一种新型低成本方法可在半导体器件制造过程中检测纳米级污染物

随着计算机芯片和其他电子设备的尺寸不断缩小，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等效物是非常具有挑战性的。但是，这很重要，因为这些组件的这些几乎不可见的缺陷可能会干扰正常运行。

国家标准与技术研究院 (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，以便它可以检测到高度小于 25 纳米 (nm) 的某些类型的纳米污染物——大约是一种小病毒。NIST 研究员 Kiran Attota 说，这项技术可以很容易地融入半导体设备的制造过程中。

大约 15 年前，在 NIST，Attota 帮助开创了这种方法，称为通过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强大的纳米级三维形状测量工具。当样品与镜头保持固定距离时，显微镜不会记录单个清晰的图像，而是拍摄多个离焦二维图像，每个图像与仪器和照明源的距离不同. (总的来说，这些图像比单个对焦图像包含更多的信息。)

然后计算机提取每张图像的亮度变化——所谓的亮度分布。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，计算机构建了样本的精细的三维图像。

事实上，阿托塔和他的同事最初开发的技术是为了记录小物体的完整三维形状，而不是检测纳米污染物。但是通过优化光源的波长和显微镜的对准，该团队产生了具有揭示半导体材料小样本中纳米污染物存在所需的高灵敏度的 TSOM 图像。

Attota 指出，由于优化的 TSOM 方法不需要昂贵的设备，并且可以实时对样本进行成像，因此该技术已准备好被制造商采用。

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