автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Развитие методов зондовой микроскопии для исследования и контроля поверхностей материалов и изделий микроэлектроники

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 .Современное состояние зондовых методов исследования и контроля поверхностей материалов и изделий.

1.1 Актуальность методов зондовой микроскопии.

1.2 Принципы работы сканирующих зондовых микроскопов (C3M).

1.2.1 Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ).

1.2.2 Сканирующая атомно-силовая микроскопия (АСМ).

1.2.3 Сканирующая близкопольная оптическая микроскопия (БОМ).

1.2.4 Микроскопия боковых сил (МБС).

1.3 Классификация методов СЗМ.

1.3.1 Режим контактного сканирования.

1.3.2 Режим полуконтактного сканирования.

1.3.3 Режим бесконтактного сканирования.

1.3.4 Режим туннельного сканирования.

1.4 Основные достижения зондовой микроскопии в исследовании природной среды, контроле материалов и изделий.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. Методы исследования материалов и изделий в химически активных средах при помощи СЗМ линии «SOLVER».

2.1 Исследование материалов и изделий в электрохимических средах при помощи СЗМ.

2.1.1 Конструкция электрохимической ячейки.

2.1.2 Особенности СТМ в электролите.

2.2 Управление электрохимическими процессами.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. Методы тестирования поверхностей изделий микроэлектроники на приборах линии «SOLVER».

3.1 Разработка СЗМ для исследования топологии поверхности лазерных компакт-дисков.

3.1.1 Режимы работы и технические характеристики СЗМ Solver-P7LS.

3.1.2 Экспериментальные результаты по исследованию поверхностей материалов и изделий в производстве лазерных дисков.

3.1.3 Применение Solver-P7LS в микроэлектронике.

3.2 Метод группового статистического анализа объектов на поверхности.

3.2.1 Экспериментальные результаты по исследованию матриц CD-дисков.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. Разработка емкостных методов для исследования приповерхностных свойств изделий микроэлектроники на СЗМ линии «SOLVER».

4.1 Бесконтактная емкостная методика.

4.2 Разработка метода измерения емкости на основе контактного взаимодействия в системе зонд-поверхность.

4.3 Промышленные применения емкостных методик.

Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. Методы и инструменты для исследования свойств поверхностей магнитных материалов на приборах линии «SOLVER».

5.1 Развитие метода магнитно-силовой микроскопии для исследования поверхностей носителей информации.

5.2 Развитие микромеханических инструментов для прецизионных магнитных исследований с помощью СЗМ.

Выводы к главе 5.

Актуальность диссертационной работы

Современная электронная промышленность вплотную подошла к рубежу 100 нм, что требует, в дополнение к традиционным, создания новых приборов и методов тестирования, адекватных уровню развития технологии. Нанотехно-логия, областью которой становится микроэлектроника, требует комбинации методов традиционных для микроэлектроники и сравнительно новых методов анализа, позволяющих определять свойства, корректировать элементы нано-метровых размеров. До сих пор для этих целей применяются растровые электронные и оптические микроскопы.

С переходом в нанометровую область размеров для двух этих методов возникают сложности, требующие применение новых методов. Для оптической микроскопии - это дифракционное ограничение, которое ограничивает разрешение даже с применением ультрафиолетовой оптики уровнем 0.1 мкм (значительное поглощение ультрафиолетового света на воздухе начинается с длины волны 0.19 мкм). Для электронной микроскопии обостряется известная проблема определения «края». Кроме того, в обоих этих случаях видимый контраст не позволяет определить топологические размеры по вертикали.

В качестве дополнения, позволяющего в настоящее время решить массу проблем, могут выступить методы сканирующей зондовой микроскопии, позволяющие определять не только рельеф, но и ряд физических свойств поверхности.

Развитие субмикронной технологии и нанотехнологии требует создания прецизионных контрольно-измерительных инструментов и методов, которые могли бы исследовать поверхность всесторонне, как с метрологической точки зрения, так и с точки зрения идентификации физической и химической природы поверхности. Поэтому необходимость усовершенствования методов зондовой микроскопии, повышение точности и эффективности измерений, расширение возможностей их использования для более широкого круга задач и объектов исследования определяет актуальность данной диссертационной работы.

Цель работы и задачи

Целью работы является разработка приборов и методов исследования и анализа свойств поверхностей материалов и изделий для использования в микроэлектронике. Для достижения данной цели необходимо:

• Провести анализ существующих методов СЗМ и выявить их недостатки с учетом современного использования в микроэлектронике.

• Разработать методы исследования полупроводниковых материалов и процессов травления в жидкостной ячейке с возможностью изменения состава жидкой субфазы.

• Усовершенствовать зондовые приборы для неразрушающего контроля изделий микроэлектроники с субмикронными элементами на поверхности.

• Разработать метод группового статистического анализа объектов поверхности.

• Усовершенствовать емкостные методы исследования физико-механических свойств поверхностей материалов и изделий.

• Изучить электростатическое взаимодействие между зондом и поверхностью на основе предложенной в работе физической модели.

• Разработать тестовые элементы для проведения прецизионных измерений, обеспечивающие возможность проведения комплексных исследований в области сканирующей зондовой микроскопии.

• Разработать методы визуализации поверхностной намагниченности при помощи СЗМ.

• Разработать микромеханические инструменты (кантилеверы) для прецизионных магнитных измерений.

Научная новизна работы

Впервые предложены способы усовершенствования сканирующих зондо-вых микроскопов (СЗМ) для использования в микроэлектронике и для работы в контролируемой химической среде.

Разработаны конструкции электрохимических ячеек для использования в зондовом микроскопе линии «SOLVER». Исследованы процессы модификации поверхности в химически-активных средах при помощи СЗМ.

Предложены и реализованы емкостные методы измерения физических свойств поверхности при помощи СЗМ. Впервые разработаны конструкции тестовых структур для калибровки емкостных методов.

Емкостными методами СЗМ изучены электрофизические свойства поверхностей и обнаружена четкая взаимосвязь между электрической неоднородностью и геометрическим рельефом поверхности.

Предложены способы улучшения технических характеристик чувствительных элементов СЗМ - кантилеверов, путем применения технологии элек-трон-стимулированного роста материалов. Усовершенствованы методы исследования поверхностной намагниченности материалов.

Получены новые практические и теоретические результаты, исследованы новые объекты.

Личный вклад автора диссертации

Предложены принципы конструирования электрохимических ячеек для исследований в области физической химии и зондовой микроскопии.

Реализована оригинальная схема потенциостата для управления электродами в электрохимической ячейке. Исследованы процессы модификации поверхностей в химически-активных средах при помощи СЗМ.

Сформулированы требования к СЗМ для использования в микроэлектронике. Разработано автоматическое устройство позиционирования, позволяющее проводить неразрушающий контроль изделий микроэлектроники.

Предложены емкостные методы сканирующей зондовой микроскопии, применение которых позволяет проводить корректную регистрацию электродинамических сил взаимодействия между зондом и поверхностью. Обнаружена четкая взаимосвязь между электрической неоднородностью и геометрическим рельефом поверхности. Изучено электростатическое взаимодействие между образцом и зондом на основе предложенной модели.

Предложены способы улучшения технических характеристик чувствительных элементов СЗМ - кантилеверов (зондов), путем применения технологии электрон-стимулированного роста материалов. Использование новых кантилеверов снизило на порядок погрешность при измерении тех или иных свойства поверхности.

Практическое применение результатов диссертационной работы

• В компании «НТ-МДТ» организовано производство СЗМ линии «SOLVER» для использования в микроэлектронике.

• Организовано производство кантилеверов для проведения прецизионных и точных неразрушающих измерений.

• Организовано производство тестовых структур для калибровки емкостных методов СЗМ.

• По результатам диссертационной работы написан ряд руководств по тестированию и эксплуатации СЗМ линии «SOLVER».

На защиту выносится следующее:

1. Конструктивные особенности и методики СЗМ для исследования и модификации поверхностей в химически активных средах.

2. Методики СЗМ для исследования субмикронных объектов на поверхностях изделий микроэлектроники.

3. Методики для исследования физических свойств поверхностей изделий микроэлектроники, основанные на емкостном принципе.

4. Методики для исследования магнитных свойств поверхностей.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на следующих конференциях и научных совещаниях:

Третья международная научно-техническая конференция «Микроэлектроника и информатика». Москва-Зеленоград. 1998;

Всероссийское совещание «Зондовая микроскопия - 98». 1998. Нижний Новгород. 2-5 марта. ИФН РАН;

Общероссийская конференция с международным участием: «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники». ПЭМ- 98. Геленджик. Россия. 6-11 сентября 1998;

Всероссийское совещание «Зондовая микроскопия - 99», Нижний Новгород, 10-13 марта 1999 г.;

Международная научно-техническая конференция "Микроэлектроника и информатика", 11-12 ноября 1999г., Москва-Зеленоград, Россия;

Всероссийское совещание «Зондовая микроскопия - 2000», Нижний Новгород, 28 февраля - 3 марта 2000 г.;

Общероссийская конференция с международным участием: «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники». ПЭМ- 2000. Геленджик. Россия. 17-22 сентября 2000;

Международное совещание «SPM - 2001», Нижний Новгород, 26 февраля - 1 марта 2001 г.;

STM'Ol. 11th International Conference on Scanning Tunneling Microscopy / Spectroscopy and Related Proximal Probe Microscopy, 15-20 July, 2001, Vancouver, Canada;

Всероссийская научно-техническая конференция с участием зарубежных ученых, "Микро- и нано-электроника - 2001" 1-5 октября 2001г., Москва-Звенигород, Россия;

Международное совещание «SPM-2002», Нижний Новгород, март 2002 г.;

Публикации

Основные результаты исследования, проведенного соискателем, изложены в 15 источниках, из которых 14 научных работ опубликованны в отечественной и зарубежной литературе.

Структура и объем диссертационной работы

Диссертационная работа состоит из введения, где изложена сущность данной работы в целом, 5 глав, выводов и приложения.

Основные результаты диссертационной работы, полученные автором, сводятся к следующему:

1. Изучены возможности СЗМ методов в контролируемой жидкой химической среде с разными изолирующими покрытиями металлической иглы. Усовершенствованы методики получения АСМ - изображений и управления электрохимическими процессами в режимах гальваностата и потенциостата. Продемонстрирована перспективность метода, что подтверждено СЗМ - изображениями, приведенными в главе 2. Результаты исследований использованы при разработке "Описаний для пользователей" и при внедрении электрохимического комплекса в НИИ Химии (г. Будапешт) и на физический факультет Санкт-Петербургского Университета.

2. Исследованы поверхности лазерных компакт-дисков (CD) и никелевых матриц для их изготовления с помощью СЗМ Solver -P7LS. Из всех возможных режимов работы микроскопа выбраны наиболее оптимальные для неразрушающего контроля качества матриц и CD-дисков, измерения параметров «питов», регулярности их расположения на диске, обнаружения дефектов и т.п. Показано, что для этих целей наиболее подходит полуконтактный резонансный режим. В результате исследований выявлены характерные дефекты «питов», влияющие на качество воспроизведения записанной на диске информации. Для усовершенствования методики контроля нами разработана специальная программа статистического анализа объектов на поверхности и программное обеспечение для СЗМ. Получены изображения нескольких матриц, используемых для изготовления CD-дисков. Показано, что метод контроля, основанный на применении СЗМ и статистической обработки, результаты которой выводятся на дисплей, является экспрессным и наиболее информативным. Он обеспечивает:

• получение комплексной трехмерной информации о поверхности за несколько минут;

• получение однократного изображения измеряемого участка за несколько секунд;

• неразрушающий контроль дисков и пластин диаметром до 350 мм;

• высокие скорости сканирования с требуемым контрастом и пространственным разрешением.

3. Экспериментально показано, что в полуконтактном резонансном режиме СЗМ можно проводить контроль и других изделий микроэлектроники: голографических изображений, интегральных микросхем, атомарных ступенек на поверхности кремния и высоко ориентированном пиролитическом графите, поверхности арсенида галлия с квантовыми точками и др. Соответствующие СЗМ - изображения приведены в главе 3.

4. Разработана новая двухпроходная бесконтактная емкостная методика сканирования, где каждая строка сканируется дважды: при первом проходе строки регистрируется амплитуда или изменение фазы колебаний кантилевера. Во втором проходе игла кантилевера проходит на заданном расстоянии Z от поверхности, таком, что Z » R, где R - радиус закругления острия иглы, а емкость между иглой и поверхностью остается постоянной.

5. Показано, что профиль распределения неоднородности электродинамических сил более широкий, чем топографический профиль. Участки с разным уровнем легирования имеют разные значения емкости. Емкостные изображения имеют хороший контраст. Методика позволят контролировать уровень легирования в пределах 1015 - Ю20 см"3 с разрешением до 10 нм в плоскости; определять глубину залегания р-п -перехода с разрешением 0.1 мкм; контролировать отклонения в технологии.

6. Разработан новый метод измерения емкости на основе контактного взаимодействия в системе зонд-поверхность, чувствительность которого

17 достигает 10" фарад на вольт, что на 2 порядка выше известных методов.

7. Разработаны универсальные тестовые структуры для калибровки емкостных методов и оценки качества сканирующих зондовых микроскопов.

8. Показана четкая взаимосвязь между электрической неоднородностью и геометрическим рельефом поверхности, которая хорошо воспроизводима.

9. Проведены исследования магнитных характеристик поверхностей носителей информации: намагниченности, пространственного распределения доменной структуры. Усовершенствована методика получения распределения магнитных сил. Показано, что по АСМ изображениям можно судить об уровне громкости при записи звука на магнитных аудио- и видео-лентах, о качестве магнитного покрытия.

10. Для магнитно - силовой микроскопии разработана новая технология изготовления кантилевера с «вискером» на конце. Показано, что такие кантилеверы имеют более высокую чувствительность и достаточную стабильность во времени. Они позволяют получать магнитные изображения с нанометровым пространственным разрешением.

11. Разработанные методики, изложенные в диссертационной работе, внедрены в практику и используются в описаниях СЗМ, пользователями которых являются более 300 исследовательских групп как в России, так и за рубежом.

12. Результаты диссертационной работы используются в производственном процессе изготовления СЗМ линии «SOLVER» в компании «НТ-МДТ».

13. Разработанные методики внедрены в разработку программного обеспечения для управления СЗМ линии «SOLVER».

1. R. Young, J. Ward and F. Scire, "Observation of Metal-Vacuum-Metal Tunneling, Field Emission, and Transition Region "// Phys. Rev. Lett., 27, 922,(1971);

2. J. Simmons, "General Formula for Electric Tunnel Effect Between Similar Electrodes Separated by Thin Insulating Film"// J. Appl. Phys. 34, 1793, (1963)

3. R. Young, J. Ward and F. Scire, "The Topografiner: An Instrument for Measuring Surface Microtopography"// Rev. Sci. Instrum., 43, 999, (1972)

4. I.Giaever, "Energy Gap in Superconductors Measured by Electron Tunneling"// Phys. Rev. Lett, 5, p. 147, (1960)

5. I.Giaever, "Electron Tunneling and Superconductivity"// Rev. Mod. Phys., 46, p.245, (1974)

6. G. Binnig and H. Rohrer, Ch. Gerber and E. Weibel. Surface studies by scanning tunneling microscopy// Phys. Rev. Lett. 49, p.p. 57- 61, (1982)

7. G. Binnig and H. Rohrer. Scanning tunneling microscopy // Helv. Phys. Acta 55, p.p. 726 735,(1982)

8. G. Binnig and H. Rohrer, Ch. Gerber and E. Weibel. 7x7 Reconstruction on Si (111) Resolved in Real Space // Phys. Rev. Lett. 50 (2), p.p. 120-123, (1983)

9. G. Binnig and H. Rohrer. Scanning tunneling microscopy // Surface science, 152, p.p. 17 -26,(1985)

10. G. Binnig and H. Rohrer. "Scanning tunneling microscopy"// IBM J. Res. Develop., vol. 30, No. 4, p.p. 355 369, (1986)

11. П.А. Арутюнов, А.Л. Толстихина. Атомно-силовая микроскопия в задачах проектирования приборов микро- и наноэлектроники. Часть I. Микроэлектроника, 1999, том 28, № 6, с. 405-414.

12. V. Shevyakov, S. Lemeshko, V. Roschin. Conductive SPM probes of base Ti or W refractory compounds. Nanotechnology, 9 (1998) 352-355.

13. Быков В.А. Микромеханика для сканирующей зондовой микроскопии и нанотехнологии// Труды отделения микроэлектроники и информатики. Выпуск 3, 1999 год, Москва-Зеленоград.

14. Быков В.А., Гологанов А.Н. Патент РФ №2121657 по заявке на изобретение №97107635/28 (008133) «Способ формирования кантилевера сканирующего зондового микроскопа»// приоритет от 08.05.1997

15. Быков В.А., Гологанов А.Н. Патент РФ №2124780 по заявке на изобретение №9623203/09 (029870) «Кантилевер для сканирующего зондового микроскопа»// приоритет от 06.12.1996

16. Быков В.А., Гологанов А.Н. Патент РФ №2124251 по заявке на изобретение №96123099/09 (029880) «Многозондовый кантилевер для сканирующего зондового микроскопа»// приоритет от 06.12.96

17. Быков В.А., Мишачев В.И. Возможности кремниевой микромеханики для развития сканирующей зондовой микроскопии и нанотехнологии // Зондовая микроскопия 2000. Материалы Всероссийского совещания. Нижний Новгород, 28 февраля - 2 марта 2000 г., стр.292-297

18. G. Binnig, C.F. Quate and Ch. Gerber. Atomic force microscope// Phys. Rev. Lett. 56 (9), p.p. 930 933, (1986)

19. Erlandsson R., Hadziioannou G., Mate C.M., McClelland G.M., Chiang S., Atomic scale friction between the muscovite mica cleavage plane and a tungsten tip//J. Chem. Phys., 89, 5190, (1988)

20. Levitov L.S., Van der Waals' friction//Europhys. Lett., 8 (6), 499-504, (1989)

21. Marti O., Colchero J., Mlynek J., Combined scanning force and friction microscopy of mica//Nanotechnology, 1, 141-144,(1990)

22. Tomanek D., Zhong W., Thomas H., Calculation of an atomically modulated friction force in atomic-force microscopy // Europhys. Lett., 15 (8), 887-892, (1991)

23. McClelland G.M., Glosli J.N., Friction at the atomic scale // In: Fundamentals of Friction: Macroscopic and Microscopic Processes, 405-425, (1992)

24. Elings V.B., Gurley J.A., United States Patent No. 5, 308, 974 "Scanning probe microscope using stored data for vertical probe positioning", Filed Nov. 30, 1992, Date of Patent May 3, 1994

25. Elings V.B., Gurley J.A., United States Patent No. 5, 418, 363 "Scanning probe microscope using stored data for vertical probe positioning", Filed Feb. 25, 1994, Date of Patent May 23, 1995

26. Wadas A., Grutter P., Theoretical approach to magnetic force microscopy// Phys. Rev., В 39 (16), 12013-12017, (1989)

27. Hartmann U., Theory of magnetic force microscopy // J. Vac. Sci. Technol., A 8 (1), 411-415, (1990)

28. Grutter P., Wadas A., Meyer E., Hidber H.-R., Guntherodt H.-J. Magnetic force microscopy of CoCr thin film // J. Appl. Phys. V. 66 (12), 6001-6006, (1989)

29. Grutter P., Wadas A., Meyer E., Heinzelmann H., Hidber H.-R., Guntherodt H.-J. High resolution magnetic force microscopy // J. Vac. Sci. Technol. A 8 (1), 406-410,(1990)

30. Goddenhenrich Т., Hartmann U., Heiden C. Generation and imaging of domains with the magnetic force microscope // Ultramicroscopy. 42-44, 256-261,(1992)

31. Persch G., Strecker H. Applications of magnetic force microscopy in magnetic storage device manufacturing // Ultramicroscopy. 42-44, 1269-1274, (1992)

32. Volodin A.P., Marchevsky M.V. Magnetic force microscopy investigation of superconductors: first results // Ultramicroscopy. 42-44, 757-763, (1992)

33. Gibson G.A., Schultz S. Magnetic force microscope study of the micromagnetics of submicrometer magnetic particles // J. Appl. Phys. 73 (9), 4516-4521,(1993)

34. Hartmann U. Intermolecular and surface forces in noncontact scanning force microscopy// Ultramicroscopy. V. 42-44, 59-65, (1992)

35. Hao H.W., Baro A.M., Saenz J.J., Electrostatic and contact forces in force microscopy//J. Vac. Sci. Technol., В 9 (2), 1323-1328, (1991)

36. Bergasa F., Saenz J.J., Is it possible to observe biological macromolecules by electrostatic force microscopy?// Ultramicroscopy, 42-44, 1189-1193, (1992)

37. Yokoyama H., Inoue Т., Scanning Maxwell stress microscope for nanometer-scale surface electrostatic imaging of thin films// Thin Solid Films, 242, 33-39,(1994)

38. Yamamoto K., Tanuma C., Gemma N., Competition between electrostatic and capillary forces acting on a single particle// Jpn. J. Appl. Phys., 34 (8A), 4176-4184,(1995)

39. Donolato C., Modeling electrostatic scanning force microscopy of semiconductors// Materials Science and Engineering, В 42 (1/3), 99-104, (1996)

40. Bluhm H., Wadas A., Wiesendanger R., Meyer K.-P., Szczesniak L., Electrostatic force microscopy on ferroelectric crystals in inert gas atmosphere// Phys. Rev., В 55 (1), 4-8, (1997)

41. Baneijea A., Smith J.R., Ferrante J., Universal aspects of adhesion and atomic force microscopy// J. Phys.: Condens. Matter, 2, 8841-8846, (1990)

42. Weisenhorn A.L., Maivald P., Butt H.-J., Hansma P.K., Measuring adhesion, attraction and repulsion between surfaces in liquids with an atomic-force microscope // Phys. Rev., В 45 (19), 11226-11232, (1992)

43. Torii A., Sasaki M., Hane K., Okuma S., Adhesion of microstructures investigated by atomic force microscopy// Sensors and Actuators, A 40 (1),71.76, (1994)

44. Radmacher M., Fritz M., Cleveland J. P., Walters D. A., Hansma P. K., Imaging adhesion forces and elasticity of lysozyme adsorbed on mica with the atomic force microscope // Langmuir, V.10, No 10, 3809-3814, (1994)

45. Berger C.E.H., van der Werf K.O., Kooyman R.P.H., de Grooth B.G., Greve J., Functional group imaging by adhesion AFM applied to lipid monolayers// Langmuir, 11 (11), 4188-4192, (1995)

46. Takahashi K., Burnham N.A., Pollock H.M., Onzawa Т., Stiffness of measurement system and significant figures of displacement which are required to interpret adhesional force curves// IEICE Trans. Electron., E 80-C (2), 255-261,(1997)

47. Nonnenmacher M., O'Boyle M.P., Wickramasinghe H.K., Kelvin probe force microscopy // Appl. Phys. Lett., 58 (25), 2921-2923, (1991)

48. Vatel O., Tanimoto M., Kelvin probe force microscopy for potential distribution measurement of semiconductor devices// J. Appl. Phys., 77 (6), 2358-2362,(1995)

49. Chavez-Pirson A., Vatel O., Tanimoto M., Ando H., Iwamura H., Kanbe H., Nanometer-scale imaging of potential profiles in optically excited n-i-p-i heterostructure using Kelvin probe force microscopy// Appl. Phys. Lett., 67 (21), 3069-3071,(1995)

50. Kikukawa A., Hosaka S., Imura R., Vacuum compatible high-sensitive Kelvin probe force microscopy // Rev. Sci. Instrum., 67 (4), 1463-1467, (1996)

51. Matey J.R., Blanc J., Scanning capacitance microscopy// J. Appl. Phys., 57 (5), 1437-1444,(1985)

52. Bugg C.D., King P.J., Correcting scanning capacitance microscope images for the effect of surface gradient// Precision Engineering, 12 (4), 239-244, (1990)

53. Barrett R.C., Quate C.F., Charge storage in a nitride-oxide-silicon medium by scanning capacitance microscopy// J. Appl. Phys., 70 (5), 2725-2733, (1991)

54. Barrett R.C., Quate C.F., Large-scale charge storage by scanning capacitance microscopy// Ultramicroscopy, 42-44, 262-267, (1992)

55. Huang Y., Williams C.C., Capacitance-voltage measurement and modeling on a nanometer scale by scanning C-V microscopy// J. Vac. Sci. Technol., В 12 (1), 369-372,(1994)

56. Lanyi S., Torok J., Rehurek P., A novel capacitance microscope// Rev. Sci. Instrum., 65 (7), 2258-2261, (1994)

57. Dreyer M., Wiesendanger R., Scanning capacitance microscopy and spectroscopy applied to local charge modifications and characterization of nitride-oxide-silicon heterostructures// Appl. Phys., A 61 (4), 357-362, (1995)

58. Sakai A., Kurokawa S., Hasegawa Y., Geometrical capacitance of the tip-semiconductor junction// J. Vac. Sci. Technol., A 14 (3), 1219-1222, (1996)

59. Kopanski J.J., Marchiando J.F., Lowney J.R., Scanning capacitance microscopy measurements and modeling: Progress towards dopant profiling of silicon// J. Vac. Sci. Technol., В 14 (1), 242-247, (1996)

60. Bordoni F., Fasciani L., De Tommasis R., Di Giacomo A., Moccia G., Scanning capacitance microscope, an alternative technigue to the C-V measurement for the Si02 characterisation// J.of Non-Crystalline Solids, V.216, 180-184,(1997)

61. Maywald M., Stephan R.E., Balk L.J., Evalution of an epitaxial layer structureby lateral force and contact current measurements in a scanning force microscope// Microelectronic Engineering, 24, 99-106, (1994)

62. Fujisawa H., Shimizu M., Horiuchi Т., Shiosaki Т., Matsushige K. Investigation of the current path of Pb(Z,Ti)03 thin films using an atomic force microscope with simultaneous current measurement// Appl. Phys. Lett., 71 (3), 416-418, (1997)

63. Watanabe Y., Sawamura D., Okano M., Toyama N., Leakage current spectroscopy of epitaxial ferroelectric r semiconductor heterosructures and their memory effect// Applied Surface Science, V. 130-132, p.682-688, (1998)

64. Ducker W.A., Cook R.F., Clarke D.R. Force measurement using an AC atomic force microscope // J. Appl. Phys. 67 (9), 4045-4052, (1990)

65. Sarid D., Elings V. Review of scanning force microscopy // J. Vac. Sci. Technol. В 9 (2), 431-437, (1991)

66. Yamanaka K., Tomita E. Lateral force modulation atomic force microscope for selective imaging of friction force // Jpn. J. Appl. Phys. 34 (5B), 2879-2882,(1995)

67. Yamada H., Hirata Y., Miyake J. Force modulation imaging of protein membranes // J. Vac. Sci. Technol. A 13 (3), 1742-1745, (1995)

68. Nonnenmacher M., Grescher J., Wolter O., Kassing R. Scanning force microscopy with micromachined silicon sensors. J. Vac. Sci. Technol. В 9 (2),1358-1362,(1991).

69. Mate C.M., Lorenz M.R., Novotny V.J. Atomic force microscopy of polymeric liquid films. J. Chem. Phys.90 (12), 7550-7555, (1989).

70. Elings V.B., Gurley J.A., United States Patent No. 5, 412, 980 "Tapping atomic force microscope", Filed Aug. 7, 1992, Date of Patent May 9, 1995

71. Elings V.B., Gurley J.A., United States Patent No. 5, 519, 212 "Tapping atomic force microscope with phase or frequency detection", Filed Jan. 31, 1995, Date of Patent May 21,1996

72. Kikukawa A., Hosaka S., Honda Y., Imura R. Phase-locked noncontact scanning force microscope// Rev. Sci. Instrum. V. 66 (1), 101-105, (1995)

73. Kikukawa A., Hosaka S., Honda Y., Imura R, Phase controlled scanning force microscope. Jpn. J. Appl. Phys.33 (9A), LI286-1288, (1994).

74. Marti O., Drake В., Hansma P.K. Atomic force microscopy of liquid-covered surfaces: Atomic resolution images // Appl. Phys. Lett. 51 (7), 484-486, (1987)

75. Hansma P.K., Sonnenfeld R., Schneir J., Marti O., Gould S.A.C., Prater C.B., Weisenhorn A.L., Drake В., Hansma H., Slough G., McNairy W.W., Coleman R. Scanning probe microscopy of liquid-solid interface // Applied Science. Ser.E 184, 299-313,(1990)

76. Bard A.J., Fan F.-R. Studies of the liquid/solid interface by scanning tunneling microscopy and scanning electrochemical microscopy // Faraday Discussions. 94, 1-22, (1992)

77. Garcia N., Binh V.T. Van der Waals forces in atomic force microscopy operating in liquids: a spherical-tip model // Phys. Rev. В 46 (12), 7946-7949, (1992)

78. Gelb L.D., Lynden-Bell R.M. Force oscillations and liquid structure in simulations of an atomic force microscope tip in a liquid // Chem. Phys. Lett. 211 (4/5), 328-332,(1993)

79. Lantz M.A., O'Shea S.J., Welland M.E. Force microscopy imaging in liquids using ac techniques // Appl. Phys. Lett. 65 (4), 409-411, (1994)

80. Brunner R., Bietsch A., Hollricher O., Marti O.; Distance control in near-field optical microscopy with piezoelectrical shear-force detection suitable for imaging in liquids; Rev. Sci. Instrum.; 68 (4), 1769, (1997)

81. Wei C.-C., Wei P.-K., Fann W.; Direct measurements of the true vibrational amplitudes in shear force microscopy; Appl. Phys. Lett.; 67 (26), 3835-3837, (1995)

82. Durkan C., Shvets I.V.; Study of shear force as a distance regulation mechanism for scanning near-field optical microscopy; J. Appl. Phys.; 79 (3), 1219-1223,(1996)

83. Zhu X., Huang G.S., Zhou H.T., Dai Y.D.; A novel ultrasonic resonancesample-tip distance regulation for near field optical microscopy and shear force microscopy; Solid State Communications; 98 (7), 661-664, (1996)

84. Эдельман B.C. Развитие сканирующей туннельной и силовой микроскопии// ПТЭ, 1, стр. 24 42, (1991)

85. П.А. Арутюнов, A.JI. Толстихина. Атомно-силовая микроскопия в задачах проектирования приборов микро- и наноэлектроники. Часть I. Микроэлектроника, 1999, том 28, № 6, с. 405-414.

86. П.А. Арутюнов, A.JI. Толстихина. Атомно-силовая микроскопия в задачах проектирования приборов микро- и наноэлектроники. Часть II. Микроэлектроника, 1999, том 29, № 1, с. 13-22.

87. И.В. Яминский, В.Г. Еленский. Сканирующая зондовая микроскопия: Библиография (1982-1997)// Москва. Научный мир. Серия: Сканирующая зондовая микроскопия. Выпуск 2, 1997

88. Бухараев А.А., Д.Б. Овчинников, А.А. Бухараева. Диагностика поверхности с помощью сканирующей силовой микроскопии (обзор). Заводская Лаборатория, Исследование структуры и свойств, Физические методы исследования и контроля, УДК620.187:539.25, с. 10-27.

89. Маслова Н.С., Панов В.И, "Сканирующая туннельная микроскопия атомной структуры, электронных свойств и поверхностных химических реакций" //УФН, 157(1), 185-195 (1989)

90. В.А. Быков. Концепция развития техники и методов СЗМ в период 2000 2002 годы // Зондовая микроскопия - 2000. Материалы Всероссийского совещания. Нижний Новгород, 28 февраля - 2 марта 2000 г., стр. 147-152

91. Sarid D., Elings V., Review of scanning force microscopy // J. Vac. Sci. Technol, В 9 (2), 431-437, (1991)

92. Прядкин С.Д., Цой B.C. СТМ изображения реальных поверхностей (100) и (110) вольфрама и характер отражения электронов проводимости// ЖЭТФ, 94 (3), стр. 336 342, (1988)

93. Baro A.M., Binnig G., Rohrer H., Gerber Ch., Stoll E., Baratoff A., Salvan F. Real-space observation of the 2x1 structure of chemisorbed oxygen on Ni(llO) by scanning tunneling microscopy // Phys. Rev. Lett. 52 (15), 1304-1307,(1984)

94. Binnig G., Rohrer H., Salvan F., Gerber Ch., Baro A. Revisiting the 7x7 reconstruction of Si(l 11)// Surface Science. 157 (2/3), L373-L378, (1985)

95. Takayanagi K., Tanishiro Y. Dimer-chain model for the 7x7 and the 2x8 reconstructed surfaces of Si(lll) and Ge(lll) // Phys. Rev. В 34 (2), 1034-1040,(1986)

96. Froitzheim H., Kohler U., Lammering H. Dehydrogenation of C2H4 adsorbed on Si(l 11) 7x7 surfaces // J. Phys.: Condens. Matter 19, 2767-2772, (1986)

97. Быков В.А. Приборы и методы сканирующей зондовой микроскопии для исследования и модификации поверхностей. // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва, Гос. НИИФП, (2001).

98. Park S., Quate C.F. Tunneling Microscopy of Graphite in Air // Appl. Phys. Lett. 48 (2), 112-114,(1986)

99. Б.Г. Дерягин, H.B. Чураев, B.M. Муллер. Поверхностные силы// Москва. Наука. 1987.

100. Ю.С. Бараш. Силы Ван-дер-Ваальса// Москва. Наука. 1988.

101. М.-Н. Whangbo, S. N. Magonov, Н. Bengel, Tip-sample force interactions and surface stiffness in scanning probe microscopy, Probe Microscopy, 1997, l,p.23.

102. Takahashi K., Burnham N.A., Pollock H.M., Onzawa Т., Stiffness of measurement system and significant figures of displacement which arerequired to interpret adhesional force curves// IEICE Trans. Electron., E 80-C (2), 255-261,(1997)

103. Burnham N.A., R.J. Colton, H.M. Pollock, Interpretation of Force Curves in Force Microscopy//Nanotechnology, 4, p.64-80, (1993)

104. Linnemann R., Gotszalk Т., Rangelow I.W., Dumania P. Atomic force microscopy and lateral force microscopy using piezoresistive cantilevers// J. Vac. Sci. Technol., В 14(2), 856-860, (1996)

105. Tortonese M., Barrett R.C., Quate C.F. Atomic resolution with an atomic force microscope using piezoresistive detection //Appl. Phys. Lett., 62 (8), 834-836,(1993)

106. Giessibl F.J., Trafas B.M., Piezoresistive cantilevers utilized for scanning tunneling and scanning force microscope in ultrahigh vacuum //Rev. Sci. Instrum., 65 (6), 1923-1929, (1994)

107. Su Y., Evans A. G. R., Brunnschweiler A., Ensell G., Koch M., Fabrication of improved piezoresistive silicon cantilever probes for the atomic force microscope//Sensors and Actuators A, 60, p. 163-167 (1997)

108. Meyer G., Amer N.M. A novel optical approach to atomic force microscopy// Appl. Phys. Lett. 53 (24), 2400-2402, (1988)

109. Sarid D., lams D.A., Ingle J.T., Weissenberger V., Ploetz J., Performance of a scanning force microscope using a laser diode // J. Vac. Sci. Technol., A 8 (1), 378-382, (1990)

110. Быков В.А., Иконников A.B., Кацур С.Ф., Еремченко М.Д., Саунин С.А., Шикин С.А. Сканирующий зондовый микроскоп (варианты), его чувствительный элемент и способ юстировки кантилевера // Патент РФ №2072735. Приоритет от 25 мая 1995 года.

111. Rebecca Howland, Lisa Benatar. A Practical Guide to Scanning Probe Microscopy// Project Editor and Booklet Designer: Christy Symanski. Copyright 1996 by Park Scientific Instruments. 76s

112. Durig U., Pohl D., Rohner F., Near-field optical scanning microscopy with tunnel-distance regulation // IBM J. Res. Develop., 30 (5), 478-483, (1986)

113. Durig U., Pohl D.W., Rohner F., Near-field optical-scanning microscopy// J. Appl. Phys., 59 (10), 3318-3327, (1986)

114. Durkan C., Shvets I.V.; Study of shear force as a distance regulation mechanism for scanning near-field optical microscopy; J. Appl. Phys.; 79 (3), 1219-1223,(1996)

115. Zhu X., Huang G.S., Zhou H.T., Dai Y.D.; A novel ultrasonic resonance sample-tip distance regulation for near field optical microscopy and shear force microscopy; Solid State Communications; 98 (7), 661-664, (1996)

116. Moyer P.J., Kammer S.B.; High-resolution imaging using near-field scanning optical microscopy and shear force feedback in water; Appl. Phys. Lett.; 68 (24), 3380-3382,(1996)

117. Zvyagin A. V., White J. D., Kourogi M., Kosuma M., Ohtsu M.; Solution to the bistability problem in shear force distance regulation encountered in scanning force and near force optical microscopes; Appl. Phys. Lett.; 71 (17), 2541-2543,(1997)

118. Саунин C.A. Методы оптического и микрозондового тестирования поверхности и их применение для создания устройств микро- и наноэлектроники.// Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н., Москва, Гос. НИИФП (1998)

119. Schneir J., Sonnenfeld R., Marti О., Hansma P.К., Demuth J.E., Hamers R.J., "Tunneling microscopy, lithography, and surface diffusion on an easily prepared, atomically flat gold surface" J. Appl. Phys., 63 (3), 717-721, (1988).

120. Dagata J.A., Tseng W., Bennett J., Schneir J., Harary H.H., "Nanolithography on III-V semiconductor surfaces using a scanning tunneling microscopeoperating in air" J. Appl. Phys., 70 (7), 3661-3665, (1991).

121. Гринько В.Б., Неволин B.K, "Локальная модификация металлических пленок" Электронная промышленность, 10, 21-23, (1993).

122. Неволин В.К, "Локальная электродинамическая модификация поверхности подложек" Электронная промышленность, 10, 23-25, (1993).

123. Неволин В.К. Физические основы туннельно-зондовой нанотехнологии // Электронная промышленность. 1993. № 10. С.8-15.

124. Неволин В.К. Учебное пособие "Основы туннельно-зондовой нанотехнологии" для студентов старших курсов и аспирантов.// М. МГИЭТ. 1996. 90с.

125. Minne S.C., Flueckiger Ph., Soh H.T., Quate C.F., "Atomic force microscope lithography using amorphous silicon as a resist and advances in parallel operation" J. Vac. Sci. Technol., В 13 (3), 1380-1385, (1995).

126. Servat J., Gorostiza P., Sanz F., Perez-Murano F., Barniol N., Abadal G., Aymerich X., "Nanometer scale lithography of silicon(lOO) surfaces using tapping mode atomic force microscopy" J. Vac. Sci. Technol., A 14 (3), 1208-1212,(1996).

127. Sugimura H., Nakagiri N., "Electrochemical nanolithography using scanning probe microscopy: fabrication of patterned metal structures on silicon substrates" Thin Solid Films, 281-282, 572-575, (1996).

128. Адамов Ю.А., H.B. Корнеев, В.Г. Мокеров, В.К. Неволин. Формирование и электрические свойства планарных 20-наноразмерных структур. Микросистемная техника, 2000, № 1, с. 13-16.

129. С.Н. Магонов, Сканирующая силовая микроскопия полимеров и родственных материалов, ВМС, Сер.Б, 1996, т.38, №1, с. 143-182.

130. S.N. Magonov, M.-H. Whangbo. Surface Analysis with STM and AFM// VCH, Weinheim New York - Basel - Cambridge - Tokyo, 1996.145. http:\\ www.ntmdt.ru , NT-MDT, Zelenograd, Moscow, Russia.

131. В.А.Быков, М.И.Лазарев, С.А.Саунин. Сканирующая зондовая микроскопия для науки и промышленности// Электроника: наука, технология, бизнес. 1997. №5. Стр.101-124.

132. В.А.Быков, М.И.Лазарев, С.А.Саунин. Зондовая микроскопия для биологии и медицины// Сенсорные системы. 1998. Том 12. Вып.1. Стр.99-121.

133. Алексеев A.M., Быков В.А., Бузин А.И., Саунин С.А. Применение методов мультимодовой СЗМ в исследованиях полимеров// Зондовая микроскопия 2000. Материалы Всероссийского совещания. Нижний Новгород, 28 февраля - 2 марта 2000 г., стр.287-291

134. Luthi R., Meyer Е., Bammerlin М., Baratoff A., Lehmann Т., Howald L., Gerber Ch., Guntherodt H.-J., Atomic resolution in dynamic force microscopy across steps on Si(l 11)7x7// Z. Phys. В 100 (2), 165-167, (1996)

135. Giessibl F. J., Forces and frequency shifts in atomic resolution dynamic -force microscopy// Phys. Rev. B, V.56, No24, 16010-16015, (1997)

136. Л.М. Блинов. Ленгмюровские пленки // Успехи физических наук. 1988. том. 155, вып. 3, стр. 443-480.

137. Л.М. Блинов. Физические свойства и применение Ленгмюровских моно-и мультимолекулярных структур // Успехи химии. 1983. t.LII, вып. 8. стр.1263-1300.

138. В.А.Быков. Методы формирования и исследования пленок Ленгмюра -Блоджетт и молекулярная нанотехнология // Электроннаяпромышленность, 1994, вып.7-8, с.59-63 Публикации по теме диссертации

139. Беляев А.В., Быков В.А., Жижимонтов В.В., Лосев В.В., Саунин С.А. Сканирующий зондовый микроскоп для контроля качества поверхности больших пластин// Труды отделения микроэлектроники и информатики. Выпуск 3, 1999 год, Москва-Зеленоград.

140. Быков В. А., Дрёмов В.В., Михайлов Г.М., Лосев В.В., Саунин С.А. Зонды «вискер типа» и магнитно-силовые зонды для СЗМ // Зондовая микроскопия - 2000. Материалы Всероссийского совещания. Нижний Новгород, 28 февраля - 2 марта 2000 г., стр.298-302

141. Е.A. Mazurina, I.V. Myagkov, S.V. Ayrapetiants, V.V. Losev, A.T. Dembo. Mono and multilayers from heptadecylcarboxy - tetrathiofulvalen modified by the surface - inactive electron acceptors. // Molecular Materials 2000, Vol.12, pp.27-43

142. В.А. Быков, Б.К. Медведев, Д.Ю. Соколов, В.В. Лосев, ЗАО НТ-МТД. Мультимодовый сверхвысоковакуумный СЗМ СОЛВЕР-UHV. Материалы всероссийского совещания "Зондовая микроскопия -1999". Нижний Новгород, 10-13 марта 1999г, ИФН РАН, стр. 320-326.

143. V.A.Bykov, V.V.Losev, S.A.Saunin. Electrodynamical modes of SPM as a diagnostics tool for integrated circuit// Probe microscopy 2001. Nizhni-Novgorod, February 26 - March 1, 2001, pages 229 - 232.

144. S.N. Novikov, L.I. Sulakova, O.V. Korunkova, V.V. Losev. Electric microstructure of the surface of hydrophilic and hydrophobic anode oxide films at the aluminum surface as studied by Atomic Force and Capacitance

145. Microscopy// Russian Journal of Physical Chemistry/ 2000, Vol.74, pp. sl28-135.

146. V.A.Bykov, V.V.Losev, S.A.Saunin. Role of universal test structures to Scanning Probe Microscopy // 11 International Conference on Scanning Tunneling Microscopy/Spectroscopy and Related Techniques (STM-1), 2001, p 440.

147. Быков В. А., Лосев B.B. Роль универсальных тестовых структур в сканирующей зондовой микроскопии//Тезисы докладов Всероссийской Научно-технической конференции: Микро- и нано электроника/ 2001, Р1-58.

148. V.A. Bykov, S.F. Katsur, V.V. Losev. The measure of near-surface capacitance in contact mode of scanning probe microscope // Probe microscopy 2002. Nizhni-Novgorod, February 26 - March 1, 2001, pages 229 - 232.1. АКТ

149. Об использовании результатов диссертационной работы Лосева В.В. на тему: «Развитие методов зондовой микроскопии для исследования и контроля поверхностей материалов и изделий микроэлектроники» в технических описаниях СЗМ линии «SOLVER».

150. Технический директор ЗАО «НТ-МДТ»1. К.А. Данилов

151. Начальник отдела методических приложений ЗАО «НТ-МДТ»с1. Н.М. Седова1. АКТ

152. Производственный директор ЗАО «НТ-МДТ»1. В.В. Котов

153. АКТ о внедрении результатов диссертационной работы Лосева В.В. на тему: «Развитие методов зондовой микроскопии для исследования и контроля поверхностей материалов и изделий микроэлектроники».

154. Использование указанных результатов позволяет дополнить лабораторный практикум по курсу «Методы зондовой микроскопии и нанотехнологии»;

155. Russia, 113 570 Moskow St. Krasnogo Mayaka, 17 a, CI RB, office 203 Tel / fax: 726-5888, 726-5206 E-mail: info@komos.com

156. Россия, 113570 Москва ул. Красного Маяка, д. 17 а, ЦП РБ, офис 203 Тел/факс: 726-5888, 726-5206 E-mail: info@komos.com

157. Использование результатов диссертации В.В. Лосева позволяют оптимистично оценивать наши возможности в освоении следующего уровня технологии лазерных компакт-дисков DVD.1. Акт1. Технический дире) инженер

158. РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО СУДОСТРОЕНИЮ

159. Федеральное государственное унитарное предприятие Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" государственное предприятие "ИМПУЛЬС М" 196135, Санкт-Петербург, ул. Фрунзе 18, телетайп 122521"БОТ", телефон \ факс (812)-3786526

160. Письмо № 4\ИМ 11 от 21.10.2002ерждаю"предприятия 1Ьс М"

161. Использование электрохимического комплекса совместно с методиками зондовой микроскопии позволило всесторонне исследовать начальные стадии процессов структурного изменения границ доменов в ультрадисперсных композитах.

162. Заведующий Лабораторией Физики межфазофых границ отдела Электроники твердого тела НИИФ физического факультета С-ПбГУ академик РАЕН, д.ф.-м.н., профессор,1. П.П. Коноров

163. Доцент физического факультета к.ф.-м.н.1. В.Б. Божевольнов