Het bereiken van hoge resolutie, kwantitatieve tomografieën van 3-dimensionale nano apparaten

Geavanceerde halfgeleider technologie is afhankelijk van 3D concepten zoals 'nanosheets' met kritische dimensies onder 7 nm. De functionaliteit en prestatie van zulke apparaten is een wisselwerking tussen de structuur en chemische compositie op atomisch niveau. Fabricatie en karakterisatie wordt steeds complexer en vraagt voor slimme fabricatie en 3D metrologische oplossingen met bijna atomische precisie. Gedreven door deze queeste, zijn de laatste jaren twee belangrijke complementaire microscopie concepten als sleutelfiguren opgedoken: transmissie electron microscopie (TEM) en 'atom probe tomography' (APT). Terwijl TEM/EDS een betere ruimtelijke resolutie en nauwkeurigheid geven, is de elementaire sensitiviteit een probleem in de analyse van geavanceerde nano-apparaten. Anderzijds heeft APT een goede elementaire selectiviteit (van H tot U) en sensitiviteit, maar APT's kwantitatieve en ruimtelijke nauwkeurigheid is sterk verminderd in heterogene systemen. Uiteindelijk toont het complementair gebruik van beide concepten een groot potentieel voor 3D analyse op atomaire schaal aangezien het deze limieten overkomt. TEM/APT analyse van complexe nanostructuren en nieuwe materialen heeft nog verschillende problemen (voorbereiding van het sample, kwantificatie, reconstructie) die overkomen moeten worden om de gewenste analytische precisie en nauwkeurigheid te bereiken , in het bijzonder voor hybride benaderingen. Dit project focust op de ontwikkelings vereisten voor de 3D nanoschaal karakterisatie via TEM/APT van 5nm (en kleiner) node apparaten. Dit vereist: a) Het leren van FIB, TEM en APT methodologieën relevant aan toekomstige CMOS gebaseerde geheugen en logica apparaat fabricatie. b) Het evalueren en begrijpen van de rol van TEM/APT specimen dikte, gerelateerde ion straal schade en/of straal-gedreven dynamica op de resultaten van de analyse en de analytische kracht (artefacten, ruimtelijke en kwantitatieve onzekerheid, beperkingen, etc.) c) Het ontwikkelen van analytische werkstromen, data verwerken en fysische analyse protocols (data correlatie, ruis verwijderen, achtergrond correcties, etc.) om hoge resolutie mogelijk te maken, kwantitatieve 3D hybride metrologie. d) Het begrijpen van onderliggende oorzaken en fysische mechanismen achter kwantificatie onnauwkeurigheden in APT en EDX/STEM tomographieën. Het ontwikkelen van gepaste correctie schema's om de 3D chemische kwantificatie nauwkeurigheid van heterogene nanostructuren voor hybride analyse te verbeteren. Het maken van maatstaven en valideren van de analyse resultaten tegenover complementaire technieken zoals RBS, SIMS, etc. e) Het begrijpen van de fysica die artefacten in de APT ruimtelijke reconstructie veroorzaakt en het optimimaliseren van reconstructie procedures gebaseerd op TEM informatie.