Mikroçip üretiminin en hassas ve karmaşık aşamalarından biri olan fotolitografi, Çinli araştırmacıların geliştirdiği yeni yöntemle daha şeffaf ve hatasız hale geliyor. Pekin Üniversitesi, Tsinghua ve Hong Kong Üniversitesi’nden bilim insanlarının ortak çalışmasıyla geliştirilen ‘kriyo-elektron tomografi’ tabanlı sistem, fotorezist sıvının içindeki kusur kaynaklarını doğrudan görselleştirebiliyor.
MİLYARLIK HATALARA SON
Fotolitografi sırasında fotorezist sıvıda meydana gelen mikroskobik topaklanmalar, çiplerin kusurlu üretilmesine yol açabiliyor. Özellikle 5 nanometre gibi son derece küçük ölçekte çalışan çiplerde 30 nanometrelik bir parçacık bile tüm üretimi geçersiz kılabiliyor. Araştırmacılar, bu topakların nasıl oluştuğunu tespit etmek amacıyla, kimyasal süreci moleküler düzeyde ‘dondurup’ incelemeye karar verdi.
DONMUŞ ANLARDAKİ SIR
Araştırma ekibi, kriyo-ET yöntemiyle, fotorezist geliştirme sürecini –175°C’ye kadar soğutarak tüm dinamikleri olduğu gibi korudu. Elektron tomografisiyle malzemenin atomik yapısını 3 boyutlu görüntüleyen ekip, polimer zincirlerinin birbirine dolanarak 30-40 nanometrelik parçacıklara dönüştüğünü gözlemledi. Ayrıca moleküllerin çoğunun çözünmeden yüzeyde kaldığı ve bu nedenle tekrar yüzeye yapışarak kusura neden olduğu belirlendi.
KÜÇÜK DOKUNUŞ, DEV SIÇRAMA
Görselleştirme sonrası geliştirilen iki basit ama etkili yöntem, hataları büyük ölçüde ortadan kaldırdı. İlk olarak, maruziyet sonrası yapılan ‘baking’ aşamasında sıcaklık biraz artırılarak polimer dolanması azaltıldı. İkinci olarak da durulama akışı optimize edilerek topakların yüzeye yeniden yapışması önlendi. Bu müdahaleler, test edilen 12 inçlik çip plakalarında kusurları yüzde 99 oranında azalttı.
ÇİPTE TEMİZ DÖNEM
Geliştiricinin içini ilk kez görünür kılan bu yöntemle, litografi süreci artık sadece tahmine değil gözleme de dayanacak. Çinli araştırmacılar, bu başarıyı “uzun süredir çözülemeyen bir üretim sorununu görünür ve yönetilebilir hale getirdik” sözleriyle yorumladı. Yeni yöntem, Çin’in yerli yarı iletken üretiminde büyük bir adım olarak değerlendiriliyor.
