Un equipo de investigación liderado por el profesor Yishi Shi, de la Universidad de la Academia China de Ciencias, logró un avance en la caracterización y metrología de componentes semiconductores. Los científicos desarrollaron un sistema de mesa de pticografía de reflexión rasante mediante radiación ultravioleta extrema (EUV) de 17,9 nanómetros, capaz de autocalibrar la pose completa del dispositivo durante el proceso de captura de imágenes.
Desafíos en la escala nanométrica
A medida que los componentes de los microchips reducen su tamaño, la inspección en alta resolución exige iluminaciones con longitudes de onda cada vez más cortas. Sin embargo, la microscopía tradicional en el espectro EUV enfrenta serias dificultades técnicas debido a la fuerte absorción de los materiales, lo que vuelve inviables las ópticas transmisivas convencionales y exige sofisticados recubrimientos para las ópticas reflectiva.
La pticografía se presenta como una alternativa sin lentes en la que se escanean regiones de iluminación superpuestas sobre la muestra para reconstruir el campo de onda mediante cómputo. En la geometría de reflexión rasante, con un ángulo de aproximadamente 70 grados, el detector queda fuertemente inclinado respecto a la superficie analizada. Esta disposición produce un muestreo no uniforme sobre la esfera de Ewald y genera distorsiones complejas que las calibraciones tradicionales no lograban corregir por completo, dejando artefactos que afectaban la precisión cuantitativa.
Autocalibración y modelado integral
Para resolver estas limitaciones, el trabajo publicado en la revista Light: Advanced Manufacturing propone un modelo físico unificado que contempla el mapeo entre la esfera de Ewald y el plano inclinado del detector. La herramienta incorpora en el propio modelo de propagación variables experimentales clave, como la distancia de difracción, el ángulo de iluminación tridimensional, la pose tridimensional del detector y las posiciones de escaneo.
Mediante el uso de una función de pérdida en el dominio de características y técnicas de diferenciación automática, el algoritmo logra recuperar simultáneamente la muestra, el haz de iluminación y la geometría del sistema. Este enfoque integral fue probado en muestras de obleas de silicio personalizadas y chips reales, mejorando la fidelidad de reconstrucción y ofreciendo una solución más precisa para la metrología en la industria semiconductora.