美國國家標準和技術研究院(NIST)的研(yán)究人員(yuán)正在檢(jiǎn)測最新(xīn)的顯微鏡技術。該技術能夠進一步提高(gāo)納米級物體測量的精確度,而更精確的納米(mǐ)級測量對(duì)半導體和(hé)納(nà)米製造業確定(dìng)標準和改進產品具有十分重要的(de)意義(yì)。
新顯微鏡技術用氦離子產生的信號波幫助微小物體成像,此技術十分類似於上世紀60年代開始商業應用的掃描電子(zǐ)顯微鏡(SEM)。不過,讓人感到(dào)反常的是,雖(suī)然氦離子體積和質量比電子大許多,但卻能幫助人們獲得對比度更高、分辨率更(gèng)強的微小物體成像。此外,由於(yú)該新技術具有更理想的景深,因而物體成像的清晰範圍更大。
NIST納米(mǐ)級(jí)測量(liàng)組(zǔ)掃描電子顯微鏡項目負責人(rén)安德拉斯?弗拉達表示,上述現象(xiàng)屬於物理學範疇,離子比電(diàn)子的質量大、波長短,因而能(néng)幫助人(rén)們獲得更佳的成像(xiàng)。他說,采用(yòng)了新(xīn)技術的顯微鏡(jìng)獲得的成像看上去有立體感,清晰地(dì)顯示了小於1納米物體的細節。在矽晶體中,1納米(mǐ)僅橫跨3個原子。
目前,NIST研究人員正在深入了解新(xīn)技術的成像機理。相比掃描電子顯微鏡,氦離子顯微鏡最顯著的優勢是成像能顯示物體邊緣的(de)實際情況,這對精密製(zhì)造業而言十分重要。NIST精密工程(chéng)處主任及納米製造項目(mù)經理邁克爾?伯斯特克解釋說,在高技術製造領(lǐng)域,通過物體的邊緣了解重要的物(wù)體尺寸大小意味著每產生1個工件將節約數百美元的成本。現在,半導體生產商在其生產線上安裝了價(jià)值數百萬美元的掃描電子顯微鏡(jìng),幫助控製微芯片生產過程。
作為合作研究和開發協議的一部分,NIST去年夏(xià)天從卡爾蔡司公司引進(jìn)了名為“獵戶星座”(Orion)的首台(tái)商業化氦離子顯微鏡。
NIST的(de)貢獻之(zhī)一是弗拉達開發的“快(kuài)速成像”法,該方法使用靈巧的計(jì)算算法,讓(ràng)顯微鏡能盡可能(néng)快地獲取物體圖像,並(bìng)將圖像合並,降低成像的模糊性,從而生成更清晰、更銳利的成像(xiàng)。卡爾蔡司公司(sī)最近(jìn)首(shǒu)次(cì)推出了“獵戶星座”的替代產品“獵戶(hù)星座+”,該產品在設計中融合了NIST提出的多項建議,包括為氦(hài)離子源改進冷卻係統以改善成像水平。
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更多>2018-10-12