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查看12纳米电路需要用多少倍显微镜?
1个回答
sinθ=1.22λ/D
其中θ是角分辨率,λ是波长,D是光圈直径。由公式可以轻易看出,最终的分辨率和光的波长在一个量级。对于光学显微镜,一般在可见光波段工作,波长为400nm ~ 700nm。这时,其分辨率就几乎不可能达到200nm以下,也就不可能看清楚12nm的电路。
因此,我们需要一个波长非常短的波,以达到更好的分辨率。这时候,就考虑到了电子,和其由波粒二象性产生的物质波。
由物质波公式:
λ=h/p; f=ε/h
只要动量足够大,就可以轻易地获得波长足够短的电子。当加速电压为50~100kV时,电子束波长约为0.0053~0.0037nm,这一数值已经远远小于一般电磁波的波长。在这一加速电压下,优秀的电子显微镜可以轻易地达到0.3nm甚至更好的分辨率。
因此,通常不会使用光学显微镜来看芯片中的电路,因为根本看不清。取而代之的是,扫描电子显微镜(scanning electron microscopic)。扫描电子显微镜的电子束不穿过样品,仅以电子束尽量聚焦在样本的一小块地方,然后一行一行地扫描样本。入射的电子导致样本表面被激发出次级电子。显微镜观察的是这些每个点散射出来的电子,放在样品旁的闪烁晶体接收这些次级电子,通过放大后调制显像管的电子束强度,从而改变显像管荧光屏上的亮度。
由于好的电子显微镜可以轻易地达到超过芯片制程很多的分辨率,因此拿来看芯片是很容易的。
扩展问答
说到显微镜的尺寸,首先就要收到标准化的问题了,给显微镜的物镜和目镜取下后,剩下的镜筒长度,简单称为机械筒长吧,为了满足互换要求,同时也为了限制显微镜的空间尺寸,机械筒长是标准化的,国际上有160mm,170mm,190mm,我国是160mm,也就是说我国的显微镜的光学设计应该按照160mm的机械筒长设计,否则就会影响通用性。我想标准化的显微镜肯定不是你想要的答案,毕竟光机械筒长就有160mm了,也就是说我国标准化的显微镜不可能短于160mm了!
既然标准限制了显微镜的尺寸,那就非标呀,是的,非标的显微镜尺寸限制他们尺寸的就是人类的想象力了,从光学上来说,显微镜无非就是由
这个现象有具体的几何学原理:“三角形两角及其夹边已知,此三角形完全确定”,这个几何学原理是公元前五百多年的古希腊哲学家泰勒斯提出了。正对双眼视觉的对象,恰恰是已知双眼的“夹边”已知,以及双眼的“视角”已知,大脑才能综合双眼的感受来做视觉处理,判断物体之间的距离差异,如此双眼就产生了立体的视觉。像变色龙对昆虫发动攻击的时候,也是需要双眼正对前方的猎物,才好恰如其分的吐出长舌捕捉它。
回到问题的原点,显微镜看到的物体是平面的,主要是因为只能有一只放大成像的显微镜头,提供一只眼的视觉,不能并列组合两个显微镜头一起提供双眼视觉,判断距离差异。没有了距离差异感,看到的视觉只能是平面的。
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