(Phys.org) —Nya experiment har bekräftat att en teknik som utvecklades för flera år sedan vid National Institute of Standards and Technology (NIST) kan göra det möjligt för optiska mikroskop att mäta objektens tredimensionella (3-D) form i nanometer-skala upplösning - långt under den normala upplösningsgränsen för optisk mikroskopi (cirka 250 nanometer för grönt ljus). Resultaten kan göra tekniken till ett användbart kvalitetskontrollverktyg vid tillverkning av nanoskaliga enheter som nästa generations mikrochips.

NIST:s experiment visar att Through-focus Scanning Optical Microscopy (TSOM) kan upptäcka små skillnader i 3D-former, avslöjar variationer på mindre än 1 nanometer i storlek bland föremål mindre än 50 nm tvärs över. Förra året, simuleringsstudier vid NIST indikerade att TSOM borde, i teorin, kunna göra sådana distinktioner, och nu bekräftar de nya mätningarna det i praktiken.

"Fram till denna punkt, vi hade simuleringar som uppmuntrade oss att tro att TSOM kan tillåta oss att mäta 3-D-formen på strukturer som ingår i många moderna datorchips, till exempel, " säger NIST:s Ravi Attota, som spelade en stor roll i TSOM:s utveckling. "Nu, vi har bevis. Resultaten borde vara till hjälp för alla som är involverade i tillverkning av enheter i nanoskala."

Attota och hans medförfattare, Ron Dixson, mätte först storleken på ett antal objekt i nanoskala med hjälp av atomkraftsmikroskopi (AFM), som kan bestämma storlek på nanoskala med hög noggrannhet. Dock, den stora kostnaden och den relativt långsamma AFM-hastigheten gör att den inte är ett kostnadseffektivt alternativ för att kontrollera storleken på ett stort antal objekt, som är nödvändigt för industriell kvalitetskontroll. TSOM, som använder optiska mikroskop, är mycket mindre restriktiv - och tillät forskarna att göra den typ av storleksavgränsningar som en tillverkare skulle behöva göra för att säkerställa att nanoskala komponenter är konstruerade korrekt.

Attota tillägger att TSOM kan användas för 3D-formanalys utan att behöva komplexa optiska simuleringar, gör processen enkel och användbar även för lågkostnadsapplikationer för nanotillverkning. "Att ta bort behovet av dessa simuleringar är ett annat sätt TSOM kan minska tillverkningskostnaderna, " han säger.

Mer information om TSOM-tekniken och dess tillämpning på 3D-elektroniktillverkning finns i den här historien, som täcker 2013 års simuleringsstudie.