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Un láser de electrones libres de rayos X compacto de alto flujo para las necesidades de metrología de chips de próxima generación

Autores: Rosenzweig, James B.; Andonian, Gerard; Agustsson, Ronald; Anisimov, Petr M.; Araujo, Aurora; Bosco, Fabio; Carillo, Martina; Chiadroni, Enrica; Giannessi, Luca; Huang, Zhirong; Fukasawa, Atsushi; Kim, Dongsung; Kutsaev, Sergey; Lawler, Gerard; Li, Zenghai; Majernik, Nathan; Manwani, Pratik; Maxson, Jared; Miao, Janwei; Migliorati, Mauro; Mostacci, Andrea; Musumeci, Pietro; Murokh, Alex; Nanni, Em

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un láser de electrones libres de rayos X compacto de alto flujo para las necesidades de metrología de chips de próxima generación


Categoría

Gestión y administración

Subcategoría

Gestión del conocimiento

Palabras clave

Ultracompacto
Láser de electrones libres de rayos X
UCXFEL
Fabricación de chips
Fuente de litografía
Sector de dispositivos semiconductores

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Recientemente, se ha dirigido un trabajo considerable al desarrollo de un láser de electrones libres de rayos X ultracompacto (UCXFEL) basado en técnicas emergentes de aceleración criogénica de alto campo, con mejoras dramáticas en el brillo del haz de electrones y conceptos de vanguardia en dinámica de haces, unduladores magnéticos y óptica de rayos X. Este esfuerzo ha dado como resultado un diseño conceptual completo de un UCXFEL de 1 nm (1.24 keV) con una longitud y costo más de un orden de magnitud por debajo de los láseres de electrones libres de rayos X (XFEL) actuales. Este instrumento se ha desarrollado con énfasis en permitir la investigación científica exploratoria en una amplia variedad de campos en un entorno universitario. Al mismo tiempo, se están desarrollando vigorosamente FEL compactos para su uso como instrumentos que permitan la fabricación de chips de próxima generación mediante su uso como fuente de litografía de alto flujo y pocos nm. Este nuevo papel sugiere considerar los XFEL para abordar urgentemente las demandas emergentes en el sector de dispositivos semiconductores, como se identificó en estudios recientes sobre necesidades nacionales, para nuevas fuentes de radiación destinadas a la fabricación de chips. De hecho, se ha demostrado que se pueden utilizar rayos X coherentes para realizar encuestas de resolución de clase de 10-20 nm de estructuras macroscópicas a escala de cm, como chips, utilizando técnicas de laminografía ptychográfica. Dado que el XFEL es un candidato muy prometedor para realizar tales métodos, presentamos aquí un análisis de los problemas y las posibles soluciones asociadas con la extensión del UCXFEL a rayos X más duros (por encima de 7 keV), flujos mucho más altos y niveles de coherencia aumentados, así como métodos de aplicación de tal fuente para laminografía ptychográfica en mediciones de dispositivos microelectrónicos. Discutimos el camino de desarrollo para mover el concepto hacia la rápida realización de una aplicación transformadora basada en XFEL, esbozando tanto los desafíos del sistema FEL como de metrología.

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