大气状态下SPM纳米加工系统的开发

　　1纳米加工技术

　　随着微电子及纳米电子技术、微型机械电子系统的发展，对集成电路线宽、信息存储的密度、系统及结构的微小化等提出了越来越高的要求。提高目前已有的纳米加土的精度、尺度和效率，并探索新的纳米加土方法和手段是目前纳米科学技术领域中的热点。纳米加土技术卞要包括:

　　①超精密机械加土，如:超精密切削、磨削、研磨、抛光等。超精密加土机床已商品化生产，其卞轴的精度为l Onm，导轨定位精度为0. 013 N,m / 1000mm，切削加土米IL糙度为2nm，切削圆度为25nm磨削圆度为1 Onm，平ICI度为0. 5 N,m，非球ICI精度为0. 1 N,m，非球ICI米I[糙度为5 nm o

　　②光刻加土，是目前微电子器件制造的核心技术，其卞要特点是加土效率高、成木低。光刻加土的手段卞要有接触式曝光，接近式曝光，相移掩膜和离轴曝光等。目前在超大规模集成电路的制造中，光刻技术可实现的最小线宽可达100nm;在实验室加土中，已有线宽为1 Onm的报道。

　　③能量束加土，其中包括:电子束和X射线曝光，等离子体刻蚀，物理和化学气相沉积，激光加土，电解射流加土，电火花加土，电化学加土等。

　　④扫描探针显微镜加土，包括STM加土和AFM加土。

　　2扫描探针加工系统的设计与实现

　　利用STM和导电的AFM作纳米氧化加土都有所报道，但由十STM成像需要在探针和样品之间施加一个隧道偏压以控制隧道的距离，这往往与外加的信号在电路上发生冲突，难以精确控制氧化过程，另一方ICI氧化物一般导电性差，这很容易影响STM的成像和厚的氧化物的制备。而AFM成像反馈系统与外加的信号电路彼此独立，不存在互相干扰的问题，可以避免STM的加土局限性，更有发展前途。因此，我们在Multimode SPM基础上设不「并开发了具有一定功能的AFM纳米加土系统。

　　基十AFM的表山}纳米结构的加土有两种实现方式，一种是点阵式，另一种是矢量式。由十DI公司所提供的NanoScript命令能够实现探针的移动和空闲通道信号的触发，信号接II模块岛AM)则能够提供扫描线的同步信号，这就使两种加土方式都有实现的可能性。

　　扫描点阵加土方式与点阵式打印机的土作方式极为类似。AFM以这种方式实现加土时一，探针在表ICI的扫描方式与扫描成像的土作方式相同，即在表ICI的正方形区域内进行逐行扫描。在进行加土之前，首先必须对所需加土的图形结构进行编码，即将正方形扫描区域初始化为一位图，图形结构则由一系列点组成。在初始状态下，扫描探针显微镜设置成正常的成像模式，扫描参数的设置应该能够实现样品表ICI形貌的获取，并尽量减少探针对样品表ICI的刻蚀作用。探针在进行逐行扫描的过程中，AFM系统依据探针的扫描位置和图形点阵编码来调整探针与样品的作用参数电场或相互作用力)。这样在样品表ICI一定位置上将产生点状结构，这些点状结构将共同构成连续的图形。