Ein neues Verfahren erlaubt es, Computer-Chips im Detail zu untersuchen, ohne sie dabei zu zerstören.
(Foto: Paul Scherrer Institut / Mirko Holler)
Hersteller von elektronischen Chips, wie sie in Mobiltelefonen und Computern zum Einsatz kommen, haben ein (wortwörtlich) kleines Problem: Die Stromleitungen in diesen Chips sind so unvorstellbar klein (um die 40 Nanometer), dass es schwierig ist, einen fertigen Chip so zu vermessen, dass sich prüfen lässt, ob er ordnungsgemäß aufgebaut ist. In der Regel verwenden Chip-Hersteller für solche Untersuchungen das „FIB/SEM“-Verfahren, bei dem von dem Chip Schicht für Schicht abgetragen und nach jedem Schritt die entstandene Oberfläche mit einem Elektronenmikroskop untersucht wird.
Forscher des Paul Scherrer Instituts in der Schweiz haben nun aber ein Verfahren entwickelt, mit dem es möglich ist, detaillierte 3-D-Röntgenbilder von Computer-Chips anzufertigen. Dadurch lassen sich diese Chips zerstörungsfrei untersuchen.
„Die Bildauflösung, die wir hier erzeugen konnten, ist ähnlich hoch wie bei dem konventionellen Untersuchungsverfahren FIB/SEM“, erläutert Mirko Holler, der 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.“
Derzeit ist es mit den verwendeten Geräten noch nötig, aus dem Chip eine kleines Stück herauszuschneiden, um es zu untersuchen. Das Ziel der Wissenschaftler besteht nun darin, ihr Verfahren so weiterzuentwickeln, dass sich Prüfungen kompletter Chips durchführen lassen. „Dann wird es auch möglich werden, denselben Bereich eines Chips mehrfach zu untersuchen und damit zum Beispiel zu beobachten, wie er sich durch äußere Einflüsse verändert“, so Gabriel Aeppli, Leiter des Forschungsbereichs Synchrotronstrahlung und Nanotechnologie am Paul Scherrer Institut.
Quellen: Paul Scherrer Institut, Nature