Penyelidik di Universiti Johns Hopkins telah mendedahkan pendekatan baharu kepada pembuatan cip yang menggunakan laser dengan panjang gelombang 6.5nm ~ 6.7nm - juga dikenali sebagai sinaran X-lembut - yang boleh meningkatkan resolusi alatan litografi kepada 5nm dan ke bawah, lapor Cosmos, memetik kertas kerja yang diterbitkan dalam Nature.
Para saintis memanggil kaedah mereka 'melampaui-EUV' - mencadangkan bahawa teknologi mereka boleh menggantikan-litografi EUV standard industri - tetapi para penyelidik mengakui mereka pada masa ini masih bertahun-tahun untuk membina walaupun alat B-EUV percubaan.
Sinar X lembut-boleh mencabar Hyper-NA. Di atas kertas
Cip tercanggih pada masa kini dibuat menggunakan litografi EUV, yang beroperasi pada panjang gelombang 13.5 nm dan boleh menghasilkan ciri sekecil 13nm (EUV Rendah-NA EUV sebanyak 0.33 bukaan berangka), 8nm (Tinggi-NA EUV sebanyak 0.55 NA), atau setiap 5nVm y (EUV) pada -NA EUV rendah sebanyak 0.33 apertur), 8nm (Tinggi-NA EUV sebanyak 0.55 NA) atau setiap 5nVm (H) 0.7 – 0.75 NA) dengan kos kerumitan melampau sistem litografi yang mempunyai optik yang sangat maju yang menelan kos ratusan juta dolar.
Dengan menggunakan panjang gelombang yang lebih pendek, penyelidik dari Universiti Johns Hopkins boleh mendapatkan rangsangan resolusi intrinsik walaupun dengan kanta dengan NA sederhana. Walau bagaimanapun, mereka menghadapi banyak cabaran dengan B-EUV.
Pertama, sumber cahaya B‑EUV belum lagi sedia. Pelbagai penyelidik telah mencuba pelbagai kaedah untuk menjana sinaran panjang gelombang 6.7 nm (cth, gadolinium laser-plasma yang dihasilkan), tetapi tiada industri-pendekatan standard. Kedua, panjang gelombang yang lebih pendek ini - disebabkan tenaga fotonnya yang tinggi - berinteraksi dengan lemah dengan bahan fotoresist tradisional yang digunakan dalam pembuatan cip. Ketiga, kerana cahaya panjang gelombang 6.5nm ~ 6.7nm diserap dan bukannya dipantulkan oleh hampir semua perkara, cermin bersalut-berbilang lapis untuk jenis sinaran ini belum dihasilkan sebelum ini.
|
Jenis Litografi |
Panjang gelombang |
Resolusi Boleh Dicapai |
Tenaga Foton |
Bukaan Berangka (NA) |
Nota |
|
g-line (Pra-DUV) |
436 nm |
500 nm |
2.84 eV |
0.3 |
Menggunakan lampu wap merkuri; nod warisan; resolusi rendah. |
|
i-line (Pra-DUV) |
365 nm |
350 nm |
3.40 eV |
0.3 |
Digunakan untuk CMOS awal. |
|
KrF DUV |
248 nm |
90 nm |
5.00 eV |
0.7 - 1.0 |
Digunakan dari ~130 nm hingga 90 nm; sumber laser excimer; masih digunakan dalam lapisan belakang. |
|
ArF DUV |
193 nm |
65 nm (kering) - 45 nm (rendam + berbilang corak) |
6.42 eV |
Sehingga 1.35 (rendam) |
DUV paling maju; masih penting dalam berbilang-nod 7 nm–5 nm bercorak; digunakan untuk banyak lapisan dalam nod 2nm. |
|
EUV |
13.5 nm |
13 nm (asli), 8 nm (berbilang-corak) |
92 eV |
0.33 |
Dalam pengeluaran volum untuk nod 5nm - 2nm. Akan digunakan untuk tahun-tahun akan datang. |
|
Tinggi-NA EUV |
13.5 nm |
8 nm (asli), 5 nm (dilanjutkan) |
92 eV |
0.55 |
Alat pertama: ASML EXE:5200B; sasaran melebihi 2 nm-nod kelas; saiz medan yang dikurangkan, kos yang lebih tinggi. |
|
Hyper-NA EUV (masa hadapan) |
13.5 nm |
4 nm atau lebih baik (teori) |
92 eV |
0.75 atau lebih |
Teknologi masa depan; memerlukan cermin eksotik dan-kejuruteraan berketepatan tinggi. |
|
X lembut-ray / B-EUV |
6.5 nm - 6.7 nm |
kurang daripada 5 nm (teori) |
185-190 eV |
0.3 - 0.5 (dijangka) |
Eksperimen; tinggi-foton tenaga; logam baharu-kimia rintangan organik dalam ujian. |
Akhir sekali, alat litografi ini mesti direka dari awal, dan pada masa ini, tiada ekosistem untuk menyokong reka bentuk dengan komponen dan bahan habis pakai. Ringkasnya, membina mesin B-EUV (atau mesin soft X-ray?) memerlukan kejayaan dalam sumber cahaya, cermin unjuran, rintangan dan juga bahan boleh guna seperti pelikel atau topeng foto.
Menyelesaikan cabaran satu demi satu
Penyelidik di Universiti Johns Hopkins, diketuai oleh Profesor Michael Tsapatsis, meneroka cara logam tertentu boleh meningkatkan interaksi antara cahaya B-EUV (sekitar 6 nm panjang gelombang) dan menahan bahan yang digunakan dalam pembuatan cip (iaitu, mereka tidak mengatasi cabaran lain yang berkaitan dengan sinaran X-Lembut).
Pasukan itu mendapati bahawa logam seperti zink mampu menyerap cahaya B-EUV dan memancarkan elektron, yang kemudian mencetuskan tindak balas kimia dalam sebatian organik yang dipanggil imidazol. Tindak balas ini memungkinkan untuk menggores corak yang sangat halus pada wafer semikonduktor.
Menariknya, walaupun zink berprestasi buruk dengan cahaya EUV 13.5nm tradisional, ia menjadi sangat berkesan pada panjang gelombang yang lebih pendek, menyerlahkan betapa pentingnya memadankan bahan dengan panjang gelombang yang betul.
Untuk menggunakan sebatian logam-organik ini pada wafer silikon, para penyelidik membangunkan teknik yang dipanggil pemendapan cecair kimia (CLD). Kaedah ini menghasilkan lapisan nipis,{1}}seperti cermin bagi bahan yang dipanggil aZIF (rangka kerja imidazolat zeolitik amorfus), berkembang pada kadar 1nm sesaat. CLD juga membenarkan ujian pantas gabungan logam–imidazol yang berbeza, menjadikannya lebih mudah untuk menemui gandingan terbaik untuk panjang gelombang litografi yang berbeza. Walaupun zink sangat sesuai untuk B-EUV, pasukan itu menyatakan bahawa logam lain mungkin berprestasi lebih baik pada panjang gelombang yang berbeza, menawarkan fleksibiliti untuk teknologi pembuatan cip masa hadapan.
Pendekatan ini memberikan pengeluar kotak peralatan sekurang-kurangnya 10 unsur logam dan ratusan ligan organik untuk mencipta rintangan tersuai yang disesuaikan dengan platform litografi tertentu, dedah para penyelidik.
Ringkasan
Walaupun penyelidik tidak menyelesaikan timbunan penuh cabaran B-EUV (cth, kuasa sumber, topeng), mereka memajukan salah satu kesesakan paling kritikal: mencari bahan tahan yang boleh berfungsi dengan cahaya panjang gelombang 6nm. Mereka mencipta proses CLD untuk menggunakan filem nipis dan seragam rangka kerja imidazolat zeolitik amorfus (aZIFs) pada wafer silikon. Mereka secara eksperimen menunjukkan bahawa logam tertentu (seperti zink) boleh menyerap cahaya sinar X-Lembut dan memancarkan elektron yang mencetuskan tindak balas kimia dalam rintangan berasaskan imidazole-.
Terdapat banyak cabaran yang perlu diselesaikan dengan B-EUV, dan teknologi ini tidak mempunyai laluan yang jelas ke pasaran massa. Walau bagaimanapun, proses CLD boleh digunakan secara meluas, baik dalam aplikasi semikonduktor dan bukan-separa konduktor.
IkutPerkakasan Tom di Google News, atautambah kami sebagai sumber pilihan, untuk mendapatkan-maklum{1}}berita, analisis dan ulasan kami dalam suapan anda. Pastikan anda mengklik butang Ikut!
