掃描電子顯微鏡主要用于細胞生物學研究電子顯微鏡,主要是利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態(tài),即用極狹窄的電子束去掃描樣品,通過電子束與樣品的相互作用產生各種效應,其中主要是樣品的二次電子。掃描電鏡(SEM)是介于透射電鏡和光學顯微鏡之間的一種微觀形貌觀察手段,可直接利用樣品表面材料的物質性能進行微觀成像。
近日,由中國科學技術大學物理學院和微尺度物質科學國家研究中心的丁澤軍團隊主導制定的“基于測長掃描電鏡的關鍵尺寸評測方法”成為半導體檢測領域,由中國主導制定的半導體線寬測量方面國際標準。研究團隊采用先進的用于掃描電子顯微術和表面電子能譜學的Monte Carlo模擬計算方法,結合了NIST研究團隊提出的“基于模型數(shù)據庫”(MBL)方法,提出了該“基于測長掃描電鏡的關鍵尺寸評測方法”的ISO國際標準(IS)。不僅為半導體刻蝕線寬的CD-SEM準確評測確定了行業(yè)標準,也為一般性納米級尺寸的其它測量法提供了參考。
半導體工藝檢測
半導體器件生產中,從半導體單晶片到制成最終成品,須經歷數(shù)十甚至上百道工序。為了確保產品性能合格、穩(wěn)定可靠,并有高的成品率,根據各種產品的生產情況,對所有工藝步驟都要有嚴格的具體要求。因而,在生產過程中必須建立相應的系統(tǒng)和精確的監(jiān)控措施,首先要從半導體工藝檢測著手。半導體工藝檢測的項目繁多,內容廣泛,方法多種多樣,可粗分為兩類。第一類是半導體晶片在經歷每步工藝加工前后或加工過程中進行的檢測,也就是半導體器件和集成電路的半成品或成品的檢測。第二類是對半導體單晶片以外的原材料、輔助材料、生產環(huán)境、工藝設備、工具、掩模版和其他工藝條件所進行的檢測。
關于掃描電子顯微鏡
掃描電子顯微鏡的電子束不穿過樣品,僅以電子束盡量聚焦在樣本的一小塊地方,然后一行一行地掃描樣本。入射的電子導致樣本表面被激發(fā)出次級電子。顯微鏡觀察的是這些每個點散射出來的電子,放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級電子,通過放大后調制顯像管的電子束強度,從而改變顯像管熒光屏上的亮度。圖像為立體形象,反映了標本的表面結構。顯像管的偏轉線圈與樣品表面上的電子束保持同步掃描,這樣顯像管的熒光屏就顯示出樣品表面的形貌圖像,這與工業(yè)電視機的工作原理相類似。由于這樣的顯微鏡中電子不必透射樣本,因此其電子加速的電壓不必非常高。
掃描式電子顯微鏡的分辨率主要決定于樣品表面上電子束的直徑。放大倍數(shù)是顯像管上掃描幅度與樣品上掃描幅度之比,可從幾十倍連續(xù)地變化到幾十萬倍。掃描式電子顯微鏡不需要很薄的樣品;圖像有很強的立體感;能利用電子束與物質相互作用而產生的次級電子、吸收電子和X射線等信息分析物質成分。
掃描電子顯微鏡的制造是依據電子與物質的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質表面時,被激發(fā)的區(qū)域將產生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子,以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產生的電磁輻射。同時,也可產生電子-空穴對、晶格振動(聲子)、電子振蕩(等離子體)。
國際標準化組織
簡稱ISO,是一個全球性的非政府組織,是國際標準化領域中一個十分重要的組織。ISO一來源于希臘語“ISOS”,即“EQUAL”——平等之意。ISO國際標準組織成立于1947年,中國是ISO的正式成員,代表中國參加ISO的國家機構是中國國家技術監(jiān)督局(CSBTS)。
ISO負責目前絕大部分領域(包括軍工、石油、船舶等壟斷行業(yè))的標準化活動。ISO現(xiàn)有117個成員,包括117個國家和地區(qū)。ISO的較高權力機構是每年一次的“全體大會”,其日常辦事機構是中央秘書處,設在瑞士日內瓦。中央秘書處現(xiàn)有170名職員,由秘書長領導。ISO的宗旨是“在世界上促進標準化及其相關活動的發(fā)展,以便于商品和服務的國際交換,在智力、科學、技術和經濟領域開展合作?!盜SO通過它的2856個技術結構開展技術活動,其中技術委員會(簡稱SC)共611個,工作組(WG)2022個,特別工作組38個。中國于1978年加入ISO,在2008年10月的第31屆國際化標準組織大會上,中國正式成為ISO的常任理事國。
國際標準的內容
涉及廣泛,從基礎的緊固件、軸承各種原材料到半成品和成品,其技術領域涉及信息技術、交通運輸、農業(yè)、保健和環(huán)境等。每個工作機構都有自己的工作計劃,該計劃列出需要制訂的標準項目(試驗方法、術語、規(guī)格、性能要求等)
國際標準的分類
ISO質量體系標準包括ISO9000、ISO9001、ISO9004。ISO9000標準明確了質量管理和質量保證體系,適用于生產型及服務型企業(yè)。ISO9001標準為從事和審核質量管理和質量保證體系提供了指導方針。
國際標準由技術委員會(TC)和分技術委員會(SC)經過六個階段形成:
第一階段:申請階段;第二階段:預備階段;第三階段:委員會階段;第四階段:審查階段;第五階段:批準階段;第六階段:發(fā)布階段。