Новый метод позволяет контролировать травление плат с помощью света

Ученые из университета Иллинойса изобрели новый метод травления плат с помощью света, причем процесс можно наблюдать в реальном времени.

«Свет можно использовать как для просмотра рельефа, так и для его создания», сказал профессор Габриэль Попеску. „Технология может изменить будущее травления плат“.

Производители чипов и исследователи полупроводников должны весьма точно контролировать измерения устройств. Измерения компонентов влияют на эффективность, скорость, степень ошибочности и время для отказа.

Обычно платы формируются гравированием или травлением с помощью химических веществ. Погрешности процесса, такие как остаточные слои, могут повлиять на способность дальнейшей обработки и травления, а также помешать работе устройства. Таким образом, ученые применяют требующий много времени дорогостоящий процесс, чтобы гарантировать точное травление плат — в некоторых случаях в пределах нескольких нанометров.

Новая технология ученых из Иллинойсского университета способна контролировать травление плат в реальном времени с нанометровым разрешением. Используется специальный тип микроскопа, который задействует два световых луча для весьма точной топографии.

Идея в том, что высота структуры может быть определена, поскольку свет отражается от различных поверхностей, сказал профессор Линфорд Годдард. „Анализируя изменение высоты, можно узнать уровень травления“.

Новый метод быстрее, дешевле и менее шумный по сравнению с традиционными широко используемыми методами атомно-силовой микроскопии или сканирующей туннельной микроскопии, которые не способны контролировать травление плат в процессе, а лишь сравнивают состояния до и после. Кроме того, новый метод является обычным оптическим методом, а потому с поверхностью полупроводника нет контакта, и исследователи могут контролировать весь участок сразу, а не точку за точкой.

„Основное преимущество нашей оптической технологии заключается в том, что она не требует контакта“, сказал Попеску. „Мы лишь анализируем отраженный от заготовки свет“.

Помимо контроля процесса травления свет ускоряет его: новая технология носит название фотохимического травления. Традиционное химическое травление производится пошагово. Для кривых поверхностей или других форм используется фотохимическое травление. Обычно свет пропускают через весьма дорогие стеклянные пластины под названием маски, которые пропускают свет под градусом. Ученым приходится покупать или изготавливать маску для каждого шага процесса, пока не будет достигнут требуемый результат.

В отличие от этого, новый метод использует проектор, который проецирует на заготовку все изображение целиком, что позволяет исследователям создавать сложные образцы быстро и просто, и регулировать их как требуется.

„Создавать маску для каждого шага процесса очень затратно и непрактично“, пояснил Годдард. „Поскольку наша технология управляется компьютером, процесс может быть динамичнее. Так, например, на полпути можно будет вносить изменения в изначальный проект“.

Исследователи предполагают использовать данную технологию, в том числе для контроля других процессов в реальном времени в сфере материаловедения и науки о жизни. Например, можно будет наблюдать за самособирающимися углеродными нанотрубками или контролировать ошибки в процессе производства. Она способна помочь производителям чипов сократить затраты и длительность обработки.

Результаты разработки опубликованы в издании Light: Science and Applications.

01.10.2012