Målehoved og dets spejlbillede under måling af tyndfilmsegenskaberne på en wafer. Mikroproben er monteret og oplyst i midten af målehovedet om-givet af polsko for at kunne styre magnetfeltet.

Forskning sikrer den digitale hukommelse

torsdag 26 sep 19

Kontakt

Dirch Hjorth Petersen
Seniorforsker
DTU Fysik
45 25 63 24
DTU forskere står bag udvikling af nye metoder til at kvalitetssikre de små mikrochips, der lagrer data på mobil og pc. 

Forskere på DTU har i mange år arbejdet med at udvikle og senere forfine de meget små måleinstrumenter, mikroprober, der anvendes til kvalitetssikring, når man producerer datalagringschip til mobil eller pc. 

Chippene produceres på store siliciumskiver, wafers. Det sker ved at lægge mange lag af elektrisk ledende, elektrisk isolerende og magnetiske tyndfilm på skiven. De enkelte lag kan være blot få atomer tykt. Produktionen sker i store lukkede maskiner i et renrum for at hindre, at støvkorn ødelægger den. På hver skive er der adskillige chip med milliarder af små hukommelsesceller, som alle skal være funktionsdygtige, når produktionen afsluttes. Det er derfor væsentligt at kunne måle undervejs, at de elektriske kredsløb fungerer. 

Kvalitetssikringen sker ved hjælp af meget små måleinstrumenter, mikroprober. Mikroproberne har eksempelvis fire eller flere små elektroder - ’nåle’, der sættes ned på chippene og måler, at deres elektriske kredsløb virker. Afstanden mellem hver ’nål’ på proben afhænger af det kredsløb, der skal undersøges. Til nogle formål anvendes en nanoprobe, hvor afstanden mellem ’nålene’ er helt ned til 500 nm, det vil sige 0,5 tusindedele af en millimeter.

Forskning i mere effektive prober

Seniorforsker Dirch Hjorth Petersen fra DTU Fysik har forsket inden for området i over 15 år. Mange af forskningsprojekterne er sket i tæt samarbejde med virksomheden CAPRES, der udvikler og sælger måleudstyr til producenter af mikrochip. 

”Vi forsker i, hvordan proberne kan gøres mere effektive og stabile. I de senere år har forskningen særlig drejet sig om at videreudvikle metrologimetoden, CIPT (current-in-plane-tunnelling), så probernes målinger bliver endnu mere præcise, og elektroderne i proben bliver optimeret til at kunne tåle de vibrationer, der opstår under produktionen, eksempelvis fra de store ventilatorer, der skal sikre renrummets støvfri produktion,” siger Dirch Hjorth Petersen.

20 år gammel DTU startup

CAPRES er startet af tre tidligere DTU-ansatte i slutningen af 1990’erne. Virksomheden har valgt at bosætte sig på DTU’s campus for at kunne fortsætte et tæt samarbejde med forskerne om yderligere at forfine deres produktion. 

”Særligt som nystartet virksomhed, der tilbød markedet en helt ny teknologi, var det væsentligt at kunne henvise til videnskabelige artikler, som har en høj troværdighed og kunne dokumentere, at vores teknologi var mulig,” siger Peter F. Nielsen, teknologidirektør og medstifter af CAPRES.

Forskerne nyder også godt af samarbejdet. 

”Det giver os mulighed for at anvende CAPRES’ måleinstrumenter til vores forsøg. Måleinstrumenterne er fuldautomatiske maskiner, der giver mig resultater på få timer. Hvis vi selv skulle gennemføre lignende analyser, ville det tage os måneder at få resultaterne,” siger Dirch Hjorth Petersen.

CAPRES er netop blevet købt af en stor amerikansk virksomhed, KLA. Det er bl.a. sket på grund af det tætte samarbejde med DTU og med forvent-ning om en fortsættelse af samarbejdet med forskerne. Derudover anven-der virksomheden DTU Nanolabs renrum til produktion af deres unikke mikro- og nanoprober.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.