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沈陽自動化所提出AFM和掃描微透鏡關聯顯微鏡的跨尺度成像新方法

稿件來源：沈陽自動化研究所 責任編輯：ICAC 發布時間：2022-04-13

　　近日，中國科學院沈陽自動化研究所在基于微透鏡成像研究方面取得新進展，提出一種將原子力顯微鏡（AFM）與基于微透鏡的掃描光學顯微鏡相結合的無損、快速、多尺度關聯成像方法。相關研究成果（Correlative AFM and Scanning Microlens Microscopy for Time-Efficient Multiscale Imaging）發表在Advanced Science上。

　　在半導體器件制造中，半導體晶圓的錯誤檢測、缺陷定位和分析對于質量控制和工藝效率至關重要。因此，為了提高芯片特征結構的檢測分辨率和效率，需要發展新的大范圍、高分辨、快速成像技術。
　　為此，依托于沈陽自動化所的機器人學國家重點實驗室微納米自動化團隊提出了一種新的關聯成像方法。科研人員將微透鏡與AFM探針耦合，通過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成像和AFM兩者的優勢結合，實現了三種成像模式——微透鏡快速高通量掃描光學成像、表面精細結構AFM成像和微透鏡AFM同步成像。
　　實驗結果表明，微透鏡的引入提高了傳統AFM光學系統的成像分辨率，成像放大率提高了3-4倍，有效地縮小了傳統光學成像與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和掃描超透鏡關聯顯微鏡為實現微米到納米級分辨率的跨尺度快速成像提供了新的技術手段。
　　研究工作得到國家自然科學基金國家重大科研儀器研制項目（基于微球超透鏡的跨尺度同步微納觀測與操作系統）和機器人學國家重點實驗室自主項目的支持。

 

AFM和掃描微透鏡關聯成像示意圖

 

半導體芯片成像結果

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