從水到單晶硅球——我國(guó)密度基準(zhǔn)提升精確度
2012年04月11日 11:24 11318次瀏覽 來源: 中國(guó)科技網(wǎng) 分類: 新技術(shù)
———— 四個(gè)重大突破 ————
長(zhǎng)度測(cè)量極限:實(shí)現(xiàn)亞納米級(jí)的尺寸測(cè)量
記:您剛剛提到,本項(xiàng)目是以建立固體密度基準(zhǔn)為出發(fā)點(diǎn)。但是項(xiàng)目獲獎(jiǎng)名稱是“測(cè)長(zhǎng)方法創(chuàng)新及固體密度基準(zhǔn)的建立”,長(zhǎng)度測(cè)量和建立密度基準(zhǔn)有什么關(guān)系?
羅:在研究固體密度基準(zhǔn)時(shí),我們90%的工作是測(cè)長(zhǎng),就是測(cè)量單晶硅球的半徑。這也是研究工作中最難的部分。在此之前,國(guó)際上對(duì)長(zhǎng)度的測(cè)量普遍采用“激光變頻”方法, 精確度只能達(dá)到納米級(jí)。而建立固體密度基準(zhǔn),技術(shù)上則要求達(dá)到亞納米級(jí),這幾乎是長(zhǎng)度測(cè)量的極限。就好比我們平常生活中測(cè)長(zhǎng)用的三角板,最多準(zhǔn)確到毫米。如果要精確到微米,用三角板就不行了,必須采用新的、高準(zhǔn)確度的測(cè)量方法或測(cè)量工具。
在研究中,我們提出了“機(jī)械掃描”相移干涉測(cè)長(zhǎng)新方案,研制出一套硅球直徑高準(zhǔn)確度測(cè)量裝置,實(shí)現(xiàn)了一種具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超高準(zhǔn)確度測(cè)長(zhǎng)方法,技術(shù)潛力高出國(guó)際現(xiàn)有“激光變頻”方法近1個(gè)數(shù)量級(jí),為國(guó)際首創(chuàng)。
記:項(xiàng)目研究還有哪些主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和重大的技術(shù)突破?
羅:首先,關(guān)鍵量——單晶硅氧化層厚度的精密測(cè)量方面。氧化硅層厚度測(cè)量是國(guó)際公認(rèn)的技術(shù)瓶頸之一。因?yàn)楣枨虮砻娴难趸瘜右坏┬纬删头浅7€(wěn)定,厚度一般在3—7納米,要進(jìn)一步提高硅球直徑的準(zhǔn)確度就必須實(shí)際測(cè)量。我們?cè)趪?guó)際上首次提出了理論算法與光闌濾波相結(jié)合的技術(shù)方案,將確定度控制在小于0.05納米的范圍之內(nèi)。
其次,信號(hào)去噪關(guān)鍵技術(shù)突破。干涉信號(hào)的準(zhǔn)確采集直接決定直徑測(cè)量準(zhǔn)確度,我們實(shí)現(xiàn)了一種高效率噪聲處理新方法,提高了信號(hào)測(cè)量準(zhǔn)確度,為國(guó)際首創(chuàng)。第三,精密絕熱控溫技術(shù)創(chuàng)新。利用“溫度補(bǔ)償效應(yīng)”和“相位疊加效應(yīng)”,研制出溫度穩(wěn)定性顯著優(yōu)于國(guó)際同行的精密絕熱控溫系統(tǒng)。此項(xiàng)技術(shù)深得國(guó)際同行的肯定,基于此項(xiàng)技術(shù)還獲得了發(fā)明專利。
責(zé)任編輯:安子
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