Forskning sikrer din digitale hukommelse

Forskning sikrer din digitale hukommelse

DTU forskere står bag udvikling af nye metoder til at kvalitetssikre de små mikrochips, der lagrer data på din 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 kvalitetssik- ring, når datalagringschips produceres til din mobil eller pc.

Chips’ene 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. Produktio- nen sker i store lukkede maskiner i et renrum for at hindre, at støvkorn øde- lægger den. På hver skive er der adskillige chips med milliarder af små hu- kommelsesceller, som alle skal være funktionsdygtige, når produktionen af- sluttes. Det er derfor væsentligt at kunne måle undervejs, at de elektriske kredsløb fungerer.

Kvalitetssikringen sker ved hjælp af utroligt små måleinstrumenter, mikro- prober. Mikroproberne har eksempelvis fire eller flere små elektroder - ’nåle’, der sættes ned på chips’ene 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 afstan- den mellem ’nålene’ er helt ned til 500 nm, det vil sige 0,5 tusindedel af en millimeter.

Forskning i mere effektive prober

Seniorforsker Dirch Hjorth Petersen fra DTU Fysik har forsket inden for om- rådet i over 15 år. Mange af forskningsprojekterne er sket i tæt samarbejde med virksomheden CAPRES, der udvikler og sælger måleudstyr til produ- center af mikrochips.

”Vi forsker i, hvordan proberne kan gøres mere effektive og stabile. I de se- nere år har forskningen særlig drejet sig om at videreudvikle metrologi-me- toden, 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 HjorthPetersen.

20 år gammel DTU start-up

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 fort- sætte et tæt samarbejde med forskerne om yderligere at forfine deres pro- duktion.

”Særligt som nystartet virksomhed, der tilbød markedet en helt ny tekno- logi, 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 re- sultater 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.

- lb