一种光刻技术和透射电子显微技术联合表征纳米薄膜微区形变的方法技术

一种光刻技术和透射电子显微技术联合表征纳米薄膜微区形变的方法属于薄膜纳米压痕表征领域。本发明专利技术公开一种光刻技术和透射电子显微技术联合表征10-100纳米薄膜微纳形变区域的方法，通过薄膜转移技术，直接将压痕后的薄膜转移到透射电子显微镜中观察，从原子尺度直接揭示纳米压痕作用过程中纳米薄膜的弹塑性转变过程中微观缺陷的形成、交互作用及演变过程，揭示微观结构与宏观力学性能直接的关系，属于薄膜纳米压痕表征方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开一种光刻技术和透射电子显微技术联合表征10-100纳米薄膜微区形 变的方法，通过薄膜转移技术，直接将压痕后的薄膜转移到透射电子显微镜中观察，从原子 尺度直接揭示纳米压痕作用过程中纳米薄膜的弹塑性转变过程中微观缺陷的形成、交互作 用及演变过程，揭示微观结构与宏观力学性能直接的关系，属于薄膜纳米压痕表征方法。
技术介绍
半导体器件或微纳机电系统(MEMS)向高密度、高速度及柔性器件发展，这要求其 中的重要结构单元-金属薄膜互连线向小尺度和高强度发展。在这些微纳器件的设计、加 工以及使用过程中迫切需要深入研究100纳米以下纳米金属功能薄膜的力学行为及其损 伤机理，发展相应的微纳米尺度力学测试方法，构建尺度相关力学理论，为微纳米构件和结 构单元的安全设计和可靠性评价提供理论和技术支持。在过去针对材料在微纳米尺度下的力学行为的实验研究被逐渐发展起来，包括微 拉压、微弯曲、微扭转和微压痕等。但是目前普遍存在的问题是当研究的对象(试样)尺度减 小到微米和纳米以下量级时，测试样品的固定、夹持变得十分困难。与这些微观实验方法相 比较，目前纳米压痕实验操作相对简单，适应的材料体系和结构较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻技术和透射电子显微技术联合表征纳米薄膜微区形变的方法，其特征在于：首先在Si/SiO2基片利用设计加工的掩模板和光刻曝光技术制备光刻胶覆盖的图案，然后利用磁控溅射技术或脉冲电沉积技术在加工后的Si/SiO2基片上制备薄膜厚度在10nm?100nm之间的纳米金属薄膜，在光刻胶覆盖和Si/SiO2区域均溅射沉积纳米金属薄膜，将制备好的基片放入丙酮中清洗，沉积在光刻胶上的薄膜被丙酮清洗去掉，沉积在Si/SiO2基片的薄膜则被保留，然后用纳米压痕仪对保留在Si/SiO2基片上的纳米金属薄膜进行多次纳米压痕实验，设置压痕实验参数，一组图形可以得到不同压入深度和不同载荷的压入深度和力曲线，压痕实验...

【技术特征摘要】
1.一种光刻技术和透射电子显微技术联合表征纳米薄膜微区形变的方法，其特征在于首先在Si/Si02基片利用设计加工的掩模板和光刻曝光技术制备光刻胶覆盖的图案，然后利用磁控溅射技术或脉冲电沉积技术在加工后的Si/Si02基片上制备薄膜厚度在IOnm-1OOnm之间的纳米金属薄膜,在光刻胶覆盖和Si/Si02区域均派射沉积纳米金属薄膜，将制备好的基片放入丙酮中清洗，沉积在光刻胶上的薄膜被丙酮清洗去掉，沉积在Si/Si02基片的薄膜则被保留，然后用纳米压痕仪对保留在Si/Si02基片上的纳米金属薄膜进行多次纳米压痕实验，设置压痕实验參数，一组图形可以得到不同压入深度和不同载荷的压入深度和カ曲线，压痕实验结束后用HF浸泡所实验的样品，将SiO2层腐蚀掉，可以使带有压痕区域的薄膜从硅片上脱落下来，然后将其转移到透射电镜专用的微栅上，观察薄膜经过纳米压痕的微结构的变化，与未压痕之前的微结构进行对比，研究薄膜微结构变化的规律和机制。2.根据权利要求1所述的ー种光刻技术和透射电子显微技术联合表征纳米薄膜微区形变的方法，其特征在于掩模板为圆形或者长方形的掩模板，掩模板圆形掩膜的直径尺寸在10-100微米之间，方形掩膜的宽度在30-50微...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃飞，李玉洁，臧鹏，韩晓东，张泽，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：