Istraživači sa Sveučilišta Johns Hopkins predstavili su novi pristup izradi čipova koji koristi lasere s valnom duljinom od 6,5 nm ~ 6,7 nm - također poznate kao meke X-zrake - koji bi mogli povećati rezoluciju litografskih alata na 5 nm i niže, izvještava Cosmos, pozivajući se na rad objavljen u Natureu.
Znanstvenici nazivaju svoju metodu 'beyond{0}}EUV' - što sugerira da bi njihova tehnologija mogla zamijeniti industrijski-standard EUV litografije -, ali istraživači priznaju da su trenutno godinama daleko od izrade čak i eksperimentalnog B-EUV alata.
Meke X-zrake mogu izazvati Hyper-NA. Na papiru
Današnji najnapredniji čipovi izrađuju se korištenjem EUV litografije, koja radi na valnoj duljini od 13,5 nm i može proizvesti značajke male od 13 nm (Low-NA EUV od 0,33 numeričke aperture), 8 nm (High-NA EUV od 0,55 NA) ili čak 4nm ~ 5nm (Hyper-NA EUV na 0,7 – 0,75 NA) po cijenu ekstremne složenosti litografskih sustava koji imaju vrlo naprednu optiku koja košta stotine milijuna dolara.
Korištenjem kraće valne duljine, istraživači sa Sveučilišta Johns Hopkins mogu dobiti intrinzično povećanje rezolucije čak i s lećama s umjerenom NA. Međutim, suočavaju se s mnogim izazovima s B-EUV.
Prvo, B‑EUV izvori svjetlosti još nisu spremni. Razni istraživači isprobali su više metoda generiranja zračenja valne duljine od 6,7 nm (npr. plazma-proizvedena gadolinijevim laserom), ali ne postoji industrijski-standardni pristup. Drugo, te kraće valne duljine - zbog svoje visoke energije fotona - slabo djeluju na tradicionalne fotootporne materijale koji se koriste u proizvodnji čipova. Treće, budući da se svjetlost valne duljine 6,5 nm ~ 6,7 nm gotovo sve apsorbira, a ne reflektira, zrcala s višeslojnim-oblogom za ovu vrstu zračenja nisu prije proizvedena.
|
Vrsta litografije |
Valna duljina |
Dostižna rezolucija |
Energija fotona |
Numerička apertura (NA) |
Bilješke |
|
g-linija (Pre-DUV) |
436 nm |
500 nm |
2,84 eV |
0.3 |
Koristi žarulje sa živinom parom; naslijeđeni čvorovi; niske rezolucije. |
|
i-linija (Pre-DUV) |
365 nm |
350 nm |
3,40 eV |
0.3 |
Koristi se za rane CMOS. |
|
KrF DUV |
248 nm |
90 nm |
5,00 eV |
0.7 - 1.0 |
Koristi se od ~130 nm do 90 nm; excimer laser izvor; još uvijek se koristi u pozadinskim slojevima. |
|
ArF DUV |
193 nm |
65 nm (suho) - 45 nm (uranjanje + višestruki uzorak) |
6,42 eV |
Do 1,35 (uronjenje) |
Najnapredniji DUV; još uvijek bitan u više{0}}čvorovima od 7 nm–5 nm; koristi se za mnoge slojeve u 2nm čvorovima. |
|
EUV |
13,5 nm |
13 nm (nativni), 8 nm (više-uzorci) |
92 eV |
0.33 |
U masovnoj proizvodnji za 5nm - 2nm čvorove. Koristit će se godinama koje dolaze. |
|
Visok-NA EUV |
13,5 nm |
8 nm (nativni), 5 nm (prošireni) |
92 eV |
0.55 |
Prvi alati: ASML EXE:5200B; ciljevi iznad 2 nm-klase čvorova; smanjena veličina polja, veći trošak. |
|
Hyper-NA EUV (budućnost) |
13,5 nm |
4 nm ili bolje (teoretski) |
92 eV |
0,75 ili više |
Tehnologija budućnosti; zahtijeva egzotična ogledala i ultra{0}}precizan inženjering. |
|
Meke rendgenske-zrake / B-EUV |
6,5 nm - 6.7 nm |
manje od 5 nm (teoretski) |
185-190 eV |
0.3 - 0.5 (očekivano) |
Eksperimentalno; visoko{0}}energetski fotoni; nove metalne-organske otporne kemikalije koje se testiraju. |
Konačno, ovi alati za litografiju moraju biti dizajnirani ispočetka, a trenutačno ne postoji ekosustav koji podržava dizajn s komponentama i potrošnim materijalom. Ukratko, izgradnja B-EUV stroja (ili mekog X-stroja?) zahtijeva napredak u izvorima svjetlosti, projekcijskim zrcalima, otpornicima, pa čak i potrošnim materijalima poput folija ili fotomaski.
Rješavanje izazova jedan po jedan
Istraživači sa Sveučilišta Johns Hopkins, predvođeni profesorom Michaelom Tsapatsisom, istražili su kako određeni metali mogu poboljšati interakciju između B-EUV (valne duljine oko 6 nm) svjetlosti i otpornih materijala koji se koriste u proizvodnji čipova (tj. nisu radili na drugim izazovima povezanim s mekim X-zrakama).
Tim je otkrio da metali poput cinka mogu apsorbirati B-EUV svjetlost i emitirati elektrone, koji potom pokreću kemijske reakcije u organskim spojevima zvanim imidazoli. Ove reakcije omogućuju urezivanje vrlo finih uzoraka na poluvodičkim pločicama.
Zanimljivo, iako cink ima slabe rezultate s tradicionalnom EUV svjetlošću od 13,5 nm, on postaje vrlo učinkovit na kraćim valnim duljinama, naglašavajući koliko je važno uskladiti materijal s pravom valnom duljinom.
Kako bi primijenili te metalno-organske spojeve na silicijske pločice, istraživači su razvili tehniku koja se zove kemijsko tekuće taloženje (CLD). Ovom metodom stvaraju se tanki,-zrcalni slojevi materijala koji se nazivaju aZIF (amorfni zeolit imidazolatni okviri), rastući brzinom od 1 nm u sekundi. CLD također omogućuje brzo testiranje različitih kombinacija metala i imidazola, što olakšava otkrivanje najboljih parova za različite valne duljine litografije. Iako je cink vrlo prikladan za B-EUV, tim je primijetio da bi drugi metali mogli imati bolje rezultate na različitim valnim duljinama, nudeći fleksibilnost za buduće tehnologije za proizvodnju čipova.
Ovaj pristup proizvođačima daje alat od najmanje 10 metalnih elemenata i stotine organskih liganada za izradu prilagođenih otpornika prilagođenih specifičnim litografskim platformama, otkrili su istraživači.
Sažetak
Iako istraživači nisu riješili cijeli niz B{0}}EUV izazova (npr. napajanje izvora, maske), unaprijedili su jedno od najkritičnijih uskih grla: pronalaženje otpornih materijala koji mogu raditi sa svjetlom valne duljine od 6 nm. Stvorili su CLD proces za nanošenje tankih, ujednačenih filmova okvira amorfnog zeolitnog imidazolata (aZIF) na silicijske pločice. Eksperimentalno su pokazali da određeni metali (kao što je cink) mogu apsorbirati meku svjetlost X-zraka i emitirati elektrone koji pokreću kemijske reakcije u otpornicima na bazi imidazola-.
Mnogo je izazova koje treba riješiti uz B-EUV, a tehnologija nema jasan put do masovnog tržišta. Međutim, CLD postupak može se koristiti prilično široko, kako u poluvodičkim tako i u ne-poluvodičkim aplikacijama.
SlijediteTom's Hardware na Google vijestima, ilidodajte nas kao preferirani izvor, kako biste dobili naše--ažurne vijesti, analize i recenzije u svojim feedovima. Obavezno kliknite gumb Prati!
