Johns Hopkinsi ülikooli teadlased on avalikustanud uue lähenemisviisi kiibi valmistamisele, mis kasutab lasereid lainepikkusega 6,5 nm kuni 6,7 nm -, mida tuntakse ka pehmete röntgen-kiirtena -, mis võivad suurendada litograafiatööriistade eraldusvõimet 5 nm-ni ja alla selle, teatab Cosmos, viidates ühele artiklile.
Teadlased nimetavad oma meetodit "üle{0}}EUV" -, mis viitab sellele, et nende tehnoloogia võib asendada tööstusharu-standardse EUV litograafia -, kuid teadlased tunnistavad, et neil on praegu veel aastaid aega isegi eksperimentaalse B-EUV tööriista loomisest.
Pehmed röntgen{0}}kiired võivad Hyper-NA-le väljakutseid teha. Paberil
Tänapäeva kõige arenenumate kiipide valmistamisel kasutatakse EUV litograafiat, mis töötab lainepikkusel 13,5 nm ja suudab luua nii väikseid funktsioone kui 13 nm (madal -NA EUV 0,33 numbrilise avaga), 8 nm (kõrge -NA EUV 0,55 nm) või isegi 55 nm NA (Hyper-NA EUV 0,7–0,75 NA) litograafiasüsteemide äärmise keerukuse hinnaga, millel on väga arenenud optika ja mis maksavad sadu miljoneid dollareid.
Lühema lainepikkuse kasutamisel saavad Johns Hopkinsi ülikooli teadlased sisemise eraldusvõime tõuke isegi mõõduka NA-ga objektiividega. Siiski seisavad nad B-EUV-ga silmitsi paljude väljakutsetega.
Esiteks ei ole B-EUV valgusallikad veel valmis. Erinevad teadlased on proovinud mitmeid meetodeid 6,7 nm lainepikkusega kiirguse tekitamiseks (nt gadoliiniumi laseriga toodetud plasma), kuid tööstusharu standardset lähenemisviisi pole. Teiseks interakteeruvad need lühemad lainepikkused - oma kõrge footonenergia - tõttu halvasti traditsiooniliste kiibi valmistamisel kasutatavate fotoresistmaterjalidega. Kolmandaks, kuna lainepikkusega 6,5 nm kuni 6,7 nm valgus pigem neeldub kui peegeldub peaaegu kõiges, pole seda tüüpi kiirguse jaoks mitmekihilise{12}}kattega peegleid varem toodetud.
|
Litograafia tüüp |
Lainepikkus |
Saavutatav resolutsioon |
Footoni energia |
Numbriline ava (NA) |
Märkmed |
|
g-rida (Pre-DUV) |
436 nm |
500 nm |
2,84 eV |
0.3 |
Kasutab elavhõbeda aurulampe; pärandsõlmed; madal eraldusvõime. |
|
i-rida (Pre-DUV) |
365 nm |
350 nm |
3,40 eV |
0.3 |
Kasutatakse varase CMOS-i jaoks. |
|
KrF DUV |
248 nm |
90 nm |
5.00 eV |
0.7 - 1.0 |
Kasutatakse ~130 nm kuni 90 nm; eksimeerlaseri allikas; kasutatakse endiselt taustakihtides. |
|
ArF DUV |
193 nm |
65 nm (kuiv) - 45 nm (keelekümblus + multimuster) |
6,42 eV |
Kuni 1,35 (keelekümblus) |
Kõige arenenum DUV; endiselt oluline mitme{0}}mustriga 7 nm–5 nm sõlmedes; kasutatakse paljude kihtide jaoks 2nm sõlmedes. |
|
EUV |
13,5 nm |
13 nm (native), 8 nm (multi{2}}muster) |
92 eV |
0.33 |
Mahutootmises 5 nm - 2 nm sõlmedele. Kasutatakse veel aastaid. |
|
Kõrge -NA EUV |
13,5 nm |
8 nm (native), 5 nm (laiendatud) |
92 eV |
0.55 |
Esimesed tööriistad: ASML EXE:5200B; sihtmärgid üle 2 nm -klassi sõlmedest; väiksem põllu suurus, kõrgem hind. |
|
Hüper-NA EUV (tulevik) |
13,5 nm |
4 nm või parem (teoreetiline) |
92 eV |
0,75 või rohkem |
Tuleviku tehnika; nõuab eksootilisi peegleid ja ülitäpset{0}}inseneritööd. |
|
Pehme röntgen-/B-EUV |
6,5 nm - 6.7 nm |
vähem kui 5 nm (teoreetiline) |
185-190 eV |
0.3 - 0.5 (oodatud) |
Eksperimentaalne; suure{0}}energiaga footonid; testimisel on uus metalli-orgaanilise resistentsuse keemia. |
Lõpuks tuleb need litograafiatööriistad kujundada nullist ja praegu puudub ökosüsteem, mis toetaks kujundusi komponentide ja kulumaterjalidega. Kokkuvõtteks võib öelda, et B-EUV-masina (või pehme röntgeniaparaadi?) ehitamine nõuab läbimurdeid valgusallikate, projektsioonipeeglite, resistide ja isegi kulumaterjalide, nagu membraanid või fotomaskid, vallas.
Väljakutsete lahendamine ükshaaval
Johns Hopkinsi ülikooli teadlased eesotsas professor Michael Tsapatsisega uurisid, kuidas teatud metallid võivad parandada B-EUV (ligikaudu 6 nm lainepikkusega) valguse ja kiibi valmistamisel kasutatavate materjalide vastastikmõju (st nad ei töötanud muude pehmete röntgenikiirtega seotud väljakutsetega).
Meeskond avastas, et metallid, nagu tsink, on võimelised absorbeerima B-EUV valgust ja kiirgama elektrone, mis seejärel käivitavad keemilised reaktsioonid orgaanilistes ühendites, mida nimetatakse imidasoolideks. Need reaktsioonid võimaldavad pooljuhtplaatidele söövitada väga peeneid mustreid.
Huvitav on see, et kuigi tsink toimib traditsioonilise 13,5 nm EUV valgusega halvasti, muutub see lühematel lainepikkustel väga tõhusaks, rõhutades, kui oluline on sobitada materjal õige lainepikkusega.
Nende metalli-orgaaniliste ühendite kandmiseks räniplaatidele töötasid teadlased välja meetodi, mida nimetatakse keemiliseks vedelsadeseks (CLD). See meetod loob õhukesed, peegel{1}}taolised materjalist, mida nimetatakse aZIF-iks (amorfsed tseoliit-imidasolaadi karkassid), mis kasvavad kiirusega 1 nm sekundis. CLD võimaldab ka erinevate metalli-imidasoolide kombinatsioonide kiiret testimist, muutes erinevate litograafia lainepikkuste jaoks parimate paaride leidmise lihtsamaks. Kuigi tsink sobib hästi B-EUV jaoks, märkis meeskond, et teised metallid võivad erinevatel lainepikkustel paremini toimida, pakkudes tulevaste kiibi valmistamise tehnoloogiate jaoks paindlikkust.
Teadlased avalikustasid, et selline lähenemine annab tootjatele tööriistakasti, mis koosneb vähemalt 10 metallielemendist ja sadadest orgaanilistest liganditest, et luua kohandatud resiste, mis on kohandatud konkreetsetele litograafiaplatvormidele.
Kokkuvõte
Kuigi teadlased ei lahendanud kõiki B-EUV väljakutseid (nt energiaallikas, maskid), saavutasid nad ühe kriitiliseima kitsaskoha: 6 nm lainepikkusega valgusega töötamiseks vastupidavate materjalide leidmise. Nad lõid CLD-protsessi, et kanda räniplaatidele õhukesed, ühtlased amorfse tseoliit-imidasolaadi raamistike (aZIF-id) kiled. Nad näitasid eksperimentaalselt, et teatud metallid (nt tsink) võivad neelata pehmet röntgenkiirgust ja eraldada elektrone, mis käivitavad imidasool{7}}põhistes resistides keemilise reaktsiooni.
B{0}}EUV-ga tuleb lahendada palju väljakutseid ja tehnoloogial pole selget teed massiturule. CLD-protsessi saab siiski kasutada üsna laialdaselt, nii pooljuhtide kui ka mitte{2}}pooljuhtide rakendustes.
JälgiTomi riistvara Google Newsis, võilisage meid eelistatud allikana, et saada oma voogudesse meie ajakohased--uudised, analüüsid ja arvustused. Klõpsake kindlasti nuppu Jälgi!
