Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins αποκάλυψαν μια νέα προσέγγιση στην κατασκευή τσιπ που χρησιμοποιεί λέιζερ με μήκος κύματος 6,5 nm ~ 6,7 nm - επίσης γνωστές ως μαλακές ακτίνες X - που θα μπορούσαν να αυξήσουν την ανάλυση των εργαλείων λιθογραφίας στα 5 nm και κάτω, αναφέρει το Cosmos, επικαλούμενο ένα άρθρο.
Οι επιστήμονες αποκαλούν τη μέθοδό τους "πέραν-EUV" - υποδεικνύοντας ότι η τεχνολογία τους θα μπορούσε να αντικαταστήσει τη βιομηχανία-τυποποιημένη λιθογραφία EUV -, αλλά οι ερευνητές παραδέχονται ότι αυτή τη στιγμή απέχουν χρόνια ακόμη και από την κατασκευή ενός πειραματικού εργαλείου B-EUV.
Οι μαλακές ακτίνες Χ-μπορούν να προκαλέσουν το Hyper-NA. Στα χαρτιά
Τα πιο προηγμένα τσιπ σήμερα κατασκευάζονται με χρήση λιθογραφίας EUV, η οποία λειτουργεί σε μήκος κύματος 13,5 nm και μπορεί να παράγει χαρακτηριστικά τόσο μικρά όσο 13 nm (χαμηλό-NA EUV 0,33 αριθμητικό διάφραγμα), 8 nm (Υψηλό-NA EUV 0,55 nm ή ακόμη και ~55 NA), (Hyper-NA EUV σε 0,7 – 0,75 NA) με το κόστος της εξαιρετικής πολυπλοκότητας των συστημάτων λιθογραφίας που διαθέτουν πολύ προηγμένα οπτικά που κοστίζουν εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια.
Χρησιμοποιώντας μικρότερο μήκος κύματος, οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins μπορούν να λάβουν μια εγγενή ενίσχυση ανάλυσης ακόμη και με φακούς με μέτρια NA. Ωστόσο, αντιμετωπίζουν πολλές προκλήσεις με το B-EUV.
Πρώτον, οι πηγές φωτός B‑EUV δεν είναι ακόμη έτοιμες. Διάφοροι ερευνητές έχουν δοκιμάσει πολλαπλές μεθόδους παραγωγής ακτινοβολίας μήκους κύματος 6,7 nm (π.χ. πλάσμα που παράγεται από λέιζερ γαδολίνιο-), αλλά δεν υπάρχει βιομηχανική-τυπική προσέγγιση. Δεύτερον, αυτά τα μικρότερα μήκη κύματος - λόγω της υψηλής ενέργειας φωτονίων τους - αλληλεπιδρούν ελάχιστα με τα παραδοσιακά φωτοανθεκτικά υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τσιπ. Τρίτον, επειδή το φως μήκους κύματος 6,5 nm ~ 6,7 nm απορροφάται αντί να ανακλάται σχεδόν από τα πάντα, δεν έχουν παραχθεί στο παρελθόν πολυστρωματικοί καθρέφτες για αυτόν τον τύπο ακτινοβολίας.
|
Τύπος λιθογραφίας |
Μήκος κύματος |
Εφικτή επίλυση |
Ενέργεια φωτονίων |
Αριθμητικό διάφραγμα (NA) |
Σημειώσεις |
|
g-γραμμή (Pre-DUV) |
436 nm |
500 nm |
2,84 eV |
0.3 |
Χρησιμοποιεί λαμπτήρες ατμού υδραργύρου. παλαιού τύπου κόμβοι? χαμηλή ανάλυση. |
|
i-line (Pre-DUV) |
365 nm |
350 nm |
3,40 eV |
0.3 |
Χρησιμοποιείται για πρώιμα CMOS. |
|
KrF DUV |
248 nm |
90 nm |
5,00 eV |
0.7 - 1.0 |
Χρησιμοποιείται από ~130 nm έως 90 nm. πηγή λέιζερ excimer? εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε στρώματα υποστήριξης. |
|
ArF DUV |
193 nm |
65 nm (στεγνό) - 45 nm (βύθιση + πολλαπλών σχεδίων) |
6,42 eV |
Έως 1,35 (βύθιση) |
Πιο προηγμένο DUV. εξακολουθεί να είναι απαραίτητη σε κόμβους 7 nm–5 nm με πολλά-μοτίβα. χρησιμοποιείται για πολλά επίπεδα σε κόμβους 2nm. |
|
EUV |
13,5 nm |
13 nm (εγγενής), 8 nm (πολυ-μοτίβο) |
92 eV |
0.33 |
Σε παραγωγή όγκου για κόμβους 5nm - 2nm. Θα χρησιμοποιηθεί για τα επόμενα χρόνια. |
|
Υψηλό-NA EUV |
13,5 nm |
8 nm (εγγενής), 5 nm (εκτεταμένο) |
92 eV |
0.55 |
Πρώτα εργαλεία: ASML EXE:5200B; στόχους πέραν των 2 nm-κόμβων κατηγορίας. μειωμένο μέγεθος πεδίου, υψηλότερο κόστος. |
|
Hyper-NA EUV (μέλλον) |
13,5 nm |
4 nm ή καλύτερα (θεωρητικό) |
92 eV |
0,75 ή περισσότερο |
Μελλοντική τεχνολογία. απαιτεί εξωτικούς καθρέφτες και εξαιρετικά{0}}μηχανική υψηλής ακρίβειας. |
|
Μαλακή ακτίνα Χ-/B-EUV |
6,5 nm - 6.7 nm |
λιγότερο από 5 nm (θεωρητικό) |
185-190 eV |
0.3 - 0.5 (αναμενόμενο) |
Πειραματικός; φωτόνια υψηλής-ενέργειας. νέα μεταλλικά-οργανικά ανθεκτικά χημικά υπό δοκιμή. |
Τέλος, αυτά τα λιθογραφικά εργαλεία πρέπει να σχεδιάζονται από την αρχή και επί του παρόντος, δεν υπάρχει κανένα οικοσύστημα που να υποστηρίζει τα σχέδια με εξαρτήματα και αναλώσιμα. Συνοψίζοντας, η κατασκευή μιας μηχανής B{1}}EUV (ή η μηχανή μαλακών ακτίνων Χ;) απαιτεί ανακαλύψεις σε πηγές φωτός, καθρέφτες προβολής, αντιστάσεις, ακόμη και αναλώσιμα, όπως σφαιρίδια ή φωτομάσκες.
Επίλυση προκλήσεων μία κάθε φορά
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, με επικεφαλής τον καθηγητή Michael Tsapatsis, διερεύνησαν πώς ορισμένα μέταλλα μπορούν να βελτιώσουν την αλληλεπίδραση μεταξύ του φωτός B-EUV (περίπου μήκους κύματος 6 nm) και να ανθίστανται στα υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τσιπ (δηλαδή, δεν λειτούργησαν σε άλλες προκλήσεις που σχετίζονται με τις μαλακές ακτίνες X).
Η ομάδα ανακάλυψε ότι μέταλλα όπως ο ψευδάργυρος είναι σε θέση να απορροφούν το φως B-EUV και να εκπέμπουν ηλεκτρόνια, τα οποία στη συνέχεια προκαλούν χημικές αντιδράσεις σε οργανικές ενώσεις που ονομάζονται ιμιδαζόλες. Αυτές οι αντιδράσεις καθιστούν δυνατή την χάραξη πολύ λεπτών σχεδίων σε γκοφρέτες ημιαγωγών.
Είναι ενδιαφέρον ότι, ενώ ο ψευδάργυρος έχει κακή απόδοση με το παραδοσιακό φως EUV 13,5 nm, γίνεται ιδιαίτερα αποτελεσματικός σε μικρότερα μήκη κύματος, υπογραμμίζοντας πόσο σημαντικό είναι να ταιριάζει το υλικό με το σωστό μήκος κύματος.
Για να εφαρμόσουν αυτές τις μεταλλο-οργανικές ενώσεις σε γκοφρέτες πυριτίου, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια τεχνική που ονομάζεται χημική υγρή εναπόθεση (CLD). Αυτή η μέθοδος δημιουργεί λεπτές, σαν καθρέφτες-στρώσεις ενός υλικού που ονομάζεται aZIF (άμορφα πλαίσια ζεόλιθου ιμιδαζολικού), που αναπτύσσονται με ρυθμό 1 nm ανά δευτερόλεπτο. Το CLD επιτρέπει επίσης τη γρήγορη δοκιμή διαφορετικών συνδυασμών μετάλλου-ιμιδαζόλης, διευκολύνοντας την ανακάλυψη των καλύτερων ζευγών για διαφορετικά μήκη κύματος λιθογραφίας. Ενώ ο ψευδάργυρος είναι κατάλληλος για B-EUV, η ομάδα σημείωσε ότι άλλα μέταλλα ενδέχεται να έχουν καλύτερη απόδοση σε διαφορετικά μήκη κύματος, προσφέροντας ευελιξία για μελλοντικές τεχνολογίες κατασκευής τσιπ.
Αυτή η προσέγγιση δίνει στους κατασκευαστές μια εργαλειοθήκη με τουλάχιστον 10 μεταλλικά στοιχεία και εκατοντάδες οργανικούς συνδετήρες για τη δημιουργία προσαρμοσμένων αντιστάσεων προσαρμοσμένων σε συγκεκριμένες πλατφόρμες λιθογραφίας, αποκάλυψαν οι ερευνητές.
Περίληψη
Αν και οι ερευνητές δεν έλυσαν την πλήρη στοίβα των προκλήσεων B-EUV (π.χ. τροφοδοσία πηγής, μάσκες), προχώρησαν σε ένα από τα πιο κρίσιμα σημεία συμφόρησης: την εύρεση ανθεκτικών υλικών που μπορούν να λειτουργήσουν με φως μήκους κύματος 6 nm. Δημιούργησαν τη διαδικασία CLD για την εφαρμογή λεπτών, ομοιόμορφων μεμβρανών άμορφων πλαισίων ζεόλιθου ιμιδαζολικού (aZIFs) σε γκοφρέτες πυριτίου. Έδειξαν πειραματικά ότι ορισμένα μέταλλα (όπως ο ψευδάργυρος) μπορούν να απορροφήσουν το μαλακό φως ακτίνων Χ-και να εκπέμπουν ηλεκτρόνια που πυροδοτούν χημικές αντιδράσεις σε ανθεκτικά υλικά που βασίζονται σε ιμιδαζόλη-.
Υπάρχουν πολλές προκλήσεις που πρέπει να επιλυθούν με το B-EUV και η τεχνολογία δεν έχει ξεκάθαρη πορεία προς τη μαζική αγορά. Ωστόσο, η διαδικασία CLD μπορεί να χρησιμοποιηθεί αρκετά ευρέως, τόσο σε εφαρμογές ημιαγωγών όσο και σε μη{2}}ημιαγωγούς.
ΑκολουθώTom's Hardware στις Ειδήσεις Google, ήπροσθέστε μας ως προτιμώμενη πηγή, για να ενημερώνουμε--τις ενημερωμένες ειδήσεις, αναλύσεις και κριτικές στις ροές σας. Φροντίστε να κάνετε κλικ στο κουμπί Παρακολούθηση!
