Uniformemente nanopartículas de tamaño pueden eliminar las fluctuaciones en contacto dimensiones de los orificios estampados en poli (metacrilato de metilo) (PMMA películas) fotorresistentes por haz de electrones (haz de electrones) litografía. El proceso implica la canalización electrostática para el centro y cerca de depósito nanopartículas en orificios de contacto, seguido de reflujo fotoprotector y los pasos del plasma y de grabado en húmedo.
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Artículo de método
El uso de nanopartículas de sacrificio para eliminar los efectos del ruido de disparo en orificios de contacto fabricadas por haz de electrones de litografía
En este artículo
Resumen
Resumen
Las nano-patrones fabricados con luz ultravioleta extrema (EUV) o por haz de electrones (haz de electrones) litografía exhiben variaciones inesperadas en tamaño. Esta variación se ha atribuido a fluctuaciones estadísticas en el número de fotones / electrones que llegan a un nano-región determinada derivada de disparo-ruido (SN). El SN varía inversamente a la raíz cuadrada de un número de fotones / electrones. Para una dosis fija, el SN es mayor en EUV y de rayos E litografías que para los tradicionales (193 nm) litografía óptica. enfoques de abajo arriba y de arriba hacia abajo de modelado se combinan para minimizar los efectos de ruido de disparo en los patrones de nano-agujero. Específicamente, un amino-silano tensioactivos auto-ensambla en una oblea de silicio que está posteriormente mediante revestimiento por centrifugación con una película de 100 nm de un fotorresistente E-beam basado en PMMA. La exposición al haz de electrones y el posterior desarrollo descubrir la película de tensioactivo subyacente en el fondo de los agujeros. Sumergiendo la oblea en una suspensión de carga negativa, citrato límite máximo, 20 nm gnanopartículas de edad (PNB) los depósitos de una partícula por el agujero. La película tensioactivo cargado positivamente expuesta en el agujero embudos electrostáticamente la nanopartícula cargada negativamente al centro de un agujero expuesto, que fija de forma permanente el registro de posición. A continuación, mediante calentamiento cerca de la temperatura de transición vítrea del polímero de resina fotosensible, la película de resina fotosensible y reflujos envuelve a las nanopartículas. Este proceso borra los agujeros afectados por SN, pero deja los PNB depositados bajo llave en su lugar por una fuerte unión electrostática. El tratamiento con plasma de oxígeno expone los PNB por ataque químico una capa fina de la resina fotosensible. Wet-grabado los PNB expuestas con una solución de I2 / KI produce agujeros uniformes ubicados en el centro de muescas estampadas mediante litografía por haz de electrones. Los experimentos presentados muestran que el enfoque reduce la variación en el tamaño de los agujeros causados por SN de 35% a menos del 10%. El método se extiende de los límites de modelado de orificios de contacto transistor hasta por debajo de 20 nm.
Introducción
El crecimiento exponencial de la potencia de cálculo, tal como se cuantifica por la ley de Moore 1, 2 (1), es un resultado de los avances progresivos en la litografía óptica. En esta técnica de modelado de arriba hacia abajo, la resolución alcanzable, R, viene dada por el conocido teorema de Raleigh 3:
Aquí, λ y NA son la longitud de onda de la luz y la apertura numérica, respectivamente. Tenga en cuenta....
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Protocolo
1. Caracterizar y derivar la superficie de las obleas de silicio
- Limpiar la superficie de las obleas utilizando Radio Corporation of America (RCA) Soluciones de limpieza SC1 y SC2.
- Preparar SC1 y SC2 mezclando volumétricamente los siguientes productos químicos:
SC1: H 2 O 2: NH4OH: H2O = 1: 1: 5 v / v y SC2: H 2 O 2: HCl: H2O = 1: 5 v / v:. 1- Sumergir la oblea en SC1 durante 10 minutos a 70 ° C, y luego realizar un lavado con agua desionizada.
- Sigue un protocolo similar para SC2 (10 min a 70 ° C, seguido ....
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Resultados
La Figura 2 muestra una imagen SEM de los PNB 20 nm depositados en agujeros de diámetro 80 nm estampadas en una película de PMMA 60-100 nm de espesor impulsado por canalización electrostática. Como se ha observado por otros 22, el proceso dio como resultado aproximadamente una partícula por hoyo. La distribución de las partículas alrededor del centro de los agujeros era de Gauss (margen superior derecho). La mayoría de los agujeros (93%) contenían.......
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Discusión
Shot-ruido (SN) en la litografía es una simple consecuencia de las fluctuaciones estadísticas en el número de fotones o partículas (N) que llegan a un nano-región determinada; es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de un número de fotones / partículas:
donde A y R son el área y el tamaño de la región expuesta, respectivamente. Por ejemplo, cuando se utiliza un ArF 193-nm (6,4-eV.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Intel Corporation financió este trabajo a través de la subvención número 414.305, y la Iniciativa de Nanotecnología y Micro Oregon (ONAMI) proporcionó fondos de contrapartida. Agradecemos el apoyo y el asesoramiento del Dr. James Blackwell en todas las fases de este trabajo. Un agradecimiento especial a dibujó Beasau y Chelsea Benedict para el análisis de las estadísticas de posicionamiento de partículas. Agradecemos al profesor Hall para una lectura cuidadosa del manuscrito y el Dr. Kurt Langworthy, de la Universidad de Oregon, Eugene, Oregón, por su ayuda con la litografía por haz de electrones.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| AATMS (95%) | Gelest Inc. | SIA0595.0 | N-(2-aminoetil)-11-aminounciltrimetoxisilano |
| Coloides de oro (Ted Pella Inc.) | Ted Pella | 15705-20 | Naopartículas |
| de oro peróxido de hidrógeno | Fisher Scientific | H325-100 | Grado analítico (utilizado para limpiar obleas) |
| ácido clorhídrico | Fisher Scientific | S25358 | |
| Hidróxido de amonio de | Fisher Scientific | A669S-500SDS | Grado analítico (utilizado para limpiar obleas) |
| fluoruro de hidrógeno | Fisher Scientific | AC277250250 | Grado analítico (utilizado para grabar SiO2) |
| Tolueno (anhidro, 99.8%) | Sigma Aldrich | 244511 | Grado analítico (solvente utilizado en el autoensamblaje de AATMS |
| Alcohol isopropílico (IPA) | Sigma Aldrich | W292907 | Grado analítico (utilizado para hacer revelador) |
| Metil butil cetona (MIBK) | Sigma Aldrich | 29261 | Grado analítico (utilizado para hacer revelador) |
| 1:3 MIBK:IPA revelador | Sigma Aldrich | Grado analítico (revelador) | |
| 950 k poli(metacilato de metilo (PMMA, 4% en anisol) | Sigma Aldrich | 182265 | Fotorresistente para litografía |
| de haz EAgua purificada: Unidad de purificación de agua de Barnstead Sybron Corporation, resistividad de 19.0 MΩ cm | Agua para la limpieza del sustrato | ||
| Elipsómetro Gaertner | Gaertner | Resist y SAM | |
| XPS, ThermoScientifc ESCALAB 250 | instrumento Thermo-Scientific | Composición de la superficie | |
| An FEI Siron XL30 | Fei Corporation | Caracterizar nanopatrones | |
| Zeiss sigma VP FEG SEM | Zeiss Corporation | Exposición y modelado de haces electrónicos | |
| MDS 100 Cámara CCD | Kodak | Imaging Formas de gota para mediciones de ángulo de contacto | |
| Tegal Plasmod | Tegal | Plasma de oxígeno para fotorresistente | |
| I2 | Sigma Aldrich | 451045 | Componentes para solución de grabado de oro |
| KI | Sigma Aldrich | 746428 | Componentes para solución de grabado de oro |
| Elipsometer (LSE Stokes modelo L116A) | Mediciones | espesor de película monocapa autoensamblada | L116A |
Referencias
- Moore, G. E. Cramming more components onto integrated circuits. Electronics. 38 (8), 114(1965).
- Moore, G. E. Lithography and the future of Moore's law. SPIE Proc.: Advances in Resist Technology and Processing XII. Allen, R. D. 2438, 2-17 (1995).
- Rayleigh, L. On the theory of optical images, with special reference to the microscope.
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Reimpresiones y permisos
