जांच टिप का सटीक ग्रेड किसी एक मानक द्वारा परिभाषित नहीं है; बल्कि, यह चार कारकों की परस्पर क्रिया के माध्यम से निर्धारित होता है: वक्रता त्रिज्या, विनिर्माण प्रक्रिया, निरीक्षण परिणाम और अनुप्रयोग परिदृश्य। मुख्य तर्क इस प्रकार है: *वक्रता त्रिज्या जितनी छोटी होगी, रिज़ॉल्यूशन उतना अधिक होगा, और इस प्रकार परिशुद्धता ग्रेड उतना ही अधिक होगा।* विभिन्न क्षेत्रों में "उच्च परिशुद्धता" के लिए अलग-अलग सीमाएं होती हैं, जो नियोजित विशिष्ट माप तकनीकों के आधार पर मात्रात्मक मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।
I. परिशुद्धता ग्रेड निर्धारित करने के लिए मुख्य मानदंड: वक्रता त्रिज्या
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परिशुद्धता ग्रेड |
वक्रता त्रिज्या रेंज |
संगत अनुप्रयोग परिदृश्य |
संकल्प क्षमता |
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अल्ट्रा-उच्च परिशुद्धता |
10 एनएम से कम या उसके बराबर |
परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (एएफएम) परमाणु {{0}स्तरीय इमेजिंग, टीईआरएस (टिप -उन्नत रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी), क्वांटम सामग्री अनुसंधान |
पार्श्व 1 एनएम से कम या उसके बराबर, लंबवत 0.1 एनएम से कम या उसके बराबर |
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उच्चा परिशुद्धि |
10-50 एनएम |
नियमित एएफएम स्थलाकृति स्कैनिंग, सेमीकंडक्टर नैनोस्ट्रक्चर निरीक्षण, जैविक मैक्रोमोलेक्यूल इमेजिंग |
पार्श्व 5-10 एनएम, लंबवत 0.5 एनएम |
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मध्यम परिशुद्धता |
50-100 एनएम |
औद्योगिक सामग्री सतह खुरदरापन विश्लेषण, पॉलिमर पतली - फिल्म स्कैनिंग, शैक्षणिक {{1} ग्रेड एएफएम |
पार्श्व 10-20 एनएम, लंबवत 1-2 एनएम |
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माइक्रोन-पैमाना |
>100 एनएम (0.1-5 माइक्रोमीटर) |
इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण जांच (पोगो पिन), औद्योगिक तापमान जांच, पांच छिद्रित द्रव जांच |
माइक्रोन-स्केल ज्यामितीय नियंत्रण; नैनो नहीं -रिज़ॉल्यूशन |
मुख्य निष्कर्ष: वक्रता त्रिज्या सटीक ग्रेड निर्धारित करने के लिए भौतिक आधार के रूप में कार्य करती है। यदि एएफएम जांच को "10 एनएम टिप" के रूप में निर्दिष्ट किया गया है, तो यह उच्च परिशुद्धता श्रेणी में आता है; यदि इसे "5 एनएम" के रूप में निर्दिष्ट किया गया है, तो यह अल्ट्रा-उच्च परिशुद्धता श्रेणी से संबंधित है और परमाणु-स्तर की इमेजिंग के लिए उपयुक्त है।
द्वितीय. विनिर्माण प्रक्रिया परिशुद्धता की ऊपरी सीमा निर्धारित करती है-परिशुद्धता ग्रेड की "क्षमता सीमा"
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विनिर्माण प्रक्रिया |
प्राप्य न्यूनतम वक्रता त्रिज्या |
संगत परिशुद्धता ग्रेड |
प्रक्रिया विशेषताएँ |
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फोकस्ड आयन बीम (एफआईबी) मिलिंग |
<5 nm |
अल्ट्रा-उच्च परिशुद्धता ग्रेड |
परमाणु रूप से नियंत्रणीय; अत्यधिक तेज युक्तियों के कस्टम निर्माण की अनुमति देता है; उच्च लागत; इसका उपयोग विशेष रूप से वैज्ञानिक अनुसंधान और उच्च स्तरीय विनिर्माण के लिए किया जाता है। |
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विद्युत रासायनिक नक़्क़ाशी |
5-50 एनएम |
उच्च परिशुद्धता ग्रेड |
टंगस्टन और प्लैटिनम {{0}इरिडियम तारों के लिए उपयुक्त; विद्युत प्रवाह के माध्यम से नियंत्रित फ्रैक्चर बिंदु; उत्कृष्ट बैच स्थिरता; एएफएम जांच के लिए मुख्यधारा की प्रक्रिया। |
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रासायनिक नक़्क़ाशी (गीली नक़्क़ाशी) |
10-100 एनएम |
मध्यम परिशुद्धता ग्रेड |
सिलिकॉन/सिलिकॉन नाइट्राइड सबस्ट्रेट्स; कम लागत; बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त; हालाँकि, पार्श्व नक़्क़ाशी प्रभाव स्थिरता से समझौता कर सकते हैं। |
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लीगा प्रक्रिया |
100 एनएम (0.1 माइक्रोन) से अधिक या उसके बराबर |
माइक्रोन-पैमाना |
धातु माइक्रोस्ट्रक्चर जांच के लिए उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, पोगो पिन); सटीकता फोटोलिथोग्राफी मास्क द्वारा निर्धारित की जाती है; नैनोस्केल प्रक्रिया नहीं. |
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लेज़र माइक्रोमशीनिंग |
1 μm से अधिक या उसके बराबर |
कम परिशुद्धता ग्रेड |
औद्योगिक तापमान सेंसिंग जांच और कनेक्टर पिन के लिए उपयोग किया जाता है; स्थानिक विभेदन पर यांत्रिक शक्ति को प्राथमिकता देता है। |
चयन सिद्धांत: विनिर्माण प्रक्रिया क्षमता की ऊपरी सीमा निर्धारित करती है, जबकि वक्रता त्रिज्या विशिष्ट परिशुद्धता ग्रेड निर्धारित करती है। यदि एक टिप त्रिज्या का<10 nm is required, one must select FIB milling or electrochemical etching; if a radius of 50 nm suffices, chemical etching is adequate.
तृतीय. परिशुद्धता ग्रेड के लिए सत्यापन विधियाँ: "माप" और "पुष्टि" कैसे करें?
सटीक ग्रेड का आकलन करने के लिए केवल निर्माता विनिर्देशों पर निर्भर रहने से कहीं अधिक की आवश्यकता होती है; इसे भौतिक निरीक्षण विधियों के माध्यम से सत्यापित किया जाना चाहिए:
1. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम) इमेजिंग + छवि विश्लेषण
सिद्धांत: उच्च{{1}रिज़ॉल्यूशन वाले SEM का उपयोग करके जांच टिप की एक साइड व्यू छवि कैप्चर करें; टिप की रूपरेखा निकालने के लिए एज डिटेक्शन एल्गोरिदम (उदाहरण के लिए, कैनी) का उपयोग करें; फिर, वक्रता त्रिज्या की गणना करने के लिए समोच्च में एक गोलाकार चाप फिट करें।
सटीकता: माप विचलन लगभग ±10-15% है; त्वरित जांच और टिप घिसाव का आकलन करने के लिए उपयुक्त।
अनुप्रयोग: नियमित प्रयोगशाला अंशांकन; यह निर्धारित करना कि क्या जांच टिप कुंद (गोल) हो गई है।
