Optisk mikroskopteknik bekræftet som gyldigt nano-måleværktøj

(Phys.org)-Nylige eksperimenter har bekræftet, at en teknik udviklet for flere år siden ved National Institute of Standards and Technology (NIST) kan gøre det muligt for optiske mikroskoper at måle den tredimensionelle (3-D) form af objekter i nanometer-skala opløsning - langt under den normale opløsningsgrænse for optisk mikroskopi (ca. 250 nanometer for grønt lys). Resultaterne kunne gøre teknikken til et nyttigt kvalitetskontrolværktøj ved fremstilling af nanoskalaenheder såsom næste generations mikrochips.

NISTs eksperimenter viser, at Through-focus Scanning Optical Microscopy (TSOM) er i stand til at detektere små forskelle i 3-D-former, afslører variationer på mindre end 1 nanometer i størrelse blandt objekter med en diameter på mindre end 50 nm. Sidste år, simuleringsundersøgelser ved NIST viste, at TSOM burde, i teorien, være i stand til at foretage sådanne forskelle, og nu bekræfter de nye målinger det i praksis.

"Hidtil har vi havde simuleringer, der opmuntrede os til at tro, at TSOM kunne give os mulighed for at måle 3D-formen af ​​strukturer, der er en del af mange moderne computerchips, for eksempel, " siger NISTs Ravi Attota, som spillede en stor rolle i TSOMs udvikling. "Nu, vi har bevis. Resultaterne bør være nyttige for alle, der er involveret i fremstilling af enheder på nanoskala. "

Attota og hans medforfatter, Ron Dixson, målte først størrelsen af ​​et antal objekter i nanoskala ved hjælp af atomkraftmikroskopi (AFM), som kan bestemme størrelsen på nanoskalaen til høj nøjagtighed. Imidlertid, AFM's store omkostninger og relativt langsomme hastighed betyder, at det ikke er en omkostningseffektiv mulighed for at kontrollere størrelsen af ​​et stort antal objekter, som er nødvendigt for industriel kvalitetskontrol. TSOM, som bruger optiske mikroskoper, er langt mindre restriktiv - og gjorde det muligt for forskerne at foretage den slags størrelsesforskelle, som en producent skulle gøre for at sikre, at nanoskala komponenter er konstrueret korrekt.

Attota tilføjer, at TSOM kan bruges til 3D-formanalyse uden at skulle bruge komplekse optiske simuleringer, gør processen enkel og anvendelig, selv til billige nanofremstillingsapplikationer. "Fjernelse af behovet for disse simuleringer er en anden måde, TSOM kan reducere produktionsomkostninger, " han siger.

Flere detaljer om TSOM-teknikken og dens anvendelse på 3D-elektronikproduktion findes i denne historie, som dækker 2013 simuleringsundersøgelsen.