Investigadors de la Universitat Johns Hopkins han presentat un nou enfocament per a la fabricació de xips que utilitza làsers amb una longitud d'ona de 6,5 nm ~ 6,7 nm - també coneguts com a raigs X- suaus - que podria augmentar la resolució de les eines de litografia a 5 nm i per sota, informa Cosmos, citant un article publicat a Nature.
Els científics anomenen el seu mètode "més enllà de-EUV" -, cosa que suggereix que la seva tecnologia podria substituir la-litografia EUV estàndard de la indústria -, però els investigadors admeten que actualment estan a anys de construir fins i tot una eina experimental B-EUV.
Els-raigs X suaus poden desafiar Hyper-NA. Sobre paper
Els xips més avançats avui dia es fabriquen mitjançant litografia EUV, que funciona a una longitud d'ona de 13,5 nm i pot produir característiques tan petites com 13 nm (Baix-NA EUV d'obertura numèrica de 0,33), 8 nm (High{-NA EUV de 0,55 Nm) o fins i tot {-NA EUV {-NA}H}} 0,7 – 0,75 NA) a costa de la complexitat extrema dels sistemes de litografia que tenen òptiques molt avançades que costen centenars de milions de dòlars.
Mitjançant una longitud d'ona més curta, els investigadors de la Universitat Johns Hopkins poden obtenir un augment de la resolució intrínseca fins i tot amb lents amb NA moderada. Tanmateix, s'enfronten a molts reptes amb B-EUV.
En primer lloc, les fonts de llum B-EUV encara no estan preparades. Diversos investigadors han provat diversos mètodes per generar radiació de longitud d'ona de 6,7 nm (per exemple, plasma produït per làser de gadolini-), però no hi ha cap enfocament estàndard- de la indústria. En segon lloc, aquestes longituds d'ona més curtes - a causa de la seva alta energia fotogràfica - interaccionen malament amb els materials fotoresistents tradicionals utilitzats en la fabricació d'encenalls. En tercer lloc, com que la llum de longitud d'ona de 6,5 nm ~ 6,7 nm és absorbida en lloc de reflectida per pràcticament tot, no s'han produït miralls recoberts de múltiples capes-per a aquest tipus de radiació.
|
Tipus de litografia |
Longitud d'ona |
Resolució assolible |
Energia fotònica |
Apertura numèrica (NA) |
Notes |
|
g-línia (pre-DUV) |
436 nm |
500 nm |
2,84 eV |
0.3 |
Utilitza làmpades de vapor de mercuri; nodes heretats; baixa resolució. |
|
i-línia (pre-DUV) |
365 nm |
350 nm |
3,40 eV |
0.3 |
S'utilitza per a CMOS primerenc. |
|
KrF DUV |
248 nm |
90 nm |
5,00 eV |
0.7 - 1.0 |
S'utilitza des de ~130 nm fins a 90 nm; font làser excimer; encara s'utilitza a les capes de fons. |
|
ArF DUV |
193 nm |
65 nm (sec) - 45 nm (immersió + multipatterning) |
6,42 eV |
Fins a 1,35 (immersió) |
DUV més avançat; encara és essencial en nodes de 7 nm a 5 nm amb patrons múltiples; s'utilitza per a moltes capes en nodes de 2 nm. |
|
EUV |
13,5 nm |
13 nm (nadiu), 8 nm (patró multi-) |
92 eV |
0.33 |
En producció en volum per a nodes de 5 nm - 2nm. S'utilitzarà durant els propers anys. |
|
Alt-NA EUV |
13,5 nm |
8 nm (natiu), 5 nm (ampliat) |
92 eV |
0.55 |
Primeres eines: ASML EXE:5200B; objectius més enllà dels nodes de classe de 2 nm-; mida del camp reduïda, major cost. |
|
Hyper-NA EUV (futur) |
13,5 nm |
4 nm o millor (teòric) |
92 eV |
0,75 o més |
tecnologia del futur; requereix miralls exòtics i enginyeria d'ultra{0}}precisió. |
|
Raigs X-suaus / B-EUV |
6,5 nm - 6.7 nm |
menys de 5 nm (teòric) |
185-190 eV |
0.3 - 0.5 (esperat) |
Experimental; fotons{0}}d'alta energia; nous productes químics de resistència orgànica-metall a prova. |
Finalment, aquestes eines de litografia s'han de dissenyar des de zero, i actualment, no hi ha un ecosistema que suporti els dissenys amb components i consumibles. En resum, la construcció d'una màquina B-EUV (o una màquina de raigs X-soft?) requereix avenços en fonts de llum, miralls de projecció, resistències i fins i tot consumibles com pel·lícules o fotomàscares.
Resol reptes un a un
Els investigadors de la Universitat Johns Hopkins, dirigits pel professor Michael Tsapatsis, van explorar com certs metalls poden millorar la interacció entre la llum B-EUV (al voltant de 6 nm de longitud d'ona) i resistir els materials utilitzats en la fabricació d'encenalls (és a dir, no van treballar en altres reptes associats amb els raigs X-tous).
L'equip va descobrir que metalls com el zinc són capaços d'absorbir la llum B-EUV i emetre electrons, que després desencadenen reaccions químiques en compostos orgànics anomenats imidazols. Aquestes reaccions permeten gravar patrons molt fins sobre hòsties de semiconductors.
Curiosament, tot i que el zinc funciona malament amb la llum EUV tradicional de 13,5 nm, esdevé molt eficaç a longituds d'ona més curtes, posant de manifest l'important que és fer coincidir el material amb la longitud d'ona adequada.
Per aplicar aquests compostos metall-orgànics a les hòsties de silici, els investigadors van desenvolupar una tècnica anomenada deposició líquida química (CLD). Aquest mètode crea capes fines, semblants a un mirall-d'un material anomenat aZIF (marcs d'imidazolat zeolític amorf), que creixen a una velocitat d'1 nm per segon. CLD també permet fer proves ràpides de diferents combinacions metall-imidazol, cosa que fa que sigui més fàcil descobrir els millors aparellaments per a diferents longituds d'ona de litografia. Tot i que el zinc és molt adequat per a B-EUV, l'equip va assenyalar que altres metalls podrien funcionar millor a diferents longituds d'ona, oferint flexibilitat per a les futures tecnologies de fabricació d'encenalls.
Aquest enfocament ofereix als fabricants una caixa d'eines d'almenys 10 elements metàl·lics i centenars de lligands orgànics per crear resistències personalitzades adaptades a plataformes de litografia específiques, van revelar els investigadors.
Resum
Tot i que els investigadors no van resoldre la pila completa de reptes B-EUV (p. ex., font d'alimentació, màscares), van avançar un dels colls d'ampolla més crítics: trobar materials de resistència que puguin funcionar amb llum de longitud d'ona de 6 nm. Van crear el procés CLD per aplicar pel·lícules primes i uniformes de marcs d'imidazolat zeolític amorf (aZIF) a hòsties de silici. Van demostrar experimentalment que certs metalls (com el zinc) poden absorbir llum de raigs X-tous i emetre electrons que desencadenen reaccions químiques en resistències a base d'imidazol-.
Hi ha molts reptes per resoldre amb B-EUV i la tecnologia no té un camí clar cap al mercat massiu. Tanmateix, el procés CLD es pot utilitzar bastant àmpliament, tant en aplicacions de semiconductors com de no-semiconductors.
SeguiuTom's Hardware a Google News, oafegiu-nos com a font preferida, per rebre--notícies, anàlisis i ressenyes actualitzades als vostres feeds. Assegureu-vos de fer clic al botó Segueix!
