Die Verwendung von Aufopferungs Nanopartikel zu entfernen, die Auswirkungen von Shot-Rauschen in Kontaktlöchern Vorgefertigte durch Elektronenstrahl-Lithografie

Shankar B. Rananavare; Moshood K. Morakinyo

doi:10.3791/54551

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Methodenartikel

Die Verwendung von Aufopferungs Nanopartikel zu entfernen, die Auswirkungen von Shot-Rauschen in Kontaktlöchern Vorgefertigte durch Elektronenstrahl-Lithografie

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DOI:

10.3791/54551

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12. Februar 2017

Shankar B. Rananavare¹ , Moshood K. Morakinyo²

¹Department of Chemistry, Portland State University, ²Logic Technology Department, Intel Corporation

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Einheitlicher Größe Nanopartikel können in Poly (methylmethacrylat) (PMMA) Photoresistfilme durch Elektronenstrahl (E-Strahl) Lithographie gemustert Schwankungen in Kontaktlochabmessungen entfernen. Das Verfahren beinhaltet die elektrostatische funnelling zum Zentrum und Ablagerung Nanopartikel in Kontaktlöchern, gefolgt von Photoresist-Reflow-und plasma- und Nassätzen Schritte.

Zusammenfassung

Nano-Muster hergestellt mit extrem ultravioletten (EUV) oder Elektronenstrahl (E-Strahl) Lithografie zeigen unerwartete Variationen in der Größe. Diese Variation wurde auf statistische Schwankungen in der Anzahl der Photonen / Elektronen bei einer bestimmten Nanobereich vom Schrotrauschen (SN) auftretenden ankommen zurückzuführen. Die SN variiert invers mit der Quadratwurzel aus einer Anzahl von Photonen / Elektronen. Bei einer festen Dosierung ist die SN größer in der EUV-und E-Beam-Lithografien als bei herkömmlichen (193 nm) optische Lithographie. Bottom-up und Top-down-Musterbildungsverfahren kombiniert werden, um die Effekte von Schrotrauschen in Nano-Lochmusterbildung zu minimieren. Insbesondere wird ein Amino-Silan-Tensid durch Selbstorganisation auf einem Siliziumwafer, die anschließend aufgeschleudert wird mit einem 100 nm-Film aus einem PMMA-basierten E-beam Photoresist. Exposition gegenüber dem E-Strahl und der nachfolgenden Entwicklung enthüllen die zugrunde liegende Tensidfilm an den Böden der Löcher. Eintauchen des Wafers in einer Suspension von negativ geladenen, Citrat-capped, 20 nm galte Nanopartikel (BSP) Einlagen ein Teilchen pro Loch. Der belichtete positiv geladenen oberflächenaktiven Folie in das Loch elektrostatisch Trichtern der negativ geladenen Nanoteilchen an der Mitte eines belichteten Lochs, die permanent die Positionsregistrierungs fixiert. Als nächstes wird durch Erhitzen in der Nähe der Glasübergangstemperatur des Photoresistpolymer, verfließt der Photoresistfilm und verschlingt die Nanopartikel. Dieser Vorgang löscht die von SN betroffen Löcher lässt aber die eingerastet abgelagert GNPs durch starke elektrostatische Bindung. Die Behandlung mit Sauerstoffplasma macht die GNPs durch eine dünne Schicht des Photolacks geätzt wird. Naß-Ätzen der freigelegten GNPs mit einer Lösung von I ₂ / KI ergibt in der Mitte der Vertiefungen durch E-Strahl - Lithographie gemustert angeordnet einheitliche Löcher. Die Experimente zeigen, dargestellt, dass der Ansatz die Variation in der Größe der Löcher reduziert, die durch SN von 35% auf unter 10%. Das Verfahren verlängert die Strukturierungsgrenzen des Transistors Kontaktlöcher auf unter 20 nm.

Einleitung

Das exponentielle Wachstum in Rechenleistung, als ¹ von Moores Gesetz ^{quantifiziert,} ² (1), ist ein Ergebnis der fortschreitenden Fortschritte in der optischen Lithographie. In diesem Top-down - Strukturierungstechnik, die erreichbare Auflösung R wird von dem bekannten Raleigh Satz ³ gegeben:

figure-introduction-1

Hier λ und NA sind die Lichtwellenlänge und der numerischen Apertur, respectively. Man beachte , daß NA = sin....