Spettroscopia Raman per sistemi microelettronici più affidabili
La sollecitazione meccanica è un elemento di grande preoccupazione in termini di lavorazione e affidabilità dei microsistemi elettronici. Le tensioni meccaniche locali, infatti, si verificano in quasi tutte le fasi di lavorazione e assemblaggio e poiché possono incidere sulla funzionalità del chip, devono essere attentamente controllate. La spettroscopia micro-Raman (µRS) è una tecnica non distruttiva che si avvale dell'interazione fra la luce laser monocromatica focalizzata attraverso un microscopio e le vibrazioni reticolari (fotoni) o molecolari. Tuttavia, la risoluzione spaziale della maggior parte degli strumenti comunemente utilizzati è, nei migliori dei casi, pari a circa 1mm. I partecipanti al progetto STREAM hanno sviluppato un sistema per il perfezionamento di questa tecnica. Tale progetto ha cercato di sfruttare la sensibilità della spettroscopia micro-Raman nei confronti delle sollecitazioni locali nel reticolo, nell'ambito della lavorazione microelettronica. Tuttavia, la maggiore densità e miniaturizzazione dei dispositivi microelettronici ha reso necessario l'utilizzo di tecniche analitiche dotate di una risoluzione spaziale perfino più elevata di quella che la spettroscopia micro-Raman comunemente utilizzata è in grado di offrire. Per ottenere una migliore risoluzione spaziale, il sistema convenzionale è stato dotato di un autofocus, che garantisce un fuoco costante di circa 0,8 micron (luce laser a 458nm, obiettivo 100x). Inoltre, l'aggiunta di un obiettivo immerso in olio può migliorare la risoluzione spaziale fino a 0,3 micron. Questi miglioramenti consentono l'utilizzo della tecnica di spettroscopia micro-Raman negli studi delle sollecitazioni indotte dalla lavorazione dei dispositivi microelettronici, e di confrontare i dati ottenuti con i valori acquisiti mediante altri metodi, come la diffrazione elettronica a fascio convergente (CBED) e il metodo degli elementi finiti (FEM). Il settore della microelettronica cresce molto rapidamente e con esso la necessità di disporre di metodi di valutazione affidabili. La spettroscopia micro-Raman, associata ai miglioramenti fin qui descritti, potrebbe essere utilizzata come straordinario strumento per la produzione di chip e sistemi microelettronici dalla qualità e affidabilità ancora maggiori.
