MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Группа учёных из Корнеллского университета (Cornell) совместно с компаниями ASM и TSMC представила революционный метод визуализации скрытых атомарных дефектов в передовых полупроводниковых структурах. Технология позволяет оценить повреждения на масштабе нескольких атомов, что важно при отладке техпроцессов производства чипов, чтобы выстроить зрелое производство с минимальным уровнем брака.
Визуализация слоёв кремния, диоксида кремния и оксида гафния внутри канала транзистора. Источник изображения: Cornell
Для визуализации дефектов были выбраны обработанные пластины с транзисторами Gate-All-Around (GAA) — это самые современные транзисторы с круговым или всеохватывающим затвором. Образцы предоставил бельгийский центр Imec. Каждый транзисторный канал такого транзистора — это как трубочка из 18 атомов в поперечнике. Качество стенок этой «трубочки» — неоднородности, сколы и другие дефекты — определяет характеристики транзистора. В обработанной пластине их уже не изменить, но можно проследить за качеством изготовления в процессе каждого из тысяч этапов техпроцесса, чтобы в среднем количество дефектов оказалось как можно меньше.
Но как же увидеть эти дефекты, размеры которых сравнимы с размерами вирусов? Для этого исследователи адаптировали метод многоплоскостной электронной птихографии (multislice electron ptychography) с субангстремным нанометровым разрешением в глубину материала. Прибор улавливает рассеяние электронов в структуре и позволяет собирать данные для визуализации структур атомарного масштаба. По сути, это так называемая вычислительная визуализация, которая строится на скрупулёзном анализе огромного массива данных.
Если чуть подробнее, то метод основан на сборе четырёхмерных дифракционных данных с помощью детектора EMPAD в составе сканирующего просвечивающего электронного микроскопа с последующей фазовой реконструкцией и моделированием распространения электронов в множественных «нарезках». В отличие от проекционных методов, птихография позволяет реконструировать полный объём структур из одного набора данных, отслеживая позиции отдельных атомов, измеряя локальные искажения решётки и количественно оценивая параметры раздела сред.
Метод даёт прямые количественные оценки для спектра дефектов, ранее доступные только как наборы косвенных данных, и открывает путь к быстрому выявлению и устранению технологических проблем на ранних стадиях разработки техпроцессов. Участие в проекте специалистов тайваньского чипмейкера — компании TSMC — говорит само за себя, насколько это востребовано для отладки современного производства чипов.
Источник:
