Eerst wordt op de chip een laag aangebracht die gevoelig is voor beschijning door elektronen (a). Elk frame wordt ‘getekend' met elektronenstraallithografie, waarbij je met een elektronenbundel de vorm overbrengt op dit gevoelige laagje (b). Dit kun je vergelijken met het ‘stippelen’ dat je vroeger op een kleurplaat zou doen. Het verschil is alleen dat de elektronenbundel extreem kleine puntjes kan maken, waardoor de structuurtjes ook een stuk kleiner kunnen worden. Vervolgens wordt er een laagje metaal van ongeveer zestig nanometer dik op het plaatje aangebracht (d). Daarna wordt de elektronengevoelige laag weggespoeld, waarbij ook het metaal dat op dit laagje terecht komt verdwijnt (e). Alleen het metaal waar de structuren zijn geschreven blijft over: de topsporter (f).
In dit filmpje zie je hoe we de chipjes (5 x 5 mm groot) op de houder van een sputtermachine plaatsen. De chips zijn gemaakt van silicium. Dit materiaal vormt ook de onderlaag van computerchips, en is een bestandsdeel van zand. In de sputtermachine kunnen we metaallaagjes aanbrengen op deze chips. In de volgende filmpjes zie je meer van dit proces.
Nadat we de chipjes op de houder hebben gelegd wordt deze houder ingeladen in het systeem. Alle processen werken onder vacuum, dus nadat het deksel dicht gaat wordt alle lucht uit de kamer gepompt. Daarna wordt het sample van de preparatiekamer naar de depositiekamer getransporteerd.
Hier kijken we via een klein venstertje in de sputterkamer. ‘Sputteren’, het proces van metaallaagjes aanbrengen, werkt door Argon gas te ioniseren, waarna dit gas wordt versneld richting een plaat met materiaal dat je wilt deponeren op je chip. De argon ionen botsen hard met deze plaat, waardoor ze materiaal losmaken. Dit materiaal vliegt vervolgens richting je chip en vormt zo een laag. Het geïoniseerde argon geeft zelf licht, en dat zorgt voor de paarse en blauwe kleuren.
In deze video plaatsen we twee van onze chips op een houder zodat we deze daarna kunnen inladen in de elektronenmicroscoop. De chips worden vastgeplakt op een speciaal soort geleidend plakband (carbon tape), zodat de elektronen die gebruikt worden voor de 'belichting' ook weer afgevoerd kunnen worden. We drukken de chips altijd een beetje aan zodat we zeker weten dat ze goed vast blijven zitten in het systeem.
Nu de samples op de houder zitten kan deze houder in het systeem geplaatst worden. De houder wordt geplaatst in het loadlock, die we vervolgens afpompen. Wanneer de druk in het loadlock laag genoeg is kan het sample doorgeschoven worden naar de observatiekamer, waar we vervolgens de plaatjes kunnen maken.
