一种用于氦离子显微镜成像质量校正的样品制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于氦离子显微镜成像质量校正的样品，所述样品包括衬底、导电层和聚苯乙烯微球颗粒，衬底上覆盖导电层，聚苯乙烯微球颗粒分散固定在导电层上；或者包括块体导电材料和聚苯乙烯微球颗粒，聚苯乙烯微球颗粒分散固定在块体导电材料上。由于氦离子在聚苯乙烯材料中穿透能力强，平均穿透深度超过微球尺寸，故聚苯乙烯微球颗粒在氦离子照射下不易发生融化、变形等损伤，并且其边界清晰的球形几何形状可灵敏反映出离子束聚焦问题，有利于离子束聚焦成像质量的校正。利于离子束聚焦成像质量的校正。利于离子束聚焦成像质量的校正。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氦离子显微镜成像质量校正的样品


[0001]本技术属于纳米成像
，具体涉及一种用于氦离子显微镜成像质量校正的样品。

技术介绍

[0002]氦离子显微镜是在场离子显微镜基础上发展起来的一种气体源离子显微镜，采用聚焦的高能氦离子束对样品表面进行扫描成像，具有与扫描电子显微镜(SEM)类似的高分辨显微成像功能，分辨率可达0.5nm以下。
[0003]氦离子显微镜每次使用前都需要先对离子束的聚焦质量进行校正。通过在特定样品表面试聚焦，并调整聚焦焦距、像散、离子束对中等离子光学系统参数，最终获得聚焦清晰且对称的离子束束斑，从而达到最好的成像效果。
[0004]相比电子而言，氦离子具有更大的质量，因此入射到样品表面后的穿透深度和微区损伤也更大。常用于扫描电子显微镜(SEM)成像质量标定的金纳米颗粒样品在聚焦的高能氦离子束照射下非常容易受到损伤，在极短时间(几秒到几十秒)内就会发生融化、变形、漂移等问题，影响成像参数调整，不利于离子束聚焦成像质量的校正。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中所存在的问题，本技术提供一种用于氦离子显微镜成像质量校正的样品。该样品结构不易受离子束辐照损伤，并且可灵敏反映出离子束存在的聚焦问题(如失焦、像散等)，从而指导离子光学系统参数调整，实现离子束聚焦成像质量的校正。该样品结构的制作方法简单，适用于大批量生产。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]一种用于氦离子显微镜成像质量校正的样品，包括衬底、导电层和聚苯乙烯微球颗粒，衬底上覆盖导电层，聚苯乙烯微球颗粒分散固定在导电层上；或者包括块体导电材料和聚苯乙烯微球颗粒，聚苯乙烯微球颗粒分散固定在块体导电材料上。
[0008]进一步地，衬底和导电层之间还设置有粘附层，所述粘附层材料为钛、铬或镍，厚度为1～20nm。
[0009]进一步地，所述衬底为硅片、石英片、玻璃片、不锈钢片、铜片、铝片、铝合金片、钼片或钨片。衬底材料也可是其它表面平整的硬质块体材料。
[0010]进一步地，所述导电层或块体导电材料材质为金、银、铂、铜、铝、铬、钛、碳、钨、钼、不锈钢和铁中的一种或几种。或其它可以导电且在自然环境和真空状态下性质稳定的材料。
[0011]进一步地，所述导电层厚度为1nm～1mm。优选地，所述导电层厚度为2nm～500nm；更优选地，所述导电层厚度为95nm。也可以直接采用表面平整的导电的块体材料。
[0012]进一步地，所述聚苯乙烯微球颗粒直径为10nm～100μm。优选地，所述聚苯乙烯微球颗粒直径为10nm～1μm；更优选地，聚苯乙烯微球颗粒直径为95nm。
[0013]进一步地，所述聚苯乙烯微球颗粒替换为材质为羧基
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聚苯乙烯、氨基
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聚苯乙烯、大孔交联聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯酸、聚四氟乙烯、明胶、壳聚糖、聚乳酸、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、淀粉、白蛋白、二氧化硅、氧化铝或氧化钛的微球颗粒。
[0014]进一步地，所述聚苯乙烯微球颗粒替换为立方体、柱体、八面体、十二面体或不规则形状纳米颗粒。
[0015]本技术还提供一种制作如上所述的任一样品的方法，包括以下步骤：
[0016]1)在表面清洁平整的衬底上镀导电层，或将块体导电材料表面研磨平整并清洗干净；
[0017]2)在导电层或者块体导电材料上分散固定聚苯乙烯微球颗粒。
[0018]进一步地，所述步骤1)中，还包括在表面清洁平整的衬底上镀导电层之前，对衬底进行清洗步骤，清洗步骤为将衬底浸入丙酮溶液中超声清洗5
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10min，接着浸入异丙醇溶液中超声清洗5
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10min，取出后用氮气吹干，得到表面清洁平整的衬底。或其它常规半导体制程清洗程序。
[0019]进一步地，步骤1)中，块体导电材料表面的清洗方法为将块体导电材料浸入丙酮溶液中超声清洗5
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10min，接着浸入异丙醇溶液中超声清洗5
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10min，取出后用氮气吹干。或其它常规半导体制程清洗程序。
[0020]进一步地，所述步骤1)中在衬底上镀导电层的方法为物理镀膜方法或化学镀膜方法。物理镀膜方法为真空热蒸镀、电子束蒸镀、磁控溅射镀膜或离子束溅射镀膜。化学镀膜方法为电镀、电铸、原子层沉积或等离子体增强化学气相沉积。
[0021]进一步地，所述步骤1)中在衬底上镀导电层的方法为电子束蒸镀。
[0022]进一步地，所述步骤1)中，还包括在表面清洁平整的衬底上镀导电层之前，在表面清洁平整的衬底上镀粘附层。镀粘附层的方法为物理镀膜方法或化学镀膜方法。物理镀膜方法为真空热蒸镀、电子束蒸镀、磁控溅射镀膜或离子束溅射镀膜。化学镀膜方法为电镀、电铸、原子层沉积或等离子体增强化学气相沉积。
[0023]进一步地，所述步骤(2)中，分散固定聚苯乙烯微球颗粒的方法为在导电层或者块体导电材料表面滴涂、旋涂或采用提拉法涂覆含有聚苯乙烯微球颗粒的混悬液。
[0024]本技术的有益效果在于：
[0025]提供了一种用于氦离子显微镜成像质量校正的样品，包括衬底、导电层和聚苯乙烯微球颗粒，或者块体导电材料和聚苯乙烯微球颗粒。其中导电层或导电衬底可转移离子入射带来的正电荷，避免电荷积累影响成像信号的收集。由于氦离子在聚苯乙烯材料中穿透能力强，平均穿透深度超过微球尺寸，故聚苯乙烯微球颗粒在氦离子照射下不易发生融化、变形等损伤，并且其边界清晰的球形几何形状可灵敏反映出离子束聚焦问题(如失焦、像散等)，有利于离子束聚焦成像质量的校正。
附图说明
[0026]图1(a)和(b)为本技术用于氦离子显微镜成像质量校正的两种样品结构示意图；
[0027]图2为本技术在氦离子显微镜(a)聚焦清晰，(b)失焦，(c)有像散三种情况下，
聚苯乙烯微球100K放大倍率下的成像结果；
[0028]图3为本技术聚苯乙烯微球颗粒在能量30keV的聚焦高能氦离子束(a)照射前和(b)持续照射2min后的形貌像。
[0029]图中，1
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衬底、2
‑
导电层，3
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聚苯乙烯微球颗粒，4
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块体导电衬底。
具体实施方式
[0030]为了能够更好的说明本技术，结合实例中的附图，对本技术实例中的技术方案进一步进行介绍。
[0031]实施例1
[0032]本实施例所用聚苯乙烯微球来自Agar Scientific公司生产的AGS130
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1 Polystyrene latex particles混悬液，微球颗粒材质为聚苯乙烯，平均直径约95
±
21nm，分散于纯水中，浓度约0.1％w/v。
[0033]用于氦离子显微镜成像质量校正的样品制作方法如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氦离子显微镜成像质量校正的样品，其特征在于，包括衬底、导电层和聚苯乙烯微球颗粒，衬底上覆盖导电层，聚苯乙烯微球颗粒分散固定在导电层上；或者包括块体导电材料和聚苯乙烯微球颗粒，聚苯乙烯微球颗粒分散固定在块体导电材料上。2.根据权利要求1所述的样品，其特征在于，所述衬底和导电层之间还设置有粘附层，所述粘附层材料为钛、铬或镍，厚度为1～20nm。3.根据权利要求1所述的样品，其特征在于，所述导电层厚度为1nm～1mm。4.根据权利要求1所述的样品，其特征在于，所述导电层厚度为2nm～500nm。5.根据权利要求1所述的样品，其特征在于，所述衬底为硅片、石英片、玻璃片、不锈钢片、铜片、铝片、铝合金片、钼片或钨片。6.根据权利要求1所述的样品，其特征在于，所述导电层或块体导电材...

【专利技术属性】
技术研发人员：温晓镭，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：新型
国别省市：