원자 규모 칩 정렬 : 레이저 홀로그램은 3D 반도체 오버레이 정확도에 대한 새로운 표준을 설정할 수 있습니다.
매사추세츠 대학교 (University of Massachusetts Amherst)의 과학자들은 레이저와 메탈 렌즈를 사용하여 칩에 층을 정렬하는 새로운 방법을 소개했습니다. 새로운 기술은 원자 규모까지 정확도를 달성한다고 주장합니다. scitechdaily. 이 발전은 차세대 프로세스 기술과 멀티 치프 3D 디자인의 통합에 중요 할 수 있습니다.
오버레이 정확도 (기본 레이어와 칩의 한 층의 정확한 정렬)는 로직 칩을 가진 각 웨이퍼가 다른 기계에서 4,000 개가 넘는 제조 단계를 필요로하기 때문에 오늘날의 칩 제작 도구의 가장 중요한 기능 중 하나입니다. 현대의 칩 제작 도구는 주로 고급 광학 대구, 정렬 마크 및 포토 리소 그래피 시스템에 통합 된 폐쇄 루프 제어 시스템을 사용하여 오버레이 작업을 수행합니다.
그러나, 기존 방법은 널리 이격 된 층에 동시에 초점을 맞출 수없고 약 2 – 2.5nm의 해상도 한계에 초점을 맞출 수 없다. 이러한 문제는 다시 초점을 맞추고 포지셔닝하는 동안 잠재적 인 부정확성을 소개하며, 이는 차세대 생산 노드와 수직으로 쌓인 다중 치프 렛 디자인 모두에 문제가 될 수 있습니다.
UMASS Amherst 팀이 제안한 방법은 칩 표면에 특별히 설계된 동심원 금속을 배치하는 것입니다. 레이저로 조명되면이 렌즈는 홀로그램 간섭 패턴을 생성합니다. 이러한 패턴을 분석함으로써 연구자들은 세 가지 공간 축 모두에서 방향과 정확한 변위를 포함하여 두 칩 층이 얼마나 잘못 정렬되는지를 결정할 수 있습니다.
그들의 기술은 0.017nm의 작은 측면 오정렬과 0.134nm까지의 수직 편차를 감지 할 수 있습니다. 이는 원래 목표 100nm 정밀도를 능가하고 광학 현미경이 해결할 수있는 것을 초과합니다. 또한이 방법은 칩 생산 및 3D 칩 통합에서 가장 복잡한 단계 중 하나를 단순화하여 제조 비용을 낮출 수 있다고 생각합니다. 불행히도, 설정이 기존 리소그래피 도구, 본딩 도구 및 실리콘 VIAS 형성 도구와 통합 될 수 있는지는 확실하지 않습니다. 그렇지 않다면,이 기술은 반도체 산업의 근거를 거의 얻지 못할 것입니다.
이 레이저 홀로그램 기술은 칩 제조 이상의 영향을 미칩니다. 기본 레이저 소스와 카메라 인 유사한 설정은 물리적 움직임을 측정하도록 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 압력 또는 진동으로 인한 표면의 이동은 광학 신호로 변환 될 수 있습니다. 이는 환경 감지, 산업 모니터링 및 생의학 진단과 같은 응용 분야에서 기회를 열어줍니다.
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