Технологія виробництва мікросхем «Beyond EUV» наближає літографію м’якого рентгенівського-променю до виклику Hyper-NA EUV

Дослідники з Університету Джона Гопкінса оприлюднили новий підхід до виготовлення мікросхем, який використовує лазери з довжиною хвилі 6,5–6,7 нм -, також відомі як м’які рентгенівські-промені -, які можуть збільшити роздільну здатність інструментів для літографії до 5 нм і нижче, повідомляє Cosmos із посиланням на статтю, опубліковану в Nature.

Вчені називають свій метод «поза-EUV» -, припускаючи, що їхня технологія може замінити промисловий-стандарт EUV-літографії -, але дослідники визнають, що наразі їм ще багато років від створення навіть експериментального інструменту B-EUV.

М’які рентгенівські-промені можуть кинути виклик гіпер-НА. На папері

Найдосконаліші чіпи на сьогоднішній день виготовляються за допомогою EUV-літографії, яка працює на довжині хвилі 13,5 нм і може створювати елементи розміром до 13 нм (Low-NA EUV 0,33 числової апертури), 8 нм (High-NA EUV 0,55 NA) або навіть 4 нм ~ 5 нм (Hyper-NA EUV на 0,7–0,75 NA) ціною надзвичайної складності систем літографії, які мають дуже передову оптику, яка коштує сотні мільйонів доларів.

Використовуючи меншу довжину хвилі, дослідники з Університету Джона Гопкінса можуть отримати власне підвищення роздільної здатності навіть з лінзами з помірною NA. Однак вони стикаються з багатьма проблемами з B-EUV.

По-перше, джерела світла B‑EUV ще не готові. Різні дослідники випробували кілька методів генерації випромінювання з довжиною хвилі 6,7 нм (наприклад, плазма-виробленої гадолінієвим лазером), але стандартного підходу-галузі не існує. По-друге, ці коротші хвилі - через їх високу енергію фотонів - погано взаємодіють із традиційними фоторезистними матеріалами, які використовуються у виробництві мікросхем. По-третє, оскільки світло з довжиною хвилі 6,5–6,7 нм майже все поглинає, а не відбиває, дзеркала з багатошаровим -покриттям для цього типу випромінювання раніше не виготовлялися.

Нарешті, ці інструменти для літографії потрібно розробляти з нуля, і наразі не існує екосистеми, яка б підтримувала дизайн компонентами та витратними матеріалами. Підсумовуючи, створення B-EUV-апарата (чи апарату з м’яким рентгенівським{-променем?) потребує прориву в джерелах світла, проекційних дзеркалах, резистах і навіть витратних матеріалах, як-от плівки чи фотомаски.

Вирішуйте завдання по одному

Дослідники з Університету Джона Гопкінса під керівництвом професора Майкла Цапаціса дослідили, як певні метали можуть покращити взаємодію між світлом B-EUV (довжина хвилі близько 6 нм) і стійкістю до матеріалів, що використовуються у виробництві мікросхем (тобто вони не працювали над іншими проблемами, пов’язаними з м’яким рентгенівським-промінням).

Команда виявила, що такі метали, як цинк, здатні поглинати B-EUV світло та випромінювати електрони, які потім запускають хімічні реакції в органічних сполуках, які називаються імідазолами. Ці реакції дозволяють витравлювати дуже тонкі візерунки на напівпровідникових пластинах.

Цікаво, що в той час як цинк погано працює з традиційним 13,5 нм світлом EUV, він стає дуже ефективним на коротших довжинах хвиль, підкреслюючи, наскільки важливо підібрати правильну довжину хвилі для матеріалу.

Щоб застосувати ці металоорганічні сполуки до кремнієвих пластин, дослідники розробили техніку під назвою хімічне осадження рідиною (CLD). Цей метод створює тонкі дзеркальні -шари матеріалу під назвою aZIF (аморфні цеолітові імідазолатні каркаси), що ростуть зі швидкістю 1 нм на секунду. CLD також дозволяє швидко тестувати різні комбінації метал-імідазол, полегшуючи пошук найкращих пар для різних довжин хвиль літографії. Хоча цинк добре підходить для B-EUV, команда зауважила, що інші метали можуть працювати краще на різних довжинах хвиль, пропонуючи гнучкість для майбутніх технологій виготовлення мікросхем.

Дослідники повідомили, що такий підхід дає виробникам набір інструментів із принаймні 10 металевих елементів і сотень органічних лігандів для створення індивідуальних резистів, адаптованих до конкретних літографічних платформ.

Резюме

Незважаючи на те, що дослідники не розв’язали повний набір проблем B-EUV (наприклад, живлення джерела, маски), вони просунулися до одного з найбільш критичних вузьких місць: пошук резистів, які можуть працювати зі світлом з довжиною хвилі 6 нм. Вони створили процес CLD для нанесення тонких рівномірних плівок аморфних цеолітових імідазолятних каркасів (aZIF) на кремнієві пластини. Вони експериментально показали, що певні метали (наприклад, цинк) можуть поглинати м’яке рентгенівське-світло та випускати електрони, які запускають хімічні реакції в імідазолових-резистах.

За допомогою B-EUV потрібно вирішити багато проблем, і ця технологія не має чіткого шляху до масового ринку. Однак процес CLD можна використовувати досить широко як у напівпровідникових, так і в не-напівпровідникових програмах.

СлідуйтеTom's Hardware у Новинах Google, абододайте нас як бажане джерело, щоб отримувати наші--актуальні новини, аналіз і огляди у ваших стрічках. Обов’язково натисніть кнопку «Підписатися»!