Džona Hopkinsa universitātes pētnieki ir atklājuši jaunu pieeju mikroshēmu izgatavošanai, izmantojot lāzerus ar 6,5 nm līdz 6,7 nm viļņa garumu -, kas pazīstami arī kā mīkstie rentgena stari -, kas varētu palielināt litogrāfijas rīku izšķirtspēju līdz 5 nm un zemāk, ziņo Cosmos, kas publicēts N, atsaucoties uz rakstu.
Zinātnieki savu metodi sauc par "ārpus-EUV" -, liekot domāt, ka viņu tehnoloģija varētu aizstāt nozares -standarta EUV litogrāfiju -, taču pētnieki atzīst, ka pašlaik viņiem ir vajadzīgi gadi, lai izveidotu pat eksperimentālu B-EUV rīku.
Mīkstie rentgena stari var izaicināt Hyper-NA. Uz papīra
Mūsdienās vismodernākās mikroshēmas tiek izgatavotas, izmantojot EUV litogrāfiju, kas darbojas ar viļņa garumu 13,5 nm un spēj radīt pat 13 nm (zema -NA EUV ar 0,33 skaitlisko diafragmu), 8 nm (augsta -NA EUV 0,55 nm) vai pat 55 nm NA. (Hyper-NA EUV uz 0,7–0,75 NA) uz litogrāfijas sistēmu ārkārtīgi sarežģītības rēķina, kurām ir ļoti progresīva optika, kas maksā simtiem miljonu dolāru.
Izmantojot īsāku viļņa garumu, Džona Hopkinsa universitātes pētnieki var iegūt raksturīgo izšķirtspējas palielinājumu pat ar objektīviem ar mērenu NA. Tomēr viņi saskaras ar daudzām problēmām saistībā ar B-EUV.
Pirmkārt, B‑EUV gaismas avoti vēl nav gatavi. Dažādi pētnieki ir izmēģinājuši vairākas metodes 6,7 nm viļņa garuma starojuma radīšanai (piem., gadolīnija lāzera -ražotā plazma), taču nav nozares-standarta pieejas. Otrkārt, šie īsākie viļņu garumi - to augstās fotonu enerģijas - dēļ slikti mijiedarbojas ar tradicionālajiem fotorezista materiāliem, ko izmanto mikroshēmu ražošanā. Treškārt, tā kā 6,5 nm–6,7 nm viļņa garuma gaismu gandrīz viss absorbē, nevis atstaro, daudzslāņu{12}}pārklāti spoguļi šāda veida starojumam iepriekš nav ražoti.
|
Litogrāfijas veids |
Viļņa garums |
Sasniedzama izšķirtspēja |
Fotonu enerģija |
Skaitliskā diafragma (NA) |
Piezīmes |
|
g-rinda (pirms-DUV) |
436 nm |
500 nm |
2,84 eV |
0.3 |
Izmanto dzīvsudraba tvaika lampas; mantotie mezgli; zema izšķirtspēja. |
|
i-līnija (pirms-DUV) |
365 nm |
350 nm |
3,40 eV |
0.3 |
Izmanto agrīnai CMOS. |
|
KrF DUV |
248 nm |
90 nm |
5.00 eV |
0.7 - 1.0 |
Izmanto no ~130 nm līdz 90 nm; eksimēra lāzera avots; joprojām tiek izmantots aizmugursistēmas slāņos. |
|
ArF DUV |
193 nm |
65 nm (sausā stāvoklī) - 45 nm (iegremdēšana + vairāku modeļu veidošana) |
6,42 eV |
Līdz 1,35 (iegremdēšana) |
Vismodernākais DUV; joprojām ir būtiski daudz{0}}rakstu 7 nm–5 nm mezglos; izmanto daudziem slāņiem 2nm mezglos. |
|
EUV |
13,5 nm |
13 nm (native), 8 nm (vairāki{2}} raksti) |
92 eV |
0.33 |
Apjoma ražošanā 5nm - 2nm mezgliem. Tiks izmantots turpmākajos gados. |
|
Augsta -NA EUV |
13,5 nm |
8 nm (native), 5 nm (pagarināts) |
92 eV |
0.55 |
Pirmie rīki: ASML EXE:5200B; mērķi, kas pārsniedz 2 nm-klases mezglus; samazināts lauka izmērs, augstākas izmaksas. |
|
Hiper{0}}NA EUV (nākotne) |
13,5 nm |
4 nm vai labāk (teorētiski) |
92 eV |
0,75 vai vairāk |
Nākotnes tehnika; nepieciešami eksotiski spoguļi un īpaši{0}}augstas precizitātes inženierija. |
|
Mīksts rentgena starojums/B-EUV |
6,5 nm - 6.7 nm |
mazāks par 5 nm (teorētiski) |
185-190 eV |
0.3 - 0.5 (paredzams) |
Eksperimentāls; augstas{0}enerģijas fotoni; testējamās jaunas metālu-organiskās rezistences ķīmiskās vielas. |
Visbeidzot, šie litogrāfijas rīki ir jāizstrādā no nulles, un pašlaik nav ekosistēmas, kas atbalstītu dizainu ar komponentiem un palīgmateriāliem. Rezumējot, lai izveidotu B-EUV iekārtu (vai mīksto rentgena iekārtu?) ir nepieciešami sasniegumi gaismas avotu, projekcijas spoguļu, rezistentu un pat palīgmateriālu, piemēram, plēvju vai fotomasku, jomā.
Izaicinājumu risināšana pa vienam
Džona Hopkinsa universitātes pētnieki profesora Maikla Tsapatsa vadībā pētīja, kā daži metāli var uzlabot mijiedarbību starp B-EUV (apmēram 6 nm viļņa garums) gaismu un pretoties materiāliem, ko izmanto mikroshēmu ražošanā (ti, tie nedarbojās ar citiem izaicinājumiem, kas saistīti ar mīkstajiem rentgena stariem).
Komanda atklāja, ka metāli, piemēram, cinks, spēj absorbēt B-EUV gaismu un izstarot elektronus, kas pēc tam izraisa ķīmiskas reakcijas organiskajos savienojumos, ko sauc par imidazoliem. Šīs reakcijas ļauj iegravēt ļoti smalkus rakstus uz pusvadītāju plāksnēm.
Interesanti, ka, lai gan cinks darbojas slikti ar tradicionālo 13,5 nm EUV gaismu, tas kļūst ļoti efektīvs pie īsākiem viļņu garumiem, uzsverot, cik svarīgi ir saskaņot materiālu ar pareizo viļņa garumu.
Lai izmantotu šos metālu un organisko savienojumus uz silīcija plāksnēm, pētnieki izstrādāja paņēmienu, ko sauc par ķīmisko šķidro nogulsnēšanos (CLD). Šī metode rada plānus, spoguļa{1}}līdzīgus materiāla slāņus, ko sauc par aZIF (amorfo ceolīta imidazolāta karkasu), kas aug ar ātrumu 1 nm sekundē. CLD ļauj arī ātri pārbaudīt dažādas metāla un imidazola kombinācijas, atvieglojot labāko pāru atrašanu dažādiem litogrāfijas viļņu garumiem. Lai gan cinks ir labi piemērots B-EUV, komanda atzīmēja, ka citi metāli varētu darboties labāk dažādos viļņu garumos, piedāvājot elastību nākotnes mikroshēmu ražošanas tehnoloģijām.
Šī pieeja sniedz ražotājiem rīku komplektu, kurā ir vismaz 10 metāla elementi un simtiem organisko ligandu, lai izveidotu pielāgotus rezistentus, kas pielāgoti konkrētām litogrāfijas platformām, atklāja pētnieki.
Kopsavilkums
Lai gan pētnieki neatrisināja visu B-EUV izaicinājumu kopumu (piem., avota jauda, maskas), viņi izvirzīja vienu no vissvarīgākajām vājajām vietām: tādu materiālu atrašanu, kas var darboties ar 6 nm viļņa garuma gaismu. Viņi izveidoja CLD procesu, lai uz silīcija plāksnēm uzklātu plānas, viendabīgas amorfā ceolīta imidazolāta karkasu (aZIF) plēves. Viņi eksperimentāli parādīja, ka daži metāli (piemēram, cinks) var absorbēt mīksto rentgenstaru gaismu un izstarot elektronus, kas izraisa ķīmiskas reakcijas imidazola{7}}rezistos.
Ar B-EUV ir jāatrisina daudz problēmu, un tehnoloģijai nav skaidra ceļa uz masu tirgu. Tomēr CLD procesu var izmantot diezgan plaši gan pusvadītāju, gan ne{2}}pusvadītāju lietojumos.
SekojietToma aparatūra pakalpojumā Google ziņas, vaipievienojiet mūs kā vēlamo avotu, lai savās plūsmās saņemtu mūsu-jaunākās ziņas, analīzi un pārskatus{1}}. Noteikti noklikšķiniet uz pogas Sekot!
