Az új eszköz felgyorsítja a hibák keresését nanométeres tranzisztorokban, megkönnyítve és kellemesebbé téve a technológiai folyamatok hibakeresését

Új módszer az atomdefektusok megtekintésére a modern félvezetőkben

A Cornell Egyetem tudósai együttműködésben az ASM és TSMC cégekkel olyan eljárást fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi a rejtett atomikus hibák vizualizálását a legfejlettebb chipeken. Ez a megközelítés különösen fontos a mikrochipgyártási folyamatok technológiai hibáinak debugolásához: minél pontosabban tudjuk értékelni a defekteket, annál kevesebb a hibás termék és gyorsabban éri el a gyártás zártszintjét.

Mit vizsgáltak

A kutatás során Gate‑All‑Around (GAA) tranzisztorokkal ellátott feldolgozott lemezeket használtak – a legújabb kapacitív típus, amely teljesen körülveszi az áramkört. Az Imec belgiumi központ biztosította a mintákat. Minden GAA csatorna egy „cső” 18 atomból álló keresztmetszetből áll; falai lehetnek egyenetlenségek, kopások és más hibák, amelyek közvetlenül befolyásolják a tranzisztor jellemzőit. Bár a feldolgozás után nem lehet módosítani a szerkezetet, a kutatók képesek nyomon követni a gyártási folyamat minden lépésének minőségét ezer lépcsőn keresztül, célul tűzve ki a hibák számának csökkentését.

Hogyan teszik

A több atom nagyságrendű defektusok megfigyeléséhez a tudósok multislice electron ptychography-t alkalmaztak. Ez egy subangström és nanométeres mélységfelbontású módszer, amely elektronok szóródását gyűjti össze, majd atomskálájú képeket állít elő belőle.

A kulcsfontosságú lépés a négydimenziós diffrakciós adatok összegyűjtése EMPAD detektort használva egy STEM (scanning transmission electron microscope) szkennelő, áthaladó elektronmikroszkóposban. Ezután az adatokat fázisrekonstrukció és elektronok terjedésének modellezése követi a több „vágás” anyagon keresztül. A hagyományos projekciós módszerektől eltérően a ptychography egyetlen méréssorozatból helyreállítja az egész térbeli szerkezetet, lehetővé téve az atomok pontos pozíciójának, a rács lokális deformációinak és a fázis határainak meghatározását.

Mit jelent ez

- Minőségi kvantitatív értékelés a defektus spektrumról – korábban csak indirekt módszerekkel elérhető volt.
- Gyorsan felismerheti és javíthatja a technológiai problémákat a fejlesztés korai szakaszaiban.
- A TSMC és más nagy szereplők megerősített érdeklődése bizonyítja a megközelítés gyakorlati értékét a modern chipgyártás debugolásában.

Így az új módszer lehetővé teszi a megbízhatóbb és hatékonyabb minőségellenőrzést a magas technológiai mikrochipgyártás területén.