A Johns Hopkins Egyetem kutatói a chipgyártás új megközelítését mutatták be, amely 6,5–6,7 nm hullámhosszú - lézereket használ, más néven lágy röntgen-sugarakat -, amely 5 nm-re vagy az alá növelheti a litográfiai eszközök felbontását – írja a Cosmos egy tanulmányra hivatkozva.
A tudósok módszerüket „túlhaladó-EUV-nak” - nevezik, ami azt sugallja, hogy technológiájuk helyettesítheti az ipari-szokványos EUV-litográfiát -, de a kutatók elismerik, hogy jelenleg évekre vannak még egy kísérleti B-EUV-eszköz megalkotásától is.
A lágy X{0}}sugarak kihívást jelentenek a Hyper-NA-nak. Papíron
A legfejlettebb chipek manapság EUV litográfiával készülnek, amely 13,5 nm-es hullámhosszon működik, és akár 13 nm-es (alacsony -NA EUV, 0,33 numerikus apertúra), 8 nm-es (nagy-NA EUV 0,55 nm) vagy akár 55 nm-es NA-t is képes produkálni. (Hyper-NA EUV 0,7 – 0,75 NA) a litográfiai rendszerek rendkívül bonyolultsága árán, amelyek nagyon fejlett optikával rendelkeznek, és több százmillió dollárba kerülnek.
Rövidebb hullámhossz használatával a Johns Hopkins Egyetem kutatói még mérsékelt NA-val rendelkező objektívekkel is növelhetik a belső felbontást. A B-EUV-vel azonban számos kihívással kell szembenézniük.
Először is, a B‑EUV fényforrások még nincsenek készen. Különböző kutatók többféle módszert is kipróbáltak a 6,7 nm-es hullámhosszú sugárzás előállítására (pl. gadolínium lézer{4}}előállított plazma), de nincs ipari-szabványos megközelítés. Másodszor, ezek a rövidebb hullámhosszak - magas fotonenergiájuk miatt - rosszul kölcsönhatásba lépnek a chipgyártásban használt hagyományos fotoreziszt anyagokkal. Harmadszor, mivel a 6,5 nm - 6,7 nm hullámhosszúságú fényt jóformán minden inkább elnyeli, mint visszaver, ezért az ilyen típusú sugárzáshoz még nem gyártottak többrétegű{12}}bevonatú tükröket.
|
Litográfia típusa |
Hullámhossz |
Elérhető felbontás |
Foton energia |
Numerikus rekesz (NA) |
Megjegyzések |
|
g-sor (Pre-DUV) |
436 nm |
500 nm |
2,84 eV |
0.3 |
Higanygőzlámpákat használ; örökölt csomópontok; alacsony felbontású. |
|
i-sor (Pre-DUV) |
365 nm |
350 nm |
3,40 eV |
0.3 |
Korai CMOS-hoz használták. |
|
KrF DUV |
248 nm |
90 nm |
5.00 eV |
0.7 - 1.0 |
~130 nm-től 90 nm-ig használt; excimer lézerforrás; még mindig használják a háttérrétegekben. |
|
ArF DUV |
193 nm |
65 nm (száraz) - 45 nm (merítés + többszörös mintázás) |
6,42 eV |
Akár 1,35 (merítés) |
A legfejlettebb DUV; továbbra is elengedhetetlen a több-mintázatú 7 nm–5 nm-es csomópontokban; 2nm-es csomópontokban sok réteghez használják. |
|
EUV |
13,5 nm |
13 nm (natív), 8 nm (több-mintázat) |
92 eV |
0.33 |
Térfogatgyártásban 5nm-es - 2nm-es csomópontokhoz. Az elkövetkező években is használható lesz. |
|
Magas -NA EUV |
13,5 nm |
8 nm (natív), 5 nm (kiterjesztett) |
92 eV |
0.55 |
Első eszközök: ASML EXE:5200B; 2 nm-en túli osztálycsomópontokat céloz meg; csökkentett mezőméret, magasabb költség. |
|
Hyper{0}}NA EUV (jövőben) |
13,5 nm |
4 nm vagy jobb (elméleti) |
92 eV |
0,75 vagy több |
Jövő technológiája; egzotikus tükrökre és ultra{0}}nagy pontosságú tervezésre van szükség. |
|
Lágy röntgen-/B-EUV |
6,5 nm - 6.7 nm |
5 nm-nél kisebb (elméleti) |
185-190 eV |
0.3 - 0.5 (várható) |
Kísérleti; nagy{0}}energiájú fotonok; új fém-szerves ellenálló kémia tesztelés alatt. |
Végül ezeket a litográfiai eszközöket a semmiből kell megtervezni, és jelenleg nincs olyan ökoszisztéma, amely komponensekkel és fogyóeszközökkel támogatná a terveket. Összefoglalva, egy B-EUV gép (vagy Soft X-ray gép?) megépítéséhez áttörésre van szükség a fényforrások, a vetítőtükrök, az ellenállások és még az olyan fogyóeszközök, mint a szemcsék vagy a fotómaszkok terén.
A kihívások megoldása egyenként
A Johns Hopkins Egyetem kutatói Michael Tsapatsis professzor vezetésével azt vizsgálták, hogyan javíthatják bizonyos fémek a B-EUV (körülbelül 6 nm hullámhosszúságú) fény és a chipgyártás során használt anyagok közötti kölcsönhatást (azaz nem dolgoztak a lágy röntgensugárzással kapcsolatos egyéb kihívásokon).
A csapat felfedezte, hogy az olyan fémek, mint a cink, képesek elnyelni a B{0}}EUV fényt, és elektronokat bocsátanak ki, amelyek aztán kémiai reakciókat indítanak el az imidazoloknak nevezett szerves vegyületekben. Ezek a reakciók lehetővé teszik nagyon finom minták rámarását a félvezető lapkákra.
Érdekes, hogy míg a cink gyengén teljesít a hagyományos 13,5 nm-es EUV fénnyel, rövidebb hullámhosszon nagyon hatékonyvá válik, rávilágítva arra, hogy mennyire fontos az anyagot a megfelelő hullámhosszal egyeztetni.
Ezeknek a fém-szerves vegyületeknek a szilícium ostyákon való alkalmazására a kutatók kifejlesztették a kémiai folyadéklerakódásnak (CLD) nevezett technikát. Ez a módszer vékony, tükörszerű rétegeket hoz létre az aZIF-nek (amorf zeolit imidazolát keretrendszernek) nevezett anyagból, amelyek 1 nm/s sebességgel nőnek. A CLD lehetővé teszi a különböző fém-imidazol kombinációk gyors tesztelését is, megkönnyítve a legjobb párosítások felfedezését a különböző litográfiai hullámhosszokhoz. Míg a cink jól használható a B-EUV-hez, a csapat megjegyezte, hogy más fémek jobban teljesíthetnek különböző hullámhosszokon, rugalmasságot biztosítva a jövőbeli forgácsgyártási technológiák számára.
Ez a megközelítés legalább 10 fémelemből és több száz szerves ligandumból álló eszköztárat biztosít a gyártóknak, hogy egyedi, speciális litográfiai platformokhoz szabott reziszteket hozzanak létre – tárták fel a kutatók.
Összegzés
Bár a kutatók nem oldották meg a B-EUV kihívások teljes halomát (pl. forrásenergia, maszkok), előmozdították az egyik legkritikusabb szűk keresztmetszetet: olyan ellenálló anyagokat találtak, amelyek képesek működni 6 nm hullámhosszú fénnyel. Létrehozták a CLD-eljárást, amellyel vékony, egyenletes amorf zeolit-imidazolát vázrétegeket (aZIF) visznek fel szilícium lapkákra. Kísérletileg kimutatták, hogy bizonyos fémek (például a cink) képesek elnyelni a lágy röntgensugárzást, és elektronokat bocsátanak ki, amelyek kémiai reakciókat váltanak ki az imidazol-alapú rezisztekben.
A B{0}}EUV-vel rengeteg kihívást kell megoldani, és a technológiának nincs egyértelmű útja a tömegpiac felé. A CLD-folyamat azonban meglehetősen széles körben használható félvezető és nem{2}}félvezető alkalmazásokban egyaránt.
KövesdTom's Hardware a Google Hírekben, vagyvegyen fel minket preferált forrásként, hogy naprakész híreinket, elemzéseinket és véleményeinket hírcsatornáiban--szerelje meg. Ügyeljen arra, hogy kattintson a Követés gombra!
