PSI macht feinste Details eines Computerchips sichtbar

Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben detaillierte 3-D-Röntgenbilder eines handelsüblichen Computerchips erstellt. Dabei wurden erstmals zerstörungsfrei und ohne Verzeichnungen oder Verzerrungen die Verläufe der innen liegenden, nur 45 Nanometer (45 millionstel Millimeter) breiten Stromleitungen und die 34 Nanometer hohen Transistoren deutlich sichtbar.

» Von Paul Piwnicki, PSI, 21.03.2017 14:30.

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Die Stromleitungen in vielen der elektronischen Chips unserer Computer und Mobiltelefone sind nur 45 Nanometer breit, die Transistoren 34 Nanometer hoch. Während es heute Standard ist, so feine Strukturen herzustellen, ist es immer noch eine Herausforderung, den genauen Aufbau eines solchen fertigen Chips im Detail zu vermessen, um beispielsweise zu prüfen, ob er den Vorgaben entsprechend aufgebaut ist. Heutzutage nutzen Chip-Hersteller für solche Untersuchungen vor allem ein Verfahren, bei dem man den Chip Schicht für Schicht abträgt und dann nach jedem Schritt die Oberfläche mit einem Elektronenmikroskop untersucht. Dieses ist als FIB/SEM – Focused Ion Beam/Scanning Electron Microscope – bekannt.

Jetzt haben Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI die Strukturen in einem Chip zerstörungsfrei in 3-D mittels Röntgenstrahlen abgebildet, sodass der Verlauf der Stromleitungen und die Position der einzelnen Transistoren und anderer Schaltelemente deutlich sichtbar wurden. «Die Bildauflösung, die wir erzeugen konnten, ist ähnlich hoch wie bei dem konventionellen Untersuchungsverfahren FIB/SEM», erklärt Mirko Holler, Leiter des Projekts. «Dafür konnten wir zwei wesentliche Nachteile vermeiden: Erstens blieb bei uns die Probe unbeschädigt und wir haben die vollständige Information über die dreidimensionale Struktur. Zweitens vermeiden wir Verzerrungen der Bilder, die bei FIB/SEM entstehen, wenn die Oberfläche der einzelnen Schnitte nicht genau plan ist.»

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