Cosmos'un Nature'da yayınlanan bir makaleye atıfta bulunduğunu bildiren Cosmos, Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki araştırmacıların, Yumuşak X-ışınları - olarak da bilinen 6,5 nm ~ 6,7 nm dalga boyuna - sahip lazerler kullanan ve litografi araçlarının çözünürlüğünü 5 nm ve altına çıkarabilen yeni bir çip yapımı yaklaşımını ortaya çıkardıklarını bildirdi.
Bilim insanları yöntemlerini '-EUV'nin ötesinde' - olarak adlandırıyor ve bu da teknolojilerinin endüstri standardı-EUV litografinin - yerini alabileceğini öne sürüyor, ancak araştırmacılar şu anda deneysel bir B-EUV aracı oluşturmaya bile yıllar uzakta olduklarını itiraf ediyor.
Yumuşak X-Işınları Hyper-NA'ya meydan okuyabilir. Kağıt üzerinde
Günümüzde en gelişmiş yongalar, 13,5 nm dalga boyunda çalışan ve 13 nm (0,33 sayısal açıklığa sahip Düşük-NA EUV), 8 nm (0,55 NA'ya sahip Yüksek-NA EUV) veya hatta 4 nm ~ 5 nm (0,7 – 0,75'te Hyper-NA EUV) kadar küçük özellikler üretebilen EUV litografi kullanılarak yapılmaktadır. NA) yüz milyonlarca dolara mal olan çok gelişmiş optiklere sahip litografi sistemlerinin aşırı karmaşıklığı pahasına.
Johns Hopkins Üniversitesi'nden araştırmacılar, daha kısa bir dalga boyu kullanarak, orta düzeyde NA'ya sahip lenslerle bile gerçek bir çözünürlük artışı elde edebiliyorlar. Ancak B-EUV konusunda pek çok zorlukla karşılaşıyorlar.
Öncelikle B‑EUV ışık kaynakları henüz hazır değil. Çeşitli araştırmacılar, 6,7 nm dalga boyunda radyasyon üretmenin birden fazla yöntemini denemiştir (örneğin, gadolinyum lazerle-üretilen plazma), ancak endüstri standardı-bir yaklaşım yoktur. İkinci olarak, yüksek foton enerjileri - nedeniyle bu daha kısa dalga boyları -, çip yapımında kullanılan geleneksel fotorezist malzemelerle zayıf şekilde etkileşime girer. Üçüncüsü, 6,5nm ~ 6,7nm dalga boyundaki ışık hemen hemen her şey tarafından yansıtılmak yerine emildiği için, bu tür radyasyon için çok katmanlı-kaplanmış aynalar daha önce üretilmemiştir.
|
Litografi Türü |
Dalgaboyu |
Ulaşılabilir Çözünürlük |
Foton Enerjisi |
Sayısal Açıklık (NA) |
Notlar |
|
g-satır (Ön-DUV) |
436 deniz mili |
500 deniz mili |
2,84 ev |
0.3 |
Cıva buharlı lambalar kullanır; eski düğümler; düşük çözünürlük. |
|
i-satır (Ön-DUV) |
365 deniz mili |
350 deniz mili |
3,40 ev |
0.3 |
Erken CMOS için kullanılır. |
|
KrF DUV |
248 deniz mili |
90 deniz mili |
5,00 ev |
0.7 - 1.0 |
~130 nm'den 90 nm'ye kadar kullanılır; excimer lazer kaynağı; hala arka uç katmanlarında kullanılıyor. |
|
ArF DUV |
193 deniz mili |
65 nm (kuru) - 45 nm (daldırma + çoklu desenleme) |
6,42 eV |
1,35'e kadar (daldırma) |
En gelişmiş DUV; çoklu-desenli 7 nm–5 nm düğümlerde hala gereklidir; 2 nm düğümlerdeki birçok katman için kullanılır. |
|
EUV |
13,5 nm |
13 nm (doğal), 8 nm (çoklu-örüntüleme) |
92 ev |
0.33 |
5nm - 2nm düğümler için toplu üretimde. Yıllarca kullanılacak. |
|
Yüksek-NA EUV |
13,5 nm |
8 nm (doğal), 5 nm (genişletilmiş) |
92 ev |
0.55 |
İlk araçlar: ASML EXE:5200B; 2 nm-sınıf düğümlerinin ötesindeki hedefler; azaltılmış alan boyutu, daha yüksek maliyet. |
|
Hyper-NA EUV (gelecek) |
13,5 nm |
4 nm veya daha iyisi (teorik) |
92 ev |
0,75 veya daha fazla |
Geleceğin teknolojisi; egzotik aynalar ve ultra-yüksek hassasiyetli mühendislik gerektirir. |
|
Yumuşak X-ışını / B-EUV |
6,5 nm - 6.7 nm |
5 nm'den az (teorik) |
185-190 ev |
0.3 - 0.5 (beklenen) |
Deneysel; yüksek-enerjili fotonlar; yeni metal-organik direnç kimyaları test ediliyor. |
Son olarak bu litografi araçlarının sıfırdan tasarlanması gerekiyor ve tasarımları bileşen ve sarf malzemeleriyle destekleyecek bir ekosistem şu anda mevcut değil. Özetlemek gerekirse, bir B-EUV makinesi (veya Soft X-ışını makinesi?) oluşturmak, ışık kaynaklarında, projeksiyon aynalarında, dirençlerde ve hatta peliküller veya foto maskeler gibi sarf malzemelerinde çığır açıcı ilerlemeler gerektirir.
Zorlukları birer birer çözmek
Profesör Michael Tsapatsis liderliğindeki Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, belirli metallerin B-EUV (yaklaşık 6 nm dalga boyu) ışığı arasındaki etkileşimi nasıl iyileştirebileceğini ve çip yapımında kullanılan malzemelere nasıl direnç gösterebileceğini araştırdı (yani, Soft X-ışınlarıyla ilgili diğer zorluklar üzerinde çalışmadılar).
Ekip, çinko gibi metallerin B-EUV ışığını absorbe edebildiğini ve elektron yayabildiğini, bunun da daha sonra imidazol adı verilen organik bileşiklerde kimyasal reaksiyonları tetikleyebildiğini keşfetti. Bu reaksiyonlar, yarı iletken levhalar üzerine çok ince desenlerin kazınmasını mümkün kılar.
İlginç bir şekilde çinko, geleneksel 13,5 nm EUV ışıkla düşük performans gösterirken, daha kısa dalga boylarında oldukça etkili hale geliyor ve malzemeyi doğru dalga boyuyla eşleştirmenin ne kadar önemli olduğunu vurguluyor.
Bu metal-organik bileşikleri silikon levhalara uygulamak için araştırmacılar, kimyasal sıvı biriktirme (CLD) adı verilen bir teknik geliştirdiler. Bu yöntem, aZIF (amorf zeolitik imidazolat çerçeveleri) adı verilen ve saniyede 1 nm hızla büyüyen bir malzemenin ince, ayna-benzeri katmanlarını oluşturur. CLD ayrıca farklı metal-imidazol kombinasyonlarının hızlı bir şekilde test edilmesine olanak tanıyarak farklı litografi dalga boyları için en iyi eşleşmelerin keşfedilmesini kolaylaştırır. Çinko, B-EUV için çok uygun olsa da ekip, diğer metallerin farklı dalga boylarında daha iyi performans gösterebileceğini ve gelecekteki çip yapımı teknolojileri için esneklik sağlayabileceğini belirtti.
Araştırmacılar, bu yaklaşımın üreticilere, belirli litografi platformlarına göre uyarlanmış özel dirençler oluşturmaları için en az 10 metal element ve yüzlerce organik liganddan oluşan bir araç kutusu sağladığını açıkladı.
Özet
Araştırmacılar, B-EUV zorluklarının tamamını (ör. kaynak gücü, maskeler) çözemeseler de, en kritik darboğazlardan birini geliştirdiler: 6 nm dalga boyundaki ışıkla çalışabilen dirençli malzemeler bulmak. Amorf zeolitik imidazolat çerçevelerin (aZIF'ler) ince, tek biçimli filmlerini silikon levhalara uygulamak için CLD işlemini oluşturdular. Deneysel olarak, belirli metallerin (çinko gibi) Yumuşak X-ışını absorbe edebildiğini ve imidazol-bazlı dirençlerde kimyasal reaksiyonları tetikleyen elektronlar yayabildiğini gösterdiler.
B-EUV ile çözülmesi gereken pek çok zorluk var ve teknolojinin kitlesel pazara giden net bir yolu yok. Bununla birlikte, CLD işlemi hem yarı iletken hem de yarı iletken olmayan uygulamalarda oldukça yaygın olarak kullanılabilir.
Takip etmekTom'un Donanımı Google Haberler'de, veyabizi tercih edilen kaynak olarak ekleyin, feed'lerinizde-güncel-haberlerimizi, analizlerimizi ve incelemelerimizi görmek için. Takip Et butonuna tıklamayı unutmayın!
