一种用于光学薄膜表面无损表征的原子力显微镜

研制了一种用于大面积光学薄膜表面无损表征的新型原子力显微镜(AFM)。利用开放式样品台及探头系统可检测大尺寸、大重量的样品。样品最大尺寸可达600 mm×1000 mm。利用X、Y方向上的步进电机可实现探头在大尺寸样品表面任意位置的定位。另外还设计了优化的光点跟踪光路以实现大范围扫描成像,在扫描范围和反馈范围增大的同时,保持了较高的精度。利用步进电机和扫描器配合扫描,可得到序列图像,通过序列图像的拼接可获得更大范围的扫描图像。本文中测试了三种大面积薄膜样品,实验结果表明,单幅扫描图像最大范围达20 μm×20 μm,同时保持高的横向及纵向分辨率。     

扫描切变力/近场光学显微镜研制及应用

在发展光纤探针制备和探针与样品近场间距非光学控制等关键技术基础上，我们研制成能与倒置光学显微镜联合使用的扫描切变力／近场光学显微镜，并具有反射和透射等工作模式以及能在溶液环境中工作。利用这套系统，获得了多种样品的表面形貌和近场光学图像以及细胞内的荧光光谱。本文将对该系统和有关实验结果作简要介绍。     

基于双压电陶瓷片的反射模式近场扫描光学显微镜

介绍了一种反射模式近场扫描光学显微镜。该系统以双压电陶瓷片作为控制光纤探针与待测样品之间距离的核心元件，以粘有光纤探针的双压电陶瓷片的第一个谐振频率来驱动光纤探针平行于样品表面振动，采用均方根检测电路测量振动信号的幅度，进而控制光纤探针与样品之间的距离在样品表面的近场范围之内。利用该系统获得了标定光栅和刻录光盘薄膜等样品表面的剪切力形貌图像和反射模式近场光学图像。     

溶液环境中工作的扫描近场光学/荧光光谱显微术

我们采用双压电陶瓷片发展了一种切变力非光学检测探针一样品间距控制方法。基于这种方法，研制成能与倒置光学显微镜联合使用的扫描近场光学，荧光光谱显微系统，实现了在溶液环境中探针一样品间距的可靠控制和成像，获得了人体乳腺癌细胞内的近场荧光光谱。本文简要介绍该系统的工作原理以及利用该系统得到的实验结果。     

镀膜光纤探针无透性的一种检测方法

在近场光学显微镜的研制过程中,制备合适的探针是一个重要的环节。在腐蚀法制得的光纤尖端附近镀铝膜后,采用扫描电子显微镜中的样品充电效应可检测出探针透光点的分布情况,亦可直接用电镜观察膜表面的均匀性,这对提前剔除不良探针有重要作用。结果表明该方法有效可行。     

扫描近场光学显微镜有源光纤探针的研制

研制了用于扫描近场光学显微镜的新型光纤探针，采用熔拉法和腐蚀法相结合制作出掺Ｅｒ＾３＋光纤探针，实验测试了这种光纤探针的放大的自发辐射。探针可提高系统的灵敏度，降低图像的相干噪声。     

用于扩展SPM检测范围的精密定位系统

本文介绍了所研制的二维微定位柔性系统和一维精密转动系统,进行了相关技术的研究并给出了设计参数,使SPM能够满足高精度下的大尺寸平面样品以及球形被测样品的全范围检测,扩大了扫描探针显微镜（SPM）在超精密工程中的应用范围。     

扫描近场光学显微镜中探针样品间距控制方法

在动态原子力与近场光学扫描显微镜中,探针与样品的间距关系到分辨率以及扫描速度这两个最重要参数的性能。在对几种主要的动态原子力/扫描近场光学组合显微镜的探针/样品间距控制模式分析的基础上,认为提高探针Q值是提高扫描显微镜分辨率的有效方法。但是,对采用检测控制探针振幅模式,期望在提高分辨率的同时加快扫描成像速度是不可实现的,因而限制了其发展的空间。而在检测控制探针频率模式下,提高探针Q值,可有效提高扫描探针显微镜的分辨率,且不会制约扫描成像速度的提高。该结论为将来的纳米操作和纳米超高密度光存储的实用化提供了可能,对大连理工大学近场光学与纳米技术研究所研制的原子力与光子扫描隧道组合显微镜(AF/PSTM)的改进和产业化具有积极意义。     

激光光路跟踪型原子力显微镜研究

提出和发展了一种激光光路跟踪型原子力显微镜(AFM)技术及系统。研制了新型AFM探头,设 计了与XY扫描器联动的跟踪透镜及扫描跟踪光路,实现激光束对微探针(微悬 臂)的XY扫描的实时跟踪;研 究设计了独特的反馈跟踪光路,既可实现微悬臂偏转量的精确检测,又可巧妙地消除因微探 针的Z向反馈运动 造成的干扰噪声。利用研发的AFM系统对多孔氧化铝纳米孔等具有不同横向与 纵向结构尺寸的微纳米样品进行了扫 描成像,得到了理想的实验结果,表明研发的系统具有优良的XY扫描跟踪特性 和Z向反馈跟踪性能。本文研发的 AFM系统原理新颖、方法巧妙、扫描成像性能好和分辨率高,克服了常规样品 扫描型AFM的局限性,能够以 微探针扫描的方式实现不同大小、不同重量的样品的AFM扫描成像,可望在微纳米技术领 域获得广泛应用。     

液相型AFM的研制与金属腐蚀原位研究

介绍了新型液相型原子力显微镜（AFM）的工作原理、系统结构和独特性能，讨论了该AFM在金属腐蚀研究中的应用。利用液相型AFM对碳钢在NaCl溶液及Pb在草酸溶液中的腐蚀过程进行了原位观察，获得了理想的扫描图像。实验结果表明，金属腐蚀最初起始于原子或纳米尺度，之后逐渐扩大到宏观尺度；金属表面的凹坑或缺陷可加速其腐蚀；而表面突起的结构则被一层层腐蚀。     

Factors influencing open circuit decomposition behavior of sulfur-containing additive component used in Cu plating for advanced interconnect metallization

Accelerated decomposition of organic additives during open circuit condition was observed only when both copper wire and oxygen are present in the copper sulfate solution. The data suggest that the accelerating mercapto species could form a complex with cuprous ions from copper anode in the plating solution. The copper complexes formed then undergo oxidation reaction and lose its original electrochemical activity by introducing byproducts. Adsorption behavior of various chemical components in the plating solution on the copper anode surface was found to have a significant influence on the sulfur-containing brightening agent degradation rate. The degradation mechanisms attributed to the interactions among different chemical components are also addressed and discussed.     

Novel stationary-sample atomic force microscope with beam-tracking lens

An atomic force microscope with a stationary sample and a scanning cantilever using an optical lever method is demonstrated for the first time. The cantilever tip is translated to measure surface profiles while a simple lens attached to the cantilever holder guides a focused beam from a fixed collimated diode laser. The imaging capability is demonstrated up to 100*100 mu m/sup 2/.<>     

印制电路板化学金漏镀浅析简

在化学镍金过程中会出现漏镀现象,文章讨论了漏镀产生的机理,采用正交实验法对影响漏镀的主要因素进行排列,同时,对于铜面与钯离子在进行置换反应时的电化学势能进行分析。结果表明,在调节活化钯相关参数的同时,反应中的电化学势能亦不容忽视。     

New copper seed-layer enhancement process metrology for advanced dual-damascene interconnects

The extendibility of the physical vapor deposition (PVD), seed-layer deposition process for future devices needs to be enhanced with electrochemical techniques. Developing analytical techniques for the plating bath is a particular challenge because bath ingredients are often proprietary and difficult to ascertain. The feasibility of using an ion chromatography for an electrochemical copper, seed-layer enhancement (SLE) process metrology is studied. It is shown that the ion-chromatography method can be used to precisely determine the composition dynamics in a copper SLE plating bath. The bath concentration dynamics are found to be significant in influencing the electroplated Cu film properties, i.e., the resistivity and surface roughness. An excellent correlation exists between the ion chromatograms and the electroplated Cu film properties, suggesting that the ion-chromatography method is a powerful method.     

聚合物涂层表面机械性能的扫描探针显微镜研究

We have used a scanning probe microscope,equipped with a custom-made probe,consisting of a conical-shaped diamond tip and rectangular tungsten cantilever,to study mechanical properties of cross-linked polymeric surface coatings.A new method to measure the mar resistance,a very desirable characteristic of surface coatings,has been developed,by using the custom-made tip to mar the surface under well-controlled conditions,and using the conventional tip to image the marred surface and measure the dimension of the mars.Based on the dimension of the mar,different responses of coatings to marring stress,elastic recovery,plastic deformation,and brittle fracture,can be identified quantitatively with great accuracy also.In addition,the dynamic process,such as viscoelastic creep,stress-hardening,micro-crack developing,and surface fatigue,has been studied with the SPM.     

PCB电镀铜系统控制浅谈

电镀铜是PCB加工过程中的一个关键工艺流程,涉及到孔和板面金属化的性能保证,影响因素众多。文章从系统控制角度出发,针对如何控制PCB电镀铜的各影响因素以保证电镀铜质量做了相关讨论。     

PCB化学镀镍漏镀现象分析

文章阐述了不同尺寸铜盘连接状况、掩蔽作用等对漏洞的影响,发现孤立的小铜盘（0．1mm）比大尺寸的铜盘（〉0．1mm）更易发生漏镀,即漏镀易发生在小尺寸铜盘上,主要的原因与置换钯的速率不同相关。至于因掩蔽引发的漏镀现象,主要与平衡电化学势作用相关。在活化过程中,电子转移主要决定了漏镀发生与否。     

基于超平表面的原子力显微镜探针磨损研究

原子力显微镜的图像质量受到探针磨损情况的直接影响,本文主要对基于超平表面的原子力显微镜(AFM)探针磨损问题进行了试验研究,针对探针磨损效率以材料表面的粗糙度(Rq)作为评估指标,测试样品选用了Rq小于0.5nm的超平表面。探针在10%的反馈回路设定值比例和悬臂目标振幅比例的测试条件下,采用1Hz的扫描速度及1.7的I-gain值可使磨损最小,进而有效提升探针使用寿命。     

玻璃基板上的微细图形形成技术

概述了平滑玻璃基板上的微细图形形成技术以及纳米多孔ZnO膜,弱酸性铅催化液和弱酸性乙酸铜镀铜液的开发,可以在玻璃/ZnO中间层化学镀铜层/乙酸铜镀铜层/硫酸铜镀铜层上采用减成法形成L/S=100μm/100μm的微细铜电路图形。     

半导体硅上激光诱导选择性化学镀铜

利用YAG脉冲激光在n型硅基底上制备出了铜化学镀薄层,由激光剥离形成的微型图元通过化学镀铜工艺在硅基底上形成铜的微型结构。在化学镀工艺过程中为了使得化学镀铜沉积能够连续进行,要对基底表面先进行活化。实验表明,预处理及其后的清洗工艺对选择性镀膜质量影响很大;采用丙酮或硝酸水清洗,有助于获得清晰的微型图元结构。