專利名稱：用于傳導(dǎo)性納米結(jié)構(gòu)的缺陷和傳導(dǎo)性處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于一個(gè)納米結(jié)構(gòu)中的單獨(dú)部分或單獨(dú)區(qū)域或納米結(jié)構(gòu)的單元的缺陷和傳導(dǎo)性處理的方法。在本發(fā)明的意義上，術(shù)語(yǔ)“缺陷和傳導(dǎo)性處理”必須在其盡可能寬的范圍內(nèi)加以理解，既包括納米結(jié)構(gòu)中缺陷的修復(fù)，即具有裂口的納米結(jié)構(gòu)的裂口邊緣之間的連接，也包括納米結(jié)構(gòu)中單獨(dú)部分的傳導(dǎo)性的修正或調(diào)整，即在所述納米結(jié)構(gòu)的特定部分或單元中的傳導(dǎo)性的加強(qiáng)和降低。術(shù)語(yǔ)“單獨(dú)部分的處理”覆蓋所有處理，所述處理的指向和目標(biāo)只是納米結(jié)構(gòu)的一部分或局部，而不是同時(shí)以相同方式，即通過完全加熱帶有納米結(jié)構(gòu)的基片處理整個(gè)納米結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在S.Fullam的“Carbon Nanotube Template Self-Assembly andThermal Processing of Gold Nanowires”(Advanced Materials(2000)，12，No.19，pages 1430 ff.)出版物中，公開了一種用于加強(qiáng)納米結(jié)構(gòu)組件的傳導(dǎo)性的方法，其中整個(gè)組件在300℃范圍的高溫下被加熱長(zhǎng)達(dá)120秒，從而在所述納米結(jié)構(gòu)的相鄰晶體間產(chǎn)生熔接。
Florian Banhart在其發(fā)表的“The Formation of a Connectionbetween Carbon Nanutubes in an Electric Beam”(Nano Letters2001，Vol.1，No.6，第329-332頁(yè))中公開了通過聚合碳?xì)浠衔锊⑵滢D(zhuǎn)移到無(wú)定形碳中來鏈接交叉多層納米管的可能性，從而將兩個(gè)交叉納米管焊接在一起，并在其中間建立機(jī)械連接，其中所述無(wú)定形碳是穩(wěn)定的，并保持在受輻照區(qū)域中。
T.R.Groves在其發(fā)表的“Theory of beam-induced substrateheating”(J.Vac.Sci.Technol.B14(6)，Nov/Dec 1996，pages3839 ff，by American Vacuum Society 1996)中描述了波束感應(yīng)基片加熱的基本原理以及加熱與波束功率和圖案密度之間的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種方法，用于傳導(dǎo)性納米結(jié)構(gòu)中一個(gè)單獨(dú)部分的缺陷和傳導(dǎo)性處理，該方法只把所述結(jié)構(gòu)的所述單獨(dú)部分作為目標(biāo)，而基本上不改變?cè)搨鲗?dǎo)性納米結(jié)構(gòu)的其它部分，從而該方法將會(huì)快速、可靠，并具有在較大面積上的選擇性，根據(jù)另一方面，本發(fā)明還將提供與自動(dòng)缺陷和傳導(dǎo)性檢查方法相結(jié)合的可能性。
該目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法和利用根據(jù)權(quán)利要求18的掃描電子顯微鏡(SEM)而實(shí)現(xiàn)的。權(quán)利要求2-17涉及本發(fā)明方法的具體優(yōu)選實(shí)現(xiàn)，權(quán)利要求19和20涉及用于該方法的掃描電子顯微鏡的優(yōu)選實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明，提供了用于傳導(dǎo)性納米結(jié)構(gòu)中一個(gè)單獨(dú)部分的缺陷和傳導(dǎo)性處理的方法，該方法通過將聚焦的電子束引導(dǎo)到待處理的結(jié)構(gòu)的所述單獨(dú)部分上而產(chǎn)生熱感應(yīng)的所述納米結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性材料的遷移、熔化、濺射、和/或蒸發(fā)。
目標(biāo)傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的波束感應(yīng)發(fā)熱是材料改變效應(yīng)，即遷移、熔化、濺射、和/或蒸發(fā)的原因。借此，根據(jù)本發(fā)明的方法提供了一種可以很方便應(yīng)用的用于修復(fù)缺陷的方法，沿多種納米傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性的增強(qiáng)和調(diào)整，特別是作為創(chuàng)造性的方法可以應(yīng)用于不同的納米傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)及其物理屬性，特別是其熔點(diǎn)等。
通過采用聚焦電子束，有可能處理將傳導(dǎo)性減小到零的缺陷，即傳導(dǎo)性減小的區(qū)域或甚至裂口，而不會(huì)影響所述納米傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的其它部分。因此，有可能按照特殊要求處理納米結(jié)構(gòu)，特別是構(gòu)造特殊的納米設(shè)計(jì)，這對(duì)于提供納米結(jié)構(gòu)作為從例如金屬和半導(dǎo)體納米晶體或其它材料制造小型化處理數(shù)據(jù)設(shè)備來說特別重要，如納米電路集成區(qū)域。
本發(fā)明對(duì)于提供由DNA作為模板的納米導(dǎo)線的傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)特別有用，其通過選擇性的自組裝驅(qū)動(dòng)金屬化或例如多晶金屬納米導(dǎo)線而使得具有高傳導(dǎo)性。
上述包括DNA納米導(dǎo)線的傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)通常是在具有2-500nm氧化物厚度的硅基片上精確制作的，但是，本發(fā)明的方法也可以用于在各種基片材料上的傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明方法還可以用于將單獨(dú)的納米晶體或晶界熔合在一起，以便例如增加晶粒狀傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性。同樣，在本發(fā)明的意義上，這些晶界或單獨(dú)納米晶體應(yīng)當(dāng)被理解為“傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)”。
本發(fā)明方法優(yōu)選地可以用于傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)中的裂口區(qū)域，從而聚焦的電子束被引導(dǎo)到還覆蓋缺陷邊緣的所述裂口區(qū)域上。從而通過在該缺陷邊緣傳導(dǎo)性材料的熔化、濺射和/或蒸發(fā)而產(chǎn)生的熱感應(yīng)遷移導(dǎo)致裂口被填充，所述缺陷邊緣被連接，從而閉合所述裂口，提供傳導(dǎo)性納米結(jié)構(gòu)。
上述聚焦的電子束的參數(shù)取決于傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的材料，也取決于期望的效果，并可以用于待處理的納米結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的波束電壓，特別是對(duì)于上述由DNA作為模板的納米導(dǎo)線(其可以通過例如選擇性地鍍金而金屬化)，以及對(duì)于其它材料和納米結(jié)構(gòu)，最好在0.1-50kV范圍內(nèi)，尤其是在3-10kV之間，最好在大約5kV范圍內(nèi)。
優(yōu)選的電流密度為1-100A/cm2范圍內(nèi)，尤其是10-50A/cm2范圍內(nèi)，最好是在大約20A/cm2范圍內(nèi)。優(yōu)選的絕對(duì)波束電流為10-1000pA范圍內(nèi)，優(yōu)選是20-500pA范圍內(nèi)，最好是在200-400pA范圍內(nèi)。應(yīng)用這樣低能量的波束就足以在很短的作用時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)所述處理，尤其是缺陷修復(fù)和傳導(dǎo)性的增強(qiáng)，最好是在大約2-30秒的范圍，通常在10-20秒之間，特別是在上述金屬化的DNA納米導(dǎo)線的情況下，但是，作用時(shí)間或掃描時(shí)間當(dāng)然取決于納米結(jié)構(gòu)材料和基片材料。根據(jù)材料屬性，特別是待處理材料的熱傳導(dǎo)性，作用時(shí)間還可以增加到1分鐘，或者在特殊情況下，到幾分鐘。
電子束的掃描窗口最好調(diào)節(jié)為缺陷區(qū)域(或大體上待處理的區(qū)域)，但是，所述區(qū)域或待處理區(qū)域必須位于掃描窗口的中心。所述掃描窗口可以具有不同的幾何形狀，在通常的圓形掃描窗口的情況下，其直徑在10-100nm之間，在矩形掃描窗口的情況下，其邊長(zhǎng)在10-100nm之間。最好掃描窗口的直徑或邊長(zhǎng)在50-100nm間。
但是，也可以使用更小的掃描窗口尺寸，還可以省略電子束的掃描，而直接將電子束聚焦到中心點(diǎn)或待處理的位置。通常在掃描情況下，電子束的直徑小于在直接聚焦情況下的直徑。
通常電子束的直徑在1-50nm范圍內(nèi)，特別是在5-20nm范圍內(nèi)，最好是大約10nm。
優(yōu)選的電子劑量在1-500mC/cm2，最好在10-200mC/cm2之間，特別是對(duì)于納米結(jié)構(gòu)特殊區(qū)域的一步處理，范圍在50-100mC/cm2之間。但是，電子劑量也可以高達(dá)幾十C/cm2，最好在10-50C/cm2范圍內(nèi)。特別是用大約20mC/cm2的較高的電子劑量，可以獲得非常高的表面溫度，通過傳導(dǎo)材料的遷移、熔化、濺射和/或蒸發(fā)，在金屬化的納米結(jié)構(gòu)中引起上述結(jié)構(gòu)變化。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)獨(dú)立的創(chuàng)造性方面，也可以通過將電子束引導(dǎo)到待檢查的結(jié)構(gòu)部分上并檢測(cè)向后散射的電子來檢查傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)。
在這方面，很重要的是應(yīng)當(dāng)注意向后散射的電子攜帶要求的關(guān)于表面的電子信息，允許所述納米結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)性的檢查和研究，但是，由電子束的一次電子產(chǎn)生的二次電子一般不提供相對(duì)于傳導(dǎo)性變化的有用的相反變化，而是通常只攜帶所述表面的拓?fù)湫畔ⅰ?br> 因此，最好實(shí)現(xiàn)一個(gè)濾波器，用于只檢測(cè)向后散射的電子，而在這個(gè)意義上的術(shù)語(yǔ)“濾波器”必須在盡可能寬的意義上理解，包括例如特殊的檢測(cè)器或特殊的檢測(cè)器裝置，或一個(gè)或多個(gè)可能與不同檢測(cè)器元件組合的加速或減速場(chǎng)，以便只根據(jù)或主要根據(jù)向后散射的電子接收或計(jì)算信號(hào)或信息。
因此，根據(jù)本發(fā)明該方面對(duì)向后散射的電子的分析可提供向后散射的電子圖，該圖具有分別與傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)中的缺陷或該納米結(jié)構(gòu)中的傳導(dǎo)率直接相關(guān)的對(duì)照信息。
盡管如上所述，通過將電子束引導(dǎo)到待檢測(cè)的結(jié)構(gòu)部分上對(duì)傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的檢查是本發(fā)明一個(gè)獨(dú)立的創(chuàng)造性方面，但是通過組合用于檢查傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的方法和如上所述通過利用聚焦電子束對(duì)這樣的傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的缺陷和傳導(dǎo)性處理的方法，可以獲得特別的好處。
因此，用一種很容易的方式，通過只利用一個(gè)設(shè)備，就可以首先檢查和核對(duì)傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)，并在檢測(cè)到特定缺陷或應(yīng)當(dāng)“修理”或處理的區(qū)域和/或部分后直接修復(fù)或處理該納米結(jié)構(gòu)的特定部分。
根據(jù)本發(fā)明的一種特別有利的實(shí)現(xiàn)，以一種順序，最好是交替應(yīng)用兩種檢查和處理方法，首先檢查納米結(jié)構(gòu)，如果有缺陷，就處理，處理步驟之后，再執(zhí)行對(duì)修改后的納米結(jié)構(gòu)的檢查，以避免“過處理”，即導(dǎo)致過熱的不期望的過處理和傳導(dǎo)性結(jié)構(gòu)的不期望的遷移、熔化、濺射和/或蒸發(fā)。
還可以執(zhí)行檢查所述傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的步驟，同時(shí)產(chǎn)生熱感應(yīng)的遷移、熔化、濺射和/或蒸發(fā)。
必須提及，與處理相比，通常必須使用電子束的較低功率來檢查傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)，以避免在只進(jìn)行檢查所述納米結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)生任何修改或處理效應(yīng)，或在只期望檢查所述納米結(jié)構(gòu)時(shí)，將這樣的效應(yīng)保持在盡可能低的水平。
以上已經(jīng)敘述了用于處理的優(yōu)選電子束參數(shù)，對(duì)于用于檢查的電子束，電子劑量通常應(yīng)當(dāng)在幾個(gè)mC/cm2以下，最好低于10mC/cm2。優(yōu)選的電子劑量為1-5mC/cm2范圍內(nèi)，但是也可以用小于1mC/cm2的很小的電子劑量，如最好在1-500μC/cm2的范圍內(nèi)。比較用于檢查的電子劑量和用于處理的電子劑量，用于處理的電子劑量最好高一個(gè)數(shù)量級(jí)，最好用于處理的電子劑量超出用于檢查的電子劑量2-100倍，最好10-50倍，在大部分情況下是10-30倍。
用于檢查的波束電流最好在10-500pA之間，最好在20-100pA之間，特別是在大約50pA的范圍內(nèi)。
優(yōu)選的掃描窗口大約在與用于處理的優(yōu)選掃描窗口相同的范圍，在矩形情況下，邊長(zhǎng)大約10-100nm，最好50-100nm。盡管在檢查方式中也可以省略掃描，而直接將電子束聚焦到待檢查的部分上的一個(gè)點(diǎn)，但是這樣的方式在檢查中通常不是優(yōu)選的，只在處理中優(yōu)選。
檢查方法中的優(yōu)選加速電壓為1-50kV，特別是0.1-10kV，從而可以與處理電子束的情況下的加速束電壓相當(dāng)，但是通常稍微較低，最好低大約1.5-3的系數(shù)。
在檢查方式的情況下，最好將納米結(jié)構(gòu)附著在一個(gè)用作電子庫(kù)的電極上。如果存在缺陷，這樣將大大加強(qiáng)圖像對(duì)比度?？蛇x地，所述納米結(jié)構(gòu)可以只附著在一條細(xì)導(dǎo)線，其從外部提供所述納米結(jié)構(gòu)的一定電壓偏置。這樣也將導(dǎo)致一定的對(duì)比增強(qiáng)。
另一方面，如上所述，對(duì)于處理，不要求將納米結(jié)構(gòu)附著到電極或細(xì)導(dǎo)線，但是，在處理過程中也可以將納米結(jié)構(gòu)附著到電極，而不會(huì)對(duì)處理過程產(chǎn)生負(fù)面影響。
在所述傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的檢查方法或步驟的一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式中，在高壓電場(chǎng)中將一次電子束加速，然后這些電子在到達(dá)所述傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)前被減速場(chǎng)減速，從而在第一檢測(cè)裝置的優(yōu)選實(shí)施例中，只檢測(cè)向后散射的電子，這些電子最好由所述減速場(chǎng)在指向所述第一檢測(cè)裝置的方向上加速，而第二檢測(cè)裝置檢測(cè)二次電子和向后散射電子的混合物，從而可以特別通過比較兩個(gè)檢測(cè)裝置的測(cè)量值，確定向后散射的電子信號(hào)或向后散射的電子圖。
在一種實(shí)施例中，減速場(chǎng)將電子束的一次電子減速到由所述高壓電場(chǎng)產(chǎn)生的其最大能量的大約2-10％的能量。
必須指出，被減速的波束的實(shí)際波束電壓可以在大約100V-10KeV之間，因此，可以具有上述高壓電場(chǎng)產(chǎn)生的最大能量的1％以下，最高100％，而減速的波束的波束電壓最好在10％-100％之間。
本發(fā)明的目的還通過將掃描電子顯微鏡SEM系統(tǒng)用于上述方法而實(shí)現(xiàn)，其中該掃描顯微鏡具有一個(gè)濾波器，用于檢測(cè)向后散射的電子和二次電子，還具有一個(gè)濾波器，基本上只用于檢測(cè)向后散射的電子(此處的“濾波器”涉及導(dǎo)致“向后散射的電子圖”或相應(yīng)的信號(hào)的任何裝置，如上所述)。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將參照下列附圖而更加清楚

圖1示出連接到電子的納米金屬化DNA導(dǎo)線的向后散射的電子圖；圖2示出切斷納米金屬化DNA導(dǎo)線之前(圖2a)和之后(圖2b)，圖1所示系統(tǒng)的向后散射的電子圖；圖3示出納米金屬化DNA導(dǎo)線系統(tǒng)的向后散射的電子圖的放大的細(xì)節(jié)，其中在單個(gè)金屬化以DNA為模板的納米導(dǎo)線中存在缺陷；圖4示出單個(gè)金屬化以DNA為模板的納米導(dǎo)線中的缺陷修復(fù)后，圖3所示系統(tǒng)向后散射的電子圖的放大的細(xì)節(jié)；圖5示出本發(fā)明方法中采用的SEM的實(shí)施例的簡(jiǎn)化圖，其中示出向后散射的電子和二次電子的路徑。
優(yōu)選實(shí)施方式圖1示出兩個(gè)電極10和以DNA為模板的納米導(dǎo)線20、22、24的系統(tǒng)的向后散射電子圖，所述納米導(dǎo)線通過選擇性的自組裝驅(qū)動(dòng)金屬化而使得具有高傳導(dǎo)性，該圖是通過將電子束引導(dǎo)到待檢查的系統(tǒng)上和通過根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面來檢測(cè)向后散射的電子而獲得的。圖1所示向后散射電子圖是用電壓為4kV且工作距離WD為6mm的波束電壓而獲得的。
在圖1所示系統(tǒng)中，以DNA為模板的納米導(dǎo)線是隨機(jī)排列的，但是，對(duì)于例如納米電子中的電路，可以實(shí)現(xiàn)更好定義的排列。
如圖1中可以清楚看到的，以DNA為模板的納米導(dǎo)線20、22、24既表示出強(qiáng)對(duì)比，又表示出弱對(duì)比。與至少一個(gè)電極10電氣連接的導(dǎo)線部分22示出強(qiáng)對(duì)比，而顯然沒有與至少一個(gè)電極10直接電氣連接的導(dǎo)線部分24表現(xiàn)出弱對(duì)比。
在圖1中還可以清楚看到由白色圓圈指示的多個(gè)缺陷30。
圖2a示出圖1所示系統(tǒng)用于更好的比較，圖2b示出同樣的系統(tǒng)，但是此時(shí)已經(jīng)通過在AFM(原子力顯微鏡)尖端幫助下切斷以DNA為模板的導(dǎo)線的傳導(dǎo)部分而在該系統(tǒng)中引入由白色圓圈指示的另外的缺陷32。
可以清楚看出，通過產(chǎn)生該另外的缺陷32，一些以DNA為模板的導(dǎo)線22被所述另外的缺陷32從電極10斷開，從而只表現(xiàn)弱對(duì)比。
由于另外的缺陷32，發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)缺陷34，該缺陷34清晰可見，因?yàn)樵谌毕?4的左邊，以DNA為模板的納米導(dǎo)線22表現(xiàn)出強(qiáng)對(duì)比，而在缺陷34的右邊，以DNA為模板的納米導(dǎo)線22表現(xiàn)出弱對(duì)比。
圖3示出向后散射的電子圖的放大的細(xì)節(jié)，其中以DNA為模板的納米導(dǎo)線22連接到電極(未示出)，因此表現(xiàn)出強(qiáng)對(duì)比，且其中以DNA為模板的納米導(dǎo)線24不連接到電極(未示出)，因此只表現(xiàn)出弱對(duì)比。如在圖3中的向后散射的電子圖中央可以看到的，可以檢測(cè)到缺陷30，該缺陷30將不與電極接觸的納米導(dǎo)線24(弱對(duì)比，在缺陷30之上)和與電極接觸的納米導(dǎo)線22(強(qiáng)對(duì)比，在缺陷30之下)分開。
通過應(yīng)用本發(fā)明方法并利用能量為4kV、WD6mm、波束電流大約20pA、孔徑30mμ、掃描窗口大約50nm×100nm、掃描時(shí)間10秒的聚焦電子束，缺陷30被連接起來，使得缺陷被修復(fù)(圖3中的標(biāo)號(hào)36)。
在圖4中，在修復(fù)后的缺陷36之上和之下，以DNA為模板的納米導(dǎo)線22現(xiàn)在都在向后散射的電子圖中表現(xiàn)出強(qiáng)對(duì)比，清楚地表示此時(shí)在修復(fù)后的缺陷36之上和之下，以DNA為模板的納米導(dǎo)線22都與一個(gè)電極連接，表示缺陷(30，見圖3)已經(jīng)被修復(fù)，傳導(dǎo)性被連通。
盡管圖中的實(shí)例通過示出向后散射的電子圖而示出本發(fā)明方法的效果，但是必須理解，用于缺陷和傳導(dǎo)性處理的方法還可以通過向后散射的電子圖而獨(dú)立于檢查所述傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的方法或步驟應(yīng)用，盡管該結(jié)合如上所述是優(yōu)選的，如通過結(jié)合將導(dǎo)致創(chuàng)造性的組合優(yōu)點(diǎn)。但是，傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)也可以通過例如光學(xué)或紅外線變化或通過電氣測(cè)量以及通過利用原子力顯微鏡進(jìn)行結(jié)構(gòu)性研究而被檢查，以發(fā)現(xiàn)缺陷或傳導(dǎo)性降低的區(qū)域。
圖5簡(jiǎn)化示出用于本發(fā)明方法的SEM系統(tǒng)的一種實(shí)施例的主要單元。一次電子束102由電子源100產(chǎn)生，而加速電壓可以在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，根據(jù)本發(fā)明方法，最好在1kV-10kV之間調(diào)節(jié)。
一次電子束102被引導(dǎo)到具有納米結(jié)構(gòu)的樣本200上。樣本200只是簡(jiǎn)單示出，具有兩個(gè)電極230，附著在樣本200的上表面。
如圖5簡(jiǎn)單所示，被引導(dǎo)到樣本200上的一次電子束102主要在樣本中相互作用的體積210內(nèi)表現(xiàn)出有效。相互作用的體積210在該圖中只是簡(jiǎn)單示出，取決于樣本200的材料和電子束的參數(shù)。
一次電子束102產(chǎn)生向后散射的電子150和二次電子160，其中具有與一次電子束102基本相同的能量的向后散射的電子150沿與一次電子束基本相反的方向散射，而二次電子160是在如圖5中簡(jiǎn)單示出的側(cè)面方向上產(chǎn)生的。
電子的方向由SEM的磁透鏡110和靜電透鏡120控制。
圖5所示SEM包括環(huán)形檢測(cè)器170，用于向后散射的電子150，從而可以直接獲得向后散射的電子的信號(hào)，且可以產(chǎn)生向后散射的電子圖。
盡管圖5中未示出，但SEM當(dāng)然還可以包括用于二次電子160的檢測(cè)器，最好是側(cè)面的檢測(cè)器。在這一點(diǎn)上應(yīng)當(dāng)注意，二次電子160只在樣本200上表面區(qū)域中的二次發(fā)射區(qū)域220中產(chǎn)生，如圖5所示。
在說明書、權(quán)利要求、和/或附圖中披露的本發(fā)明的特征，獨(dú)立地或其任何組合，可以是用于以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法地材料。
附附圖中的參考標(biāo)號(hào)10 電極20 納米導(dǎo)線22 納米導(dǎo)線24 納米導(dǎo)線30 缺陷32 缺陷34 缺陷35 修復(fù)的缺陷100 電子源102 一次電子束110 磁透鏡120 靜電透鏡150 向后散射的電子160 二次電子170 用于向后散射的電子的檢測(cè)器200 樣本(具有納米結(jié)構(gòu))210 相互作用體積220 二次發(fā)射區(qū)域230 電極
權(quán)利要求
1.一種用于傳導(dǎo)性納米結(jié)構(gòu)中一個(gè)單獨(dú)部分的缺陷和傳導(dǎo)性處理的方法，該方法通過將聚焦的電子束引導(dǎo)到待處理的納米結(jié)構(gòu)的所述單獨(dú)部分上而產(chǎn)生熱感應(yīng)的所述納米結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性材料的遷移、熔化、濺射、和/或蒸發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于待處理的納米結(jié)構(gòu)的所述部分是待修復(fù)的裂口，通過將聚焦的電子束引導(dǎo)到包括缺陷邊緣的所述裂口區(qū)域上，并產(chǎn)生所述裂口邊緣的傳導(dǎo)性材料的熱感應(yīng)遷移、熔化、濺射和/或蒸發(fā)，使傳導(dǎo)性材料進(jìn)入所述缺陷邊緣之間的裂口，從而使裂口被填充，所述缺陷邊緣被連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述電子束具有0.1kV-50kV的加速波束電壓，最好是3kV-10kV。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于所述電子束具有1-100A/cm2的電流密度。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于所述電子束具有10-1000pA的絕對(duì)波束電流，最好為20-500pA。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于所述電子束將被應(yīng)用于一種掃描方式，其中的掃描窗口直徑或邊長(zhǎng)為10nm-100nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于待處理的傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的一個(gè)單獨(dú)部分位于所述掃描窗口的中心。
8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于所述電子束具有1-50nm的波束直徑。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于到傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)具有2mm-10mm的工作距離。
10.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于用1-500mC/cm2的電子劑量處理一個(gè)單獨(dú)部分。
11.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，還包括通過將電子束引導(dǎo)到待檢查的傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的一部分上并檢測(cè)向后散射的電子來檢查所述傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于在所述檢查過程中，一次電子束被電場(chǎng)加速到高勢(shì)能，而在到達(dá)所述傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)之前被減速場(chǎng)減速。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于第一檢測(cè)裝置只檢測(cè)向后散射的電子，而第二檢測(cè)裝置檢測(cè)二次電子和向后散射的電子。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13任一項(xiàng)的方法，其特征在于在檢查所述傳導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的步驟中，電子束應(yīng)用的電子劑量總體為0.1-10mC/cm2。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14任一項(xiàng)的方法，其特征在于在所述檢查步驟中的電子束具有1pA-500pA的絕對(duì)波束電流，最好是20pA-100pA。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15任一項(xiàng)的方法，其特征在于在所述檢查步驟中的電子束的加速電壓為0.01-50kV，最好是1kV-10kV。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述減速場(chǎng)將電子束的一次電子減速到由所述電場(chǎng)產(chǎn)生的其最大能量的2％-10％。
18.將具有濾波器的掃描電子顯微鏡(SEM)系統(tǒng)用于根據(jù)權(quán)利要求1-17任一項(xiàng)的方法，其中，所述濾波器用于檢測(cè)向后散射的電子。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的描電子顯微鏡的使用，其特征在于所述描電子顯微鏡設(shè)計(jì)為具有10μm-100μm的孔徑，最好是30μm-60μm。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19的描電子顯微鏡的使用，其特征在于用于檢測(cè)向后散射的電子的濾波器包括一個(gè)環(huán)形向后散射電子檢測(cè)器(102)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于傳導(dǎo)性納米結(jié)構(gòu)中一個(gè)單獨(dú)部分的缺陷和傳導(dǎo)性處理的方法，該方法通過將聚焦的電子束引導(dǎo)到待處理的納米結(jié)構(gòu)的所述單獨(dú)部分上而產(chǎn)生熱感應(yīng)的所述納米結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)性材料的遷移、熔化、濺射、和/或蒸發(fā)。本發(fā)明還涉及將具有濾波器的二次電子顯微鏡用于該方法，所述濾波器用于檢測(cè)向后散射的電子，以及具有用于檢測(cè)向后散射的電子的這樣的濾波器的相應(yīng)的二次電子顯微鏡。
文檔編號(hào)G01N23/225GK1427445SQ0215631
公開日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2002年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月13日
發(fā)明者O·哈納克, J·維澤爾斯, W·E·福特, A·亞蘇達(dá) 申請(qǐng)人:索尼國(guó)際(歐洲)股份有限公司