Электропроводка во многих электронных чипах в наших компьютерах и мобильных телефонах всего 45 нанометров шириной, транзисторы 34 нанометра высотой. В то время как это – общепринятая практика сегодня, чтобы произвести, структурирует это тонкое, это остается проблемой измерить точную структуру законченного чипа подробно, чтобы проверить, например, если это построено согласно техническим требованиям.
В наше время, для таких экспертиз, производители, главным образом, используют метод, в котором слое после того, как слой чипа удален и затем, после того, как каждый шаг, поверхность исследована с электронным микроскопом; это известно как FIB/SEM – сосредоточенное отображение луча/растрового электронного микроскопа иона.Теперь исследователи Института Пола Шеррера, PSI использовали рентген, чтобы достигнуть неразрушающего 3D отображения чипа, так, чтобы пути линий проведения и положения отдельных транзисторов и других элементов схемы стали явно видимыми. «Резолюция изображения, которую мы смогли предоставить, сопоставима с обычным методом экспертизы FIB/SEM», объясняет Мирко Холлер, лидер проекта. «Но мы смогли избежать двух значительных недостатков: Во-первых, образец остался неповрежденным, и у нас есть полная информация о трехмерной структуре.
Во-вторых, мы избежали искажений изображений, которые возникают в FIB/SEM, если поверхность отдельной части не точно плоская».Помещенный с нанометровой точностьюДля их исследования исследователи использовали специальный томографический метод (ptychotomography), которую они развивали и увеличили в течение последних лет, и который сегодня предлагает международную лучшую резолюцию 15 нанометров (15 миллионных частей миллиметра) для экспертизы сравнительно большого объема. В эксперименте объект, который будет изучен, Сделан рентген в точно решительных местах со светом от швейцарского Источника света SLS Института Пола Шеррера – для каждого освещенного пятна, датчик тогда измеряет образец света рентгена после своего прохождения через образец.
Образец тогда вращается в маленьких шагах и затем Сделанный рентген снова пошагово после каждого поворота. От полного набора полученных данных может быть определена трехмерная структура образца. «С этими измерениями положение образца должно быть известно точности всего нескольких нанометров – который был одной из особых проблем в подготовке нашей экспериментальной станции», говорит Холлер.
В их эксперименте исследователи исследовали маленькие части двух жареного картофеля – чип датчика, разработанный в PSI и коммерчески доступной компьютерной микросхеме. Каждая часть составляла приблизительно 10 микрометров (то есть, 10 тысячных частей миллиметра) в размере. В то время как экспертиза всего чипа с установкой данного измерения не возможна, преимущества метода пущены в ход даже в этой форме, так, чтобы первые возможные пользователи уже выразили интерес к проведению измерений в PSI.
Цель: исследовать все чипы«Мы в настоящее время начинаем расширять метод таким способом, которым он может использоваться, чтобы исследовать все чипы в течение приемлемого времени измерения. Тогда также будет возможно изучить ту же самую область чипа многократно, например наблюдать, как это изменяется под внешними влияниями», объясняет Габриэль Аеппли, глава Подразделения Радиации и Нанотехнологий Синхротрона в PSI.