Способ изготовления ступенчатого высотного калибровочного эталона и ступенчатый высотный калибровочный эталон

Способ изготовления ступенчатого высотного калибровочного эталона и ступенчатый высотный калибровочный эталон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Технические решения относятся к измерительной технике для проведения исследований профилей топографических особенностей поверхности, в частности, для измерений высоты ступенчатых особенностей на гладких поверхностях посредством механических, или электронных, или оптических измеряющих профиль инструментов и может быть использовано для усовершенствования работы инструментов, измеряющих высоту рельефа поверхности, в качестве высотного калибровочного эталона, а также может быть использовано в целях сертификации высотных мер.

Известен способ изготовления ступенчатого высотного калибровочного эталона (описание к патенту РФ №2371674 на изобретение, МПК: G01B 7/34), включающий проведение термоэлектрического отжига подложки твердотельного материала, характеризующейся определенной кристаллографической ориентацией рабочей поверхности, в результате которого формируют области на поверхности подложки с высокой плотностью ступеней и равномерно распределенные по поверхности одиночные калибровочные ступени, разделенные опорными поверхностями субангстремной шероховатости (террасами). Перед отжигом подготавливают подложку твердотельного, полупроводникового, материала с вицинальной поверхностью, характеризуемой наличием верхней террасы, наиболее удаленной относительно нерабочей поверхности подложки, и нижней террасы, наименее удаленной относительно нерабочей поверхности подложки. Затем подложку для отжига помещают в вакуум с уровнем, обеспечивающим выход атомов материала подложки в вакуум при термоэлектрическом отжиге. Для осуществления отжига через подложку пропускают постоянный электрический ток величиной, вызывающей резистивный нагрев материала подложки до температуры активируемой сублимации атомов верхнего атомного слоя с передвижением по поверхности моноатомных ступеней, пропуская ток параллельно вицинальной поверхности между верхней и нижней террасами, в направлении от нижней террасы к верхней или в сочетании, сначала в направлении от верхней террасы к нижней, а затем от нижней террасы к верхней, в течение промежутка времени, обеспечивающего формирование области на поверхности подложки с высокой плотностью ступеней и обеспечивающего появление равномерно распределенных по поверхности одиночных ступеней, разделенных позволяющими воспроизводимо с высокой точностью измерять высоты рельефа поверхности террасами.

Для изготавливаемого эталона приведенным способом характерно малое расстояние (3±2 мкм) между калибровочными ступенями и, соответственно, малый размер по ширине опорных поверхностей (террас) между ступенями, что препятствует их применению для калибровки приборов оптической профилометрии. Кроме того, способ позволяет формировать калибровочные ступени с калибровочной высотой только 0,31 нм, что также ограничивает применение эталона.

В качестве ближайшего аналога выбран способ изготовления ступенчатого высотного калибровочного эталона (описание к патенту РФ №2540000 на изобретение, МПК: G01B 7/00), включающий проведение термоэлектрического отжига подложки твердотельного материала, характеризующейся определенной кристаллографической ориентацией рабочей поверхности, пропусканием через подложку электрического тока величиной, вызывающей резистивный нагрев материала подложки до температуры активируемой сублимации атомов верхнего атомного слоя, и осуществление подачи потока осаждаемого на поверхность материала подложки, в вакууме с уровнем, обеспечивающим выход атомов материала подложки в вакуум при термоэлектрическом отжиге. Причем подложку подготавливают с вицинальной рабочей поверхностью, характеризуемой наличием верхней террасы, наиболее удаленной относительно нерабочей поверхности пластины, и нижней террасы, наименее удаленной относительно нерабочей поверхности пластины, а также непрерывным положительным градиентом высот от нижней до верхней террас. Затем подложку помещают в вакуум с уровнем, обеспечивающим выход атомов материала подложки в вакуум при термоэлектрическом отжиге и проводят термоэлектрический отжиг. При отжиге сначала через подложку пропускают постоянный электрический ток величиной, вызывающей резистивный нагрев материала подложки до температуры активируемой сублимации атомов верхнего атомного слоя с передвижением по поверхности моноатомных ступеней, пропуская ток параллельно вицинальной поверхности между верхней и нижней террасами, в направлении от нижней террасы к верхней или в направлении от верхней террасы к нижней. Отжиг осуществляют в течение промежутка времени, достаточного для формирования областей на поверхности подложки с высокой плотностью моноатомных ступеней и обеспечивающего появление равномерно распределенных по поверхности одиночных моноатомных ступеней, разделенных предназначенными для выполнения функции опорных поверхностей террасами субангстремной шероховатости, которые сформированы с возможностью проведения измерений высоты рельефа поверхности, а также достаточного для появления на одиночных моноатомных ступенях участков с противоположным относительно начального, отрицательным, градиентом высот. Затем, после появления на одиночных моноатомных ступенях участков с противоположным относительно начального, отрицательным, градиентом высот, термоэлектрический отжиг продолжают, при этом направляют на нагреваемую электрическим током поверхность поток атомов того же сорта, что и материал подложки, сопоставимый или равный потоку атомов, убывающих с поверхности в процессе сублимации. Воздействие потоком осуществляют в течение промежутка времени, обеспечивающего формирование скоплений из участков одиночных моноатомных ступеней с противоположным относительно начального, отрицательным, градиентом высот, содержащих точно подсчитываемое количество близко расположенных моноатомных ступеней с противоположным относительно начального, отрицательным, градиентом высот, чем обеспечивают формирование калибровочных ступеней калибровочной высоты, по обе стороны от которых сформированы террасы, являющиеся опорными поверхностями субангстремной шероховатости.

Для изготавливаемого эталона приведенным способом характерно малое расстояние (5±4 мкм) между калибровочными ступенями и, соответственно, малый размер по ширине опорных поверхностей (террас), что препятствует их применению для калибровки приборов оптической профилометрии. Кроме того, это затрудняет калибровку в отношении атомно-силового микроскопа, снижая ее точность. Сама же калибровочная ступень довольно широка, без резкого перепада высоты (террасы, разделяющие моноатомные ступени в их скоплении, образующем калибровочную ступень, составляют 20±5 нм и более), что также является негативным фактором.

Приведенными способами не решается техническая проблема использования изготавливаемых эталонов в целях оптической профилометрии, а также проведения точной калибровки в отношении атомно-силовых микроскопов.

К недостаткам приведенных способов относится следующее. Операции способов не обеспечивают формирование широких, подходящих для оптической профилометрии, определяемых в оптический микроскоп, опорных поверхностей субангстремной шероховатости, разделенных узкими моноатомными ступенями, образующими достаточно узкую калибровочную ступень с возможностью задания требуемой ее высоты, с относительно резким перепадом высоты (калибровочная высота) между широкими опорными поверхностями, причем с определением точного позиционирования оптическим микроскопом. В результате при использовании эталонов, изготавливаемых указанными способами, отсутствует возможность точной калибровки оптических профилометров, достижение предельной воспроизводимости и точности измерений высот особенностей рельефа методами оптической профилометрии. Кроме того, по этим же причинам использование эталонов трудоемко при калибровке атомно-силового микроскопа и не обеспечивает ее высокой точности.

Известен ступенчатый высотный калибровочный эталон (описание к патенту РФ №2371674 на изобретение, МПК: G01B 7/34), содержащий подложку твердотельного материала, характеризующуюся определенной кристаллографической ориентацией рабочей поверхности, рабочая поверхность подложки снабжена областями с высокой плотностью ступеней и опорными поверхностями субангстремной шероховатости, расположенными друг относительно друга с возможностью получения между областями с высокой плотностью моноатомных ступеней равномерно распределенных по поверхности калибровочных ступеней калибровочной высоты, являющихся одиночными моноатомными ступенями. В качестве подложки использована подложка с вицинальной поверхностью, характеризуемой наличием верхней террасы, наиболее удаленной относительно нерабочей поверхности подложки, и нижней террасы, наименее удаленной относительно нерабочей поверхности подложки, в частности, кремния с вицинальной поверхностью (111) с углом разориентации, равным от 0°0'20'' до 5°, включительно. Опорные поверхности субангстремной шероховатости, расположенные друг относительно друга с образованием калибровочной ступени калибровочной высоты 0,31 нм (калибровочный эталон стандарта), выполнены размерами по ширине 3±2 мкм.

В качестве ближайшего аналога выбран ступенчатый высотный калибровочный эталон (описание к патенту РФ №2540000 на изобретение, МПК: G01B 7/00), содержащий подложку твердотельного материала, характеризующуюся определенной кристаллографической ориентацией рабочей поверхности, с вицинальной поверхностью, характеризуемой наличием верхней террасы, наиболее удаленной относительно нерабочей поверхности подложки, и нижней террасы, наименее удаленной относительно нерабочей поверхности подложки, а также непрерывным положительным градиентом высот от нижней до верхней террас, в направлении которого рабочая поверхность подложки снабжена равномерно распределенными по поверхности парами опорных поверхностей субангстремной шероховатости, причем в паре опорные атомно-гладкие поверхности расположены друг относительно друга с образованием калибровочной ступени калибровочной высоты в составе скопления моноатомных ступеней (антиэшелона), характеризующегося противоположным относительно указанного, отрицательным, градиентом высот, а между равномерно распределенными по поверхности парами опорных поверхностей субангстремной шероховатости сформированы области скопления моноатомных ступеней (эшелоны), характеризующиеся положительным градиентом высот. В качестве подложки использована подложка кремния с вицинальной поверхностью (111) с углом разориентации, равным от 0°0'20'' до 5°, включительно. Калибровочная ступень в составе скопления моноатомных ступеней (антиэшелона) выполнена в составе скопления с n>1 моноатомных ступеней, которые отделены террасами шириной более 20±5 нм. Опорные поверхности субангстремной шероховатости, расположенные друг относительно друга с образованием калибровочной ступени калибровочной высоты (калибровочная мера), выполнены размерами по ширине достаточными для стандартного диаметра закругления зонда для атомно-силовой микроскопии и профилометрии, а именно 5±4 мкм.

Приведенными эталонами не решается техническая проблема использования их в целях оптической профилометрии, а также проведения калибровки в отношении атомно-силовых микроскопов.

К недостаткам эталонов относится следующее. Отсутствие широких, подходящих для оптической профилометрии, опорных поверхностей субангстремной шероховатости, разделенных узкими моноатомными ступенями, образующими достаточно узкую калибровочную ступень и относительной резкий перепад высоты (калибровочная высота) между широкими опорными поверхностями, причем с определением их точного позиционирования оптическим микроскопом. При этом отсутствует средство точного определения калибровочной высоты в конструкции эталона. В связи с этим при использовании указанных эталонов невозможно осуществление точной калибровки оптических профилометров, достижение предельной воспроизводимости и точности измерений высот особенностей рельефа методами оптической профилометрии. Кроме того, по этим же причинам использование эталонов трудоемко при калибровке атомно-силового микроскопа и не обеспечивает ее высокой точности.

Группа предлагаемых технических решений обеспечивает устранение существующей технической проблемы, а именно невозможности использования изготавливаемых калибровочных эталонов в целях оптической профилометрии, а также снимает ограничения при выполнении калибровки в отношении атомно-силовых микроскопов.

Техническим результатом является:

- увеличение ширины опорных поверхностей субангстремной шероховатости;

- достижение снижения ширины калибровочной ступени из счетного количества моноатомных ступеней с узкими террасами между опорными поверхностями субангстремной шероховатости, обеспечение точного подсчета их, достижение более резкого перепада высоты (калибровочная высота) между опорными поверхностями субангстремной шероховатости;

- достижение возможности строгого задания местоположения калибровочной ступени и возможности определения ее оптическим микроскопом;

- достижение точной калибровки оптических профилометров;

- достижение предельной воспроизводимости и точности измерений высот особенностей рельефа методами оптической профилометрии;

- достижение облегчения калибровки и повышение ее точности в отношении атомно-силового микроскопа.

Технический результат достигается способом изготовления ступенчатого высотного калибровочного эталона, включающим проведение термоэлектрического отжига подложки твердотельного материала, характеризующейся определенной ориентацией кристаллографической плоскости рабочей поверхности, пропусканием через подложку электрического тока величиной, вызывающей резистивный нагрев материала подложки до температуры активируемой сублимации атомов верхнего атомного слоя, и осуществление подачи потока осаждаемого на поверхность материала подложки, в вакууме с уровнем, обеспечивающим выход атомов материала подложки в вакуум при термоэлектрическом отжиге, в способе перед проведением отжига на рабочей поверхности подложки формируют рельеф в составе характеризующегося геометрией и поперечным размером в кристаллографической плоскости рабочей поверхности или плоскости, параллельной ей, определяемыми в оптический микроскоп, углубления с дном, предназначенным для формирования одной опорной поверхности субангстремной шероховатости, с боковой частью, предназначенной для формирования калибровочной ступени и средства, обеспечивающего определение калибровочной высоты калибровочной ступени, из счетного количества моноатомных ступеней, и предназначенной для формирования другой опорной поверхности субангстремной шероховатости системы концентрических ступеней, расположенных вокруг углубления, или в составе двух характеризующихся геометрией и поперечными размерами в кристаллографической плоскости рабочей поверхности или плоскости, параллельной ей, определяемыми в оптический микроскоп, углублений меньшего и большего размера в поперечнике, из которых первое выполнено с дном, предназначенным для формирования одной опорной поверхности субангстремной шероховатости, с боковой частью, предназначенной для формирования калибровочной ступени и средства, обеспечивающего определение калибровочной высоты калибровочной ступени, из счетного количества моноатомных ступеней, а второе - с донной частью, выполняющей функцию плоской площадки, предназначенной для размещения в центральной его области углубления меньшего размера в поперечнике и формирования другой опорной поверхности субангстремной шероховатости, причем в упомянутых углублениях боковая часть расположена под углом ±45° относительно нормали к кристаллографической плоскости рабочей поверхности, при отжиге пропускают электрический ток с компонентой в направлении, которое параллельно кристаллографической плоскости рабочей поверхности, обеспечивая перемещение моноатомных ступеней в указанном направлении, сначала осуществляют фазу отжига, включающую формирование на боковой части углубления скопления высокой плотности моноатомных ступеней с узкими террасами, достигающими в предельном случае максимальной узости, затем осуществляют фазу отжига, приводящую к увеличению поперечника и уменьшению глубины углубления с дном, предназначенным для формирования одной опорной поверхности субангстремной шероховатости, с боковой частью, предназначенной для формирования калибровочной ступени и средства, обеспечивающего определение калибровочной высоты калибровочной ступени, из счетного количества моноатомных ступеней, сопровождающихся формированием опорных поверхностей субангстремной шероховатости на дне углубления и вокруг углубления с примыканием к его краю, и получением из скопления высокой плотности моноатомных ступеней калибровочной высоты, определяемой суммарной высотой моноатомных ступеней между указанными опорными поверхностями, в финале проводят фазу отжига с одновременным осаждением материала подложки на рабочую поверхность со скоростью, компенсирующей процесс сублимации атомов с поверхности подложки, обеспечивающую сохранение сформированных опорных поверхностей субангстремной шероховатости на дне углубления и вокруг углубления, локализацию на боковой части углубления калибровочной ступени калибровочной высоты из счетного количества высокой плотности моноатомных ступеней и получение средства, обеспечивающего определение калибровочной высоты калибровочной ступени, из того же счетного количества моноатомных ступеней, но меньшей плотности.

В способе проведение термоэлектрического отжига подложки твердотельного материала, пропусканием через подложку электрического тока величиной, вызывающей резистивный нагрев материала подложки до температуры активируемой сублимации атомов верхнего атомного слоя, и осуществление подачи потока осаждаемого на поверхность материала подложки, в вакууме с уровнем, обеспечивающим выход атомов материала подложки в вакуум при термоэлектрическом отжиге, осуществляют при давлении остаточных газов не более 10^-8 Па.

В способе на рабочей поверхности подложки формируют рельеф в составе характеризующегося геометрией и поперечным размером в кристаллографической плоскости рабочей поверхности или плоскости, параллельной ей, определяемыми в оптический микроскоп, углубления с дном, предназначенным для формирования одной опорной поверхности субангстремной шероховатости, с боковой частью, предназначенной для формирования калибровочной ступени и средства, обеспечивающего определение калибровочной высоты калибровочной ступени, из счетного количества моноатомных ступеней, и предназначенной для формирования другой опорной поверхности субангстремной шероховатости системы концентрических ступеней, расположенных вокруг углубления, тем, что сначала формируют систему концентрических ступеней, изготавливая лунку, а затем осуществляя термоэлектрический отжиг, при этом лунку изготавливают посредством проводимой в вакууме с уровнем, достаточным для подавления влияния остаточных газов - не более 10^-3 Па, ионно-лучевой обработки поверхности ионами аргона с диаметром пучка от 300 до 800 мкм, с энергией от 1 до 7 кэВ, в течение времени от 1 до 360 мин, с вращением подложки относительно оси, направленной перпендикулярно поверхности, с частотой от 0,1 до 100 Гц, с направлением пучка ионов под углом к поверхности, обеспечивающим формирование отклоненных в диаметрально противоположных направлениях участков поверхности с углом отклонения от 0°0'10'' до 15°, включая указанные значения, либо лунку изготавливают посредством литографии с плазмохимическим травлением поверхности на глубину от 0,5 до 20 мкм, включая указанные значения, в плазме SF₆/CFCl₃/O₂ (89/10/1) при давлении около 0,1 мм рт.ст., частоте индуктора около 1356 МГц, мощности плазмы около 100 Вт, через маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с окном, имеющим размер в поперечнике около 200 мкм, в течение времени от 63,5 до 2550 с, включая указанные значения, после чего маску удаляют в диметилформамиде или кислородной плазме и проводят сначала химическую очистку в ацетоне, затем физическую очистку в ультразвуковой ванне, или лунку изготавливают посредством литографии с плазмохимическим травлением поверхности на глубину от 0,5 до 20 мкм, включая указанные значения, в плазме SF₆/CFCl₃/O₂ (89/10/1) при давлении около 0,1 мм рт.ст., частоте индуктора около 1356 МГц, мощности плазмы около 100 Вт, при этом на поверхности сначала получают слой SiO₂ толщиной около 100 нм, на котором формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с окном, имеющим размер в поперечнике около 200 мкм, после чего слой SiO₂ стравливают в окне маски фоторезиста в HF, получая сквозное окно в слое SiO₂, и удаляют маску фоторезиста в диметилформамиде или кислородной плазме, затем осуществляют травление в плазме поверхности в окне слоя SiO₂ в течение времени от 87,5 до 1500 с, включая указанные значения, последовательно удаляют слой SiO₂ в HF, проводят химическую очистку в ацетоне, физическую очистку в ультразвуковой ванне, или лунку изготавливают посредством литографии с плазмохимическим травлением поверхности на глубину от 0,5 до 20 мкм, включая указанные значения, в плазме SF₆/CFCl₃/О₂ (89/10/1) при давлении около 0,1 мм рт.ст., частоте индуктора около 1356 МГц, мощности плазмы около 100 Вт, при этом на поверхности сначала формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с использованием фотошаблона с окном, имеющим размер в поперечнике около 200 мкм, с формированием в окне маскирующего покрытия, затем посредством магнетронного распыления наносят слой золота толщиной около 30 нм и осуществляют взрывную литографию по фоторезисту в диметилформамиде с применением ультразвуковой ванны, получая в слое золота сквозное окно, далее проводят плазмохимическое травление поверхности в окне в слое золота в течение времени от 87,5 до 1500 с, включая указанные значения, после чего последовательно удаляют слой золота в смеси йодистого калия (KI) и йода (I₂), проводят химическую очистку в ацетоне и физическую очистку в ультразвуковой ванне, или лунку изготавливают посредством использования литографии с жидкостным травлением поверхности на глубину от 0,5 до 20 мкм, включая указанные значения, в жидкостном травителе Дэша (HF : HNO₃ : СН₃СООН = 1:3:8), или KOH (44%), или HNO₃: HF: СН₃СООН = 20:1:1, при этом на поверхности сначала получают слой SiO₂ толщиной около 100 нм, на котором формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с окном, имеющим размер в поперечнике около 200 мкм, после чего слой SiO₂ стравливают в окне маски фоторезиста в HF, получая сквозное окно в слое SiO₂, и удаляют маску фоторезиста в диметилформамиде или кислородной плазме, затем осуществляют травление поверхности в окне слоя SiO₂ в жидкостном травителе, после чего сначала проводят удаление слоя SiO₂ в HF, затем - химическую очистку в ацетоне и физическую очистку в ультразвуковой ванне, или лунку изготавливают посредством использования литографии с жидкостным травлением поверхности на глубину от 0,5 до 20 мкм, включая указанные значения, в жидкостном травителе Дэша (HF : HNO₃ : СН₃СООН = 1:3:8), или KOH (44%), или HNO₃ : HF : СН₃СООН = 20:1:1, при этом на поверхности сначала формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с использованием фотошаблона с окном, имеющим размер в поперечнике около 200 мкм, с формированием в окне маскирующего покрытия, затем посредством магнетронного распыления наносят слой золота толщиной около 50 нм и осуществляют взрывную литографию по фоторезисту в диметилформамиде с применением ультразвуковой ванны, получая в слое золота сквозное окно, далее проводят жидкостное травление поверхности в окне слоя золота, после чего последовательно удаляют слой золота в смеси йодистого калия (KI) и йода (I₂), проводят химическую очистку в ацетоне и физическую очистку в ультразвуковой ванне, после изготовления лунки приступают к термоэлектрическому отжигу для формирования системы концентрических ступеней, который проводят в вакууме с уровнем, обеспечивающим выход атомов материала подложки в вакуум при термоэлектрическом отжиге, при давлении остаточных газов не более 10^-8 Па, при отжиге пропускают постоянный или переменный электрический ток величиной, вызывающей резистивный нагрев материала подложки до температуры активируемой сублимации атомов верхнего атомного слоя с передвижением по поверхности моноатомных ступеней, электрический ток пропускают параллельно рабочей поверхности подложки, в течение времени и при достигаемой температуре нагрева, формирующих по периферии внутренней части лунки равномерно распределенные одиночные концентрические моноатомные ступени, окружающие сингулярную террасу, с контролируемой шириной от 40 до 80 мкм, включая указанные значения, располагаемую в центральной части лунки, а именно при температуре от 832°С до 1410°С, включая указанные значения интервала, и времени от 8 до 14000000 с, включая указанные значения интервала, с соответствием меньшей температуре нагрева подложки большего времени отжига, с уменьшением при промежуточных значениях температур указанного диапазона времени отжига пропорционально увеличению температуры, после получения системы концентрических ступеней подачу электрического тока прекращают и снижают температуру подложки до комнатной 293-296 K со скоростью, сохраняющей полученное в результате термоэлектрического отжига распределение моноатомных ступеней, с отсутствием генерации новых атомных ступеней, в конечном счете сохраняющей размер сингулярной террасы в центральной части лунки, а именно со скоростью, равной 400°С/с, после снижения температуры подложки до комнатной приступают к получению в области сингулярной террасы углубления с дном, предназначенным для формирования одной опорной поверхности субангстремной шероховатости, с боковой частью, предназначенной для формирования калибровочной ступени и средства, обеспечивающего определение калибровочной высоты калибровочной ступени, из счетного количества моноатомных ступеней, при этом углубление получают посредством проводимой в вакууме с уровнем, достаточным для подавления влияния остаточных газов - не более 10^-3 Па, ионно-лучевой обработки поверхности сфокусированным пучком ионов галлия с диаметром от 5 до 50 нм, с энергией от 1 до 30 кэВ в течение времени от 1 до 360 минут, включая указанные значения, с получением углубления размером в поперечнике от 5 до 30 мкм и глубиной от 0,1 до 20 мкм, включая указанные значения, или углубление получают посредством литографии с плазмохимическим травлением поверхности на глубину от 0,1 до 20 мкм, включая указанные значения, в плазме SF₆/CFCl₃/O₂ (89/10/1) при давлении около 0,1 мм рт.ст., частоте индуктора около 1356 МГц, мощности плазмы около 100 Вт, через маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с окном, имеющим размер в поперечнике около от 5 до 30 мкм, в течение времени от 12,7 до 2550 с, включая указанные значения, после чего маску удаляют в диметилформамиде или кислородной плазме и проводят сначала химическую очистку в ацетоне, затем физическую очистку в ультразвуковой ванне, получая в результате углубление с размером в поперечнике от 5 до 30 мкм, или углубление получают посредством литографии с плазмохимическим травлением поверхности на глубину от 0,1 до 20 мкм, включая указанные значения, в плазме SF₆/CFCl₃/О₂ (89/10/1) при давлении около 0,1 мм рт.ст., частоте индуктора около 1356 МГц, мощности плазмы около 100 Вт, при этом на поверхности сначала получают слой SiO₂ толщиной около 100 нм, на котором формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с окном, имеющим размер в поперечнике от 5 до 30 мкм, после чего слой SiO₂ стравливают в окне маски фоторезиста в HF, получая сквозное окно в слое SiO₂, и удаляют маску фоторезиста в диметилформамиде или кислородной плазме, затем осуществляют травление в плазме поверхности в окне слоя SiO₂ в течение времени от 17,5 до 1500 с, включая указанные значения, последовательно удаляют слой SiO₂ в HF, проводят химическую очистку в ацетоне, физическую очистку в ультразвуковой ванне, получая в результате углубление с размером в поперечнике от 5 до 30 мкм, или углубление получают посредством литографии с плазмохимическим травлением поверхности на глубину от 0,1 до 20 мкм, включая указанные значения, в плазме SF₆/CFCl₃/О₂ (89/10/1) при давлении около 0,1 мм рт.ст., частоте индуктора около 1356 МГц, мощности плазмы около 100 Вт, при этом на поверхности сначала формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с использованием фотошаблона с окном, имеющим размер в поперечнике около от 5 до 30 мкм, с формированием в окне маскирующего покрытия, затем посредством магнетронного распыления наносят слой золота толщиной около 30 нм и осуществляют взрывную литографию по фоторезисту в диметилформамиде с применением ультразвуковой ванны, получая в слое золота сквозное окно, далее проводят плазмохимическое травление поверхности в окне в слое золота в течение времени от 17,5 до 1500 с, включая указанные значения, после чего последовательно удаляют слой золота в смеси йодистого калия (KI) и йода (I₂), проводят химическую очистку в ацетоне и физическую очистку в ультразвуковой ванне, получая в результате углубление с размером в поперечнике от 5 до 30 мкм, или углубление получают посредством использования литографии с жидкостным травлением поверхности на глубину от 0,1 до 20 мкм, включая указанные значения, в жидкостном травителе Дэша (HF : HNO₃ : СН₃СООН = 1:3:8), или KOH (44%), или HNO₃ : HF : СН₃СООН = 20:1:1, при этом на поверхности сначала получают слой SiO₂ толщиной около 100 нм, на котором формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с окном, имеющим размер в поперечнике около от 5 до 30 мкм, после чего слой SiO₂ стравливают в окне маски фоторезиста в HF, получая сквозное окно в слое SiO₂, и удаляют маску фоторезиста в диметилформамиде или кислородной плазме, затем осуществляют травление поверхности в окне слоя SiO₂ в жидкостном травителе, после чего сначала проводят удаление слоя SiO₂ в HF, затем - химическую очистку в ацетоне и физическую очистку в ультразвуковой ванне, получая в результате углубление с размером в поперечнике от 5 до 30 мкм, или углубление получают посредством использования литографии с жидкостным травлением поверхности на глубину от 0,1 до 20 мкм, включая указанные значения, в жидкостном травителе Дэша (HF : HNO₃ : СН₃СООН = 1:3:8), или KOH (44%), или HNO₃ : HF : СН₃СООН = 20:1:1, при этом на поверхности сначала формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с использованием фотошаблона с окном, имеющим размер в поперечнике около от 5 до 30 мкм, с формированием в окне маскирующего покрытия, затем посредством магнетронного распыления наносят слой золота толщиной около 50 нм и осуществляют взрывную литографию по фоторезисту в диметилформамиде с применением ультразвуковой ванны, получая в слое золота сквозное окно, далее проводят жидкостное травление поверхности в окне слоя золота, после чего последовательно удаляют слой золота в смеси йодистого калия (KI) и йода (I₂), проводят химическую очистку в ацетоне и физическую очистку в ультразвуковой ванне, получая в результате углубление с размером в поперечнике от 5 до 30 мкм.

В способе перед формированием системы концентрических ступеней осуществляют термоэлектрический, очищающий рабочую поверхность от естественного окисла материала подложки и/или загрязнений отжиг, пропуская электрический ток величиной, соответствующей нагреву до температуры от 1250°С до 1410°С, включая указанные значения интервала, в течение минуты и более, в вакууме с уровнем, обеспечивающим при термоэлектрическом отжиге выход атомов материала подложки в вакуум, - при давлении остаточных газов не более 10^-8 Па.

В способе перед проведением отжига на рабочей поверхности подложки формируют рельеф в составе двух характеризующихся геометрией и поперечными размерами в кристаллографической плоскости рабочей поверхности или плоскости, параллельной ей, определяемыми в оптический микроскоп, углублений меньшего и большего размера в поперечнике, из которых первое выполнено с дном, предназначенным для формирования одной опорной поверхности субангстремной шероховатости, с боковой частью, предназначенной для формирования калибровочной ступени и средства, обеспечивающего определение калибровочной высоты калибровочной ступени, из счетного количества моноатомных ступеней, а второе - с донной частью, выполняющей функцию плоской площадки, предназначенной для размещения в центральной его области углубления меньшего размера в поперечнике и формирования другой опорной поверхности субангстремной шероховатости, при этом сначала литографически формируют углубление большего размера в поперечнике, которое изготавливают посредством литографии с плазмохимическим травлением поверхности на глубину от 0,5 до 20 мкм, включая указанные значения, в плазме SF₆/CFCl₃/O₂ (89/10/1) при давлении около 0,1 мм рт.ст., частоте индуктора около 1356 МГц, мощности плазмы около 100 Вт, через маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с окном, имеющим размер в поперечнике около 200 мкм, в течение времени от 63,5 до 2550 с, включая указанные значения, после чего маску удаляют в диметилформамиде или кислородной плазме и проводят сначала химическую очистку в ацетоне, затем физическую очистку в ультразвуковой ванне, или углубление большего размера изготавливают посредством литографии с плазмохимическим травлением поверхности на глубину от 0,5 до 20 мкм, включая указанные значения, в плазме SF₆/CFCl₃/O₂ (89/10/1) при давлении около 0,1 мм рт.ст., частоте индуктора около 1356 МГц, мощности плазмы около 100 Вт, при этом на поверхности сначала получают слой SiO₂ толщиной около 100 нм, на котором формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с окном, имеющим размер в поперечнике около 200 мкм, после чего слой SiO₂ стравливают в окне маски фоторезиста в HF, получая сквозное окно в слое SiO₂, и удаляют маску фоторезиста в диметилформамиде или кислородной плазме, затем осуществляют травление в плазме поверхности в окне слоя SiO₂ в течение времени от 87,5 до 1500 с, включая указанные значения, последовательно удаляют слой SiO₂ в HF, проводят химическую очистку в ацетоне, физическую очистку в ультразвуковой ванне, или углубление большего размера изготавливают посредством литографии с плазмохимическим травлением поверхности на глубину от 0,5 до 20 мкм, включая указанные значения, в плазме SF₆/CFCl₃/O₂ (89/10/1) при давлении около 0,1 мм рт.ст., частоте индуктора около 1356 МГц, мощности плазмы около 100 Вт, при этом на поверхности сначала формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с использованием фотошаблона с окном, имеющим размер в поперечнике около 200 мкм, с формированием в окне маскирующего покрытия, затем посредством магнетроиного распыления наносят слой золота толщиной около 30 нм и осуществляют взрывную литографию по фоторезисту в диметилформамиде с применением ультразвуковой ванны, получая в слое золота сквозное окно, далее проводят плазмохимическое травление поверхности в окне в слое золота в течение времени от 87,5 до 1500 с, включая указанные значения, после чего последовательно удаляют слой золота в смеси йодистого калия (KI) и йода (I₂), проводят химическую очистку в ацетоне и физическую очистку в ультразвуковой ванне, или углубление большего размера изготавливают посредством использования литографии с жидкостным травлением поверхности на глубину от 0,5 до 20 мкм, включая указанные значения, в жидкостном травителе Дэша (HF : HNO₃ : СН₃СООН = 1:3:8), или KOH (44%), или HNO₃ : HF : СН₃СООН = 20:1:1, при этом на поверхности сначала получают слой SiO₂ толщиной около 100 нм, на котором формируют маску фоторезиста толщиной около 1,24 мкм с окном, имеющим размер в поперечнике около 200 мкм, после чего слой SiO₂