En novelle, lavprismetode detekterer forurenende stoffer i nanoskala under fremstilling af halvlederenheder

Efterhånden som computerchips og andre elektroniske enheder fortsætter med at skrumpe i størrelse, de bliver stadig mere følsomme over for forurening. Imidlertid, Det er utroligt udfordrende at opdage nanoskalaen, der svarer til en vandplet på et vindue. Det er essentielt, selvom, da disse næsten usynlige defekter af disse komponenter kan forstyrre korrekt funktion.

Forskere ved National Institute of Standards and Technology (NIST) har nu tilpasset en billig optisk metode til at undersøge formen på små objekter, så den kan detektere visse typer nanoforurenende stoffer, der er mindre end 25 nanometer (nm) i højden - ca. af en lille virus. Teknikken kunne nemt inkorporeres i fremstillingsprocessen for halvlederenheder, sagde NIST-forsker Kiran Attota.

Hos NIST, Attota hjalp med at pionere metoden, kendt som Through-Focus Scanning Optical Microscopy (TSOM), omkring 15 år siden. TSOM transformerer en konventionel, billigt optisk mikroskop til et kraftfuldt tredimensionelt formmåleværktøj på nanometerskala. I stedet for at optage en single, skarpt billede, når en prøve ligger i en fast afstand fra linsen, mikroskopet tager flere ude af fokus, todimensionelle billeder, hver med prøven i forskellig afstand fra instrumentet og belysningskilden. (Tilsammen, disse billeder indeholder meget mere information end et enkelt billede i fokus.)

En computer udtrækker derefter variationen i lysstyrke - den såkaldte lysstyrkeprofil - på tværs af hvert billede. Hver lysstyrkeprofil er forskellig, fordi for hvert billede, prøven befinder sig i en anden afstand fra lyskilden. Ved at kombinere disse todimensionelle profiler, computeren konstruerer en fint detaljeret, tredimensionelt billede af prøven.

Ja, Attota og hans kolleger udviklede oprindeligt teknikken til at registrere den fulde tredimensionelle form af små objekter, ikke at opdage nanokontaminanter. Men ved at optimere både lyskildens bølgelængde og justeringen af ​​mikroskopet, holdet producerede TSOM-billeder med den høje følsomhed, der kræves for at afsløre tilstedeværelsen af ​​nanokontaminanter i en lille prøve af halvledermateriale.

Fordi den optimerede TSOM-metode ikke kræver dyrt udstyr og kan afbilde prøver i realtid, teknikken er klar til at blive adopteret af producenterne, Attota bemærkede.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra NIST. Læs den originale historie her.