Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

Nanoscale Details Photolithographie-Prozess

Published on December 13, 2007 at 10:34 AM

Wissenschaftler am National Institute of Standards and Technology ( NIST ) haben den ersten direkten Messungen der infinitesimalen Expansion und Zusammenbruch der dünnen Polymerfilmen in der Herstellung von hochkomplexen Halbleitern verwendet wird. Es ist eine Sache von nur ein paar Nanometer, aber es kann ausreichen, um die Leistungsfähigkeit der Next-Generation-Chip-Herstellung beeinflussen. Die NIST-Messungen in einem neuen Papier detaillierte bieten einen neuen Einblick in die komplexe Chemie, die die Massenproduktion von leistungsstarken neuen integrierten Schaltungen ermöglicht.

Schematische Darstellung der Photolithographie-Prozess zeigt die Bildung eines Gradienten, die sich von der Photolack entfernt werden (Mitte) in den unbelichteten Teilen der auf den Seiten zu widerstehen. NIST Messungen dokumentieren den Restschwellung Fraktion durch den Entwickler, die Rauheit im Finale entwickelte Bild beitragen können verursacht werden.

Die kleinste kritische Funktionen in Speicher oder Prozessor-Chips gehören Transistor "Tore." In der heutigen modernsten Chips, ist Gate-Länge ca. 45 Nanometer, und die Industrie ist für 32-Nanometer-Gates will. Für den Bau der fast eine Milliarde Transistoren in modernen Mikroprozessoren verwenden die Hersteller Photolithographie, die High-Tech-Nano-Version der Drucktechnik. Der Halbleiter-Wafer ist mit einer dünnen Schicht aus Fotolack, ein Polymer-Formulierung beschichtet und belichtet mit einem gewünschten Muster mit Masken und kurzwelliges Licht (193 nm). Das Licht ändert sich die Löslichkeit der belichteten Bereiche des Resists, und ein Entwickler Flüssigkeit wird verwendet, um die Entfernung zu widerstehen waschen, so dass das Muster, das für die weitere Verarbeitung verwendet wird.

Was genau passiert an der Schnittstelle zwischen den belichteten und unbelichteten Fotolack ist zu einem wichtigen Thema für die Gestaltung der 32-Nanometer-Prozesse. Die meisten der belichteten Bereiche des Photoresist leicht aufquellen und sich auflösen weg, wenn mit dem Entwickler gewaschen. Doch diese Schwellung hervorrufen können die Polymer-Formulierung zu trennen (wie Öl und Wasser) und verändern die unbelichteten Anteile des Resists an den Rändern des Musters, das Aufrauen der Kante. Für einen 32-Nanometer-Funktion wollen die Hersteller diese Rauheit zu halten höchstens zwei oder drei Nanometer.

Industry Modelle des Prozesses haben eine ziemlich einfache Beziehung, in der Kantenrauhigkeit in der exponierten "latente" Bild in der Fotolack überträgt sich unmittelbar auf das entwickelte Muster davon ausgegangen, aber das NIST Messungen zeigen eine sehr viel komplizierter Prozess. Durch die Substitution von Deuterium-basierte schwerem Wasser in der Chemie, war die NIST-Team in der Lage, Neutronen verwenden, um den gesamten Prozess auf der Nanometerskala zu beobachten. Sie fanden heraus, dass an den Rändern der belichteten Bereiche des Photoresist-Komponenten, damit die Entwickler zu einigen Nanometern in den unbelichteten eindringen widerstehen zu interagieren. Diese Schnittstelle Region schwillt an und bleibt geschwollen während dem Spülvorgang zusammenzubrechen, wenn die Oberfläche getrocknet. Das Ausmaß der Schwellung ist deutlich größer als die Moleküle in der zu widerstehen, und im Endeffekt kann die Fähigkeit des Photoresist, um die benötigte Auflösung zu erreichen Rand begrenzen. Auf der positiven Seite, sagen die Forscher, geben ihre Messungen neuen Einblick in die Resist-Chemie könnte geändert werden, um die Schwellung auf optimale Werte zu kontrollieren.

Last Update: 3. October 2011 11:16

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit