다양한 포인트프로브(새로운기술)

 

  SuperSharpSilicon(SSS) - Tips

new-clip나노 센서사에서는 나노구조 및 마이크로 거칠기의 개선된 해상도를 위하여 새로운 진보된 팁 생산공정을 개발하여 이 공정을 통하여 기존의 팁의 반경보다 훨씬 뛰어난 팁의 반경 2 nm <아래 그림> 이하인 극히 뾰족한 팁을 만들고 있다. 나노 센서의 이러한 새로운 것에 대한 노력은 팁의 연구 개발 및 생산 기술에서 세계를 선도하고 있습니다.  supersharpsilicom 팁들은 잘 만들어진 포인트프로브 센서를 기본으로 하여 만듭니다. 따라서 센서의 기하학적인 모양은 포인트 프로브 센서들과 같습니다. ( 더 많은 정보는 포인트 프로브 센서의 일정사항을 참조하십시오 )  캔티레버의 기계적인 특성들은 각 supersharpsilicon 센서 각각의 생산관련 사항에서 설명되어 있습니다.  이들 속성을 진보된 supersharpsilicom 팁의 모양과 관련사항입니다. 
SuperSharpSilicon 센서는 포인트 프로브 비접촉식/탭핑모드용 (NCH 또는  SEIH)를 기본으로 하여 만듭니다. 이것들의 기계적인 특성은 매우 높은 동작 안정도를 갖고 있어서 고속 주사가 가능하다. 더 많은 정보는 포인트 프로브 센서의 NCH ,  SEIH ,및 일반 설명을 참조하십시오.

<유용한 센서 타입들> supersharp 실리콘 tip 도 거의 모든 non contact/ tapping mode에서 사용된다.

< SSS 팁의 특성> : 
• 통상 supersharpsilicom 팁의 반경을 약 2 nm보다 좋다. 
• 보증되는 팁의 반경이 5 nm 이하이다 (보증되는 생산율:80%)
• 반원추각은 팁 끝부분 200 nm에서 10˚ 보다 좋다.
• 팁의 높이는 10 µm에서 15 µm 사이로 상당히 거친 시료 표면을 측정 할 수 있다.

더 많은 정보는 포인트 프로브 센서의 NCH 및 일반 설명을 참조하십시오.　

SSS 팁의 응용사례 

<개선된 해상도의 image>

아래 이미지는 "A" 라는 글자를 포인트 프로브 DT-NCHR 센서를 가지고 나노 스트럭쳐링에 의해 만든 것이다.  이미지는 DT-NCHR 센서로 인덴테이션후에 표준 포인트 프로브 NCH 센서로 획득한 것으로 팁의 지름이 DT_NCHR 센서로 인텐팅하여 얻은 구멍들 보다 커서 구멍들의 bulged sidewall 들만 관찰된다.  오른쪽 이미지는 SuperSharpSilicom 센서 SSS-NCH 센서로 획득한 것으로 팁의 더 뾰족하게 되어 있어서 구멍의 실제의 넓이, 깊이, 그리고 bulged sidewall 들이 관찰된다. 

표준 포인트프로브 NCH 센서로 획득한 이미지(왼쪽)와 SuperSharpSilicom 센서 SSS-NCH 센서로 획득한 이미지이다.

　

 

High Aspect Ratio(HAR) - Tips

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new-clipHigh Aspect Ratio 센서는 90˚ 에 가까운 sidewall 각을 가진 시료의 non-contact or tapping modeTM측정을 위해서 거의 수직의 sidewall을 가진 높은 높이 대 넓이 비를 가진 센서이다. 　

nanosensors - high aspect ratio tip (approx. 6 kB) 옆의 그림은 팁 끝의 수 마이크로미터 부위를 확대한 것이다. 팁의 끝 부분의 거의 수 마이크로미터에서  이 팁의 Aspect Ratio 가  통상 7:1 로서 반원추각으로 보면 5도 이하이다.  팁 끝은 포인트 프로브와 마찬가지로 팁 끝의 통상적인 반경이 10 nm 보다 더 좋다. 이 HAR 센서는 잘 만들어진 포인트 프로브 non contact / tappingTM mode 센서 (NCH) 를 기본으로 하여 제조된다. 따라서 센서의 기하학적 모양은 포인트 프로브 센서와 같고 높은 동작의 안정성을 갖고 있어서 고속 주사가 가능하다. 


< HAR 팁의 특징>
·• HAR 부분의 길이는 통상적으로 2 µm 이상이다. 
·• 마지막 부분 2 µm 에서의 통상적인 AR은 약 7:1 이다. 최소한 5:1 의 AR을 보장한다.
·• 따라서 반원추각은 통상 5도 보다 작다
·• 팁의 반경은 통상 10 nm 보다 좋다. 최소한 15 nm를 보장한다. 
·• 팁의 높이는 10 µ에서 15 µm 로서 상당히 거친 표면을 측정가능하다.
·• 센서의 끝 부분 뿐아니라 전체가 한덩이의 실리콘 단결정으로 제조되기 때문에 높은 측방의 stiffness 와 rigidity를 갖고 있다. 


HAR 팁의 응용사례 

<언리컷 구조의 이미지>


아래 그림들에서 우측의 이미지는 언더 컷 구조를 가진 시료이다. 왼쪽 그림의 윗 것은 표준 센서인 포인트 프로브 NCH 센서로 아래의 포인트 프로브 AR5-NCH 센서와 동일한 영역을 스캔한 것이다. 좌측 단면 그림의 우측에 있는 분석표에 의하면 팁의 모양이 두 단면 그림 모두에서 보여진다. 이미지와 표에서 HAR 팁을 쓴 이미지가 수직에 보다더 가깝게 나타나는 것을 알 수 있다.  여기서 표준 NCH 센서에서 팁의 각이 65.7˚에서 72.3˚ 이고 AR5-NCH 센서에서는 85.5˚에서 87.6˚ 인 것을 알 수 있다.
<일반팁과 HAR팁으로 측정한 이미지>왼쪽 그림의 위는 1.7 µm 높이를 가진 언더 컷 구조를 가진 시료를 표준 센서인 포인트 프로브 NCH 센서로 아래는 포인트 프로브 AR5-NCH 센서로 동일한 영역을 스캔한 것이다. 

　

 

POINTPROBE® Evaluation Kits

new-clip 다양한 포인트프로브 센서들을 평가용으로 모든 유용한 센서들의 넓은 선택폭을 갖춘 2가지 종류의 특별한 종합 프로브 키트가 있다. 따라서 이들 키트들은 새로운 측정 모드와 기술에 응용이 가능하여 각각 필요로 하는 많은 센서들을 한꺼번에 살 필요가 없이 미리 평가한 뒤에 응용 분야에 적합한  센서를 고르면 되게 되어 있다.

 

POINTPROBE® Evaluation Kit 1(Kit 1)

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new-clip 이 키트 1은 고주파용 non-contact / tapping mode 센서, contact mode 센서 및 force modulation mode 센서가 포함되어 있는데 이 들 모두 반사 코팅이 있는 것과 반사 코팅을 하지 않은 것으로되어 있다. 그리고  마지막으로 magnetic force microscopy용 센서가 포함되어 있다.

　
수량 센서명 짧은 설명, 응용, 특징들
4 NCH 고주파 비접촉 모드 또는 탭핑모드 원자 현미경용 포인트 프로브 실리콘 캔티레버 : 통상적인 힘 상수(force constant)는 42 N/m, 통상적인 공진 주파수는 320 kHz이다.
4 NCHR 캔티레버의 검출면에 반사 코팅을 한 것을 제외하고 NCH 와 같다.
2 CONT 접촉 모드 원자 현미경용 포인트 프로브 실리콘 캔티레버 : 통상적인 힘 상수(force constant)는 0.2 N/m, 통상적인 공진 주파수는 13 kHz이다.
2 CONTR 캔티레버의 검출면에 반사 코팅을 한 것을 제외하고 CONT 와 같다.
2 MFMR 자기력 측정 원자 현미경용 포인트 프로브 실리콘 캔티레버 : 통상적인 힘 상수(force constant)는 2.8 N/m, 통상적인 공진 주파수는 75 kHz이다. 팁면은 강자계로 코팅되어 있고 캔티레버의 광 검출면은 반사코팅이 되어 있다.
4 FM 힘 변조(force modulation) 측정 원자 현미경용 포인트 프로브 실리콘 캔티레버 : 통상적인 힘 상수(force constant)는 2.8 N/m, 통상적인 공진 주파수는 75 kHz이다.
4 FMR 캔티레버의 검출면에 반사 코팅을 한 것을 제외하고 FM 와 같다.

 

POINTPROBE® Evaluation Kit 2(Kit 2)

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new-clip 이 키트 2은 저주파용 non-contact / tapping mode 센서, contact mode 센서 및 lateral force microscopy 센서가 포함되어 있는데 이 들 모두 반사 코팅이 있는 것과 반사 코팅을 하지 않은 것으로되어 있다. 그리고  마지막으로 electrostatic force microscopy용 센서가 포함되어 있다.

수량 센서명 짧은 설명, 응용, 특징들

4

NCL 저주파 비접촉 모드 또는 탭핑모드 원자 현미경용 포인트 프로브 실리콘 캔티레버 : 통상적인 힘 상수(force constant)는 48 N/m, 통상적인 공진 주파수는 190 kHz이다.

4

NCLR 캔티레버의 검출면에 반사 코팅을 한 것을 제외하고 NCL 와 같다.

3

CONT 접촉 모드 원자 현미경용 포인트 프로브 실리콘 캔티레버 : 통상적인 힘 상수(force constant)는 0.2 N/m, 통상적인 공진 주파수는 13 kHz이다.

2

CONTR 캔티레버의 검출면에 반사 코팅을 한 것을 제외하고 CONT 와 같다.

2

EFM 전기력 측정 원자 현미경용 포인트 프로브 실리콘 캔티레버 : 통상적인 힘 상수(force constant)는 2.8 N/m, 통상적인 공진 주파수는 75 kHz이다. 팁, 캔티레버, 홀더의 모든 양면에 PtIr5코팅이 되어 있다.

2

LFM 측력 또는 마찰력 (lateral / friction force) 측정 원자 현미경용 포인트 프로브 실리콘 캔티레버 : 통상적인 힘 상수(force constant)는 0.2 N/m, 통상적인 공진 주파수는 23 kHz이다.

2

LFMR 캔티레버의 검출면에 반사 코팅을 한 것을 제외하고LFM 와 같다.

 

DIAMOND COATED TIPS(DT)

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new-clip다이아모드 표면 처리된 센서(DT,CDT)는 프로브와 시료 사이에 강한 접촉을 요구하는 주사 탐침 현미경의 응용분야에서는 다이아몬드 코팅된 센서 DT,CDT가 유용하다. 시료와 팁이 부드러운 접촉을 하지 않는 마찰측정, 마모측정, 나노스트럭쳐링,  탄성 측정등의 응용분야에 적합하다. 훨씬 더 많은 작동 모드 및 응용분야에서 세상에서 가장 강한 다이아몬드의 강한 경도를 이용할 수 있다. DT 센서는 포인트 프로브 non-contact/ tapping mode-high frequency sensor 또는 포인트 프로브 non-contact /tapping mode-low frequency sensor를 기본으로 하여 만들며 반사도를 증가시키기 위하여 캔티레버의 광 검출면을 반사 코팅한다.

　
diamaond coated tip / approx. 8 kB < DT팁의 특징>
• 다이아몬드의 뛰어난 경도를 가지고 캔터레버의 팁면을 실제적인 다결정체이다. 
•·다이아몬드 층의 두께도 약 100 nm 이다.
• 거시적인 팁의 반경은 약 100 nm에서 200nm 이다. 그렇지만 팁은 흔히 평평한 표면에서 해상도를 개선하는 10 nm 영역에서 나노 거칠기를 나타낸다.

그림은 다이아몬드 코팅된 팁의 SEM 이미지이다. 필림의 나노 결정구조가 분명하게 보인다.

　

DT 팁의 응용사례 

<나노스트렉쳐링>

아래 이미지에서 "NANO" 라는 글자는 포인트프로브 DT-NCHR 센서를 가지고 Si<100>표면에 인덴테이션을 하여 만들었다. 글자크기는 250 nm * 250 nm 이다 도트의 크기는 약 60 nm 이다. 이미지는 인덴테이션후에 포인트 프로브 NCH 센서로 획득한 것이다.
　

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