Omdat computerchips en andere elektronische apparaten steeds kleiner worden, ze worden steeds gevoeliger voor besmetting. Echter, het detecteren van het nanoschaal-equivalent van een watervlek op een raam is ongelooflijk uitdagend. Het is essentieel, Hoewel, aangezien deze bijna onzichtbare defecten van deze componenten de goede werking kunnen verstoren.

Onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology (NIST) hebben nu een goedkope optische methode aangepast om de vorm van kleine objecten te onderzoeken, zodat deze bepaalde soorten nanoverontreinigingen kleiner dan 25 nanometer (nm) hoog kan detecteren - ongeveer de grootte van een klein virus. De techniek zou gemakkelijk kunnen worden opgenomen in het fabricageproces voor halfgeleiderapparaten, zei NIST-onderzoeker Kiran Attota.

Bij NIST, Attota hielp de methode pionieren, bekend als Through-Focus Scanning Optical Microscopy (TSOM), ongeveer 15 jaar geleden. TSOM transformeert een conventionele, goedkope optische microscoop in een krachtig driedimensionaal vormmeetinstrument op nanometerschaal. In plaats van een single op te nemen, scherp beeld wanneer een monster op een vaste afstand van de lens ligt, de microscoop neemt een aantal onscherpe, tweedimensionale afbeeldingen, elk met het monster op een andere afstand van het instrument en de verlichtingsbron. (gezamenlijk, deze afbeeldingen bevatten veel meer informatie dan een enkele in-focus afbeelding.)

Een computer extraheert vervolgens de variatie in helderheid - het zogenaamde helderheidsprofiel - over elke afbeelding. Elk helderheidsprofiel is anders omdat voor elke afbeelding het monster bevindt zich op een andere afstand van de lichtbron. Door deze tweedimensionale profielen te combineren, de computer construeert een fijn gedetailleerd, driedimensionale afbeelding van het monster.

Inderdaad, Attota en zijn collega's ontwikkelden oorspronkelijk de techniek om de volledige driedimensionale vorm van kleine objecten vast te leggen, nanocontaminanten niet op te sporen. Maar door zowel de golflengte van de lichtbron als de uitlijning van de microscoop te optimaliseren, het team produceerde TSOM-afbeeldingen met de hoge gevoeligheid die nodig is om de aanwezigheid van nanoverontreinigingen in een klein monster van halfgeleidermateriaal te onthullen.

Omdat de geoptimaliseerde TSOM-methode geen dure apparatuur vereist en monsters in realtime kan afbeelden, de techniek is klaar om door fabrikanten te worden toegepast, Atto merkte op.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan NIST. Lees hier het originele verhaal.