Johns Hopkinsin yliopiston tutkijat ovat julkistaneet uuden lähestymistavan sirujen valmistukseen, jossa käytetään lasereita, joiden aallonpituus on 6,5 nm - 6,7 nm -, joka tunnetaan myös pehmeinä röntgensäteinä - ja jotka voivat nostaa litografiatyökalujen resoluution 5 nm:iin tai sen alle, kertoo Cosmos, joka julkaisi artikkelin N.
Tutkijat kutsuvat menetelmäään "beyond-EUV" - ehdottaen, että heidän teknologiansa voisi korvata alan-standardin EUV-litografian -, mutta tutkijat myöntävät, että he ovat tällä hetkellä vuosien päässä edes kokeellisen B-EUV-työkalun rakentamisesta.
Pehmeät röntgensäteet voivat haastaa Hyper-NA:n. Paperilla
Nykyään edistyneimmät sirut valmistetaan käyttämällä EUV-litografiaa, joka toimii 13,5 nm:n aallonpituudella ja voi tuottaa jopa 13 nm (Low-NA EUV 0,33 numeerinen aukko), 8 nm (korkea-NA EUV 0,55 nm) tai jopa 55 nm NA. (Hyper-NA EUV 0,7–0,75 NA) litografiajärjestelmien äärimmäisen monimutkaisuuden kustannuksella, sillä niissä on erittäin kehittynyt optiikka, joka maksaa satoja miljoonia dollareita.
Käyttämällä lyhyempää aallonpituutta Johns Hopkinsin yliopiston tutkijat voivat saada luontaisen resoluution tehosteen jopa linsseillä, joilla on kohtalainen NA. He kohtaavat kuitenkin monia haasteita B-EUV:n kanssa.
Ensinnäkin B-EUV-valonlähteet eivät ole vielä valmiita. Useat tutkijat ovat kokeilleet useita menetelmiä 6,7 nm:n aallonpituuden säteilyn tuottamiseen (esim. gadoliniumlaser{4}}tuotettu plasma), mutta alan-standardia lähestymistapaa ei ole. Toiseksi nämä lyhyemmät aallonpituudet - korkean fotonienergiansa vuoksi - ovat huonosti vuorovaikutuksessa sirujen valmistuksessa käytettyjen perinteisten fotoresistimateriaalien kanssa. Kolmanneksi, koska 6,5 nm - 6,7 nm aallonpituusvalo absorboituu mieluummin kuin heijastuu melkein kaikesta, monikerroksisia{12}}pinnoitettuja peilejä tämäntyyppistä säteilyä varten ei ole valmistettu aikaisemmin.
|
Litografiatyyppi |
Aallonpituus |
Saavutettavissa oleva resoluutio |
Fotonienergia |
Numeerinen aukko (NA) |
Huomautuksia |
|
g-linja (Pre-DUV) |
436 nm |
500 nm |
2,84 eV |
0.3 |
Käyttää elohopeahöyrylamppuja; vanhat solmut; matala resoluutio. |
|
i-linja (Pre-DUV) |
365 nm |
350 nm |
3,40 eV |
0.3 |
Käytetään varhaisessa CMOS-tilassa. |
|
KrF DUV |
248 nm |
90 nm |
5.00 eV |
0.7 - 1.0 |
Käytetty ~130 nm - 90 nm; excimer laser lähde; käytetään edelleen taustatasoissa. |
|
ArF DUV |
193 nm |
65 nm (kuiva) - 45 nm (immersio + monikuvio) |
6,42 eV |
Jopa 1,35 (upotus) |
Edistynein DUV; edelleen välttämätön moni{0}}kuvioiduissa 7 nm–5 nm solmuissa; käytetään moniin kerroksiin 2nm solmuissa. |
|
EUV |
13,5 nm |
13 nm (natiivi), 8 nm (moni{2}}kuviointi) |
92 eV |
0.33 |
Volyymituotannossa 5 nm - 2 nm solmuille. Käytetään tulevina vuosina. |
|
Korkea-NA EUV |
13,5 nm |
8 nm (natiivi), 5 nm (laajennettu) |
92 eV |
0.55 |
Ensimmäiset työkalut: ASML EXE:5200B; kohdistaa yli 2 nm{2}}luokan solmupisteisiin; pienempi kentän koko, korkeammat kustannukset. |
|
Hyper-NA EUV (tulevaisuus) |
13,5 nm |
4 nm tai parempi (teoreettinen) |
92 eV |
0,75 tai enemmän |
Tulevaisuuden tekniikka; vaatii eksoottisia peilejä ja erittäin{0}}tarkkaa suunnittelua. |
|
Pehmeä röntgen-/B-EUV |
6,5 nm - 6.7 nm |
alle 5 nm (teoreettinen) |
185-190 eV |
0.3 - 0.5 (odotettu) |
Kokeellinen; korkean{0}}energiset fotonit; uudet metalli-orgaaniset estokemiat testattavana. |
Lopuksi nämä litografiatyökalut on suunniteltava tyhjästä, ja tällä hetkellä ei ole olemassa ekosysteemiä, joka tukisi suunnittelua komponenteilla ja tarvikkeilla. Yhteenvetona voidaan todeta, että B-EUV-laitteen (tai Soft X-ray-laitteen?) rakentaminen vaatii läpimurtoja valonlähteissä, projektiopeileissä, resistissä ja jopa kulutustarvikkeissa, kuten kalvoissa tai valonaamioissa.
Haasteiden ratkaiseminen yksi kerrallaan
Johns Hopkinsin yliopiston tutkijat professori Michael Tsapatsisin johdolla tutkivat, kuinka tietyt metallit voivat parantaa B-EUV (aallonpituus noin 6 nm) valon ja sirunvalmistuksessa käytettyjen materiaalien välistä vuorovaikutusta (eli ne eivät toimineet muissa pehmeisiin röntgensäteisiin liittyvissä haasteissa).
Tiimi havaitsi, että metallit, kuten sinkki, pystyvät absorboimaan B-EUV-valoa ja emittoimaan elektroneja, jotka sitten laukaisevat kemiallisia reaktioita imidatsoleissa kutsutuissa orgaanisissa yhdisteissä. Nämä reaktiot mahdollistavat erittäin hienojen kuvioiden etsauksen puolijohdelevyille.
Mielenkiintoista on, että vaikka sinkki toimii huonosti perinteisessä 13,5 nm:n EUV-valossa, siitä tulee erittäin tehokas lyhyemmällä aallonpituudella, mikä korostaa, kuinka tärkeää on sovittaa materiaali oikeaan aallonpituuteen.
Näiden metalli-orgaanisten yhdisteiden soveltamiseksi piikiekoihin tutkijat kehittivät tekniikan, jota kutsutaan kemialliseksi nestemäiseksi kerrostukseksi (CLD). Tämä menetelmä luo ohuita, peilimäisiä kerroksia materiaalista nimeltä aZIF (amorfiset zeoliitti-imidatsolaattikehykset), jotka kasvavat nopeudella 1 nm sekunnissa. CLD mahdollistaa myös erilaisten metalli-imidatsoliyhdistelmien nopean testauksen, mikä helpottaa parhaiden parien löytämistä eri litografian aallonpituuksille. Vaikka sinkki sopii hyvin B-EUV:lle, tiimi totesi, että muut metallit saattavat toimia paremmin eri aallonpituuksilla, mikä tarjoaa joustavuutta tuleville sirujen valmistustekniikoille.
Tämä lähestymistapa antaa valmistajille työkalupakin, jossa on vähintään 10 metallielementtiä ja satoja orgaanisia ligandeja, jotta ne voivat luoda räätälöityjä resistejä, jotka on räätälöity tietyille litografiaalustoille, tutkijat paljastavat.
Yhteenveto
Vaikka tutkijat eivät ratkaisseet kaikkia B-EUV-haasteita (esim. lähdeteho, maskit), he edistyivät yhtä kriittisimmistä pullonkauloista: 6 nm:n aallonpituuden valossa toimivien vastustuskykyisten materiaalien löytämisestä. He loivat CLD-prosessin levittääkseen ohuita, yhtenäisiä kalvoja amorfisista zeoliitti-imidatsolaattirungoista (aZIF) piikiekkoille. He osoittivat kokeellisesti, että tietyt metallit (kuten sinkki) voivat absorboida pehmeää röntgenvaloa ja lähettää elektroneja, jotka laukaisevat kemiallisia reaktioita imidatsoli-pohjaisissa resisteissä.
B{0}}EUV:n avulla on ratkaistava paljon haasteita, eikä teknologialla ole selkeää tietä massamarkkinoille. CLD-prosessia voidaan kuitenkin käyttää melko laajasti sekä puolijohdesovelluksissa että ei--puolijohdesovelluksissa.
SeuraaTom's Hardware Google-uutisissa, tailisää meidät ensisijaiseksi lähteeksi, jotta saat -ajankohtaiset uutiset, analyysit ja arvostelut syötteisiisi. Muista klikata Seuraa-painiketta!
