< Terug naar vorige pagina

Project

Zelf-focusserende SIMS met in-situ SPM: een paradigmaverschuiving in 3D-metrologie

Imec heeft onlangs een geïntegreerde oplossing voor deze paradox voorgesteld door het oplossings- en statistiekprobleem op te lossen met behulp van het zogenaamde Self-Focusing SIMS (SF-SIMS) 1,2,3-concept en het 3D-heterogeniteitsprobleem door deze metingen uit te voeren in een nieuw systeem gebaseerd op de combinatie van een ToF-SIMS (Time of Flight - Secondary Ions Mass Spectrometry) en een in-situ AFM (Atomic Force Microscope) -instrument. Dit heeft wel geleid tot een metrologisch concept en instrumentatie die is geoptimaliseerd voor volledige chemische 3D-analyse met nm-nauwkeurigheid. Bovendien kan bij gebruik van de SPM in elektrische modus (SSRM, KPFM, C-AFM) in combinatie met ionenbundelerosie en chemische analyse, een volledige chemische en elektrische 3D-karakterisering worden uitgevoerd. De innovatie van SF-SIMS ligt in het exploiteren van de fysica van clusterion (AxBy +) formatie die stelt dat om een clusterion te vormen de componenten afkomstig moeten zijn van dezelfde botsingscascade in zeer nabije nabijheid (<1 nm). Vandaar dat door een clusterion (AxBy +) te selecteren dat een element (A of B) bevat dat uitsluitend afkomstig is uit het interessegebied (dat wil zeggen Ge van de 10-20 nm SiGe-geul), de analytische informatie zelfgericht is voor dat gebied. Met SF-SIMS kon men de samenstelling van SiGe- bepalen. lagen in sleuven zo smal als 20nm. Deze resultaten hebben geleid tot een sterk industrieel belang bij verschillende fabrikanten van halfgeleiders die de techniek probeerden te implementeren, en met fabrikanten van SIMS-instrumenten die hun instrument aanpasten voor routinematige toepassingen. Ondanks dit vroege succes en industriële interesse, een gedetailleerd begrip van de fysica van het hele concept, de prestaties en toepassingen ervan op 3D-apparaten (FINFET, nanodraden, ...), oppervlakteselectieve depositie van anorganisch (Cu, W, Al2O3) als en organische films (zelfgemonteerde monolagen) moeten nog worden onderzocht. De instrumentatie bij Imec is wereldwijd de eerste en combineert grote clusterionen (Ar3000, O2-5000) als bombardementsstraal in een TOFSIMS (bij uitstek geschikt voor SF-SIMS-analyse) met in-situ (elektrisch) AFM waardoor de chemische stof kan worden waargenomen. en functionele eigenschappen een functie van erosiediepte en biedt een unieke kans om een nieuw niveau in nauwkeurigheid voor 3D-metrologie te bereiken. Binnen het onderzoeksproject onderzoekt de kandidaat de fundamentele aspecten van (clusterbundel) SF-SIMS (grote clusterionen (Ar3000, O2-5000) bij toepassing op heterogene systemen op nanoschaal die betrekking hebben op kwesties zoals clusterselectie, topografieontwikkeling (ondervraagd door de AFM ), redeposition, proximity-effecten op ionisatie, kwantificering, enz. evenals experimentele aspecten zoals het samenspel tussen AFM-metingen en SIMS-transiënten, maar ook aspecten van datafusie (sims & e-SPM). Uiteindelijk zal het project fundamenteel inzicht verschaffen in de verschillende aspecten van SF-SIMS en de toegevoegde waarde van de hybride SIMS-SPM-metrologie bij toepassing op geavanceerde halfgeleiderelementen.

Datum:12 okt 2018  →  Heden
Trefwoorden:SF-SIMS
Disciplines:Klassieke fysica, Elementaire deeltjesfysica en hoge-energie fysica, Andere fysica, Toegepaste wiskunde, Kwantumfysica, Nucleaire fysica, Fysica van gecondenseerde materie en nanofysica, Onderwijskunde
Project type:PhD project