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LOS LÁSERES SON LA CLAVE PARA EL FUTURO TRABAJO DE DETECCIÓN EN EL TRATAMIENTO DE CHIPS

Hola, un placer verte por aquí. Te habla Simón Sánchez y hoy vamos a hablar sobre LOS LÁSERES SON LA CLAVE PARA EL FUTURO TRABAJO DE DETECCIÓN EN EL TRATAMIENTO DE CHIPS

NOTICIAS DE CIENCIA E INGENIERÍA

West Lafayette, IN – Los ingenieros de la Universidad de Purdue demostraron conceptos que podrían ahorrar a los fabricantes de chips de computadoras millones de dólares en tiempo de inactividad cada año mediante el uso de láseres para identificar y localizar rápidamente las fuentes de polvo contaminante y otros defectos.

Los fabricantes de semiconductores ya utilizan láseres para detectar partículas de polvo en caras obleas de silicio, que contienen cientos de chips. Pero luego la actividad de fabricación debe detenerse mientras los trabajadores intentan determinar de qué están hechas las partículas de polvo y de dónde provienen, especialmente cuando se encuentran grandes cantidades. La fuente del polvo debe eliminarse antes de que se pueda reanudar la producción. Si se necesita un microscopio electrónico para rastrear el polvo, la oblea contaminada se destruye esencialmente en el proceso, lo que aumenta la pérdida.

Cada oblea de 300 mm, de aproximadamente 12 pulgadas de diámetro, puede producir 200 chips, que en última instancia podrían valer casi un millón de dólares. Si una nueva oblea sale de la línea cada minuto, una hora de inactividad puede costar decenas de millones de dólares.

«Sería una gran ventaja si el contaminante y su fuente pudieran ser identificados y simplemente detectados durante el proceso de inspección láser Online», dijo E. Dan Hirleman, profesor y director de la Escuela de Ingeniería Mecánica de Purdue. “A medida que las características del circuito disminuyen cada 18 meses aproximadamente, el tamaño de un defecto mortal se hace cada vez más pequeño. Una forma de detectar e identificar rápidamente defectos más pequeños es utilizar rayos láser de longitudes de onda más cortas, como en el rango ultravioleta profundo. «

Los mismos láseres que se utilizan para detectar polvo también podrían utilizarse para identificar partículas y comenzar a rastrear la fuente de contaminación en segundos.

Dado que los circuitos de los nuevos chips de computadora son solo un poco más anchos que las partículas, los contaminantes son lo suficientemente grandes como para estropear o cortar los diminutos «cables» de los chips. Los nuevos chips, programados para debutar en 2006, contendrán circuitos de sólo 70 nanómetros de ancho, tan pequeños que se verán afectados por partículas de polvo tan pequeñas como 30 nanómetros, que tienen sólo unos pocos cientos de átomos de diámetro, o alrededor de 1 / 3.000 cabello humano. Aunque las obleas se producen en entornos limpios y aislados del mundo exterior, no es posible deshacerse de todo el polvo.

«Este nanopolvo podría ser cualquier cantidad de cosas, como partículas de tungsteno, silicio o material fotorresistente utilizado en el proceso de fabricación», dijo Hirleman. “Podría ser algo que se haya desprendido del costado de las paredes de la cámara de reacción. Un desafío importante será desarrollar la identificación de materiales Online basada en láser, lo que le permitirá iniciar el proceso de investigación en segundos «.

Los investigadores de Purdue han desarrollado modelos matemáticos que revelan la huella digital de una partícula de polvo oculta en la forma precisa en que «dispersa» la luz láser. El láser se refleja en la superficie casi perfecta del espejo de la oblea de silicio, pero la luz no refleja bien las partículas de polvo. Se dice que parte de la luz se dispersa cuando rebota en diferentes direcciones después de golpear una partícula de polvo. Los diferentes tipos de partículas tienen firmas de dispersión específicas, que pueden modelarse matemáticamente, creando huellas digitales que pueden ayudar a identificar ciertos tipos de partículas.

Hirleman y el estudiante de doctorado Haiping Zhang presentaron un artículo de investigación que detalla los hallazgos el 6 de marzo en la conferencia Process Characterization and Diagnostics in IC Manufacturing en Santa Clara, California. La conferencia, la primera de su tipo, fue patrocinada por la Sociedad de Ingenieros de Instrumentación Fotoóptica.

«Se necesitaba una nueva conferencia debido al crecimiento de la nanotecnología y las necesidades especiales de tecnologías de medición y sensores», dijo Hirleman.

La industria podría utilizar los datos del modelo para diseñar nuevos tipos de herramientas que reduzcan el tiempo de inactividad. Las tecnologías futuras podrían incluso usar láseres para eliminar la contaminación, una especie de sistema de «limpieza en seco con láser» que agitaría la partícula, dijo Hirleman.

Dicha técnica de limpieza en seco sería necesaria porque los métodos de limpieza en húmedo a menudo depositan más partículas de las que eliminan, aumentando efectivamente la contaminación. Los modelos desarrollados en Purdue también serán importantes para el diseño de tales herramientas.

Los ingenieros de investigación miden con precisión cómo la luz láser rebota en el polvo utilizando un nuevo instrumento llamado dispersómetro. Luego, usan estos datos para validar un software de modelado matemático complejo que identifica la composición de una partícula en función de su huella digital de dispersión de luz. Los investigadores de Purdue también están desarrollando un nuevo dispersómetro ultravioleta profundo más preciso que puede detectar partículas más pequeñas, esencial para mantenerse al día con el tamaño cada vez menor de los circuitos de chips de computadora.

El trabajo está financiado por un grupo de agencias gubernamentales y empresas conocidas como el Consorcio de Metrología de Nanodefectos de Semiconductores y la Corporación de Investigación de Semiconductores.

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