Röntgenblick auf Halbleiterstrukturen

Das XRM-II Nano-CT wurde von Forschenden der Fraunhofer Gruppe NanoCT Systeme NCTS an der Universität des Saarlandes 2018 in Betrieb genommen

Das neue Mikroskop erreicht ein Auflösungsvermögen im Bereich unter hundert Nanometer.

Integrierte Halbleiterstrukturen (ICs) leisten fundamentale Arbeit in der Mikroelektronik. Der Aufbau dieser Strukturen ist dreidimensional, die Leiterbahnen messen teils nur wenige Nanometer. Mit der Entwicklung der höchstauflösenden Nano-CT leisten Forschende des Fraunhofer-Entwicklungszentrums Röntgentechnik EZRT und des Fraunhofer-Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP einen wichtigen Beitrag zur zerstörungsfreien Charakterisierung und Analyse von ICs. Hierdurch können in Zukunft sowohl das Design der Mikrostrukturen überprüft oder Produktionsfehler frühzeitig entdeckt werden.

Das neue Nano-CT-System XRM-II erreicht ein Auflösungsvermögen im Bereich unter hundert Nanometer. Dies entspricht etwa dem zehntausendfachen eines medizinischen CT-Systems. In dieser Größenskala sieht man nicht nur die Leiterbahnen in ICs, sondern auch die mineralischen Bestandteile von Gestein sowie die Gefüge von Metalllegierungen dreidimensional abgebildet. Das Mikroskop (im Rahmen eines Großgeräteprogramms der DFG finanziert) wurde von Forschenden der Fraunhofer Gruppe NanoCT Systeme NCTS an der Universität des Saarlandes 2018 in Betrieb genommen. Das XRM-II Nano-CT ermöglicht einerseits Radioskopie- und CT-Aufnahmen mit Auflösungen bis unter 100 nm sowie Messungen mit einem höchstauflösenden Raster-Elektronenmikroskop (0,8 nm) für die korrelative Analyse von Materialien in einem Gerät.

Zudem kommt in Saarbrücken ein Mikro-CT Gerät zum Einsatz, welches mit der neuen Technik der Talbot-Lau Interferometrie ausgestattet ist. Diese Technik ermöglicht die simultane räumliche Darstellung von Röntgenschwächung, Phasenkotrast und Kleinwinkelstreuung in Bauteilen von mehreren Zentimetern Größe. Das Talbot-Lau Interferometer ist ortsveränderlich und kann seinen Platz tauschen mit einer In-Situ Zug-Druck-Belastungseinheit, welche Mikro-CT-Aufnahmen an Materialien unter Last erlaubt.