Нова технологія мікроскопії полегшить розробку та забезпечить контроль виробництва тривимірних напівпровідникових чіпів
Вчені з Національного інституту стандартів і технологій (National Institute of Standards and Technology, NIST) модернізували розроблену ними кілька років тому технологію оптичної мікроскопії і пристосували її для забезпечення огляду нанорозмірних об'єктів, що дозволяє провести контроль виробництва елементів тривимірних напівпровідникових чіпів нового покоління. За допомогою цієї технології, званої TSOM (Through-Focus Scanning Optical Microscopy), можна не тільки розглянути нанорозмірні компоненти чіпів, які до недавнього часу були двомірними конструкціями, ні і з досить високою точністю визначити відмінності в їх формах і розмірах, що і потрібно для проведення технологічного контролю.
Нові покоління напівпровідникових чіпів мають у своєму складі тривимірні елементи, які накладаються один на одного. Для правильної і надійної роботи чіпа в цілому потрібно, щоб всі компоненти мали правильні форми і строго задані габарити. Існуючі методи мікроскопії, електронної, атомно-силової та інші, можуть забезпечити контроль форми і розмірів елементів чіпа, але зроблять це вкрай повільно, з ризиком завдати пошкодження крихкою структурою чіпа і коштують дуже дорого. А використання оптичних методів мікроскопії обмежується тим, що розміри елементів чіпів набагато менше половини довжини хвилі світла видимого діапазону (250 нанометрів для зеленого світла), тому оптичний мікроскоп фізично не може побачити настільки маленькі об'єкти.
Технологія TSOM дозволяє побачити оптичним способом об'єкти, розміри яких приблизно рівні 10 нанометрам, а в перспективі і ще менше. У методі TSOM використовується звичайний оптичний мікроскоп, який робить не один, а безліч розфокусованих двомірних знімків об'єкта, що цікавить, з декількох точок зору. Використовуючи зміни яскравості з цих розфокусованих знімків комп'ютер обчислює градієнти світла і визначає межі знімаються об'єктів, створюючи таким чином результуюче тривимірне зображення.
Зображення, одержувані з допомогою методу TSOM кілька абстрактні, але деталі, які на них видно, дозволяють з досить високою точністю визначити відмінності у формах і розмірах компонентів напівпровідникових чіпів.
"Наші дослідження показали, що за допомогою методу TSOM ми можемо розглянути елементи, розмірами близько 10 нанометрів, чого цілком достатньо для забезпечення контролю технологічних процесів виробництва напівпровідників на найближче десятиліття", - розповідає Рэвикирэн Аттота (Ravikiran Attota), вчений з NIST, - "Крім цього, технологію TSOM можна буде використовувати не тільки в електронній промисловості, але і в інших галузях промисловості, науки і скрізь там, де потрібно виробляти аналіз і контроль форм крихітних тривимірних об'єктів".