在半导体器件制造过程中检测纳米级

随着计算机芯片和其他电子设备尺寸的不断缩小，它们对污染变得越来越敏感。然而，检测窗户上水斑的纳米级当量是非常困难的。但是，这是必不可少的，因为这些组件的这些几乎看不见的缺陷可能会干扰正常的功能。

美国国家标准技术研究院(NIST)的研究人员现在采用了一种低成本的光学方法来检查小物体的形状，以便它可以检测某些类型的高度小于25纳米(nm)的纳米污染物-大约等于小病毒。NIST的研究人员Kiran Attota说，该技术可以很容易地整合到半导体器件的制造过程中。

在NIST，Attota于15年前帮助开发了这种方法，称为通焦点扫描光学显微镜(TSOM)。TSOM将传统的廉价光学显微镜转变为功能强大的纳米级三维形状测量工具。当样品离镜头一定距离时，显微镜不会记录单个清晰的图像，而是用显微镜拍摄几张离焦的二维图像，每个样品的样品离仪器和光源的距离都不同。(总的来说，这些图像比单个对焦图像包含更多的信息。)

然后，计算机提取每个图像上的亮度变化(即所谓的亮度曲线)。每个亮度配置文件都不同，因为对于每个图像，样本与光源的距离不同。结合这些二维轮廓，计算机可以构建出样品的精细的三维图像。

实际上，阿托塔(Attota)和他的同事们最初开发的技术是记录小物体的完整三维形状，而不是检测纳米污染物。但是，通过同时优化光源的波长和显微镜的对准，该团队产生了具有高灵敏度的TSOM图像，以揭示在少量半导体材料样品中纳米污染物的存在。

Attota指出，由于优化的TSOM方法不需要昂贵的设备，并且可以实时对样品进行成像，因此该技术已为制造商准备采用。