Технология производства микросхем «За пределами EUV» приближает мягкую рентгеновскую литографию к сверх-NA EUV

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса представили новый подход к производству чипов, в котором используются лазеры с длиной волны 6,5–6,7 нм -, также известные как мягкие рентгеновские лучи --, которые могут повысить разрешение инструментов литографии до 5 нм и ниже, сообщает Cosmos со ссылкой на статью, опубликованную в журнале Nature.

Ученые называют свой метод «за пределами-EUV» -, предполагая, что их технология может заменить отраслевую-стандартную EUV-литографию -, но исследователи признают, что в настоящее время им еще далеко до создания даже экспериментального инструмента B-EUV.

Мягкие рентгеновские-лучи могут бросить вызов гипер-NA. На бумаге

Самые совершенные чипы в настоящее время изготавливаются с использованием EUV-литографии, которая работает на длине волны 13,5 нм и может создавать элементы размером всего 13 нм (низкая-NA EUV с числовой апертурой 0,33), 8 нм (высокая-NA EUV 0,55 NA) или даже 4–5 нм (гипер-NA EUV с 0,7–0,75). Н.А.) ценой чрезвычайной сложности систем литографии с очень совершенной оптикой, стоимость которой составляет сотни миллионов долларов.

Используя более короткую длину волны, исследователи из Университета Джонса Хопкинса могут добиться существенного повышения разрешения даже с линзами с умеренной числовой апертурой. Однако они сталкиваются со многими проблемами, связанными с B-EUV.

Во-первых, источники света B-EUV еще не готовы. Различные исследователи пробовали несколько методов генерации излучения с длиной волны 6,7 нм (например, плазма, создаваемая гадолиниевым лазером-), но единого-стандартного подхода не существует. Во-вторых, эти более короткие волны - из-за их высокой энергии фотонов - плохо взаимодействуют с традиционными фоторезистическими материалами, используемыми в производстве чипов. В-третьих, поскольку свет с длиной волны 6,5–6,7 нм поглощается, а не отражается практически всем, зеркала с многослойным-покрытием для этого типа излучения раньше не производились.

Наконец, эти инструменты для литографии должны разрабатываться с нуля, и в настоящее время не существует экосистемы для поддержки проектов компонентами и расходными материалами. Подводя итог, создание аппарата B-EUV (или аппарата мягкого рентгеновского излучения?) требует прорыва в источниках света, проекционных зеркалах, резистах и ​​даже расходных материалах, таких как пленки или фотомаски.

Решение задач по одной

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса под руководством профессора Майкла Цапациса изучали, как определенные металлы могут улучшить взаимодействие между B-EUV (длиной волны около 6 нм) и резистивными материалами, используемыми в производстве чипов (т. е. они не помогли решить другие проблемы, связанные с мягким рентгеновским излучением-).

Команда обнаружила, что такие металлы, как цинк, способны поглощать B-EUV-свет и испускать электроны, которые затем запускают химические реакции в органических соединениях, называемых имидазолами. Эти реакции позволяют вытравливать очень мелкие узоры на полупроводниковых пластинах.

Интересно, что, хотя цинк плохо работает с традиционным EUV-светом с длиной волны 13,5 нм, он становится очень эффективным при более коротких длинах волн, что подчеркивает, насколько важно подобрать материал с правильной длиной волны.

Чтобы нанести эти металлоорганические соединения на кремниевые пластины, исследователи разработали метод, называемый химическим жидкостным осаждением (CLD). Этот метод создает тонкие, зеркальные-подобные слои материала под названием aZIF (аморфные цеолитовые имидазолатные каркасы), растущие со скоростью 1 нм в секунду. CLD также позволяет быстро тестировать различные комбинации металлов и имидазола, что упрощает поиск лучших сочетаний для разных длин волн литографии. Хотя цинк хорошо подходит для B-EUV, команда отметила, что другие металлы могут работать лучше на разных длинах волн, обеспечивая гибкость для будущих технологий производства чипов.

По словам исследователей, этот подход дает производителям набор инструментов, состоящий как минимум из 10 металлических элементов и сотен органических лигандов для создания индивидуальных резистов, адаптированных к конкретным платформам литографии.

Краткое содержание

Хотя исследователи не решили полный набор проблем B-EUV (например, мощность источника, маски), они нашли одно из наиболее важных узких мест: поиск резистивных материалов, которые могут работать со светом с длиной волны 6 нм. Они создали процесс CLD для нанесения тонких однородных пленок аморфных цеолитовых имидазолатных каркасов (aZIF) на кремниевые пластины. Они экспериментально показали, что некоторые металлы (например, цинк) могут поглощать мягкие рентгеновские лучи-и испускать электроны, которые запускают химические реакции в резистах на основе имидазола-.

С помощью B-EUV предстоит решить множество проблем, и у этой технологии нет четкого пути к массовому рынку. Однако процесс CLD может использоваться довольно широко как в полупроводниковых, так и в не-полупроводниковых приложениях.

СледоватьОборудование Тома в Новостях Google, илидобавьте нас в качестве предпочтительного источника, чтобы получать наши-актуальные-новости, аналитические материалы и обзоры в своих лентах. Обязательно нажмите кнопку «Подписаться»!