從水到單晶硅球——我國密度基準提升精確度
2012年04月11日 11:24 12768次瀏覽 來源： 中國科技網(wǎng) 分類： 新技術(shù)
———— 四個重大突破 ————
長度測量極限：實現(xiàn)亞納米級的尺寸測量
記：您剛剛提到，本項目是以建立固體密度基準為出發(fā)點。但是項目獲獎名稱是“測長方法創(chuàng)新及固體密度基準的建立”，長度測量和建立密度基準有什么關(guān)系？
羅：在研究固體密度基準時，我們90%的工作是測長，就是測量單晶硅球的半徑。這也是研究工作中最難的部分。在此之前，國際上對長度的測量普遍采用“激光變頻”方法， 精確度只能達到納米級。而建立固體密度基準，技術(shù)上則要求達到亞納米級，這幾乎是長度測量的極限。就好比我們平常生活中測長用的三角板，最多準確到毫米。如果要精確到微米，用三角板就不行了，必須采用新的、高準確度的測量方法或測量工具。
在研究中，我們提出了“機械掃描”相移干涉測長新方案，研制出一套硅球直徑高準確度測量裝置，實現(xiàn)了一種具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的超高準確度測長方法，技術(shù)潛力高出國際現(xiàn)有“激光變頻”方法近1個數(shù)量級，為國際首創(chuàng)。
記：項目研究還有哪些主要創(chuàng)新點和重大的技術(shù)突破？
羅：首先，關(guān)鍵量——單晶硅氧化層厚度的精密測量方面。氧化硅層厚度測量是國際公認的技術(shù)瓶頸之一。因為硅球表面的氧化層一旦形成就非常穩(wěn)定，厚度一般在3—7納米，要進一步提高硅球直徑的準確度就必須實際測量。我們在國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，信號去噪關(guān)鍵技術(shù)突破。干涉信號的準確采集直接決定直徑測量準確度，我們實現(xiàn)了一種高效率噪聲處理新方法，提高了信號測量準確度，為國際首創(chuàng)。第三，精密絕熱控溫技術(shù)創(chuàng)新。利用“溫度補償效應(yīng)”和“相位疊加效應(yīng)”，研制出溫度穩(wěn)定性顯著優(yōu)于國際同行的精密絕熱控溫系統(tǒng)。此項技術(shù)深得國際同行的肯定，基于此項技術(shù)還獲得了發(fā)明專利。
責任編輯：安子
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