掃描電子顯微鏡主要用于細胞生物學(xué)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(chǎn)生各種效應(yīng),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(xué)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(zhì)性能進行微觀成像。
近日,由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院和微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心的丁澤軍團隊主導(dǎo)制定的“基于測長掃描電鏡的關(guān)鍵尺寸評測方法”成為半導(dǎo)體檢測領(lǐng)域,由中國主導(dǎo)制定的半導(dǎo)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(shù)和表面電子能譜學(xué)的Monte Carlo模擬計算方法,結(jié)合了NIST研究團隊提出的“基于模型數(shù)據(jù)庫”(MBL)方法,提出了該“基于測長掃描電鏡的關(guān)鍵尺寸評測方法”的ISO國際標準(IS)。不僅為半導(dǎo)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(dǎo)體工藝檢測
半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中,從半導(dǎo)體單晶片到制成最終成品,須經(jīng)歷數(shù)十甚至上百道工序。為了確保產(chǎn)品性能合格、穩(wěn)定可靠,并有高的成品率,根據(jù)各種產(chǎn)品的生產(chǎn)情況,對所有工藝步驟都要有嚴格的具體要求。因而,在生產(chǎn)過程中必須建立相應(yīng)的系統(tǒng)和精確的監(jiān)控措施,首先要從半導(dǎo)體工藝檢測著手。半導(dǎo)體工藝檢測的項目繁多,內(nèi)容廣泛,方法多種多樣,可粗分為兩類。第一類是半導(dǎo)體晶片在經(jīng)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(dǎo)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(dǎo)體單晶片以外的原材料、輔助材料、生產(chǎn)環(huán)境、工藝設(shè)備、工具、掩模版和其他工藝條件所進行的檢測。
關(guān)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(dǎo)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(diào)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(jié)構(gòu)。顯像管的偏轉(zhuǎn)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(zhì)相互作用而產(chǎn)生的次級電子、吸收電子和X射線等信息分析物質(zhì)成分。
掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質(zhì)表面時,被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)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(chǎn)生的電磁輻射。同時,也可產(chǎn)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(lǐng)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(gòu)是中國國家技術(shù)監(jiān)督局(CSBTS)。
ISO負責目前絕大部分領(lǐng)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(quán)力機構(gòu)是每年一次的“全體大會”,其日常辦事機構(gòu)是中央秘書處,設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦。中央秘書處現(xiàn)有170名職員,由秘書長領(lǐng)導(dǎo)。ISO的宗旨是“在世界上促進標準化及其相關(guān)活動的發(fā)展,以便于商品和服務(wù)的國際交換,在智力、科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟領(lǐng)域開展合作?!盜SO通過它的2856個技術(shù)結(jié)構(gòu)開展技術(shù)活動,其中技術(shù)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(nèi)容
涉及廣泛,從基礎(chǔ)的緊固件、軸承各種原材料到半成品和成品,其技術(shù)領(lǐng)域涉及信息技術(shù)、交通運輸、農(nóng)業(yè)、保健和環(huán)境等。每個工作機構(gòu)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(shù)語、規(guī)格、性能要求等)
國際標準的分類
ISO質(zhì)量體系標準包括ISO9000、ISO9001、ISO9004。ISO9000標準明確了質(zhì)量管理和質(zhì)量保證體系,適用于生產(chǎn)型及服務(wù)型企業(yè)。ISO9001標準為從事和審核質(zhì)量管理和質(zhì)量保證體系提供了指導(dǎo)方針。
國際標準由技術(shù)委員會(TC)和分技術(shù)委員會(SC)經(jīng)過六個階段形成:
第一階段:申請階段;第二階段:預(yù)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。