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沈陽(yáng)自動(dòng)化所提出AFM和掃描微透鏡關(guān)聯(lián)顯微鏡的跨尺度成像新方法

稿件來(lái)源：沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所 責(zé)任編輯：ICAC 發(fā)布時(shí)間：2022-04-13

　　近日，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所在基于微透鏡成像研究方面取得新進(jìn)展，提出一種將原子力顯微鏡（AFM）與基于微透鏡的掃描光學(xué)顯微鏡相結(jié)合的無(wú)損、快速、多尺度關(guān)聯(lián)成像方法。相關(guān)研究成果（Correlative AFM and Scanning Microlens Microscopy for Time-Efficient Multiscale Imaging）發(fā)表在Advanced Science上。

　　在半導(dǎo)體器件制造中，半導(dǎo)體晶圓的錯(cuò)誤檢測(cè)、缺陷定位和分析對(duì)于質(zhì)量控制和工藝效率至關(guān)重要。因此，為了提高芯片特征結(jié)構(gòu)的檢測(cè)分辨率和效率，需要發(fā)展新的大范圍、高分辨、快速成像技術(shù)。
　　為此，依托于沈陽(yáng)自動(dòng)化所的機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室微納米自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)提出了一種新的關(guān)聯(lián)成像方法。科研人員將微透鏡與AFM探針耦合，通過(guò)在面向樣品的微透鏡表面上沉積掃描探針，將基于微透鏡的光學(xué)成像和AFM兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了三種成像模式——微透鏡快速高通量掃描光學(xué)成像、表面精細(xì)結(jié)構(gòu)AFM成像和微透鏡AFM同步成像。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微透鏡的引入提高了傳統(tǒng)AFM光學(xué)系統(tǒng)的成像分辨率，成像放大率提高了3-4倍，有效地縮小了傳統(tǒng)光學(xué)成像與AFM之間的分辨率差距。與單一AFM成像模式相比，成像速度提高了約8倍。高通量、高分辨率AFM和掃描超透鏡關(guān)聯(lián)顯微鏡為實(shí)現(xiàn)微米到納米級(jí)分辨率的跨尺度快速成像提供了新的技術(shù)手段。
　　研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目（基于微球超透鏡的跨尺度同步微納觀測(cè)與操作系統(tǒng)）和機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主項(xiàng)目的支持。

 

AFM和掃描微透鏡關(guān)聯(lián)成像示意圖

 

半導(dǎo)體芯片成像結(jié)果

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