Диссертация (1152200), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Описание взаимодействий такого нанообъекта часто применяетсятермин, не связанный с ограничением их физического размера и формы. Такиеобъекты также могут рассматриваться в нанодиапазоне.Нанообъекты(размер по одному или болееизмерению находится внанодиапазоне)Наночастицы(размерпотремизмерениям находятсяв нанодиапазоне)Нановолокнаразмерподвумизмерениям находятсяв нанодиапазоне)Нанопластины(размеродногоизмерения находятсяв нанодиапазоне)Рисунок 1 - Часть терминологической иерархии нанообъектов20Кизмерительномуалгоритмуприпримененииповеренногоиликалиброванного в утвержденной единице средством измерения может бытьотнесен контроль качества, а также исследования и определение свойствнанообъектов, изменений и показаний физических и физико-химическихзначений, объединенных с исследуемым свойством нанообъектов [42,71, 72, 73,74].Вусловияхразвитиянанотехнологийтребуетсясозданиесистемметрологического обеспечения измерений, первоочередная - длинаволнынанометрового диапазона [5,75,76].
Физические принципы растровой электроннойи оптической микроскопии, сканирующей зондовой микроскопии, лазернойинтерферометрии и фазометрии лежат в основе арсенала используемых средствизмерений длины в нанометровом диапазоне. Наряду с зарубежными фирмами иотечественныепроизводителивыпускаютконтрольно-измерительноеоборудование, которое реализует принцип сканирующей зондовой микроскопии.На сегодняшний день некоторые измерительные средства не обеспеченыметрологическим обслуживанием, не все сертифицированы и отсутствуютсредства калибровки и поверки.
Такое положение дел снижает уровеньметрологической контрольно-измерительной операции по производству изделиямикро- наноэлектроники, не обеспечивает гарантию по единообразию и точностиданного измерения [5,6,55,56]. Анализируя области измерения длины в микро- инанометровом диапазоне следует вывод, что при большом комплексном арсеналеметрологического обеспечения такого измерения, в состав которого входятэталонные образцы, установка наивысшей точности, мера малой длины истандартный образец нанорельефа поверхности, аттестованное рабочее средствоизмерения находится на этапе разработок [7, 32].Ведущиестранымира,которыезанимаютключевуюпозициювмикроэлектронике, считают первостепенным значением внедрение метрологии ввопросах практики линейного измерения в микро- и нанометровом диапазоне.Причиной в нашем отставании от развитых стран является отсутствиеметрологическогообеспечениятвердотельнойэлектроники.Разработка21высокочувствительного метода и сверхточного средства измерения малых длин вмикро-и нанометровом диапазоне, а также метрологического обеспеченияединства этих измерений, остается важной задачей.Эта специфическая область измерений, в которую внедряют метрологию,связана с определенным объемом трудностей, такими как:- необходима разработка точных алгоритмов созданияопределенноготестового образца;- разнообразие исследуемого вида определенного тестового образцаистандартного образца с различным вариантом топографий поверхностей;- большое число проверяемых критерий алгоритма измерений;- единообразие в способе измерения линейного размера структуры элементатест-объекта и в методе поверки средства измерения, не присутствует;- отсутствие нормативных документов дляметодов и средств измерений(поверки) малой длины.Успешным решением данных проблем являются комплексные подходы,которые заключаются в разработках специальных технологий получений тестобъекта и стандартного образца нанорельефа поверхностей, в анализахпринципиального потенциала различного метода линейного измерения, избраниеболее эффективногометрологического метода и его технической реализации[60].При качественном и количественном определении для рассматривания иизмерениясверхмалогообъектаосновныминструментомприменяетсямикроскоп, применяющий разнообразный физический метод и способ влиянияна образцы: световой поток, электронный и ионный пучок, акустоэлектронноевзаимодействие, рентгеновский луч, туннельный поток носителя заряда, силовоеполе на наномалом расстоянии и т.д.
[16,17].Процесс микроскопии прошел сложные пути в развитии, а достижениясопровождалисьувеличениямиразрешающихспособностей,атакжезначительными ослаблениями воздействия на объекты в процессах измерения,облегчения работ специалистов в отношении регулировки, наблюдений по22большим полям (введение растровых режимов), автоматизированного сбора,обработки и воспроизведения результата измерения на компьютере.В настоящее время в промышленности для измерений малых длиниспользуется значительный парк приборов, основанных на методах физическойоптики и электронной микроскопии[13,14].1.4.
Индентификация параметров рельефа и шероховатостиповерхности в нанометровом диапазоне методами интерферометриивысокого разрешенияЗадача, котораяопределениемсвязана с количественным, а такжегеометрическогоповерхностейвнанометровомнанокристаллические метки,высокоразвитыхпараметраотраслях,рельефовдиапазоне,и качественнымишероховатостивключаязащитныезанимают все более значимые места втакихкаклегкая,пищеваяихимическаяпромышленности; радиоэлектроника, информационные технологии и другие[10,51, 52, 53, 54].В экономике каждый ее сектор является сферой жестких глобальныхконкуренций.
При их модернизации требуетсясоответствующее научно-технологическое и инструментальное развитие, улучшенияобеспеченияпошероховатостиповышениюповерхностейихметрологическогоконкурентоспособностей.обуславливаютсяРельефыэксплуатационнымииифункциональными свойствами изделия, а также такой существенный параметркачества, надежности и долговечности, поскольку рельефы (шероховатости)трущейся поверхности определяют силу трений и, как следствие, размеравозникающего внутреннего напряжения в материалах, а также потери энергий иизменений, обозначенных тепловыми расширениями.Так, точность измерения пространственного и углового координатааппарата при помощи лазерного гироскопа зависит от качества резонаторакольцевого лазера, входящего в его состав.23Для зеркала лазера необходимо измерение величин шероховатостей и формс точностью 5 ангстрем (Å).
Надежностьизлучения (лазера) определяется пои мощность квантового генераторакоэффициентуотражения зеркаларезонатора, которое зависит от их форм и параметра рельефов (шероховатостей).По терминологии «рельеф поверхности» определен как экспериментальнонаблюдаемая поверхность твердого тела, отклонения которой от идеальноплоской поверхности обусловлены естественными причинами или специальнойобработкой [11,15].Организация контроля качества нанорельефа поверхностей и измеренияшероховатости поверхностей необходимы на разных этапах по производствуизделия нано- и микроэлектроники, так как попараметрам устройствакустоэлектроники и акустооптики, используюмых в качестве функциональныхэлементов тонкая пленка, сильно зависит от параметра рельефа поверхностииспользуемой структуры в нано-метровых диапазонах.
При разной плоскостностии разнотолщинности кремниевой пластины, качество полировок ее поверхности,присутствие и глубину царапин, сколов и т.д. - все это необходимо выявлять приподготовке производства, а толщину напыленных слоев и формы отдельныхмикроэлементов измеряют на всех следующих этапах [12].В состав арсеналаоптических устройств относят линейки и матрицыфотоприемников ближнего и дальнего ИК-излучения, например германиевые илиКРТ.
Во время их изготовления немалое значение имеют пластины, которыедолжны иметь одинаковую плоскостную поверхность и толщину заготовки.При контроле физических величин и их измерении при погрешности внесколькоангстрем(Å)должноосуществлятьсянавсехпериодахсвидетельствуют о том, чтопроблемытехнологического алгоритма обработки продукции[15].Примеры,приведенные выше,измерений геометрических параметров рельефа и шероховатости поверхностей внанометровом диапазоне размеров для пищевой промышленности и другихотраслей,включая защитные нанокристаллические метки, в настоящее времяявляются актуальными.
Для выполнения поставленных целей по производству24изделий с использованием нанотехнологий необходимо решение многих задач посовершенствованию методической базы в области средств измерений.Главное в этом процессе иметь надежные количественные оценки величини значениятвердых тел, обладающих возможностью трехмерного измерениярельефа и шероховатости поверхности в нанометровом диапазоне.Одновременнососканирующимизондовымимикроскопами,функционирующими в контактном и бесконтактном режимах, имеют внедрениебесконтактные методы профилометрии, которые основаны на методах лазернойинтерферометрии высокого разрешения.Кроме того, необходимо подчеркнуть, что имеется разница в плоскостнойи профильной оценке возможных значений размеров рельефа и шероховатости.Микротопографическим показателямпри тех же точностных установкахнеобходимо в значительно меньшем количестве измерений, что показалосовпадениенеобходимого количестваизмерений для полученияуказаннойточности и уровня точности микротопографических и профильных показателей.Основная площадь шероховатой поверхности имеет наибольшее количествоинформации, чем сечение поверхности с длиной, равной основной, чтоопределяет среднюю устойчивость микротопографических значений.Доказываетнеобходимостьформированиянепосредственныхтопографических методов измерений, в первую очередь - для улучшенияимеющихся и создание новых второстепенных топографических и профильныхметодовизмеренийвеличиншероховатостиприсопоставлениимикротопографических значений шероховатости и их профильных аналогов, атакже рассмотрениеИзменениеих взаимодействии стопографических замеровразличия итогов,установленными параметрами.на профильные делаетнеобычайно важно для прямойсущественныеоценки значений качестваповерхности в особых случаях.Чрезвычайно необходимо учитывать при осуществлении трехмерныхизмеренийзначений, что структура и свойства рельефа поверхности могут25определяться большим объемом сведений и величин (R a , Rz, S, Rmax, Rms, Sm и др.)рельефа и шероховатости поверхности в нанометровом интервале.В этих условиях,в органахISO TC 213 (Dimensional and GeometricalProduct Specifications and Verification) в данный момент осуществлетсяинтенсивная деятельность по замене определенийзначений, определяющихрельеф с учетом 3D-измерений в действительном составеповерхности.Именно принятые стандарты группы ISO 25178 «Geometric ProductSpecification - Surface texture: areal» (2010 г.) [33,66], направлены на определениевариантовобозначения трехмерной текстуры рельефа поверхности и методыизмерения соответствующих параметров рельефа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
