p (Phys.org) - Pesquisadores da Universidade de Illinois têm um novo método de baixo custo para esculpir recursos delicados em wafers semicondutores usando luz - e observe enquanto isso acontece. p "Você pode usar luz para criar imagens da topografia e pode usar luz para esculpir a topografia, "disse o professor de engenharia elétrica e da computação Gabriel Popescu." Isso pode mudar o futuro da gravação de semicondutores. "

p Os fabricantes de chips e pesquisadores de semicondutores precisam controlar com muita precisão as dimensões de seus dispositivos. As dimensões dos componentes afetam o desempenho, Rapidez, taxa de erro e tempo para falha.

p Semicondutores são comumente moldados por corrosão com produtos químicos. Erros de gravação, como camadas residuais, pode afetar a capacidade de processar e gravar, bem como prejudicar o desempenho do dispositivo. Assim, pesquisadores usam processos demorados e caros para garantir a gravação precisa - para algumas aplicações, a poucos nanômetros.

p A nova técnica dos pesquisadores de Illinois pode monitorar a superfície de um semicondutor conforme ele é gravado, em tempo real, com resolução nanométrica. Ele usa um tipo especial de microscópio que usa dois feixes de luz para medir a topografia com muita precisão.

p "A ideia é que a altura da estrutura pode ser determinada à medida que a luz se reflete nas diferentes superfícies, "disse o professor de engenharia elétrica e de computação Lynford Goddard, que co-liderou o grupo com Popescu. "Olhando para a mudança na altura, você descobre a taxa de gravação. O que isso nos permite fazer é monitorá-lo enquanto ele está gravando. Isso nos permite descobrir a taxa de gravação ao longo do tempo e do espaço, porque podemos determinar a taxa em cada local dentro da pastilha semicondutora que está em nosso campo de visão. "

p O novo método é mais rápido, menor em custo, e menos barulhento do que os métodos amplamente utilizados de microscopia de força atômica ou microscopia de varredura por túnel, que não pode monitorar a corrosão em andamento, mas apenas comparar antes e depois das medições. Além disso, o novo método é puramente óptico, portanto, não há contato com a superfície do semicondutor e os pesquisadores podem monitorar todo o wafer de uma só vez, em vez de ponto a ponto.

p "Eu diria que a principal vantagem de nossa técnica ótica é que ela não requer contato, "Popescu disse." Estamos apenas enviando luz, refletido na amostra, ao contrário de um AFM, onde você precisa vir com uma sonda perto da amostra. "

p Além de monitorar o processo de corrosão, a luz catalisa o próprio processo de corrosão, chamada gravação fotoquímica. A corrosão química tradicional cria recursos em etapas ou platôs. Para superfícies curvas ou outras formas, pesquisadores de semicondutores usam gravura fotoquímica. Usualmente, a luz brilha através de placas de vidro muito caras, chamadas máscaras, que têm padrões distintos de cinza para permitir a passagem da luz aos poucos. Um pesquisador deve comprar ou fazer uma máscara para cada ajuste de um padrão até que o padrão correto de recursos seja alcançado.

p Por contraste, o novo método usa um projetor para iluminar uma imagem em tons de cinza na amostra sendo gravada. Isso permite que os pesquisadores criem padrões complexos de forma rápida e fácil, e ajuste-os conforme necessário.

p “Criar cada máscara é muito caro. Isso é impraticável para pesquisas, "Goddard disse." Porque nossa técnica é controlada pelo computador, pode ser dinâmico. Então você pode começar a gravar uma forma particular, no meio do caminho, perceba que você deseja fazer alguma mudança, e, em seguida, altere o padrão do projetor para obter o resultado desejado. "

p Os pesquisadores imaginam que essa tecnologia seja aplicada além da gravação, ao monitoramento em tempo real de outros processos em ciências dos materiais e ciências da vida - por exemplo, assistindo nanotubos de carbono se montarem, ou monitoramento de erros durante a fabricação de chips de computador em grande escala. Isso pode ajudar os fabricantes de chips a reduzir custos e tempo de processamento, garantindo que o equipamento permaneça calibrado.