RU2308782C1 - Nanoelectronic complex - Google Patents
Nanoelectronic complex Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308782C1 RU2308782C1 RU2006115494/28A RU2006115494A RU2308782C1 RU 2308782 C1 RU2308782 C1 RU 2308782C1 RU 2006115494/28 A RU2006115494/28 A RU 2006115494/28A RU 2006115494 A RU2006115494 A RU 2006115494A RU 2308782 C1 RU2308782 C1 RU 2308782C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- module
- carriers
- coordinate
- holder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию и предназначено для замкнутого цикла производства новых изделий наноэлектроники.The invention relates to nanotechnological equipment and is intended for a closed cycle of production of new nanoelectronics products.
Известен нанотехнологический комплекс, включающий камеру измерения со сканирующим зондовым микроскопом, блок загрузки носителей объектов и транспортную систему [1].Known nanotechnological complex, including a measuring chamber with a scanning probe microscope, a loading block of media objects and a transport system [1].
Недостатки этого комплекса заключаются в его ограниченных возможностях по подготовке объектов к измерению, а также по замкнутому циклу изготовления конечного продукта.The disadvantages of this complex are its limited capabilities for preparing objects for measurement, as well as for the closed cycle of manufacturing the final product.
Известен также нанотехнологический комплекс, содержащий блок загрузки носителей объектов (носителей зондов и носителей образцов) с объектами (зондами и образцами), блок подготовки объектов, камеру измерения, включающую сканирующий зондовый микроскоп, с первой системой координатного перемещения, на которой закреплен первый держатель носителей зондов, носитель образцов, пространственно сопряженный с носителем зондов, и транспортную систему [2].Also known is a nanotechnological complex containing an object carrier loading unit (probe carriers and sample carriers) with objects (probes and samples), an object preparation unit, a measurement chamber including a scanning probe microscope, with a first coordinate movement system on which a first holder of probe carriers is fixed , a sample carrier spatially conjugated with a probe carrier, and a transport system [2].
Основной недостаток этого комплекса заключается в ограниченных возможностях получения изделий наноэлектроники. Это связано с использованием одной камеры загрузки объектов и одной функциональной камеры, в которой невозможно провести весь цикл формирования конечных изделий.The main disadvantage of this complex is the limited ability to obtain nanoelectronics products. This is due to the use of one camera loading objects and one functional camera, in which it is impossible to conduct the entire cycle of formation of the final products.
Задача изобретения заключается в создании нанотехнологического комплекса для замкнутого цикла производства изделий наноэлектроники.The objective of the invention is to create a nanotechnological complex for a closed cycle of production of nanoelectronics products.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей нанотехнологического комплекса.The technical result is to expand the functionality of the nanotechnological complex.
Указанный технический результат достигается тем, что нанотехнологический комплекс, содержащий блок загрузки носителей объектов (носителей зондов и носителей образцов) с объектами (зондами и образцами), блок подготовки объектов, камеру измерения, включающую сканирующий зондовый микроскоп, с первой системой координатного перемещения, на которой закреплен первый держатель носителей зондов, носитель образцов, пространственно сопряженный с носителем зондов, и транспортную систему, снабжен блоком формирования структур и блоком локального воздействия, при этом камера измерения включает первую систему координатной установки носителя зондов на первом держателе, вторую систему координатного перемещения, на которой закреплен второй держатель со второй системой координатной установки носителей образцов, при этом первая система координатного перемещения сопряжена со второй системой координатного перемещения первой системой координатной привязки зондов и образцов, блок формирования структур содержит модуль формирования структур, а также третий держатель с третьей системой координатной установки носителей объектов, блок локального воздействия содержит модуль локального воздействия, а также четвертый держатель с четвертой системой координатной установки носителей объектов, при этом четвертый держатель установлен на четвертой системе координатного перемещения, сопряженной с модулем локального воздействия третьей системой координатной привязки модуля локального воздействия с объектом.The indicated technical result is achieved by the fact that the nanotechnological complex containing an object carrier loading unit (probe carriers and sample carriers) with objects (probes and samples), an object preparation unit, a measurement chamber including a scanning probe microscope, with a first coordinate movement system on which the first holder of the probe carriers is fixed, the sample carrier spatially interfaced with the probe carrier, and the transport system is provided with a structure forming unit and a local unit the measurement camera includes a first coordinate system for installing the probe carrier on the first holder, a second coordinate system, on which a second holder is fixed with a second coordinate system for installing sample carriers, while the first coordinate system is paired with the second coordinate system of the first coordinate system the binding of probes and samples, the structure formation unit contains a structure formation module, as well as a third holder from a third system nth coordinate installation of object carriers, the local impact unit contains a local impact module, as well as a fourth holder with a fourth coordinate system of installation of object carriers, the fourth holder mounted on a fourth coordinate movement system paired with a local influence module and a third coordinate system of the local impact module with object.
Существует вариант, в котором блок загрузки носителей объектов содержит камеру загрузки носителей зондов и камеру загрузки носителей образцов.There is an embodiment in which the object carrier loading unit comprises a probe carrier loading chamber and a sample carrier loading chamber.
Существует также вариант, в котором носители зондов имеют ориентирующие элементы для установки зондов, а носители образцов - ориентирующие элементы для установки образцов.There is also an option in which the probe carriers have orientation elements for installing the probes, and the sample carriers have orientation elements for installing the samples.
Возможны варианты, в которых блок подготовки объектов содержит, по меньшей мере, одну камеру подготовки зондов и (или), по меньшей мере, одну камеру подготовки образцов либо блок подготовки объектов включен в виде блока подготовки зондов в состав камеры загрузки носителей зондов и (или) в виде первого блока подготовки образцов - в состав камеры загрузки носителей образцов, и (или) в виде второго блока подготовки образцов - в состав блока формирования структур, и (или) в виде третьего блока подготовки образцов - в блок локального воздействия, и (или) в виде третьего блока подготовки образцов - в блок локального воздействия.Variants are possible in which the unit for preparing objects contains at least one chamber for preparing probes and (or) at least one chamber for preparing samples or a block for preparing objects is included as a block for preparing probes in the chamber for loading the carriers of probes and (or ) in the form of the first block of sample preparation — into the composition of the chamber for loading sample carriers, and (or) in the form of the second block of sample preparation — into the block of structure formation, and (or) in the form of the third block of sample preparation — into the block of local exposure, and Whether) as a third sample preparation unit - in the local feedback block.
Возможны также варианты, в которых блок подготовки объектов снабжен источником плазмохимического травления и (или) источником физического травления, и (или) нагревателем объектов, при этом в качестве источника физического травления используют электронную пушку, ионную пушку или источник высокоэнергетичной плазмы.Variants are also possible in which the object preparation unit is equipped with a plasma-chemical etching source and (or) a physical etching source, and (or) an object heater, while an electron gun, an ion gun or a high-energy plasma source is used as a source of physical etching.
Существуют также варианты, в которых в блоке формирования структур модуль формирования структур выполнен в виде модуля молекулярно-лучевой эпитаксии, в виде модуля газофазного химического осаждения, в виде модуля локального зондового газофазного осаждения или в виде модуля эпитаксиального роста пленок методом импульсного лазерного осаждения.There are also options in which, in the structure formation unit, the structure formation module is made as a molecular beam epitaxy module, as a gas-phase chemical deposition module, as a local probe gas-phase deposition module, or as an epitaxial film growth module by pulsed laser deposition.
Возможны также варианты, в которых в блоке локального воздействия модуль локального воздействия выполнен в виде, по меньшей мере, одного источника ионов и (или), по меньшей мере, одного источника электронов.Variants are also possible in which, in the local exposure unit, the local exposure module is made in the form of at least one ion source and (or) at least one electron source.
На фиг.1 изображена компоновочная схема нанотехнологического комплекса в общем виде.Figure 1 shows the layout diagram of the nanotechnological complex in General.
На фиг.2, фиг.3 представлены варианты компоновки нанотехнологического комплекса.Figure 2, figure 3 presents the layout of the nanotechnological complex.
Нанотехнологический комплекс содержит измерительную камеру 1, сопряженную первой 2 и второй 3 (подробное описание элементов комплекса см. ниже) транспортными системами с камерой загрузки носителей зондов 4 и камерой загрузки носителей образцов 5. Камера 1 посредством третьей транспортной системы 6 состыкована с блоком формирования структур 7, который посредством четвертой транспортной системы 8 сопряжен в свою очередь с блоком локального воздействия 9.The nanotechnological complex contains a
Камера 1 включает сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) 10 с первой системой координатного перемещения 11, на которой закреплен первый держатель 12 с первой системой координатной установки 13 носителей зондов 14 с зондами 15. Носители зондов 14 могут иметь первые ориентирующие элементы 16 для установки зондов 15.The
Камера 1 включает также вторую систему координатного перемещения 17, на которой закреплен второй держатель 18 со второй системой координатной установки 19 носителей образцов 20 с образцами 21. Носители образцов 20 могут иметь вторые ориентирующие элементы 22 для установки образцов 21.The
Первая система координатного перемещения 11 сопряжена со второй системой координатного перемещения 17 первой системой координатной привязки 23.The first coordinate system 11 is paired with the second coordinate system 17 of the first coordinate system 23.
Камера 4 включает блок носителей зондов 24, который может быть выполнен в виде кассеты с носителями зондов 14.The
Помимо этого камера 4 может содержать первый блок подготовки зондов 25.In addition, the
Камера 5 включает блок носителей образцов 26, который может быть выполнен в виде кассеты с носителями образцов 20.The
Помимо этого камера 5 может содержать блок подготовки образцов 27.In addition, the
Блок формирования структур 7 содержит модуль формирования структур 28, а также третий держатель 29 с третьей системой координатной установки 30, например, носителей образцов 20. Следует заметить, что вместо носителей образцов 20 могут быть установлены носители зондов 14 (не показано).The
В блок 7 может быть введена третья система координатного перемещения 31, сопряженная с модулем 28 второй системой координатной привязки 32.In
Блок локального воздействия 9 содержит модуль локального воздействия 33, а также четвертый держатель 34 с четвертой системой координатной установки 35, например, носителей образцов 20. Следует заметить, что вместо носителей образцов 20 могут быть установлены носители зондов 14 (не показаны). Держатель 34 установлен на четвертой системе координатного перемещения 36, сопряженной с модулем 33 третьей системой координатной привязки 37 модуля локального воздействия с объектом.The
Возможно введение в блоки 7 и 9 второго 38 и третьего 39 блоков подготовки объектов.Perhaps the introduction to
Следует заметить, что представленная на фиг.1 конфигурация комплекса не единственно возможная. Например, возможна подстыковка к блокам 7 и 9 камер по загрузке и подготовке объектов 40 и 41 (фиг.2). Возможен вариант непосредственного соединения блоков 7 и 9 с камерами 5 и 1 (фиг.4). Возможны также и другие варианты.It should be noted that the configuration of the complex shown in Fig. 1 is not the only possible one. For example, it is possible to dock to blocks 7 and 9 of the cameras for loading and preparing
Более подробно, описанные элементы нанотехнологического комплекса могут выглядеть следующим образом.In more detail, the described elements of the nanotechnological complex can look as follows.
Транспортные системы 2, 3, 6 и 8 обычно содержат сверхвысоковакуумные манипуляторы с различным количеством степеней свободы с захватами носителей зондов 14 и носителей образцов 20 (см., например, [1, 2, 3, 4, 5]).
Сканирующий зондовый микроскоп 10 с первой системой координатного перемещения 11 (пьезосканером) представляет собой измерительный модуль, позволяющий, используя взаимодействие зонда с поверхностью образца, получать пространственное разрешение на поверхности образца вплоть до атомарного. Подробно описание СЗМ см. в [5, 6, 7, 8].A scanning probe microscope 10 with a first coordinate system 11 (piezoscanner) is a measuring module that allows, using the interaction of the probe with the surface of the sample, to obtain spatial resolution on the surface of the sample right down to the atomic one. For a detailed description of the SPM, see [5, 6, 7, 8].
Первый держатель 12 с первой системой координатной установки 13 носителей зондов 14 может содержать магнитный захват с ловителями (см., например, [9, 10, 11]) для установки носителей зондов 14.The first holder 12 with the first coordinate installation system 13 of the probe carriers 14 may comprise a magnetic catch with catchers (see, for example, [9, 10, 11]) for mounting the probe carriers 14.
Первые ориентирующие элементы 16 носителей зондов 14 могут быть выполнены в виде трех базовых упоров, к которым прижимают зонд 15 (кантилевер), выполненный в виде базовой площадки с отверстиями и гибкой консолью на конце [12].The first orienting elements 16 of the probe carriers 14 can be made in the form of three base stops, to which the probe 15 (cantilever) is pressed, made in the form of a base platform with holes and a flexible console at the end [12].
Вторая система координатного перемещения 17 может быть выполнена в виде координатного стола в плоскости образца 21, например, на V-образных направляющих, с обратной связью, осуществляемой, например, интерференционными датчиками [13, 14, 15, 16].The second coordinate movement system 17 can be made in the form of a coordinate table in the plane of sample 21, for example, on V-shaped guides, with feedback provided, for example, by interference sensors [13, 14, 15, 16].
Второй держатель 18 со второй системой координатной установки 19 носителей образцов 20 может быть выполнен в виде платформы с тремя шаровыми опорами, сопрягаемыми, например, с тремя V-образными канавками (не показаны) носителя образца 20 [17, 18].The second holder 18 with the second coordinate installation system 19 of the sample carriers 20 can be made in the form of a platform with three ball bearings, mating, for example, with three V-shaped grooves (not shown) of the sample carrier 20 [17, 18].
Вторые ориентирующие элементы 22 носителей образцов 20 могут быть выполнены в виде трех базовых упоров, к которым прижимают образец, например полупроводниковую подложку, базовым срезом и одним из краев [12].The second orienting elements 22 of the carriers of the samples 20 can be made in the form of three base stops, to which the sample is pressed, for example, a semiconductor substrate, a base cut and one of the edges [12].
Первая система координатной привязки 23 выполнена в виде электронного блока, подключенного к датчикам системы 17 и датчикам пьезосканера 11 [19, 20], и отслеживающей относительные перемещения зондов и образцов.The first coordinate reference system 23 is made in the form of an electronic unit connected to the sensors of the system 17 and the sensors of the piezoscanner 11 [19, 20], and tracking the relative movements of the probes and samples.
Кассеты блока носителей зондов 24 и блока носителей образцов 26 могут быть этажерочного или карусельного типов [1, 2, 5].The cassettes of the carrier block of the probes 24 and the carrier block of the samples 26 can be of the bookcase or carousel types [1, 2, 5].
Блоки подготовки зондов 25 и блоки подготовки образцов 27 могут быть выполнены в виде блоков нагрева или плазмохимического травления, в виде электронных или ионных пушек, а также в виде источников высокоэнергетичной плазмы [21, 22, 23, 24, 25, 26].Probe preparation blocks 25 and sample preparation blocks 27 can be made in the form of heating or plasma-chemical etching blocks, in the form of electron or ion guns, and also in the form of high-energy plasma sources [21, 22, 23, 24, 25, 26].
Модуль формирования структур 28 в блоке формирования структур 7 может быть выполнен в виде модуля молекулярно-лучевой эпитаксии [25, 26], в виде модуля газофазного химического осаждения [21, 27, 28], в виде модуля локального зондового газофазного осаждения [29] либо в виде модуля эпитаксиального роста пленок методами импульсного лазерного осаждения [26].The module for the formation of structures 28 in the block for the formation of
Третий держатель 29 с третьей системой координатной установки 30 может быть аналогичен второму держателю [17, 18]. Однако в случае использования нагреваемого образца и передачи тепла с держателя 29 на носитель 20 за счет теплопроводности установка носителя 20 может осуществляться по всей его плоскости и по наружной геометрии носителя 20 [12].The third holder 29 with the third coordinate system 30 can be similar to the second holder [17, 18]. However, in the case of using a heated sample and transferring heat from the holder 29 to the carrier 20 due to thermal conductivity, the installation of the carrier 20 can be carried out along its entire plane and along the external geometry of the carrier 20 [12].
Третья система координатного перемещения 31, необходимая, например, для локального зондового газофазного осаждения, а также вторая система координатной привязки 32 могут быть аналогичны второй системе координатного перемещения [13, 14, 15, 16] и первой системе координатной привязки [19, 20].The third coordinate system 31, necessary, for example, for a local probe gas-phase deposition, as well as the second coordinate system 32 can be similar to the second coordinate system [13, 14, 15, 16] and the first coordinate system [19, 20].
Модуль локального воздействия 33 в блоке локального воздействия 9 может быть выполнен в виде источника ионов или источника электронов [25, 26, 30]. Возможно также использование, например, двух самостоятельных камер с ионным и электронным источниками (не показано).The local exposure module 33 in the
Четвертый держатель 34 с четвертой системой координатной установки 35 может быть аналогичен второму держателю [17, 18].The fourth holder 34 with the fourth coordinate system 35 may be similar to the second holder [17, 18].
Четвертая система координатного перемещения 36, а также третья система координатной привязки 37 могут быть аналогичны второй системе координатного перемещения [13, 14, 15, 16] и первой системе координатной привязки [19, 20].The fourth coordinate system 36, as well as the third coordinate system 37 can be similar to the second coordinate system [13, 14, 15, 16] and the first coordinate system [19, 20].
Помимо такого исполнения четвертая система координатного перемещения 36 может иметь более сложные перемещения, чем перемещения в плоскости образца 21. Например, дополнительным перемещением системы 36 может быть качание плоскости образца 21 для более широкого доступа электронных или ионных пучков к элементам образца 21. Это может быть осуществлено установкой на координатном столе в плоскости образца трех приводов по координате Z [31].In addition to this design, the fourth coordinate system 36 can have more complex movements than movements in the plane of sample 21. For example, an additional movement of system 36 can be the swing of the plane of sample 21 for wider access of electron or ion beams to the elements of sample 21. This can be done installation of three drives on the coordinate table in the sample plane along the Z coordinate [31].
Третий 38 и четвертый 39 блоки подготовки образцов могут быть выполнены в виде блоков плазмохимической очистки [25].The third 38 and fourth 39 blocks of sample preparation can be made in the form of blocks of plasma-chemical purification [25].
Элементы комплекса, такие как манипуляторы транспортной системы, вакуумные затворы, блоки напуска газов, средства откачки и демпфирования, блоки управления и т.п., не показаны.Elements of the complex, such as manipulators of the transport system, vacuum locks, gas inlet blocks, pumping and damping means, control units, etc., are not shown.
Нанотехнологический комплекс работает следующим образом. Устанавливают зонды 15 (фиг.1) в носители 14, которые размещают в кассете 24. Устанавливают образцы 21 в носители 20, которые в свою очередь размещают в кассете 26 камеры 5. Также носители 20 могут быть размещены в камерах 40 и 41. При необходимости, используя блок 25, осуществляют подготовку зондов 15 к измерениям. При использовании в качестве зондов вольфрамовых игл для туннельных измерений целесообразно использовать ионные или электронные пушки. При этом окисел с острий игл успешно снимается при нагреве их, например, электронным пучком свыше 1000°С.Nanotechnological complex works as follows. The probes 15 (Fig. 1) are installed in the carriers 14, which are placed in the cartridge 24. The samples 21 are installed in the carriers 20, which in turn are placed in the cartridge 26 of the
При использовании в качестве зондов кантилеверов целесообразно использовать плазменные источники очистки.When using cantilevers as probes, it is advisable to use plasma purification sources.
Не исключен вариант подготовки зондов с использованием блока формирования структур 7, например, для нанесения на иглы посредством газофазного химического осаждения, например, магнитного покрытия для последующих магнитных измерений либо формирования нанотрубок, а также других видов финишных заострений [32].The possibility of preparation of probes using the
Возможен также вариант, в котором, используя сквозную транспортную систему, подготовку зондов можно проводить в блоке локального воздействия 9. При этом, используя ионный источник 33, можно осуществлять комплексную подготовку кантилеверов, вплоть до изменения формы их гибких балок, а также острий.A variant is also possible in which, using an end-to-end transport system, the preparation of probes can be carried out in the
Подготовку образцов 21 можно проводить в камере 5, используя блок 27. Одним из наиболее «чистых» способов снятия окисла с полупроводников может являться прямой нагрев образцов при пропускании через них тока [33]. Можно также проводить подготовку образцов в камерах 40 и 41 либо непосредственно в блоках 7 и 9. Например, перед газофазным химическим осаждением можно чистить поверхность образца, используя плазмохимическое травление, либо, повышая энергию плазмы блоком 38, производить «физическое» травление образца за счет «выбивания» частиц с его поверхности.Sample 21 can be prepared in
После проведения подготовки зондов и образцов можно проводить основные технологические операции по изготовлению изделий наноэлектроники.After preparing the probes and samples, it is possible to carry out the basic technological operations for the manufacture of nanoelectronics products.
Один вариант создания новых изделий наноэлектроники может быть основан на эффекте графоэпитаксии для создания несоразмерных кристаллических структур.One option for creating new nanoelectronic products can be based on the effect of graphoepitaxy to create disproportionate crystalline structures.
В этом случае в блоке локального воздействия 9 на поверхности образца 21 при помощи ионного источника 33 могут формироваться зоны ячеек с размерами, отличными от кристаллической структуры I образца 21, соответствующие размерам кристаллической структуры II предполагаемой эпитаксиальной пленки. Посредством зондового микроскопа 10 может осуществляться контроль размеров структуры II.In this case, in the
После этого в блоке 7 проводят процесс эпитаксиального роста пленки кристаллической структуры II, элементарными зародышами которой будут ячейки с ее характерными размерами.After that, in
Подробно процесс графоэпитаксии см. в [34, 35].The process of graphoepitaxy is described in detail in [34, 35].
Таким образом, можно изготавливать 3-мерные схемы наноэлектроники, а также схемы на основе полупроводниковых соединений А3В5.Thus, it is possible to produce 3-dimensional nanoelectronic circuits, as well as circuits based on A 3 B 5 semiconductor compounds.
Второй вариант создания новых изделий может заключаться в формировании в блоке 9 каталитических зон, например никеля на образце 21 при помощи локального ионного разложения металлоорганики. После этого в блоке 7 в определенных местах на образце 21 можно формировать нанотрубки (см., например, [36, 37]).The second option for creating new products may consist in the formation of
Используя координатно-связанные зоны нанотрубок можно изготавливать нанотранзисторы, экраны мониторов, радиаторы с высокой теплоотдачей и т.д.Using coordinate-related zones of nanotubes, it is possible to produce nanotransistors, monitor screens, radiators with high heat transfer, etc.
Помимо указанного, с использованием этого комплекса можно будет изготавливать интегральные схемы наноэлектроники на кристаллах алмаза, квантовые приборы на основе эффекта Джозефсона на самоорганизованных периодических структурах и т.п.In addition to the indicated, using this complex it will be possible to produce integrated circuits of nanoelectronics on diamond crystals, quantum devices based on the Josephson effect on self-organized periodic structures, etc.
Координатную привязку топологических структур на различных этапах их изготовления осуществляют следующим образом.Coordinate binding of topological structures at various stages of their manufacture is as follows.
Погрешность установки зондов 15 в носители 14 δ1 и погрешность установки образцов 21 δ2 в носители 20 благодаря использованию элементов 16 и 22 может быть в пределах ± 1 мкм.The error in the installation of probes 15 in the carriers 14 δ 1 and the error in the installation of samples 21 δ 2 in the carriers 20 due to the use of elements 16 and 22 can be within ± 1 μm.
Погрешность установки носителей 14 δ3 в держатель 12 и погрешность установки носителей 20 δ4 в держатель 18 может быть в пределах ± 2 мкм.The error in installing the media 14 δ 3 in the holder 12 and the error in installing the media 20 δ 4 in the holder 18 can be within ± 2 μm.
Инструментальная погрешность расположения острия кантилевера относительно его геометрии δк может быть в пределах ± 3 мкм (при больших значениях δк кантилеверы можно отбраковывать.) Погрешность расположения топологии на образце δо при использовании полупроводниковых подложек со шлифованными двумя базовыми срезами может быть в пределах ± 2 мкм.The instrumental error in the location of the cantilever tip relative to its geometry δ k can be within ± 3 μm (for large values of δ k, the cantilevers can be rejected.) The error in the location of the topology on the sample δ о when using semiconductor substrates with polished two base sections can be within ± 2 microns.
Температурная относительная погрешность держателей 12 и 18 δто за счет осесимметричной конструкции камеры 1 при Δt=1°С составляет величину порядка 1,5 мкм.The relative temperature error of the holders 12 and 18 δ then due to the axisymmetric design of the
Температурная погрешность на образце δТ1 ⌀ 100 мм для большинства материалов при Δt=1°С находится в пределах 1 мкм.The temperature error on the sample δ T1 ⌀ 100 mm for most materials at Δt = 1 ° C is within 1 μm.
Таким образом, рассовмещение острия зонда 15 и элемента первичной топологии образца, например, сформированной вне нанотехнологического комплекса,составит величину:Thus, the combination of the tip of the probe 15 and the element of the primary topology of the sample, for example, formed outside the nanotechnological complex, will be:
δн=δ1+δ2+δ3+δ4+δк+δо+δто+δТ1=2+2+4+4+6+2+1,5+1=22,5 мкм.δ n = δ 1 + δ 2 + δ 3 + δ 4 + δ k + δ o + δ then + δ T1 = 2 + 2 + 4 + 4 + 6 + 2 + 1,5 + 1 = 22.5 μm.
При диапазоне сканирования пьезосканера, равном 50 мкм, обеспечивается гарантированное нахождение элемента топологии, сформированной вне нанотехнологического комплекса.With a piezoscanner scanning range of 50 μm, a guaranteed finding of a topology element formed outside the nanotechnological complex is ensured.
При полностью замкнутом цикле производства изделий образцы 20 и зонды 15 будут транспортироваться внутри комплекса без съема со своих носителей, то есть в этом случае δ1=0, δ2=0. При использовании одного и того же кантилевера δк=0.With a completely closed production cycle of products, samples 20 and probes 15 will be transported inside the complex without removal from their carriers, that is, in this case, δ 1 = 0, δ 2 = 0. When using the same cantilever, δ k = 0.
Погрешность расположения топологии на образце δо с учетом использования координатного стола и интерференционных датчиков можно будет довести до ± 1 мкм.The error in the location of the topology on the sample δ о taking into account the use of the coordinate table and interference sensors can be brought to ± 1 μm.
То есть рассовмещение острия зонда 15 и элемента топологии, сформированной внутри комплекса, составит величину:That is, the combination of the tip of the probe 15 and the element of the topology formed inside the complex will be:
δв=δ3+δ4+δо+δто+δт=4+4+2+1,5+1=12,5 мкм.δ in = δ 3 + δ 4 + δ about + δ then + δ t = 4 + 4 + 2 + 1,5 + 1 = 12.5 microns.
В этом случае достаточным будет использовать пьезосканер с диапазоном сканирования, равным 20 мкм.In this case, it will be sufficient to use a piezoscanner with a scanning range of 20 μm.
При совмещении острия зонда с топологиями, сформированными внутри комплекса, основная трудность будет связана с автоматическим поиском зоны на подложках ⌀ 100 мм. При использовании координатного стола и датчиков [15, 16] погрешность его положения δ5 будет в пределах 10 нм. Даже при поддержании температуры внутри камеры 1 в пределах Δt=0,2°С температурная погрешность δТ2 будет порядка 0,2 мкм.When combining the tip of the probe with topologies formed inside the complex, the main difficulty will be associated with the automatic search of the zone on substrates of ⌀ 100 mm. When using the coordinate table and sensors [15, 16], the error of its position δ 5 will be within 10 nm. Even while maintaining the temperature inside the
То есть режим автоматического поиска зондом топологии после перемещения по образцу на величину порядка 100 мм может быть включен после нахождения реперного знака в зоне большей величины δп=δ5+δТ2=0,21 мкм.That is, the automatic search by the probe of topology after moving through the sample by a value of the order of 100 mm can be turned on after the reference mark is in the zone of a larger value δ p = δ 5 + δ T2 = 0.21 μm.
Полностью автоматический режим совмещения возможен при формировании первичной сетки реперных знаков, расположенных на расстоянии друг от друга, меньшем диапазона сканирования пьезосканера 11. Знаки эти могут быть сформированы в блоке 9 и представлять собой рельефные элементы, воспринимаемые (учитывая другие технологические операции) зондовой системой. Подробно использование реперных знаков для совмещения топологий см. в [14, 38].A fully automatic alignment mode is possible when forming the primary grid of reference marks located at a distance from each other less than the scanning range of the piezoscanner 11. These signs can be formed in
Снабжение комплекса блоком формирования структур и блоком локального воздействия с соответствующим модулем расширяет функциональные возможности комплекса. Включение в камеру измерения первой системы координатной установки носителей зондов на первом держателе и второй системы координатной установки носителей образцов на втором держателе повышает точность первичной ориентации зондов и образцов друг относительно друга. Введение второй системы координатного перемещения, а также сопряжение с ней первой системы координатного перемещения посредством координатной привязки зондов и образцов повышает точность ориентации зонда относительно всей поверхности образца и также расширяет функциональные возможности устройства.The supply of the complex with a block of formation of structures and a block of local impact with the corresponding module expands the functionality of the complex. The inclusion in the measurement chamber of the first coordinate system for the installation of probe carriers on the first holder and the second coordinate system for the installation of sample carriers on the second holder increases the accuracy of the primary orientation of the probes and samples relative to each other. The introduction of a second coordinate movement system, as well as pairing with it the first coordinate movement system by coordinating the probes and samples, increases the accuracy of the probe orientation relative to the entire surface of the sample and also extends the functionality of the device.
Введение в блок формирования структур третьего держателя с третьей системой координатной установки носителей объектов обеспечивает необходимые условия формирования структур.The introduction of the third holder with the third coordinate system of the installation of the media of the objects into the structure formation unit provides the necessary conditions for the formation of structures.
Введение в блок локального воздействия четвертого держателя с четвертой системой координатной установки носителей объектов, четвертой системы координатного перемещения и четвертой системы координатной привязки обеспечивает возможность координатного воздействия на образцы.The introduction of a fourth holder with a fourth coordinate system for the installation of object carriers, a fourth coordinate movement system and a fourth coordinate reference system into the local exposure block provides the possibility of coordinate action on the samples.
Выполнение блока загрузки носителей объектов в виде камеры загрузки носителей зондов и камеры загрузки носителей образцов позволяет использовать кассетные загрузки, а также расширяет возможности воздействий в загрузочных камерах на зонды и образцы.The implementation of the object carrier loading unit in the form of a probe carrier loading chamber and a sample carrier loading chamber allows the use of cassette loading, and also expands the possibilities of impacting probes and samples in loading chambers.
Использование блоков подготовки объектов в различных конфигурациях позволяет модифицировать образцы и зонды перед проведением основных технологических операций. Это может повышать точность измерений, повышать качество основных процессов, а также расширять функциональные возможности комплекса за счет более разнообразного использования зондов.The use of object preparation blocks in various configurations allows you to modify samples and probes before conducting basic technological operations. This can increase the accuracy of measurements, improve the quality of the main processes, as well as expand the functionality of the complex due to the more diverse use of probes.
Применение в качестве модулей формирования структур модулей молекулярно-лучевой эпитаксии, газофазного химического осаждения, локального зондового газофазного осаждения или импульсного лазерного осаждения в совокупности с модулями локального воздействия и измерения позволяет в контролируемой среде создавать новые изделия наноэлектроники.The use of molecular beam epitaxy, gas-phase chemical deposition, local probe gas-phase deposition, or pulsed laser deposition in combination with local exposure and measurement modules as modules for the formation of structures of structures makes it possible to create new nanoelectronic products in a controlled environment.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Information of Omicron. Multi - mode UHV Scanning Probe Microscope, p.1, 2.1. Information of Omicron. Multi - mode UHV Scanning Probe Microscope, p. 1, 2.
2. Патент RU2158454, H01J 37/26, 2000 г.2. Patent RU2158454, H01J 37/26, 2000
3. Патент ЕР0899561, G01N 27/00, 1999 г.3. Patent EP0899561, G01N 27/00, 1999
4. Патент US5157256, H01J 37/26, 2991 г.4. Patent US5157256, H01J 37/26, 2991
5. Information of Omicron. UHV Scanning tunnling Microscope.5. Information of Omicron. UHV Scanning tunnling Microscope.
6. Зондовая микроскопия для биологии и медицины. В.А.Быков и др., Сенсорные системы, т.12, №1, с.99-121, 1998 г.6. Probe microscopy for biology and medicine. V.A. Bykov et al., Sensory Systems, vol. 12, No. 1, pp. 99-121, 1998.
7. Сканирующая туннельная и атомносиловая микроскопия в электрохимии поверхности. Данилов А.И. Успехи химии, 64 (8), 1995 г., с.818-833.7. Scanning tunneling and atomic force microscopy in surface electrochemistry. Danilov A.I. Advances in Chemistry, 64 (8), 1995, p. 818-833.
8. Патент RU2163343, H01J 37/28, 2000 г.8. Patent RU2163343, H01J 37/28, 2000.
9. Патент US6057546, H01J 37/26, 1991 г.9. Patent US6057546, H01J 37/26, 1991.
10. Патент RU2227363, H02N 2/00, 2004 г.10. Patent RU2227363,
11. Патент RU2254640, H01L 41/00, 2004 г.11. Patent RU2254640,
12. Патент US5376790, H01J 37/26, 1994 г.12. Patent US5376790, H01J 37/26, 1994.
13. Патент US5512808, B26D 3/06, 1996 г.13. Patent US5512808, B26D 3/06, 1996.
14. Патент US5508527, G01J 1/00, 1996 г.14. Patent US5508527,
15. Двухкоординатный стол, фирмы ALIO Industry - Sales @ alionindustees. com.15. Two-coordinate table, ALIO Industry - Sales @ alionindustees. com.
16. Патент DE60019399, G01B 11/00, 2005 г.16. Patent DE60019399, G01B 11/00, 2005.
17. Патент RU2227363, H01L 41/001, 2004 г.17. Patent RU2227363,
18. Патент RU2254640, H02N 2/001, 2005 г.18. Patent RU2254640,
19. Положительное решение от 21.02.06. по заявке RU №2004126980.19. A positive decision of 02.21.06. by application RU No. 2004126980.
20. Г.Я.Мирский. «Электронные измерения», М.: «Радио и связь», 439 с., 1986 г.20. G.Ya. Mirsky. “Electronic Measurements”, M.: “Radio and Communications”, 439 p., 1986
21. Е.З.Мазель. «Планарная технология кремниевых приборов», М.: «Энергия», 384 с., 1974 г.21. E.Z. Mazel. "Planar technology of silicon devices", M .: "Energy", 384 p., 1974
22. С.М.Файнштейн. «Обработка и защита поверхности полупроводниковых приборов», М.: «Энергия», 294 с., 1970 г.22. S.M. Feinstein. “Processing and surface protection of semiconductor devices”, M .: “Energy”, 294 p., 1970
23. Патент RU2208845, G12B 21/00, 2003 г.23. Patent RU2208845, G12B 21/00, 2003.
24. Патент RU2169440, Н05В 3/06, 2001 г.24. Patent RU2169440, Н05В 3/06, 2001.
25. О.С.Моряков. «Элионная обработка», М.: «Высшая школа», 125 с., 1990 г.25. O.S. Moryakov. "Elion processing", M .: "Higher school", 125 p., 1990
26. И.М.Скворцов и др. Технология и температура газовой эпитаксии кремния и германия. М.: «Энергия». 133 с., 1978 г.26. I. M. Skvortsov et al. Technology and temperature of gas epitaxy of silicon and germanium. M .: "Energy". 133 p., 1978
27. Патент US5804027, H01J 37/32, 1998 г.27. Patent US5804027, H01J 37/32, 1998.
28. С.В.Редькин. Установка СВЧ плазменной обработки пластин большого диаметра. Сборник материалов т.2, ИГХТУ, 2002, с.434-472, ISBN-5-230-01566-7.28. S.V. Redkin. Installation of microwave plasma treatment of large diameter plates. The collection of materials t.2, IGHTU, 2002, p.434-472, ISBN-5-230-01566-7.
29. Патент RU2121730, H01J 37/04, 1999 г.29. Patent RU2121730, H01J 37/04, 1999
30. Микролитография, третий всесоюзный семинар, Черноголовка, 251 с., 1990 г.30. Microlithography, Third All-Union Seminar, Chernogolovka, 251 pp., 1990
31. Патент GB2316222, H02N 2/04, 1998 г.31. Patent GB2316222,
32. Патент RU2220429, G02B 21/00, 2000 г.32. Patent RU2220429, G02B 21/00, 2000
33. Патент RU2218562, G01N 27/00, 2001 г.33. Patent RU2218562, G01N 27/00, 2001
34. Ю.Д.Третьяков и др. Каталог научно-образовательных ресурсов МГУ. www.msu.su/ru.34. Yu.D. Tretyakov and others. Catalog of scientific and educational resources of Moscow State University. www.msu.su/ru.
35. А.А.Остроушко и др. Физико-химические основы получения твердых материалов электронной техники. Гл.9, 1998 г., http://geg.chem.usu.ru.35. A.A. Ostroushko et al. Physicochemical fundamentals of obtaining solid materials of electronic equipment. Ch. 9, 1998, http://geg.chem.usu.ru.
36. Углеродные нанотрубки обогнали лучшие прототипы кремниевых транзисторов. http://itnens.com.na.36. Carbon nanotubes overtook the best prototypes of silicon transistors. http://itnens.com.na.
37. И.В.Золотухин. Углеродные нанотрубки. 1999 г., www.pereplet.ru.37. I.V. Zolotukhin. Carbon nanotubes. 1999, www.pereplet.ru.
38. Патент US4677296, G01N 23/00, 1987 г.38. Patent US4677296, G01N 23/00, 1987.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006115494/28A RU2308782C1 (en) | 2006-05-06 | 2006-05-06 | Nanoelectronic complex |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006115494/28A RU2308782C1 (en) | 2006-05-06 | 2006-05-06 | Nanoelectronic complex |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2308782C1 true RU2308782C1 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=38925442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006115494/28A RU2308782C1 (en) | 2006-05-06 | 2006-05-06 | Nanoelectronic complex |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2308782C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2522776C2 (en) * | 2010-10-01 | 2014-07-20 | Закрытое Акционерное Общество "Нанотехнология Мдт" | Nanotechnological complex |
| RU2528746C2 (en) * | 2010-07-13 | 2014-09-20 | Закрытое Акционерное Общество "Нанотехнология Мдт" | Nanotechnological complex based on ionic and probe technologies |
| RU2533075C2 (en) * | 2012-04-27 | 2014-11-20 | Закрытое Акционерное Общество "Нанотехнология Мдт" | Device of orientation of sample for nanotechnological complex |
-
2006
- 2006-05-06 RU RU2006115494/28A patent/RU2308782C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528746C2 (en) * | 2010-07-13 | 2014-09-20 | Закрытое Акционерное Общество "Нанотехнология Мдт" | Nanotechnological complex based on ionic and probe technologies |
| RU2522776C2 (en) * | 2010-10-01 | 2014-07-20 | Закрытое Акционерное Общество "Нанотехнология Мдт" | Nanotechnological complex |
| RU2533075C2 (en) * | 2012-04-27 | 2014-11-20 | Закрытое Акционерное Общество "Нанотехнология Мдт" | Device of orientation of sample for nanotechnological complex |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8349143B2 (en) | Shadow masks for patterned deposition on substrates | |
| US20080224374A1 (en) | Sample holding mechanism and sample working/observing apparatus | |
| US7538333B1 (en) | Contactless charge measurement of product wafers and control of corona generation and deposition | |
| US7232771B2 (en) | Method and apparatus for depositing charge and/or nanoparticles | |
| Han et al. | Nanopatterning on nonplanar and fragile substrates with ice resists | |
| JP2008311351A (en) | Charged particle beam apparatus | |
| RU2308782C1 (en) | Nanoelectronic complex | |
| Pick et al. | Patterned growth of organic semiconductors: Selective nucleation of perylene on self-assembled monolayers | |
| Li et al. | Shaping organic microcrystals using focused ion beam milling | |
| US7335882B1 (en) | High resolution low dose transmission electron microscopy real-time imaging and manipulation of nano-scale objects in the electron beam | |
| KR102120895B1 (en) | Deposition apparatus, method for manufacturing organic light emitting display apparatus using the same, and organic light emitting display apparatus manufactured by the same | |
| RU2390070C2 (en) | Nanotechnological complex based on epitaxial and ion technologies | |
| Walker et al. | Design and fabrication of adjustable x-ray optics using piezoelectric thin films | |
| Gupta et al. | Recent advances in nanotechnology: key issues & potential problem areas | |
| TW202212815A (en) | Inline chamber metrology | |
| TW202006869A (en) | Apparatus for processing a substrate, system for processing a substrate, method for measuring distance between carriers, and method of aligning carriers | |
| KR20140141628A (en) | Method for removing a high definition nanostructure, a partly freestanding layer, a sensor comprising said layer and a method using said sensor | |
| JPH0341449A (en) | Manufacture of lithographic-mask and lithographic device | |
| Molas et al. | Thin molecular films of neutral tetrathiafulvalene-derivatives | |
| RU2528746C2 (en) | Nanotechnological complex based on ionic and probe technologies | |
| CN116988014B (en) | Combined centralized vacuum interconnection system device | |
| Shen et al. | Scanning tunnelling microscopy | |
| US20060222790A1 (en) | Preparation of library that includes monodisperse nanoclusters | |
| CN117471674B (en) | High-precision and low-cost transfer control platform based on one-dimensional nanowire visualization | |
| Brahlek | Atomic scale engineering of topological materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150507 |