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Artículos Técnicos

Análisis de caracterización de microscopia de capacitancia en canal de vacío de dispositivos nanoelectrónicos

Los esfuerzos para endurecer los componentes electrónicos y sistemas usando dispositivos de estado sólidos contra los efectos de la radiación y calor para uso en recorrido de espacio se han convertido en una importante operación de ingeniería para agencias de exploración espaciales alrededor del mundo. Dicho trabajo no sólo ha sido desperdiciador de tiempo, sino costoso, así como con la mayoría de las soluciones de entrega siendo más costosas y tecnológicamente más de lo que está normalmente disponible para los consumidores de otros tipos de aplicación.

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Park SmartScan y AutoScript: Mejora del rendimiento operativo y la productividad del usuario

La microscopía de fuerza atómica (AFM) fue desarrollada originalmente en los años 80 con su primer uso en la experimentación publicado en 1986. El funcionamiento del AFM se basa en el uso de un voladizo con una punta de sonda afilada, con una curvatura de radio medio de varios nanómetros, para explorar a través de la superficie de una muestra. Las flexiones y contorsiones del voladizo de la punta de la sonda recorriendo la topografía de la superficie de la muestra es grabado y luego traducido en una imagen generada por computadora para el análisis del usuario. Con el tiempo, el AFM ha visto una serie de espectaculares avances que han permitido medir otros tipos de señales de muestras, no sólo de retroalimentación mecánica.

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Verdadera imagenología de no contacto de varias muestras

La necesidad de medir características superficiales de la muestra se han convertido en cada vez más importante en muchas aplicaciones como la fabricación de dispositivos semiconductores y control de las características estructurales de muestras biológicas. Hay algunas técnicas AFM utilizadas en la medición de la topografía de la muestra. Los ejemplos incluyen el modo de golpeteo y modo de contacto. Sin embargo, estos modos requieren una interacción punta-muestra que puede llevar a daño de la muestra y degradación de la calidad de la punta. La necesidad de una técnica que pueda medir la topografía de la superficie sin tocar la superficie de la muestra es muy real, especialmente para las muestras sensibles a la deformación superficial.

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Daño del pelo por las radiaciones del sol caracterizada mediante microscopía de fuerza atómica

Los productos para la protección solar como sombreros, protector solar y ropa se utilizan comúnmente para prevenir la irritación de la piel y el daño, pero existen algunos productos para proteger el pelo. A través de la investigación de los efectos de la radiación del sol en el pelo, se ha determinado si es o no esto es una preocupación importante, especialmente para aquellos con menos fotoestable, color de pelo claro. Con el Microscopio de Fuerza Atómica Park NX20 (AFM) y su software fácil de usar Park SmartScan, imágenes de cabello se pueden producir para comparar su topografía de nanoescala antes y después de la exposición prolongada a la luz solar. El análisis posterior a la exposición se centrará en los cambios topográficos indicativos de daño estructural, así como un análisis de la vista de corte transversal para evaluar posibles cambios internos. Se examinaron varias áreas de 5 μm x 5 μm en el pelo para cuantificar el daño en términos de cambio en el valor de la rugosidad de la superficie (Rq).

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Microscopía de fuerza atómica de alta resolución

El objetivo de todas las formas de microscopia es permitir la observación de objetos cada vez más pequeños y sus detalles y características que no se pueden ver sin ayuda. Naturalmente, el curso de la investigación científica exige que finalmente probemos los límites absolutos de las técnicas de metrología disponibles y la microscopía de fuerza atómica (AFM) no es una excepción. La AFM ha demostrado ser capaz de generar imágenes con resoluciones suficientemente altas para visualizar las características de las muestras medidas en fracciones de nanómetros, dichas imágenes se refieren a menudo como que han logrado una supuesta "resolución atómica".

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Imagenología rápida utilizando el microscopio de fuerza atómica Park NX10

La microscopía de fuerza atómica ha proporcionado a aquellos en la investigación y la industria con medidas de alta resolución e imagenología a nanoescala, pero ha estado limitado por mucho tiempo por su relativamente lenta velocidad de la imagen. Para ciertas aplicaciones tales como nucleación de cristal y crecimiento, transporte de materiales y procesos de autoensamblaje de proteínas [1-3], es importante hacer un seguimiento de los cambios de topografía y transporte de partículas. Para este tipo de estudios, un AFM tiene que poder obtener la imagen tan rápido como sea posible sin sacrificar demasiado la exactitud y la repetitividad de los datos necesaria para reproducir el trabajo.

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Los defectos de las obleas no pueden esconderse de Park Systems

Obtener información de calidad sobre los defectos en obleas de semiconductores tiene una importancia capital para los fabricantes. Estos defectos pueden identificarse rápidamente con técnicas de dispersión de luz láser, pero luego hay que revisarlos, para lo cual existen dos métodos diferentes: la microscopía de barrido electrónico (SEM) y la microscopía de fuerza atómica (AFM).

La AFM presenta muchas ventajas respecto a la SEM, puesto que —a diferencia de esta— proporciona imágenes de en 3D de alta resolución y mapas topográficos detallados, permitiendo caracterizar los defectos (tamaño, profundidad, etc.) con una precisión única. Además, los haces de electrones de la SEM tienen el potencial de «quemar» el área explorada, mientras que la AFM de Park (que se realiza sin contacto entre el microscopio y la muestra) asegura que la superficie de la oblea no sufre alteración alguna. Sin embargo, la AFM convencional es más lenta y complicada que la SEM: se necesitan grandes esfuerzos por parte de un operario altamente cualificado para revisar unos pocos defectos al día.

Pero esto ya no es un problema gracias a la revisión automática de defectos con AFM (ADR AFM) de Park Systems. La compañía ya había aplicado la ADR AFM a la exploración de discos duros y ahora la ha introducido en la revisión de defectos en obleas de silicio de hasta 300 mm. La ADR AFM de Park permite tomar imágenes de entre cuatro y diez defectos por hora y cualquier técnico puede llevarla a cabo, sin tener que estar presente constantemente. Esto puede hacer que la productividad aumente hasta en un 1000%.

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