Istraživači sa Univerziteta Johns Hopkins predstavili su novi pristup proizvodnji čipova koji koristi lasere s talasnom dužinom od 6,5 nm ~ 6,7 nm - također poznatim kao meki X- zraci - koji bi mogli povećati rezoluciju litografskih alata na 5 nm i niže, izvještava Nature Cosmos, objavljen u časopisu Nature Cosmos.
Naučnici svoju metodu nazivaju 'beyond-EUV' - sugerirajući da bi njihova tehnologija mogla zamijeniti industrijsku-standardnu EUV litografiju -, ali istraživači priznaju da su trenutno godinama daleko od izrade čak i eksperimentalnog B-EUV alata.
Meki X-zraci mogu izazvati Hyper-NA. Na papiru
Najnapredniji čipovi danas se izrađuju pomoću EUV litografije, koja radi na talasnoj dužini od 13,5 nm i može proizvesti karakteristike male veličine od 13 nm (Low-NA EUV od 0,33 numeričkog otvora), 8 nm (High-NA EUV od 0,54m NA ~5} po paru 0,54m NA ~5}) ili EUV na 0,7 – 0,75 NA) po cijenu ekstremne složenosti litografskih sistema koji imaju vrlo naprednu optiku koja košta stotine miliona dolara.
Koristeći kraću talasnu dužinu, istraživači sa Univerziteta Johns Hopkins mogu postići suštinsko povećanje rezolucije čak i sa sočivima sa umerenim NA. Međutim, suočavaju se sa mnogim izazovima sa B-EUV.
Prvo, B‑EUV izvori svjetlosti još nisu spremni. Različiti istraživači su isprobali više metoda za generiranje zračenja talasne dužine od 6,7 nm (npr. plazma proizvedena gadolinijumskim laserom-), ali ne postoji industrijski{5}}standardni pristup. Drugo, ove kraće talasne dužine - zbog svoje visoke energije fotona - slabo komuniciraju sa tradicionalnim fotootpornim materijalima koji se koriste u proizvodnji čipova. Treće, budući da se svjetlost talasne dužine od 6,5 nm ~ 6,7 nm apsorbuje, a ne reflektuje od skoro svega, višeslojna{12}}ogledala za ovu vrstu zračenja nisu se ranije proizvodila.
|
Lithography Type |
Talasna dužina |
Achievable Resolution |
Energija fotona |
Numerički otvor (NA) |
Bilješke |
|
g{0}}linija (pre-DUV) |
436 nm |
500 nm |
2,84 eV |
0.3 |
Koristi žarulje sa živinom parom; naslijeđeni čvorovi; niske rezolucije. |
|
i{0}}linija (pre-DUV) |
365 nm |
350 nm |
3,40 eV |
0.3 |
Koristi se za rani CMOS. |
|
KrF DUV |
248 nm |
90 nm |
5,00 eV |
0.7 - 1.0 |
Koristi se od ~130 nm do 90 nm; izvor ekscimer lasera; i dalje se koristi u pozadinskim slojevima. |
|
ArF DUV |
193 nm |
65 nm (suvo) - 45 nm (uranjanje + multipatterning) |
6,42 eV |
Do 1,35 (uranjanje) |
Najnapredniji DUV; još uvijek bitan u više-uzorcima 7 nm–5 nm čvorova; koristi se za mnoge slojeve u 2nm čvorovima. |
|
EUV |
13,5 nm |
13 nm (nativno), 8 nm (više-uzorak) |
92 eV |
0.33 |
U serijskoj proizvodnji za 5nm - 2nm čvorove. Koristiće se godinama koje dolaze. |
|
Visok-NA EUV |
13,5 nm |
8 nm (nativno), 5 nm (prošireno) |
92 eV |
0.55 |
Prvi alati: ASML EXE:5200B; cilja iznad 2 nm-klase čvorova; smanjena veličina polja, veći trošak. |
|
Hyper{0}}NA EUV (budućnost) |
13,5 nm |
4 nm ili bolje (teoretski) |
92 eV |
0,75 ili više |
Future tech; zahtijeva egzotična ogledala i ultra-inženjering visoke preciznosti. |
|
Meki X- zrak / B-EUV |
6,5 nm - 6.7 nm |
manje od 5 nm (teoretski) |
185-190 eV |
0.3 - 0.5 (očekivano) |
Eksperimentalno; fotoni visoke{0}}e energije; nove metal-organske otporne hemije na testiranju. |
Konačno, ovi alati za litografiju moraju biti dizajnirani od nule, a trenutno ne postoji ekosistem koji bi podržao dizajn sa komponentama i potrošnim materijalom. Ukratko, izgradnja B-EUV mašine (ili Soft X-mašine?) zahtijeva proboj u izvorima svjetlosti, ogledalima za projekciju, otpornicima, pa čak i potrošnim materijalima kao što su pelikule ili fotomaske.
Rješavanje izazova jedan po jedan
Istraživači sa Univerziteta Johns Hopkins, predvođeni profesorom Michaelom Tsapatsisom, istraživali su kako određeni metali mogu poboljšati interakciju između B-EUV (oko 6 nm talasne dužine) svjetlosti i otpornih materijala koji se koriste u proizvodnji čipova (tj. nisu radili na drugim izazovima povezanim s mekim X- zracima).
Tim je otkrio da metali poput cinka mogu apsorbirati B-EUV svjetlost i emitovati elektrone, koji zatim pokreću hemijske reakcije u organskim jedinjenjima zvanim imidazoli. Ove reakcije omogućavaju urezivanje vrlo finih uzoraka na poluvodičke pločice.
Zanimljivo je da, iako cink ima loš učinak s tradicionalnim 13,5 nm EUV svjetlom, on postaje vrlo efikasan na kraćim talasnim dužinama, naglašavajući koliko je važno uskladiti materijal sa pravom talasnom dužinom.
Da bi primijenili ova metalno-organska jedinjenja na silikonske pločice, istraživači su razvili tehniku nazvanu hemijsko tečno taloženje (CLD). Ova metoda stvara tanke, zrcalne-slojeve materijala zvanog aZIF (amorfni zeolitski imidazolatni okviri), koji rastu brzinom od 1 nm u sekundi. CLD takođe omogućava brzo testiranje različitih kombinacija metal-imidazol, što olakšava otkrivanje najboljih parova za različite talasne dužine litografije. Iako je cink vrlo pogodan za B-EUV, tim je primijetio da bi drugi metali mogli imati bolje performanse na različitim talasnim dužinama, nudeći fleksibilnost za buduće tehnologije proizvodnje čipova.
Ovaj pristup proizvođačima daje alat od najmanje 10 metalnih elemenata i stotine organskih liganada za kreiranje prilagođenih otpornika prilagođenih specifičnim litografskim platformama, otkrili su istraživači.
Rezime
Iako istraživači nisu riješili cijeli niz B-EUV izazova (npr. napajanje izvora, maske), oni su unaprijedili jedno od najkritičnijih uskih grla: pronalaženje otpornih materijala koji mogu raditi sa svjetlom talasne dužine od 6 nm. Oni su kreirali CLD proces za nanošenje tankih, ujednačenih filmova amorfnih zeolitskih imidazolatnih okvira (aZIF) na silikonske pločice. Eksperimentalno su pokazali da određeni metali (kao što je cink) mogu apsorbirati meku X-svjetlost i emitovati elektrone koji pokreću hemijske reakcije u otpornicima na bazi imidazola-.
Postoji mnogo izazova koje treba riješiti s B-EUV, a tehnologija nema jasan put do masovnog tržišta. Međutim, CLD proces se može koristiti prilično široko, kako u poluvodičkim tako iu ne-poluvodičkim aplikacijama.
PratiteTom's Hardware na Google Vijestima, ilidodajte nas kao željeni izvor, da dobijete naše-ažurne-vijesti, analize i recenzije u vašim sažetcima. Obavezno kliknite na dugme Prati!
