorbeeld de aanwezigheid van het element 5 14 kan worden geconstateerd of elektrische eigenschappen daarvan kunnen worden bepaald, het element 14 elektrisch kan worden bekrachtigd of op andere wijze elektrisch worden beïnvloed, gemanipuleerd of de aanwezigheid daarvan kan worden vastgesteld. Duidelijk zal zijn dat wanneer een element 14 met een breedte Q die in dezelfde orde ligt als de 10 wijdte W van de groef 11 op of tegen genoemde eerste einden 13A, 13B rust de stroomkring 15 zal worden gesloten. Als gevolg van de toepassing van een werkwijze volgens onderhavige uitvinding kunnen bijvoorbeeld nanoclusters, nanobuisjes of zelfs enkele moleculen als element 14 worden toegepast. Deze kunnen worden gekarakteriseerd op basis van elektrische 15 metingen met behulp van de stroomkring 15.Each electrode 12A, 12B has a first end 13A, 13B. These first ends 13A, 13B define said groove 11 and have a mutual distance W, the width of the groove 11, on a nanometer scale. This width W can for instance be 1 to 2 nm, but can also be made smaller or larger, depending on, for example, the spot size, the intensity of the 8-electron beam, the processing time and the like. As shown in Fig. 4, an element 14 can be positioned on or between the first ends 13A, 13B, whereafter the presence of the element 14 can be detected or electrical properties can be detected by means of a circuit 15 connected to the two electrodes 12A, 12B, for example. the element 14 can be electrically energized or otherwise electrically influenced, manipulated or the presence thereof can be determined. It will be clear that when an element 14 with a width Q that is in the same order as the width W of the groove 11 rests on or against said first ends 13A, 13B, the circuit 15 will be closed. As a result of the use of a method according to the present invention, for example, nanoclusters, nanotubes or even some molecules can be used as element 14. These can be characterized on the basis of electrical measurements with the aid of the circuit 15.

Figuur 3A toont in perspectivisch, gedeeltelijk doorgesneden aanzicht een werkstuk 5 tijdens uitvoering van een werkwijze volgens onderhavige uitvinding, waarbij schematisch een elektronenbundel 16 is ingetekend als een diabolo, waarbij een focusseerpunt 17 is gelegen ter 20 hoogte van het membraan 8, althans de strip 9.Figure 3A shows in perspective, partially sectioned view a workpiece 5 during implementation of a method according to the present invention, wherein an electron beam 16 is schematically drawn as a diabolo, wherein a focusing point 17 is located at the level of the membrane 8, at least the strip 9 .

Het werkstuk 5 omvat een strip 9 gedragen op een drager 6. Deze drager 6 omvat een basis 7, een tussenlaag 18 en een membraan 8. In het in figuur 3A getoonde voorbeeld is het membraan bijvoorbeeld een ongeveer 40 nm dik SiN-membraan, waarbij de tussenlaag een siliciumoxide laag is, 25 gedragen door een relatief dikke laag silicium. In de basis 7 en de tussenlaag 18 is op op zichzelf bekende wijze een opening 10 aangebracht, die zich in de van het membraan 8 afgekeerde richting verwijdt. Deze opening 10 is bijvoorbeeld ongeveer rechthoekig en is bijvoorbeeld 400 bij 400 nm.The workpiece 5 comprises a strip 9 supported on a support 6. This support 6 comprises a base 7, an intermediate layer 18 and a membrane 8. In the example shown in Fig. 3A, the membrane is, for example, an approximately 40 nm thick SiN membrane, wherein the intermediate layer is a silicon oxide layer supported by a relatively thick layer of silicon. An opening 10 is provided in the base 7 and the intermediate layer 18 in a manner known per se which widens in the direction away from the membrane 8. This aperture 10 is, for example, approximately rectangular and is, for example, 400 at 400 nm.

10*6942 910 * 6942 9

In figuur 3A is de strip 9 bijvoorbeeld vervaardigd uit een 10 nm dikke, vrij liggende, bikristallijn georiënteerde goudfilm of een platina film met ongeveer gelijke dikte en een breedte B van ongeveer 150 nm. In een gedeelte 19 dat zich boven de opening 10 uitstrekt, is de breedte Bi van de 5 strip 9 aanmerkelijk verkleind, bijvoorbeeld tot een breedte van ongeveer 20 of 50 nm, teneinde de bewerkingstijd te verkorten.In Figure 3A, the strip 9 is, for example, made of a 10 nm thick, free-lying, crystalline-oriented gold film or a platinum film of approximately equal thickness and a width B of approximately 150 nm. In a portion 19 which extends above the aperture 10, the width Bi of the strip 9 is considerably reduced, for example to a width of approximately 20 or 50 nm, in order to shorten the processing time.

Figuur 3A toont, zoals hiervoor beschreven, een inrichting volgens de uitvinding, terwijl de figuren 3B-H afbeeldingen tonen van een strip 9 volgens de uitvinding tijdens bewerking met een werkwijze volgens 10 onderhavige uitvinding. Dit betreft TEM-afbeeldingen. De figuren 3B-D tonen drie afbeeldingen van een niet-succesvolle vervaardigingspoging, de figuren E-H tonen een succesvolle poging. In de figuren 3B, C, D, E en H zijn in de rechter bovenhoek schematisch dwarsdoorsneden van het werkstuk getoond, tijdens de betreffende stap.Figure 3A shows, as described above, a device according to the invention, while Figures 3B-H show images of a strip 9 according to the invention during processing with a method according to the present invention. This concerns TEM images. Figures 3B-D show three images of an unsuccessful manufacturing attempt, Figures E-H show a successful attempt. In figures 3B, C, D, E and H, cross-sections of the workpiece are schematically shown in the upper right-hand corner during the relevant step.

15 Figuur 3B toont polycrystalline metaalstrip 9 vervaardigd uit platina met een breedte van 50 nm, waarin een brug 19 is aangebracht, met een breedte van ongeveer 50 nm. Dit is bereikt met behulp van een ionenbundel (ion beam milling). Vervolgens is, zoals getoond in figuur B, met een korte belichting een kleine opening in het Si3N4-membraan 20 aangebracht, zoals aangeduid door de pijl K. Vervolgens zijn, zoals getoond in figuur 3C, plaatselijk delen van de brug verwijderd door plaatselijke bestraling door de elektronen bundel, waardoor de breedte van de brug 19 aanmerkelijk is verkleind, naar ongeveer 1,5 nm, zoals getoond in figuur 3C in de rechter benedenhoek. Vervolgens is, zoals getoond in figuur 3D, de 25 elektronen bundel opzettelijk verwijd, teneinde de vorming van de groef 11 real time te kunnen vastleggen met een snelle CCD-camera (fast-scan CCD). Deze verandering in de elektronenflux had evenwel een sterke toename van de breedte van de brug tot gevolg, hetgeen een goede controle over de groefvorming sterk bemoeilijkte.Figure 3B shows polycrystalline metal strip 9 made from platinum with a width of 50 nm, in which a bridge 19 is arranged, with a width of approximately 50 nm. This is achieved with the help of an ion beam (ion beam milling). Subsequently, as shown in Fig. B, a small aperture is provided in the Si3 N4 membrane 20 with a short exposure, as indicated by the arrow K. Subsequently, as shown in Fig. 3C, local parts of the bridge are removed by local irradiation by the electron beam, whereby the width of the bridge 19 is considerably reduced, to approximately 1.5 nm, as shown in figure 3C in the lower right corner. Subsequently, as shown in Figure 3D, the electron beam is intentionally widened in order to be able to record the formation of the groove 11 in real time with a fast CCD camera (fast-scan CCD). However, this change in the electron flux resulted in a strong increase in the width of the bridge, which made it difficult to control the groove.

i 1026942 101026942 10

In figuur 3E is een afbeelding getoond, ongeveer halverwege een vervaardigingswerkwijze in een tweede poging. Eerst een insnijding gemaakt in een bovenste gedeelte van de brug (figuur 3E), waarna vanaf de onderzijde (bovenzijde en onderzijde dienen in deze begrepen te worden als 5 boven en onder in de verschillende afbeeldingen van figuren 3A-H en 4A-F, hetgeen betekent weerszijden van de strip 9 ter hoogte van de brug 19 wanneer gezien ongeveer haaks op het oppervlak van het membraan 8), zodat de breedte van de brug 19 steeds verder is verkleind. In figuur 3E is in de linker bovenhoek enigszins vergroot de veranderde vorm van de brug 10 nader getoond.Figure 3E shows an image approximately halfway through a manufacturing process in a second attempt. First an incision made in an upper part of the bridge (figure 3E), after which from the bottom (top and bottom) should be understood in this as 5 above and below in the various images of figures 3A-H and 4A-F, which means on either side of the strip 9 at the level of the bridge 19 when seen approximately perpendicular to the surface of the membrane 8), so that the width of the bridge 19 is reduced further and further. In figure 3E the changed shape of the bridge 10 is shown somewhat enlarged in the top left corner.

Zoals duidelijk blijkt uit de figuren 3F-H ontstaat door verdere bewerking met de elektronenbundel, welke in een richting ongeveer haaks op de lengterichting van de strip 9 is bewogen, relatief ten opzichte van genoemde strip, althans brug 19, een groef 11 gevormd tussen twee eerste 15 einden 13A, B van twee aan weerszijden van de groef 11 gevormde elektroden 12. De smalste groef die hierbij is gevormd in de gegeven uitvoeringsvorm heeft een minimale wijdte van 0.6 nm en scheidt de beide elektroden 12 elektrisch van elkaar. Verdere bewerking met elektronenbundel leidt, zoals getoond in figuur 3H tot een verdere 20 verwijding van de groef 11, in het getoonde voorbeeld tot een wijdte van ongeveer 1.4 nm.As can be clearly seen from Figures 3F-H, further processing with the electron beam, which is moved in a direction approximately perpendicular to the longitudinal direction of the strip 9, produces a groove 11 formed between two relative to said strip, at least bridge 19 first ends 13A, B of two electrodes 12 formed on either side of the groove 11. The narrowest groove formed here in the given embodiment has a minimum width of 0.6 nm and electrically separates the two electrodes 12 from each other. Further processing with electron beam leads, as shown in figure 3H, to a further widening of the groove 11, in the shown example to a width of approximately 1.4 nm.

Bijzonder voordelig kan het materiaal waarin de groef wordt aangebracht éénkristallijn zijn. Van het materiaal kan bovendien de temperatuur worden geregeld, bijvoorbeeld door koeling of verwarming.The material in which the groove is provided can be particularly crystalline. Moreover, the temperature of the material can be controlled, for example by cooling or heating.

25 In figuur 4A-4F is een zestal afbeeldingen getoond, genomen uit een film gemaakt tijdens bewerking van een 10 nm dikke, vrij liggende bi-crystalline georiënteerde goudfilm voor de vorming van een paar elektroden 12 . Eerst is een gat gemaakt met behulp van de elektronenbundel voor de vorming van een ongeveer 20 nm brede brug 19. Vervolgens is de breedte 30 van de brug 19 langzaam verkleind gedurende het continue waarnemen 1026942 11 daarvan met een snelle camera. Zoals blijkt uit de figuren 4A-E nam de breedte van de brug 19 gradueel af tot een moment tussen 97 en 101 seconden na aanvang, waarbij de brug 19 is gebroken (tussen afbeeldingen IE en 1F) waarna de beide eerste einden 13A, 13B van de beide elektroden 5 12A, 12B zich relatief snel terugtrokken (binnen ongeveer 0.1 seconde) onder de vorming van een groef met een wijdte van ongeveer 2 nm. Deze wijdte kon worden vergroot door voortgezette elektronenbundel belichting. Uit het contrast dat van de strip is verkregen kan worden opgemaakt dat de hoogte van de beide eerste einden 13A, 13B ongeveer gelijk was boven het 10 membraan 8.Figures 4A-4F show six images taken from a film made during processing of a 10 nm thick, free-lying bi-crystalline oriented gold film for the formation of a pair of electrodes 12. First a hole is made with the aid of the electron beam for the formation of an approximately 20 nm wide bridge 19. Subsequently, the width 30 of the bridge 19 is slowly reduced during its continuous observation with a fast camera. As can be seen from Figures 4A-E, the width of the bridge 19 gradually decreased to a moment between 97 and 101 seconds after commencement, the bridge 19 being broken (between images IE and 1F), after which the first two ends 13A, 13B of the two electrodes 12A, 12B withdrew relatively quickly (within about 0.1 second), forming a groove with a width of about 2 nm. This width could be increased by continued electron beam exposure. From the contrast obtained from the strip, it can be seen that the height of the two first ends 13A, 13B was approximately the same above the membrane 8.

In voorkomende gevallen kan de hoogte van de elektroden 12A, 12B na de vorming niet gelijk zijn, hetgeen het gevolg zou kunnen zijn van bijvoorbeeld niet-isotrope, belichting geïnduceerde mechanische spanning die tot opkrullen van de elektrodeneinden 13A, 13B zou kunnen leiden. Door 15 gebruik van polykristallijnen metaalstrips, zoals goud, aangebracht op een membraan, bijvoorbeeld een 40 nm SiN-membraan, welk membraan tijdens bewerking met de elektronenbundel eveneens plaatselijk werd verwijderd, kan dit effect worden verminderd of zelfs worden tegengegaan. Deze lokale verwijdering van het membraan heeft het bijkomende voordeel dat 20 onbedoeld zich in de omgeving van de groef 11 uitstrekkende me taaldelen werden verwijderd. Bovendien biedt de opening in het substraat onder en rond de groef hoge resolutie TEM inspectie van moleculen gevangen in de groef. De beste controle over de vervaardiging en bewerking van de elektroden 12 werd bereikt wanneer de metaalstrip aan de naar de 25 elektronenbundel gelegen zijde is gelegen. Groeven met een wijdte van ongeveer 1 en 5 nm werden verkregen, met minimale vervorming.In some cases, the height of the electrodes 12A, 12B may not be the same after forming, which could be due to, for example, non-isotropic, exposure-induced mechanical stress that could cause the electrode ends 13A, 13B to curl up. By using polycrystalline metal strips, such as gold, applied to a membrane, for example a 40 nm SiN membrane, which membrane was also locally removed during processing with the electron beam, this effect can be reduced or even counteracted. This local removal of the membrane has the additional advantage that metal parts extending unintentionally around the groove 11 have been removed. In addition, the opening in the substrate under and around the groove provides high resolution TEM inspection of molecules trapped in the groove. The best control over the manufacture and processing of the electrodes 12 was achieved when the metal strip was located on the side facing the electron beam. Grooves with a width of about 1 and 5 nm were obtained, with minimal distortion.

De bewerking van platina, zoals getoond in figuur 3 vergt aanmerkelijk meer tijd dan de bewerking van het goud. Dit lijkt het gevolg te zijn van het gegeven dat platina atomen een aanmerkelijk lagere 30 mobiliteit hebben dan die van goud. Gebleken is dat controle van bestraling 1026942 12 geïnduceerde rekristallisatie en atoomtransport een rol speelt in de controle voor de vorming van de nanoelektroden. Enkele kristalkorrels kunnen worden gevormd, welke kunnen worden verlengd in de richting van de elektronenbundel. Gebleken is dat met name platinakorrels, aldus gevormd 5 met behulp van de elektronenbundel kunnen worden verplaatst door een geleidelijke verplaatsing van de elektronenbundel als ware deze een sneeuwschuiver. Gebleken is dat een elektronenbundel met een relatief kleine spotgrootte (bijvoorbeeld ongeveer 2 nm) minder ongewenste rekristallisatie tot gevolg had dan een elektronenbundel met een grotere 10 spotgrootte.The processing of platinum, as shown in Figure 3, requires considerably more time than the processing of the gold. This appears to be due to the fact that platinum atoms have a considerably lower mobility than that of gold. It has been found that control of irradiation 1026942 12 induced recrystallization and atom transport plays a role in the control for the formation of the nano-electrodes. Single crystal grains can be formed, which can be extended in the direction of the electron beam. It has been found that in particular platinum grains, thus formed, can be displaced with the aid of the electron beam by a gradual displacement of the electron beam as if it were a snowplow. It has been found that an electron beam with a relatively small spot size (for example approximately 2 nm) resulted in less undesired recrystallization than an electron beam with a larger spot size.

Elektronenbundel geïnduceerde veranderingen in de strip zijn gerelateerd aan atoomdiffusie langs oppervlakken en korrelgrenzen.Electron beam induced changes in the strip are related to atomic diffusion along surfaces and grain boundaries.

Laterale atoomverplaatsingen waren duidelijk zichtbaar in de film waaruit de genoemde afbeeldingen zijn genomen. De eenvoudigste sneden door 15 polykristallijnen strips 9 werden gemaakt wanneer de afmetingen van eventuele enkele kristallijnen korrels relatief klein was (bij voorkeur kleiner dan ongeveer 5 nm). Voor vormbehoud van de elektroden na de bewerking bleken relatief grote korrels evenwel voordelig.Lateral displacements were clearly visible in the film from which the aforementioned images were taken. The simplest cuts through polycrystalline strips 9 were made when the dimensions of any single crystalline beads were relatively small (preferably less than about 5 nm). However, relatively large grains proved advantageous for retaining the shape of the electrodes after processing.

Binnen de onderhavige uitvinding kan gebruik worden gemaakt 20 van monokristallijnen in plaats van polykristallijnen strips, bij voorkeur door epitaxiale groei op een monokristallijn siliciummembraan en vervolgens oxidatie van het silicium. Een voordeel van deze werkwijze is dat een korreloriëntatie kan worden gekozen waarvoor de oppervlakken van de elektroden relatief stabiel zijn. Bovendien zou een verhoging van de 25 temperatuur gedurende bestraling de vervorming van het metaal, in het bijzonder platina kunnen versnellen. Bij voorkeur wordt de elektronenbundel aangestuurd, bijvoorbeeld in diameter, vorm en intensiteit van de elektronenbundel, afhankelijk van de waargenomen veranderingen in het materiaal. Bijvoorbeeld kan, wanneer de groef 11 zich 30 vormt, de intensiteit worden verminderd, teneinde te snelle verwijding van 1026942 13 de groef 11 te verhinderen. Uiteraard kunnen met een werkwijze volgens onderhavige uitvinding ook meer complexe vormen dan de getoonde rechte groeven 11 worden vervaardigd, alsook andere elementen dan genoemde elektroden. Een werkwijze volgens onderhavige uitvinding kan uitstekend 5 worden gecombineerd met op zichzelf bekende optische lithografie en gefocusseerde ionenbundel bewerkingen.Use can be made within the present invention of monocrystalline instead of polycrystalline strips, preferably by epitaxial growth on a monocrystalline silicon membrane and subsequently oxidation of the silicon. An advantage of this method is that a grain orientation can be chosen for which the surfaces of the electrodes are relatively stable. Moreover, an increase in temperature during irradiation could accelerate the deformation of the metal, in particular platinum. The electron beam is preferably driven, for example in diameter, shape and intensity of the electron beam, depending on the observed changes in the material. For example, when the groove 11 forms, the intensity can be reduced in order to prevent too rapid widening of the groove 11. Of course, with a method according to the present invention, more complex shapes can also be produced than the straight grooves 11 shown, as well as elements other than the electrodes mentioned. A method according to the present invention can be perfectly combined with per se known optical lithography and focused ion beam processing.

Een paar elektroden volgens onderhavige uitvinding kan bijvoorbeeld worden toegepast, tezamen met een opening daarbij, voor het detecteren van bijvoorbeeld moleculen die door genoemde opening treden, 10 zoals bijvoorbeeld gebruik als een nanosensor, omvattende een porie met elektroden daarbij voor het snel elektrisch kunnen detecteren van bijvoorbeeld DNA-strengen (single DNA strands).A pair of electrodes according to the present invention can be used, for example, together with an aperture thereto, for detecting, for example, molecules passing through said aperture, such as, for example, use as a nanosensor, comprising a pore having electrodes thereby capable of rapidly electrically detecting for example, DNA strands (single DNA strands).

Voor de uitvoering van een werkwijze volgens onderhavige uitvinding als beschreven aan de hand van de figuren 3 en 4 werd gebruik 15 gemaakt van een Philips CN-300 UT-FEG gestuurde TEM (transmission electron microscope) met een versnellingsvoltage van 300 kV. Spotgrootte werden toegepast tussen 2 en 10 nm met een stroom van ongeveer 5 nA. Dit correspondeert met een flux van ongeveer 109 elektronen/s nm2. De metaalstrips werden vervaardigd met behulp van elektronenbundel 20 lithografie, waarna in geval van de platina strips een verdere vervorming werd verkregen met gefocusseerde ionenbundels. Hiervoor werd 1 pA en 30 keV Ga+ bundel van een FEI Strata 238 Dual-Beam instrument gebruikt.For the implementation of a method according to the present invention as described with reference to Figures 3 and 4, use was made of a Philips CN-300 UT-FEG controlled TEM (transmission electron microscope) with an acceleration voltage of 300 kV. Spot size was used between 2 and 10 nm with a current of approximately 5 nA. This corresponds to a flux of approximately 109 electrons / s nm2. The metal strips were made by means of electron beam lithography, after which in the case of the platinum strips a further deformation was obtained with focused ion beams. For this, 1 pA and 30 keV Ga + bundle from an FEI Strata 238 Dual-Beam instrument was used.

Uiteraard kunnen andere instellingen worden gekozen, bijvoorbeeld afhankelijk van het metaal. Zo kan worden gewerkt met een 25 lagere energie, bijvoorbeeld vanaf 150 KeV en/of met lagere stroomsterkte, bijvoorbeeld vanaf 2 nA.Of course, other settings can be chosen, for example depending on the metal. It is thus possible to work with a lower energy, for example from 150 KeV and / or with a lower current, for example from 2 nA.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de in de beschrijving en tekeningen getoonde uitvoeringsvoorbeelden. Vele variaties daarop zijn mogelijk binnen het door de conclusies geschetste raam van de uitvinding.The invention is by no means limited to the exemplary embodiments shown in the description and drawings. Many variations thereof are possible within the scope of the invention as set forth in the claims.

ί026942 * i 1414026942 * 14

Zo kunnen andere breedte en/of dikten in strips worden toegepast, evenals andere typen dragers. Bovendien kunnen micro poriën worden vervaardigd met andere toepassingen.For example, other widths and / or thicknesses can be used in strips, as well as other types of carriers. In addition, micro pores can be manufactured with other applications.

Deze en vergelijkbare variaties worden geacht binnen het door de 5 conclusies geschetste raam van de uitvinding te vallen.These and comparable variations are understood to fall within the framework of the invention as outlined in the claims.

10268421026842

Claims

Method for the formation of electrodes on a nanometer scale, wherein a strip of electrically conductive material, in particular metal, is provided with a longitudinal direction, a width direction and a thickness direction and subsequently becomes a groove in an upper surface of the strip with the aid of an electron beam arranged in the width direction of the strip, with a width on the nanometer scale in the length direction of the strip.

2. Method as claimed in claim 1, wherein the upper surface is determined by the longitudinal direction and the width direction, wherein the groove is made with a depth in the thickness direction that is approximately equal to the thickness of the strip.

The method of claim 1 or 2, wherein the groove divides the strip into two separate parts forming the electrodes.

4. Method as claimed in any of the claims 1-3, wherein the strip is applied to a carrier, such that the direction of thickness extends approximately perpendicular to the carrier, the groove being arranged such that the strip is cut completely, at least up to the support, forming said electrodes on either side of the groove.

5. A method according to claim 4, wherein the support under said groove is at least partially removed to form an opening under said groove.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the electron beam is applied with the aid of an electron microscope.

A method according to any one of the preceding claims, wherein an electron beam is applied with an energy level above about 100 keV, more in particular at least 300 keV, a current of 1026942 4 more than 2 nA, more in particular at least 5 nA, wherein a spot size of at least 2 nm and more in particular at least 10 nm is preferably used.

A method according to any one of the preceding claims, wherein a strip is applied and / or is made from a pure metal or a metal alloy or a metallic oxide, the material preferably being polycrystalline, bicrystalline or monocrystalline.

9. Method as claimed in any of the foregoing claims, wherein the strip is applied or provided on a semiconductor or insulator, such as a silicon-based support.

The method of any one of the preceding claims, wherein said strip is formed by photolithography or electron beam lithography.

11. Method as claimed in any of the foregoing claims, wherein deformation of the strip is observed during the formation of said groove and wherein the electron beam is driven on the basis of the observed deformation.

12. Method as claimed in claim 11, wherein the electron beam is obtained with the aid of an electron microscope and wherein the distortion is observed with the aid of the same electron microscope.

13. A set of electrodes substantially made of a strip of metal, the electrodes each comprising a first end, which first ends face each other and are spaced apart at a nanometer scale, which first ends are formed by processing said strip with an electron beam through which metal atoms are diffused, at least displaced to form a groove in said strip.

14. Set of electrodes according to claim 13, wherein said strip has a thickness at least prior to the formation of said groove 1026942 between 0.5 and 100 nm, in particular between 2 and 20 nm, more in particular between 5 and 15 nm and has a width of more than 2 nm, in particular more than 10 nm, more in particular more than 50 nm and preferably at least 100 nm and preferably smaller than 1000 nm.

Set of electrodes according to claim 13 or 14, wherein the strip is supported on a support, the support preferably being provided with an opening under said groove.

16. Use of an electron beam for the formation of electrodes by diffusing atoms.

17. Use of an electron microscope for the formation of electrodes from a metal strip.

18. Device for forming at least two electrically conductive strip parts from a strip, comprising at least one electron microscope and a control device, the control device being adapted to direct an electron beam from said electron microscope to an upper surface of the strip and the forming a groove in said strip over the width of the strip by causing atoms of said strip to diffuse, and for observing the formation of the groove, preferably in real time, wherein the control device is further adapted to be based on of said observation driving the electron beam. 1026942 "