美國國家標準和技術(shù)研究院(NIST)的研究人員正在檢測最新的顯微鏡技術(shù)。該技術(shù)能夠進一步提高納米級物體測量的精確度,而更精確的納米級測量對半導體和納米制造業(yè)確定標準和改進產(chǎn)品具有十分重要的意義。
新顯微鏡技術(shù)用氦離子產(chǎn)生的信號波幫助微小物體成像,此技術(shù)十分類似于上世紀60年代開始商業(yè)應(yīng)用的掃描電子顯微鏡(SEM)。不過,讓人感到反常的是,雖然氦離子體積和質(zhì)量比電子大許多,但卻能幫助人們獲得對比度更高、分辨率更強的微小物體成像。此外,由于該新技術(shù)具有更理想的景深,因而物體成像的清晰范圍更大。
NIST納米級測量組掃描電子顯微鏡項目負責人安德拉斯?弗拉達表示,上述現(xiàn)象屬于物理學范疇,離子比電子的質(zhì)量大、波長短,因而能幫助人們獲得更佳的成像。他說,采用了新技術(shù)的顯微鏡獲得的成像看上去有立體感,清晰地顯示了小于1納米物體的細節(jié)。在硅晶體中,1納米僅橫跨3個原子。
目前,NIST研究人員正在深入了解新技術(shù)的成像機理。相比掃描電子顯微鏡,氦離子顯微鏡最顯著的優(yōu)勢是成像能顯示物體邊緣的實際情況,這對精密制造業(yè)而言十分重要。NIST精密工程處主任及納米制造項目經(jīng)理邁克爾?伯斯特克解釋說,在高技術(shù)制造領(lǐng)域,通過物體的邊緣了解重要的物體尺寸大小意味著每產(chǎn)生1個工件將節(jié)約數(shù)百美元的成本?,F(xiàn)在,半導體生產(chǎn)商在其生產(chǎn)線上安裝了價值數(shù)百萬美元的掃描電子顯微鏡,幫助控制微芯片生產(chǎn)過程。
作為合作研究和開發(fā)協(xié)議的一部分,NIST去年夏天從卡爾蔡司公司引進了名為“獵戶星座”(Orion)的首臺商業(yè)化氦離子顯微鏡。
NIST的貢獻之一是弗拉達開發(fā)的“快速成像”法,該方法使用靈巧的計算算法,讓顯微鏡能盡可能快地獲取物體圖像,并將圖像合并,降低成像的模糊性,從而生成更清晰、更銳利的成像??柌趟竟咀罱状瓮瞥隽恕矮C戶星座”的替代產(chǎn)品“獵戶星座+”,該產(chǎn)品在設(shè)計中融合了NIST提出的多項建議,包括為氦離子源改進冷卻系統(tǒng)以改善成像水平。
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更多>2018-10-12