Summary
Nano ölçekli çözünürlüğe sahip büyük ölçekli numune incelemesi, özellikle nanofabrikasyon yarı iletken gofretler için geniş bir uygulama alanına sahiptir. Atomik kuvvet mikroskopları bu amaç için harika bir araç olabilir, ancak görüntüleme hızları ile sınırlıdır. Bu çalışma, yüksek verimli ve büyük ölçekli denetimler sağlamak için AFM'lerde paralel aktif konsol dizilerini kullanır.
Abstract
Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), numunelerin 3B topografya görüntülerini yakalamak için nano ölçekli yüzey çalışmaları için güçlü ve çok yönlü bir araçtır. Bununla birlikte, sınırlı görüntüleme verimleri nedeniyle, AFM'ler büyük ölçekli inceleme amaçları için yaygın olarak benimsenmemiştir. Araştırmacılar, kimyasal ve biyolojik reaksiyonlarda dinamik süreç videolarını saniyede onlarca karede, birkaç mikrometrekareye kadar küçük bir görüntüleme alanı pahasına kaydetmek için yüksek hızlı AFM sistemleri geliştirdiler. Buna karşılık, yarı iletken gofretler gibi büyük ölçekli nanofabrikasyon yapıların incelenmesi, statik bir numunenin yüzlerce santimetre kare üzerinde yüksek verimlilikle nano ölçekli uzamsal çözünürlüklü görüntülenmesini gerektirir. Geleneksel AFM'ler, AFM görüntüleme sırasında bir seferde yalnızca bir piksel toplayabilen ve düşük görüntüleme verimine neden olan optik ışın saptırma sistemine sahip tek bir pasif konsol probu kullanır. Bu çalışma, daha fazla görüntüleme verimi için paralel çalışmada eşzamanlı çoklu konsol çalışmasına izin veren gömülü piezorezistif sensörlere ve termomekanik aktüatörlere sahip bir dizi aktif konsol kullanır. Geniş menzilli nano konumlandırıcılar ve uygun kontrol algoritmaları ile birleştirildiğinde, her konsol birden fazla AFM görüntüsü yakalamak için ayrı ayrı kontrol edilebilir. Veriye dayalı son işlem algoritmaları ile görüntüler birbirine dikilebilir ve istenen geometri ile karşılaştırılarak kusur tespiti yapılabilir. Bu belge, aktif konsol dizilerini kullanarak özel AFM'nin ilkelerini tanıtmakta ve ardından denetim uygulamaları için pratik deney hususları hakkında bir tartışma yapmaktadır. Silikon kalibrasyon ızgarası, yüksek düzeyde yönlendirilmiş pirolitik grafit ve aşırı ultraviyole litografi maskelerinin seçilmiş örnek görüntüleri, 125 μm uç ayırma mesafesine sahip dört aktif konsol ("Quattro") dizisi kullanılarak yakalanır. Daha fazla mühendislik entegrasyonu ile bu yüksek verimli, büyük ölçekli görüntüleme aracı, aşırı ultraviyole (EUV) maskeler, kimyasal mekanik düzlemselleştirme (CMP) denetimi, arıza analizi, ekranlar, ince film adım ölçümleri, pürüzlülük ölçüm kalıpları ve lazerle oyulmuş kuru gaz conta olukları için 3D metrolojik veriler sağlayabilir.
Introduction
Atomik kuvvet mikroskopları (AFM'ler), nano ölçekli uzamsal çözünürlüğe sahip 3D topografya görüntülerini yakalayabilir. Araştırmacılar, AFM'lerin mekanik, elektriksel, manyetik, optik ve termal alanlarda örnek özellik haritaları oluşturma yeteneğini genişletti. Bu arada, görüntüleme veriminin iyileştirilmesi, AFM'leri yeni deneysel ihtiyaçlara uyarlamak için yapılan araştırmaların odak noktası olmuştur. Yüksek verimli AFM görüntüleme için başlıca iki uygulama alanı vardır: ilk kategori, biyolojik veya kimyasal reaksiyonlar nedeniyle numunedeki dinamik değişiklikleri yakalamak için küçük bir alanın yüksek hızlı görüntülenmesidir 1,2; İkinci kategori, bu çalışmada ayrıntılı olarak tartışılan bir inceleme sırasında statik numunelerin yüksek uzamsal çözünürlüklü, büyük ölçekli görüntülenmesi içindir. Transistör boyutunun nano ölçeğe kadar küçülmesiyle birlikte, yarı iletken endüstrisi, nano ölçekli uzamsal çözünürlüğe sahip gofret ölçekli nanofabrikasyon cihazları incelemek için acilen yüksek verimli AFM'lere ihtiyaç duyuyor3.
Bir yonga plakası üzerindeki nanofabrikasyon cihazların karakterizasyonu, yonga plakası ve transistör özellikleri arasındaki büyük ölçek farkı nedeniyle zor olabilir. Büyük kusurlar optik mikroskoplarla otomatik olarak tespit edilebilir4. Ek olarak, taramalı elektron mikroskopları (SEM'ler), 2D5'te onlarca nanometreye kadar inceleme için yaygın olarak kullanılmaktadır. 3D bilgi ve daha yüksek çözünürlük için, verimi iyileştirilebiliyorsa AFM daha uygun bir araçtır.
Sınırlı görüntüleme verimiyle, bir yaklaşım, nanofabrikasyon kusurlarının meydana gelme olasılığının daha yüksek olduğu seçilmiş gofret alanlarını görüntülemektir6. Bu, tasarım ve üretim süreci hakkında önceden bilgi sahibi olmayı gerektirecektir. Alternatif olarak, genel bakış ve yakınlaştırma için optik mikroskop veya SEM gibi diğer modaliteleri bir AFM ile birleştirmek mümkündür 7,8. İmalat ve karakterizasyon araçları arasındaki koordinat sistemini düzgün bir şekilde hizalamak için geniş aralıklı, yüksek hassasiyetli bir konumlandırma sistemine ihtiyaç vardır. Ayrıca, bu işlevselliği gerçekleştirmek için seçilen çeşitli alanları görüntülemek için otomatik bir AFM sistemi gereklidir.
Alternatif olarak, araştırmacılar AFM tarama hızını artırmanın farklı yollarını araştırdılar. Yüksek verimli AFM'lerin etkinleştirilmesi sistematik bir hassas enstrümantasyon zorluğu olduğundan, araştırmacılar daha küçük AFM probları kullanmak, yüksek bant genişliğine sahip nano konumlandırıcılarıyeniden tasarlamak 9,10,11,12 ve sürüş elektroniği13, çalışma modlarını optimize etmek, görüntüleme kontrol algoritmaları 14,15,16,17 dahil olmak üzere çeşitli yöntemleri araştırdılarve saire. Bu çabalarla, piyasada bulunan tek problu AFM sistemleri için etkili bağıl uç ve numune hızı saniyede maksimum on milimetreye yükseltilebilir.
Görüntüleme verimini daha da artırmak için, paralel olarak çalışacak birden fazla prob eklemek doğal bir çözümdür. Bununla birlikte, konsol sapma algılaması için kullanılan optik ışın sapma (OBD) sistemi nispeten hantaldır ve bu da birden fazla probun eklenmesini nispeten zorlaştırır. Bireysel konsol sapma kontrolünün gerçekleştirilmesi de zor olabilir.
Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için, hantal harici bileşenler olmadan gömülü algılama ve çalıştırma prensipleri tercih edilir. Daha önce yayınlanmış raporlarda 18,19 detaylandırıldığı gibi, piezorezistif, piezoelektrik ve optomekanik prensiplerle sapma algılama, ilk ikisi daha olgun ve uygulanması daha kolay olan gömülü algılama olarak kabul edilebilir. Gömülü çalıştırma için, elektrikli ısıtmalı termomekanik veya piezoelektrik prensiplerin her ikisi de kullanılabilir. Piezoelektrik prensipler, kriyojenik ortamlara kadar daha geniş bir sıcaklık aralığında çalışabilmesine rağmen, histerezis ve sürünmeden muzdarip yük sızıntısı ve statik çalıştırma nedeniyle statik sapma ölçülemediğinden, yalnızca kılavuz çekme modu AFM işlemlerini destekleyebilirler. Önceki çalışmalarda, piezodirençli sensör ve piezoelektrik sensör kullanan aktif konsol prob dizileri geniş aralıklı görüntülemeiçin geliştirilmiştir 20,21, ancak büyük ölçekli görüntüleme için daha fazla ölçeklendirilmemiş veya ticarileştirilmemiştir. Bu çalışmada, piezodirençli algılama ve termomekanik çalıştırma kombinasyonu, statik sapma kontrol kabiliyetine sahip gömülü dönüştürücüler olarak seçilmiştir.
Bu çalışmada, aktif konsollar kullanılarak eşzamanlı görüntüleme için prob23 olarak yeni bir "Quattro"22 paralel aktif konsol dizisi kullanılmıştır. Konsol sapmasını ölçmek için, bir Wheatstone köprü konfigürasyonundaki(19) piezorezistif sensörler, konsol ucu sapmasıyla doğrusal olarak orantılı olan iç gerilimi ölçmek için her bir mikro konsolun tabanında nanofabrikasyondur. Bu kompakt gömülü sensör, geleneksel OBD sensörü olarak nanometre altı çözünürlüğe de ulaşabilir. Uygulanan F kuvvetine veya konsol sapmasına z yanıt olarak Wheatstone köprü voltajı çıkışı Uçıkışınınyönetim denklemi, uzunluğu L, genişliği W ve kalınlığı H, piezorezistif sensör katsayısı PR ve konsol E köprüsünün etkin elastik modülü olan bir konsol için Denklem 119'da gösterilmiştir.
(1)
Numuneyi rahatsız etmemek için noninvaziv görüntüleme için dinamik kılavuz çekme/temassız mod çalışması tercih edildiğinden, alüminyum/magnezyum alaşımı24, silikon ve silikon oksit malzemelerden yapılmış bimorf konsolu ısıtmak için serpantin şekilli alüminyum tellerden yapılmış bir termomekanik aktüatör kullanılır. Mikroskobik ölçekte, termal işlemlerin zaman sabiti çok daha küçüktür ve onlarca ila yüzlerce kilohertz'deki konsol rezonansı, ısıtıcıyı bir elektrik sinyali ile çalıştırarak uyarılabilir. Isıtıcı sıcaklığı ΔT bağıl ambiyansı tarafından kontrol edilen konsol serbest uç sapması zh,bimorf malzeme termo genleşme katsayısına ve geometrik kalınlığa ve alana bağlı olarak, sabit bir K ile konsol uzunluğu L için Denklem 219'dagösterilmiştir. ΔT'nin, uygulanan V voltajının karesinin R direncine bölünmesine eşit olan ısıtıcı gücü P ile orantılı olduğuna dikkat edilmelidir.
(2)
Ek bir avantaj olarak, rezonans uyarımına ek olarak statik sapma da kontrol edilebilir. Bu, her bir konsolun prob-numune etkileşimini ayrı ayrı düzenlemek için özellikle yararlı bir yetenek olabilir. Ayrıca, aynı taban yongası üzerindeki birden fazla konsol, piezo tarafından üretilen akustik dalgalarla geleneksel rezonans uyarımında imkansız olan gömülü termomekanik aktüatör ile ayrı ayrı uyarılabilir.
Piezorezistif algılama ve termomekanik çalıştırmayı birleştiren aktif konsol probu, SE mikroskobunda eşdizimli AF mikroskobu, opak sıvıda görüntüleme ve taramalı prob litografisi dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamaları mümkün kılmıştır ve daha fazla ayrıntı inceleme25'te mevcuttur. Yüksek verimli denetim amaçları için, aktif konsol dizisi, Şekil 1'de gösterildiği gibi dört paralel konsol içeren temsili bir AFM uygulama örneği ile oluşturulur. Gelecekte, sekiz paralel aktif konsol ve onlarca pozisyoner28 kullanılarak endüstriyel ölçekte bir sistem geliştirilecektir. Ölçeği bir örnek kullanarak açıklamak gerekirse, 100 nm'lik bir düzlem içi uzamsal çözünürlükle, 100 mm'ye 100 mm'lik bir alanı görüntülemek, 10'dan fazla6 tarama çizgisi ve 1012 piksel ile sonuçlanacaktır. Konsol başına 50 mm/sn'lik bir tarama hızıyla, bu, tek bir konsol için toplam 555,6 saatin üzerinde (23+ gün) tarama gerektirir ve bu, pratik olarak kullanışlı olamayacak kadar uzundur. Onlarca pozisyonerli aktif konsol dizisi teknolojisini kullanarak, gerekli görüntüleme süresi, endüstriyel denetim amacıyla makul bir zaman ölçeği olan çözünürlükten herhangi bir ödün vermeden yaklaşık iki kat azaltılarak 5-10 saate (yarım günden az) düşürülebilir.
Geniş alanlı, yüksek çözünürlüklü görüntüler yakalamak için nano konumlandırma sistemi de yükseltilir. Gofret ölçekli büyük numunelerin görüntülenmesi için, hareket ettirilen nesnelerin boyutunu küçültmek için numune yerine probun taranması tercih edilir. Aktif konsollar arasındaki 125 μm'lik ayırma mesafesi ile tarayıcı, bu aralıktan biraz daha büyük bir alanı kaplar, böylece her bir konsoldan gelen görüntüler son işlem sırasında birbirine dikilebilir. Bir taramanın tamamlanmasının ardından, kaba konumlandırıcı, görüntüleme işlemine devam etmek için probu otomatik olarak yeni bir bitişik alana yeniden konumlandırır. Gömülü termomekanik aktüatör, her bir konsolun sapmasını düzenlerken, tüm paralel konsolların ortalama sapması, topografya takibi sırasında konsollara yardımcı olmak için başka bir oransal-integral-türev (PID) kontrolörü ile düzenlenir. Tarayıcı kontrolörü ayrıca her bir konsolun bükülmesinin maksimum eşik değerini aşmamasını sağlar, bu da topografya varyasyonu çok büyükse diğer probların yüzeyle temasını kaybetmesine neden olabilir.
Konsolun statik sapma kontrol aralığı onlarca mikron mertebesinde olduğundan, aynı taban yongasındaki konsollar için izlenebilecek topografya varyasyonu seviyesi sınırlı olmalıdır. Yarı iletken gofretler için, numune topografyası varyasyonları tipik olarak mikrometre altı ölçektedir, bu nedenle çok büyük bir sorun olmamalıdır. Bununla birlikte, daha fazla konsol eklenmesiyle, konsol hattına göre numune düzlemi eğimi bir sorun haline gelebilir. Pratikte, 1 mm'ye yakın aralıklara sahip sekiz paralel konsol yine de 1° eğim açısına izin verirken, daha fazla konsol eklemek devirme kontrolünün gerçekleştirilmesini zorlaştırabilir. Bu nedenle, ayrı prob tarayıcılarına yerleştirilmiş birden fazla sekiz konsol prob grubunun kullanılması, paralel aktif konsol prob prensibinin potansiyelini tam olarak gerçekleştirmek için devam eden bir çabadır.
Veri toplandıktan sonra, istenen bilgileri almak için bir işlem sonrası işlem gereklidir. İşlem genellikle tarama artefaktlarının kaldırılmasını, genel bir panorama oluşturmak için bitişik görüntülerin birleştirilmesini ve isteğe bağlı olarak yapı kusurlarının uygun algoritmalar kullanılarak istenen geometri ile karşılaştırılarak tanımlanmasını içerir26. Toplanan veri miktarının çok çeşitli görüntüler için çok büyük olabileceğini ve daha verimli işleme için veriye dayalı öğrenme algoritmalarının da geliştirildiğini belirtmekte fayda var27.
Bu makalede, özel bir AFM sistemine entegre edilmiş paralel aktif konsol dizisini kullanarak yüksek çözünürlüklü AFM görüntüleri elde etmenin genel süreci gösterilmektedir. Sistemin detaylı uygulaması 22,28,29,30'da mevcuttur ve Malzeme Tablosunda listelenen model numarası ile ticarileştirilmektedir. Dört konsolun tümü, gömülü termal-mekanik aktüatör tarafından uyarılan kılavuz çekme modunda çalıştırıldı. Kalibrasyon numuneleri, nanofabrikasyon maskeleri ve yüksek oranda yönlendirilmiş pirolitik grafit (HOPG) numuneleri (Malzeme Tablosuna bakınız) ile ilgili temsili sonuçlar, geniş alan denetimi için bu yeni AFM aracının etkinliğini göstermek için sağlanmıştır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Büyük ölçekli inceleme için numune hazırlama
- Numuneyi AFM için uygun boyutta hazırlayın (bkz.
NOT: Düzlem içi çapı 75 mm'den 300 mm'ye ve beklenen düzlem dışı yükseklik değişimi 200 μm'nin altında olan yonga plakası şeklindeki numuneler, AFM numune aşamasına sığabilir. Bu çalışmada, 4 inçlik bir gofret üzerinde aşırı ultraviyole (EUV) maskesi kullanılmıştır (bkz. - Kirleticileri gidermek için numuneyi temizleyin ve numuneleri temiz bir odada veya vakum odası veya nitrojenle temizlenmiş bir kabin gibi düşük tozlu bir ortamda saklayın.
- Numuneyi sıkıştırılmış bir nitrojen püskürtme tabancasıyla üfleyerek büyük toz parçacıklarını çıkarın veya numune suyla reaksiyona girmiyorsa deiyonize su ile durulayın. Numuneye zarar vermemek için 0,1 m3/dk'nın altında küçük bir akış hızı kullanın.
- İsteğe bağlı olarak, organik kirleticileri gidermek için plazma temizliği uygulayın. Numuneyi plazma işleme makinesine yerleştirin. Hazneyi kapatın ve basıncı 600 mTorr'a kadar pompalayın. Numuneyi temizlik için 30 saniye plazmaya maruz bırakın.
NOT: Adım 1.3.2, kontaminasyonun giderilmesi için isteğe bağlıdır. Bu çalışmada, imalat ve karakterizasyon temiz bir oda içinde gerçekleştirilmiştir, bu nedenle bu adıma gerek yoktur.
- İlgi alanları, tarama aralığı, uzamsal/piksel çözünürlüğü ve tarama çizgisi hızı dahil olmak üzere uygun görüntüleme stratejilerini belirleyin.
- Numunenin genel bir panoramaya mı yoksa seçilen birden çok küçük alanın otomatik olarak görüntülenmesine mi ihtiyacı olduğunu belirleyin.
NOT: İstenen yapılara sahip nanofabrikasyon numuneler için, inceleme amacıyla kusurlara daha yatkın olan kilit alanları belirlemek genellikle daha kolaydır. Diğer örnekler için, hızlı bir genel bakış için düşük uzamsal çözünürlüklü bir görüntü almak ve ardından yüksek uzamsal çözünürlüklü görüntüleme için daha küçük ilgi alanına yakınlaştırmak daha kolay olabilir. - Bu özellikleri çözmek için istenen uzamsal çözünürlüğü belirlemek için numunenin önceki bilgilerine dayanarak özelliklerin boyutunu tahmin edin.
- Piksel çözünürlüğünü belirlemek için görüntüleme aralığının ve uzamsal çözünürlüğün oranını kullanın.
- Numuneyle ilgili önceki deneyimlere dayalı olarak bir başlangıç tarama hattı hızı seçin veya numune malzemesine, prob dinamiklerine ve istenen uzamsal çözünürlüğe bağlı olarak AFM sistem yazılımını daha sonra kullanın.
- Numunenin genel bir panoramaya mı yoksa seçilen birden çok küçük alanın otomatik olarak görüntülenmesine mi ihtiyacı olduğunu belirleyin.
2. AFM cihaz kalibrasyonu ve deney kurulumu
- Uygun aktif AFM konsol dizisini seçin.
NOT: Prob dizisindeki her konsol için AFM aktif konsol sertliği, ilk rezonans frekansı ve kullanılmayan prob ucu keskinliği üretimden karakterize edilir. Veriler üreticiden alınabilir ve görüntülemeden önce otomatik olarak yazılıma yüklenebilir. Numune malzemesine veya uygulamaya göre yazılım tarafından önerilen uygun konsolun seçilmesi, başarılı görüntüleme sağlamak için yararlıdır. Üretim değişkenliği nedeniyle, her konsolun özellikleri farklı ancak benzer düzeyde olabilir. - Kontrolörün ana gücünü açarak AFM'yi açın ve sistemin başlatılmasını bekleyin. Ana bilgisayarı açın ve AFM sistem yazılımını açın.
- Aktif konsol probu kurulumunu gerçekleştirin.
- Aktif Konsol Kurulumuna tıklayarak prob tarayıcıyı yukarı kaldırın. Prob tutucunun numune aşamasından kaldırılmasını bekleyin ve otomatik olarak durun.
- AFM konsol prob dizisini prob tutucusuna monte edin ve sabitleyin.
NOT: AFM konsol dizileri bir nano-SD kart şekil tutucusuna takılır ve prob kurulumu için doğrudan elle kullanılabilir. Algılama ve çalıştırma prensiplerindeki temel farkla, herhangi bir lazer hizalaması yapmaya gerek yoktur. - Prob Otomatik Ayarları'na tıklayın ve üretici tarafından sağlanan prob bilgilerini yükleyin (Malzeme Tablosuna bakın). Prob üzerindeki ve yazılımdaki seri numarasıyla eşleştiğinden emin olun.
- Görüntüleme için her konsolun rezonansını doğrulamak için bir prob frekansı taraması yapın. Konsol Ayarı'na tıklayın ve açılır pencerede Süpür'e tıklayın. Aralık biliniyorsa Başlangıç Frekansı ve Bitiş Frekansı'nı belirtin. Aksi takdirde, yazılım varsayılan ayarları kullanarak değerleri otomatik olarak güncelleyecektir.
NOT: Bu adım, prensip olarak, üretimden sonra kalibre edildikleri için yeni problar için isteğe bağlıdır. Bununla birlikte, daha önce kullanılmış olan problar için, önceki işlem sırasında herhangi bir özelliğin değişmesi durumunda (örneğin, konsol rezonansını değiştiren kirletici parçacıkların bağlanması) bu taramanın yapılması önerilir. Termomekanik çalıştırma nedeniyle, ısıtma gücü, sürüş voltajının karesi ile orantılıdır. Temassız mod çalışması için, Denklem 2'deki kare bağıntı nedeniyle giriş voltajı sinüs dalgası bileşeninin ikinci bir harmoniği üretilir. Bu ikinci harmonik, doğru akım (DC) ofset sinyali genliğini etkilemediğinden, uyarma sırasında tipik olarak konsol rezonansı ile eşleştirilir. Bu nedenle, DC bileşenleri ortalama konsol sapmasını kontrol eder ve sürücü sinyalinin alternatif akım (AC) bileşeni, görüntüleme için otomatik olarak konsol rezonans frekansının yarısına ayarlanır.
- Numuneyi yükleyin ve yerine sabitleyin. Numune ile temas eden alt yüzeyin, görüntülenecek özelliklerle üst yüzeye paralel olduğundan emin olun. Numunenin düz olduğundan emin olmak için mikrometre düğmelerini kullanarak s'ye ince ayar yapın. Eğim, ince ayar konumlandırıcılarının telafi edemeyeceği kadar büyükse ara parçalar ekleyin.
- AFM aşamasındaki mikrometreyi kullanarak numunenin düzlem içi XY konumunu ayarlayın. İlgilenilen alanı bulmak için bir optik mikroskop görüntüsü kullanın ve konsol dizisinin göreceli konumunu görüntülenecek ilk ilgi alanına konumlandırın.
- XYZ Zero düğmesine tıklayarak küresel bir koordinat oluşturun.
NOT: Panoramik bir görüntü oluşturmak için bu adım, optik mikroskop görünümü kullanılarak kabaca gerçekleştirilebilir. Nanofabrikasyon bir numunenin seçilen alanlarını görüntülerken, üretim ekipmanının XYZ koordinatını AFM koordinatı ile hassas bir şekilde hizalamak gerekebilir. Bu adım, AFM görüntülemeyi gerçekleştirerek ve tekrar XYZ Zero düğmesine tıklayarak daha hassas bir şekilde gerçekleştirilebilir. - Akustik kalkanı kapatın ve kapatın.
NOT: Akustik kalkan, havada titreşim yayılımını azaltmaya yardımcı olur. Ayrıca, büyük ölçekli görüntülemenin tamamlanması uzun zaman alabileceğinden, sızdırmaz kapak toz parçacıklarının numuneye düşme olasılığını da azaltabilir. Bu koruyucu kapak, titreşim kaynaklarının olmadığı temiz oda ortamında isteğe bağlı olabilir.
3. Topografya görüntüleme ve parametre ayarlama
- Görüntüleme Parametresi Kurulumu sekmesini seçin (aktif konsol özmodu, tarama hızı, ayar noktası vb.) ve istenen görüntüleme parametrelerini girin.
- Tek bir panoramik görüntü için, görüntünün sol üst köşesinin koordinatını ve tarama boyutunu girin. Seçilen birden fazla bölgeyi otomatik olarak görüntülemek için, görüntülenecek tüm bölgeler için bu işlemi tekrarlayın. İşlem sonrası görüntü dikişi için görüntüleme alanının etrafına ekstra dolgu ekleyin.
NOT: Bu çalışma için, EUV maskesinin sol üst köşesi önceden tanımlanmış özelliklerle ayarlanmıştır ve sistem, her bir konsol kullanılarak aynı anda 130 μm x 130 μm boyutlarında dört görüntü yakalayacak şekilde yapılandırılmıştır. - İstenen düzlem içi piksel çözünürlüğünü (genellikle tarama çizgisi başına binlerce piksel) girin ve görüntüleme için yazılımdan önerilen varsayılan satır tarama hızını kullanın. Gerekirse, görüntülenecek her bölge için çizgi tarama hızını manuel olarak ayarlayın.
NOT: Bu çalışmada, yüksek çözünürlüklü görüntüler elde etmek için piksel başına 5 nm'ye karşılık gelen satır başına 26.000 piksel piksel çözünürlüğü kullanılmıştır. - Temassız mod için, konsol özelliklerinden elde edilen yazılımdaki varsayılan sürücü genliğini, frekansını ve ayar noktasını kullanın veya dizideki her konsol için ayar noktasını manuel olarak girin. PID denetleyici ayarlarını varsayılan olarak bırakın.
- Tek bir panoramik görüntü için, görüntünün sol üst köşesinin koordinatını ve tarama boyutunu girin. Seçilen birden fazla bölgeyi otomatik olarak görüntülemek için, görüntülenecek tüm bölgeler için bu işlemi tekrarlayın. İşlem sonrası görüntü dikişi için görüntüleme alanının etrafına ekstra dolgu ekleyin.
- Aktif konsol prob dizisini numune ile birleştirin.
- Görüntülemeden önce konsolu önceden bükmek için Konsolu Başlat'a tıklayın.
- Konsol rezonansını heyecanlandırmak için Temassız Sürüşü Başlat'a tıklayın.
- Sistemin numuneyi ve probu otomatik olarak temas ettirmesine izin vermek için Engage'e tıklayın. Bu adım tamamlandıktan sonra görüntüleme otomatik olarak başlayacaktır.
- Taranan ize/görüntüye göre her konsol için PID denetleyici parametrelerini ayarlayın. Topografya değişikliklerini yakalamaya yardımcı olan izleme ve geri izleme çizgileri arasındaki eşleşmeyi iyileştirmek için PID parametrelerini ayarlayın. Görüntüleme hızı, topografya izleme performansını iyileştirmek için buna uygun olarak da ayarlanabilir.
- Kaydet düğmesine tıklayarak mevcut verileri ekrana kaydedin. Veriler ayrıca her karenin sonundaki tarama sırasında otomatik olarak kaydedilecektir.
- Durdur düğmesine tıklayarak görüntülemeyi durdurun. Sistem görüntülemeyi durduracak ve konsol dizisini numuneden otomatik olarak geri çekecektir. Konsol tahriki de durdurulacak, böylece probun güvenli bir şekilde kaldırılması sağlanacaktır.
- Probu ve numuneyi dikkatlice çıkarın ve sistemi kapatın.
4. İşlem sonrası ve görüntü analizi
- Satıcı tarafından sağlanan AFM görüntü analizi yazılımını açın.
- Örnek eğim düzeltmesi, piksel düzeyinde aykırı değer kaldırma ve tarama çizgisi eşleştirme dahil olmak üzere varsayılan işlem sonrası sırayı uygulamak için Otomatik İşlem'e tıklayın.
- Görüntülerin gözlemlenmesinden manuel olarak görüntü kusurları üzerinde daha fazla düzeltme uygulayın. Gelişmiş AFM cihazlarıyla bu tür kusurlar nadirdir, ancak görüntüler bu adımlarla yine de iyileştirilebilir.
NOT: Büyük miktarda görüntü için, aynı işlemle toplu işleme yoluyla Makro veya Python komut dosyalarını kullanarak işlemi otomatikleştirmek mümkündür. Bu çalışma için buna gerek yoktu.
- Panorama Görüntüsü düğmesine tıklayarak ve dikilecek birden fazla görüntü seçerek panoramik bir görüntü oluşturmak için yazılımı kullanın.
NOT: Görüntü birleştirme, doğrudan bitişik görüntülerin üst üste binen alanı kullanılarak otomatik olarak gerçekleştirilir. Alternatif olarak, görüntü birleştirme, kenarlarda çakışan piksellerin bağıntısını en üst düzeye çıkarmaya çalışır. Bu komutlarda çeşitli seçenekler mevcuttur ve genel birleştirme performansını iyileştirmek için optimize edilebilir. - Belirli örneğe dayalı daha fazla analiz için verileri kaydedin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Topografya görüntüleme için paralel aktif konsollar kullanılarak AFM geniş aralıklı görüntülemenin etkinliğini göstermek için, paralel olarak çalıştırılan dört konsol tarafından çekilen bir kalibrasyon ızgarasının dikişli görüntüleri Şekil 2'de gösterilmektedir. Silikon gofret kalibrasyon yapısı 45 μm uzunluğunda ve 14 nm yüksekliğinde özelliklere sahiptir. Her konsol 125 μm x 125 μm'lik bir alanı kaplar, bu da 500 μm x 125 μm dikişli panoramik görüntü verir. Tarama hızı, genlik modülasyon modunda satır ve kanal başına 1.028 pikselde saniyede 10 satıra ayarlandı, bu nedenle bu geniş alan taramasını tamamlamak 2 dakikadan az sürüyor.
Her konsol tarafından çekilen görüntülerin birleştirilmesi, bitişik görüntülerin kenarındaki özelliklerin hizalanmasıyla gerçekleştirilir. Konsol ayrımından daha büyük bir gerçek görüntüleme boyutuyla, birleştirme, kenarlardaki özellikler ilişkilendirilerek gerçekleştirilir. Düzlem içi Y ekseni yönündeki her görüntü arasında bir miktar dikey kaymanın da görülebildiğini belirtmekte fayda var. Bu, tarama ekseninin dört aktif konsol dizisinin çizgisine göre hafif uyumsuzluğu nedeniyle olabilir. Bununla birlikte, önemli topografya varyasyonu olmayan sınırlar için korelasyon yönteminin uygulanması zor olabilir. Bu nedenle, panoramik görüntüler oluşturmak için önceki ofset bilgisiyle korelasyona dayalı eşleştirmeyi kullanmak, cihazın bu kusurlu koşullarıyla başa çıkmak için göreceli konum ofsetini kullanan doğrudan dikişe kıyasla tercih edilen yöntemdir.
Aktif konsol dizisinin uzamsal çözünürlüğünü doğrulamak için, Şekil 3'te gösterildiği gibi, 5 μm x 5 μm ve 1028 x 1028 piksellik küçük bir düzlem içi görüntü aralığı ile HOPG'nin yüksek çözünürlüklü görüntüleri alınır. HOPG numuneleri, grafitin düzlemler arası aralığı yaklaşık 0,335 nm31,32 olduğundan, çözünürlük doğrulaması için özellikle uygundur. Birkaç nanometrede nanometre altı düzlem dışı çözünürlük ve düzlem içi çözünürlük gösterilmiştir. 125 μm'de her bir konsol arasındaki ayırma mesafesi 5 μm görüntüleme alanından çok daha büyük olduğundan, bu dört görüntü doğrudan dikilemez, ancak görüntülenen özelliklerin bitişik görüntüler arasındaki oryantasyon eğilimi birbiriyle iyi uyum sağlar.
Yarı iletken denetimindeki pratik uygulamalar için, yarı iletken özellikleri oluşturmak için bir EUV litografi maskesi, paralel aktif konsol dizisi kullanılarak görüntülenir. Şekil 4'te 505 μm x 130 μm'lik bir alanı kapsayan 5 nm uzamsal çözünürlüğe sahip genel dikişli panoramik görüntü gösterilmektedir. Yapı modelinin yüksekliği yaklaşık 60 nm'dir ve devrenin çeşitli alanları resimde açıkça gösterilmiştir. Saniyede 10 satırda, 101.000 x 26.000 piksel yaklaşık 40 dakika içinde yakalanır, bu da geleneksel AFM sistemlerinden önemli ölçüde daha hızlıdır.
Şekil 1: Dört aktif konsol probundan oluşan tek bir dizi kullanılarak geniş alanlı numune inceleme örneği uygulaması için geniş alanlı AFM. (A) Prob tarama konfigürasyonu ve büyük bir numune aşaması ile özel AFM kullanılarak bir silikon gofret numunesinin geniş alanlı görüntülemesi. (B) SD kart şekli baskılı devre kartına (PCB) tel ile bağlanmış dört aktif konsol alanının optik mikroskopla yakınlaştırılmış görünümü ile AFM sisteminin basitleştirilmiş şeması. (C) 30 μm'nin üzerinde maksimum genlik gösteren dört aktif konsoldan biri için kılavuz çekme aktivasyonunun SEM görüntüsü. (D) Sapma ölçümü için konsolların tabanındaki serpantin şeklindeki termomekanik ısıtıcıyı ve piezorezistif stres sensörlerini gösteren bir şemaya sahip aktif konsol dizisinin SEM görüntüsü. Ölçek çubuğu = 50 μm. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Toplam 500 μm genişlikte aynı anda dört aktif konsol tarafından çekilen görüntülerin panoramik olarak birleştirilmesi. Her konsol, genlik modülasyonlu dinamik kılavuz çekme modunda konsol ucunun 140 μm'lik ayrımı arasında bir miktar örtüşme oluşturmak için 125 μm'lik bir alanı tarar. Görüntü, her yönde 1.028 piksel çözünürlükle saniyede 10 satır hızında çekilir. Numune, 45 nm yükseklikte 14 μm uzunluğunda çizgilere sahip bir silikon test yapısıdır. Her konsol tarafından çekilen üstteki dört ayrı görüntü, alttaki panorama görüntüsünü oluşturmak için dikilir. Şekil Ahmad ve ark.22'den uyarlanmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: HOPG örneklerinin yüksek çözünürlüklü AFM görüntüleri. Görüntüler, her yönde 1.028 piksel çözünürlükle saniyede 10 satır hızında yakalanan 3 μm x 3 μm alana sahip dört konsol ile aynı anda yakalanır. (A-D) Sırasıyla 1-4 konsolları tarafından genlik modülasyonlu dinamik kılavuz çekme modunda yakalanan topografya görüntüleri. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Genlik modülasyonlu dinamik kılavuz çekme modunda saniyede 10 satırda dört AFM kanalı tarafından aynı anda yakalanan dört adet 2D ve 3D tek EUV maske görüntüsünün kaydı. Tek bir görüntünün görüntüleme alanı 130 μm x 130 μm'dir. (A) Dört adet 2D görüntü. (B) Dört adet 3D görüntü. (C) 500 μm'ye 500 μm'lik genel 3D dikişli görüntü, 125 μm'lik dört görüntüyle elde edilir, burada 5 μm, tek alanlar arasındaki örtüşmedir. Görüntü, 5 nm uzamsal çözünürlüğe sahip 101.000 x 26.000 pikseldir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Temsili sonuçlarda gösterildiği gibi, statik bir numunenin birden fazla görüntüsünü paralel olarak yakalamak için aktif bir konsol dizisi kullanılabilir. Bu ölçeklenebilir kurulum, geniş alanlı numunelerin görüntüleme verimini önemli ölçüde artırabilir ve bu da onu yarı iletken gofretler üzerindeki nanofabrikasyon cihazları incelemek için uygun hale getirir. Teknik aynı zamanda insan yapımı yapılarla da sınırlı değildir; Bir grup aktif konsol içindeki topografya varyasyonu, konsol dizisinin kaldıramayacağı kadar büyük olmadığı sürece, yüksek verimli görüntüleme gerçekleştirilebilir.
Yüksek verimli, geniş alanlı denetime olanak sağlamanın yanı sıra, aktif bir konsol prob dizisi, görüntüleme kurulumu açısından çeşitli avantajlar sunar. İlk olarak, prob kurulumu için lazer-konsol hizalaması yapmaya gerek yoktur. Çalışma açısından bu, operatör yükünü azaltır. Daha da önemlisi, konsol sapma sensörünün kazancı sabittir ve deneyler arasında değişmez. Kantitatif kuvvet ve sapma ölçümleri, bu problarla hem kılavuz çekme modunda hem detemas modunda alınabilir 29,33,34. Bu aynı zamanda görüntüleme sürecini daha güvenilir hale getirir, çünkü uzun süreli görüntüleme için lazer hizalamasının kayması daha uzun bir sorun teşkil eder. İkincisi, termomekanik konsol tahriki, geleneksel piezo akustik çalıştırmada rezonans taraması sırasında bir sorun haline gelebilecek konsol tutucunun sahte yapı rezonansını önler. Konvansiyonel rezonans uyarma tekniği, AFM konsolunun taban destek çipine yerleştirilmiş bir piezoelektrik aktüatör kullanır. Üretilen titreşim akustik olarak tüm taban çipi boyunca yayıldığından, konsol rezonans uyarımı gerçekten de birbiriyle etkileşime girebilir. Bununla birlikte, termomekanik çalıştırma doğrudan bireysel konsola etki eder ve taban destek çipi sabit kalır. Taban destek çipinin kütlesi, konsoldan birkaç kat daha yüksek olduğundan, paralel aktif konsollar arasındaki parazit ihmal edilebilir düzeydedir. Üçüncüsü, aktif konsolun kompakt boyutu, prob tarama konfigürasyonu için daha kolay paralel entegrasyon sağlar. Bu, numunenin statik kalabileceği ve birden fazla prob konumlandırıcının görüntüleme sırasında aynı anda farklı hızlarda tarama yapabileceği anlamına gelir, bu da her bir konsolun etkin kullanımını en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olur.
Sınırlamalarla ilgili olarak, her bir konsolun maksimum sapma sınırı nedeniyle büyük topografya değişikliklerine sahip numunelerin taşınması zor olabilir. Numune hazırlama ve kurulum sırasında bazı özel dikkat gösterilmelidir. İşlenen numune makroskopik ölçekte olduğundan, topografyanın iyi izlenmesini sağlamak için tarama düzlemine göre eğim en aza indirilmelidir. Yüzeyin tarayıcı aşamasına göre 1°'den daha fazla eğilmesi, proba zarar verebilecek aralık dışı konsol sapma kontrolüne neden olabilir. Yarı iletken bir gofret üzerindeki nanofabrikasyon yapılar için, düzlük tipik olarak garanti edilir ve cilalamaya gerek yoktur. Bu aynı zamanda görüntülenecek ince özelliklerin zarar görmesini de önler. Mikrometre düzeyinde geleneksel bilgisayarlı sayısal kontrol (CNC) işlemenin yüzey kalitesi, aktif konsol dizisinin işlemesi için yeterli olmalıdır. Jenerik numuneler için, yakalanacak yüzey özelliklerini değiştirme pahasına cilalama gerekebilir. İstenmeyen büyük çıkıntılı özellikleri gidermek için bir CNC makinesi kullanılır. Eğri bir yüzeyde olduğu gibi büyük topografya varyasyonundan kaçınılamıyorsa, eğilme kontrollü iki paralel aktif konsol dizisi kullanmak, büyük topografya varyasyonunu barındırır. Daha fazla konsol probu ile görüntüleme verimini daha da iyileştirmek için paralelleştirme için birden fazla ayrı konumlandırıcıya ihtiyaç duyulacaktır. Nanofabrikasyon tekniklerini kullanarak, bu sorunu daha kompakt bir tasarımda daha iyi ele almak için Z ekseninde nano ölçekli bir nano konumlandırma sistemi üretmek de mümkündür35.
Paralel konsol dizisinin potansiyelini tam olarak gerçekleştirmek için, özellikle yarı iletken inceleme amaçları için, sistemi ticarileştirmek için daha fazla mühendislik geliştirmesi devam etmektedir. Amaç, sekiz aktif konsol dizisine sahip bir probu üç eksenli bir piezo tarayıcıya entegre etmek ve paralel görüntüleme için hassas hareket kontrolü ile bu tür onlarca yapıyı kopyalamaktır. Bu kurulumla, 100 nm uzamsal çözünürlüğe sahip 60mm2'lik bir alan 30 dakika içinde görüntülenebilir ve bu da birçok inceleme uygulaması için yeterli olmalıdır. Temassız modda dinamik mod görüntüleme kullanıldığında, prob-numune kuvveti etkileşimi, daha yavaş görüntüleme hızı pahasına küçüktür. Bir değiş tokuş olarak, temas modu görüntüleme hızını önemli ölçüde artırabilir, ancak prob-numune etkileşim kuvvetini artırabilir ve numune hasarına veya prob ucunun aşınmasına neden olabilir. Bu probların daha uzun ömürlü olmasını sağlamak için, uzun süreli, sürekli çalışma için prob ucu aşınmasını önemli ölçüde azaltmak için elmas uçlar da kullanılabilir. İyi görüntüleme performansı sağlamak için, görüntüleme işlemi sırasında parçacıkların numuneye düşmesini önlemek için görüntüleme ortamının düşük titreşim ve toza sahip olacağı kontrol edilmelidir.
Yazılım iyileştirmeleri açısından, çok sayıda kontrolör için otomatik parametre ayarı araştırılmaktadır. Uyarlanabilir tarama hızı ve çözünürlük ayarı, büyük özellik varyasyonlarına sahip görüntüleme örnekleri için arzu edilir. Binlerce görüntünün otomatik olarak birleştirilmesi ve makine öğrenimi tabanlı algoritmalar kullanılarak milyarlarca pikselden kusurların belirlenmesi, bu tekniğin araştırma çalışmalarında ve endüstriyel denetimde daha da kullanışlı olmasına yardımcı olabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların çıkar çatışması yoktur.
Acknowledgments
Yazarlar Ivo W. Rangelow ve Thomas Sattel, Alman Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı'na (BMBF) ve Alman Federal Ekonomi İşleri ve İklim Eylemi Bakanlığı'na (BMWK), KMU-innovativ araştırma hattındaki FKZ:13N16580 "Kuantum metrolojisi ve nanofabrikasyon için elmas uçlu Aktif Problar" projelerini finanse ederek sunulan yöntemlerin bazı kısımlarını destekledikleri için teşekkür eder: Fotonik ve Kuantum Teknolojileri ve küçük ve orta ölçekli endüstriler için Merkezi İnovasyon Programı (ZIM) finansman hattı içinde "Atomik Kuvvet Mikroskobunda hızlı ve büyük metrolojik görevler için Conjungate Nano-Positioner-Scanner" KK5007912DF1. Burada bildirilen çalışmanın bir kısmı, Avrupa Birliği Yedinci Çerçeve Programı FP7/2007-2013 tarafından 318804 No'lu Hibe Sözleşmesi kapsamında "Tek Nanometre Üretimi: CMOS'un Ötesinde" kapsamında finanse edilmiştir. Yazarlar Ivo W. Rangelow ve Eberhard Manske, Deutsche Forschungsgemeinschaft'ın (DFG) Technische Universität Ilmenau, Almanya'daki "Genişletilmiş makroskopik çalışma alanlarında uç ve lazer tabanlı 3D-Nanofabrikasyon" (GRK 2182) Araştırma Eğitim Grubu çerçevesinde verdiği desteği minnetle kabul ederler.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Active-Cantilever | nano analytik GmbH | AC-10-2012 | AFM Probe |
| E-Beam | EBX-30, INC | 012323-15 | Mask patterning instrument |
| Highly Oriented Pyrolytic Graphite – HOPG | TED PELLA, INC | 626-10 | AFM calibration sample |
| Mask Sample | Nanda Technologies GmbH | Test substrate | EUV Mask Sample substrate |
| NANO-COMPAS-PRO | nano analytik GmbH | 23-2016 | AFM Software |
| nanoMetronom 20 | nano analytik GmbH | 1-343-2020 | AFM Instrument |
References
- Ando, T. High-speed atomic force microscopy and its future prospects. Biophysical Reviews. 10 (2), 285-292 (2018).
- Soltani Bozchalooi, I., Careaga Houck, A., AlGhamdi, J. M., Youcef-Toumi, K. Design and control of multi-actuated atomic force microscope for large-range and high-speed imaging. Ultramicroscopy. 160, 213-224 (2016).
- Sohn, Y., Ryu, S., Yang, Y. Semiconductor technology challenges in high volume manufacturing of semiconductors. Microscopy and Microanalysis. 28, 800-801 (2022).
- Ebayyeh, A. A. R. M. A., Mousavi, A. A review and analysis of automatic optical inspection and quality monitoring methods in electronics industry. IEEE Access. 8, 183192-183271 (2020).
- Nakamae, K.
- Nduhura-Munga, J., et al. A literature review on sampling techniques in semiconductor manufacturing. IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing. 26 (2), 188-195 (2013).
- Zhang, T., et al. Correlative AFM and scanning microlens microscopy for time-efficient multiscale imaging. Advanced Science. 9 (12), 2103902 (2022).
- Holz, M., et al. Correlative microscopy and nanofabrication with AFM integrated with SEM. Microscopy Today. 27 (6), 24-30 (2019).
- Yang, C., Xia, F., Wang, Y., Truncale, S., Youcef-Toumi, K. Design and control of a multi-actuated nanopositioning stage with stacked structure. 2019 American Control Conference (ACC). , IEEE. Philadeplhia. 3782-3788 (2019).
- Xia, F., Truncale, S., Wang, Y., Youcef-Toumi, K. Design and control of a multi-actuated high-bandwidth and large-range scanner for atomic force microscopy. 2018 Annual American Control Conference (ACC). , IEEE. Milwaukee, WI. 4330-4335 (2018).
- Yong, Y. K., Moheimani, S. O. R., Kenton, B. J., Leang, K. K. Invited review article: high-speed flexure-guided nanopositioning: mechanical design and control issues. The Review of Scientific Instruments. 83 (12), 121101 (2012).
- Wang, J. Y., Mullin, N., Hobbs, J. K. High-speed large area atomic force microscopy using a quartz resonator. Nanotechnology. 29 (33), 335502 (2018).
- Yang, C., et al. Charge controller with decoupled and self-compensating configurations for linear operation of piezoelectric actuators in a wide bandwidth. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 66 (7), 5392-5402 (2019).
- Yang, C., Xia, F., Wang, Y., Youcef-Toumi, K. Comprehensive study of charge-based motion control for piezoelectric nanopositioners: Modeling, instrumentation and controller design. Mechanical Systems and Signal Processing. 166, 108477 (2022).
- Xia, F., Yang, C., Wang, Y., Youcef-Toumi, K. Bandwidth based repetitive controller design for a modular multi-actuated AFM scanner. 2019 American Control Conference (ACC). , IEEE. Philadelphia, PA. 3776-3781 (2019).
- Ahmad, A., Schuh, A., Rangelow, I. W. Adaptive AFM scan speed control for high aspect ratio fast structure tracking. The Review of Scientific Instruments. 85 (10), 103706 (2014).
- Coskun, M. B., Alemansour, H., Fowler, A. G., Maroufi, M., Moheimani, S. O. R. Q control of an active AFM cantilever with differential sensing configuration. IEEE Transactions on Control Systems Technology. 27 (5), 2271-2278 (2019).
- Xia, F., Mayborne, M. P., Ma, Q., Youcef-Toumi, K. Physical intelligence in the metaverse: mixed reality scale models for twistronics and atomic force microscopy. 2022 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM). , IEEE. Sapporo, Japan. 1722-1729 (2022).
- Xia, F., et al. A modular low-cost atomic force microscope for precision mechatronics education. Mechatronics. 76, 102550 (2021).
- Minne, S. C., et al. Centimeter scale atomic force microscope imaging and lithography. Applied Physics Letters. 73 (12), 1742-1744 (1998).
- Minne, S. C., et al. Automated parallel high-speed atomic force microscopy. Applied Physics Letters. 72 (18), 2340-2342 (1998).
- Ahmad, A., et al. Large area fast-AFM scanning with active "Quattro" cantilever arrays. Journal of Vacuum Science & Technology B. 34 (6), (2016).
- Gotszalk, T., Grabiec, P., Rangelow, I. W. Piezoresistive sensors for scanning probe microscopy. Ultramicroscopy. 82 (1), 39-48 (2000).
- Angelov, T., et al. Thermo-mechanical transduction suitable for high-speed scanning probe imaging and lithography. Microelectronic Engineering. 154, 1-7 (2016).
- Rangelow, I. W., et al. Active scanning probes: A versatile toolkit for fast imaging and emerging nanofabrication. Journal of Vacuum Science & Technology B. 35 (6), 101 (2017).
- Marinello, F., Bariani, P., De Chiffre, L., Hansen, H. N. Development and analysis of a software tool for stitching three-dimensional surface topography data sets. Measurement Science and Technology. 18 (5), 1404 (2007).
- López de la Rosa, F., Sánchez-Reolid, R., Gómez-Sirvent, J. L., Morales, R., Fernández-Caballero, A. A review on machine and deep learning for semiconductor defect classification in scanning electron microscope images. Applied Sciences. 11 (20), 9508 (2021).
- Holz, M., et al. High throughput AFM inspection system with parallel active cantilevers. In Photomask Technology 2019. 11148, SPIE. 278-287 (2019).
- Gotszalk, T., Ivanov, T., Rangelow, I. Parallel SPM cantilever arrays for large area surface metrology and lithography. In Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XXVIII. 9050, SPIE. 274-282 (2014).
- Ahmad, A., et al. 13th Intl. Workshop on Nanomechanical Sensing. Quattro-Cantilever Array: Large Area and High Speed AFM Imaging and Nanolithography. , (2016).
- Shearer, C. J., Slattery, A. D., Stapleton, A. J., Shapter, J. G., Gibson, C. T.
- Shioyama, H. The interactions of two chemical species in the interlayer spacing of graphite. Synthetic Metals. 114 (1), 1-15 (2000).
- Ivanova, K., et al. Scanning proximal probes for parallel imaging and lithography. Journal of Vacuum Science & Technology B. 26 (6), 2367-2373 (2008).
- García, R., San Paulo, A. Attractive and repulsive tip-sample interaction regimes in tapping-mode atomic force microscopy. Physical Review B. 60 (7), 4961-4967 (1999).
- Ruppert, M. G., Fowler, A. G., Maroufi, M., Moheimani, S. O. R. On-chip dynamic mode atomic force microscopy: a silicon-on-insulator MEMS approach. Journal of Microelectromechanical Systems. 26 (1), 215-225 (2017).
