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Los científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst han introducido un método novedoso para alinear capas en chips utilizando láseres y metalensas. Se afirma que la nueva técnica alcanza la precisión a la escalera atómica, informa Scitechdaily. Este avance podría ser crítico para las tecnologías de procesos de próxima engendramiento, así como la integración de diseños 3D de múltiples chipletas.
La precisión de superposición, la alineamiento precisa de una capa de un chip con la capa subyacente, es una de las capacidades más críticas de las herramientas de fabricación de chips actuales, ya que cada sello con chips lógicos requiere más de 4,000 pasos de fabricación realizados por diferentes máquinas. Las herramientas contemporáneas de fabricación de chips realizan operaciones de superposición principalmente utilizando metrología óptica vanguardia, marcas de alineamiento y sistemas de control de circuito cerrado integrados en sistemas de fotolitografía.
Sin secuestro, los métodos existentes enfrentan limitaciones, como la incapacidad de centrarse simultáneamente en capas ampliamente espaciadas y un orilla de resolución de aproximadamente 2 a 2.5 nm. Estos problemas introducen potenciales inexactitudes durante el reenfoque y el posicionamiento, lo que podría ser problemático tanto para los nodos de producción de próxima engendramiento como para los diseños de múltiples chipletos apilados verticalmente en el futuro.
El método propuesto por el equipo UMass Amherst implica colocar metalensas concéntricas especialmente diseñadas en las superficies de los chips. Cuando se iluminan con un láser, estas gafas generan patrones de interferencia holográfica. Al analizar estos patrones, los investigadores pueden determinar cuánto se desalinean dos capas de chips, incluida la dirección y la cantidad precisa de desplazamiento en los tres ejes espaciales.
Su técnica puede detectar desalineaciones laterales tan pequeñas como 0.017 nm y desviaciones verticales hasta 0.134 nm. Esto supera su objetivo flamante de precisión de 100 nm y supera lo que pueden resolver los microscopios ópticos. Por otra parte, creen que el método podría acortar los costos de fabricación simplificando uno de los pasos más complejos en la producción de chips y la integración de chips 3D. Desafortunadamente, no está claro si la configuración puede integrarse con las herramientas de grabado existentes, las herramientas de unión y aunque las herramientas de formación de Silicon VIA. Si no, la tecnología difícilmente obtendrá motivos en la industria de semiconductores.
Esta tecnología de holograma láser tiene implicaciones más allá de la fabricación de chips. Una configuración similar, una fuente láser básica y una cámara, puede adaptarse para contar los movimientos físicos. Por ejemplo, un cambio en una superficie oportuno a la presión o la tembleque se puede traducir a una señal óptica. Esto abre oportunidades en aplicaciones como detección ambiental, monitoreo industrial y diagnosis biomédico.
