Uniformément nanoparticules de taille peuvent éliminer les fluctuations de contact avec les dimensions des trous à motifs en poly (méthacrylate de méthyle) films (PMMA) de résine photosensible par faisceau d'électrons (E-beam) lithographie. Le procédé consiste à entonnoir électrostatique centre et de dépôt des nanoparticules dans des trous de contact, suivie par photoresist refusion et étapes PLASMA et gravure humide.
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Article de méthode
Utilisation de sacrificielles Nanoparticules pour éliminer les effets de Shot-bruit dans les trous de contact fabriquées par E-beam Lithography
Dans cet article
Résumé
Résumé
Nano-modèles fabriqués avec extrême ultraviolet (EUV) ou par faisceau d'électrons (E-beam) lithographie présentent des variations inattendues de la taille. Cette variation a été attribuée à des fluctuations statistiques du nombre de photons / électrons arrivant à une nano-région donnée résultant de tir-bruit (SN). Le SN varie inversement à la racine carrée d'un nombre de photons / électrons. Pour une dose fixe, le SN est plus importante en EUV et E-beam Lithographies que pour (193 nm) lithographie optique traditionnelle. Bottom-up et top-down patterning approches sont combinées pour minimiser les effets du bruit de grenaille dans les nano-trous patterning. Plus précisément, un amino-silane tensio-autoassemble sur une tranche de silicium qui est ensuite enduite par centrifugation avec un film de 100 nm d'un photoresist par faisceau d'électrons à base de PMMA. L'exposition à l'E-faisceau et le développement ultérieur découvrir le film tensioactif sous-jacent au fond des trous. Tremper la plaquette dans une suspension de charge négative, citrate-capped, 20 nm ganciennes nanoparticules (PNB) des dépôts d'une particule par trou. Le film exposé tensioactif chargé positivement dans le trou entonnoirs électrostatiquement la nanoparticule chargée négativement au centre d'un trou exposé, qui fixe de façon permanente le registre de position. Ensuite, par chauffage à proximité de la température de transition vitreuse du polymère de résine photosensible, le film de résine photosensible et submerge repositionne les nanoparticules. Ce processus efface les trous touchés par SN, mais laisse les PNB déposés verrouillés en place par une forte électrostatique de liaison. Le traitement par plasma d'oxygène expose les PNB par gravure d'une couche mince de la résine photosensible. Gravure humide PNB exposée avec une solution de KI I 2 / on obtient des trous uniformes situés au centre des empreintes modelées par lithographie par faisceau d' électrons. Les expériences présentées montrent que l'approche réduit la variation de la taille des trous causés par SN de 35% à moins de 10%. La méthode étend les limites de mise en forme de trous transistor de contact au-dessous de 20 nm.
Introduction
La croissance exponentielle de la puissance de calcul, telle que quantifiée par la loi de Moore 1, 2 (1), est le résultat d'avancées progressives dans la lithographie optique. Dans cette technique de mise en forme de haut en bas, la résolution réalisable, R, est donnée par le théorème Raleigh bien connu 3:
Ici, λ et NA sont la longueur d' onde de la lumière et l' ouverture numérique, respectivement. On n....
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Protocole
1. dérivatiser et Caractériser la surface des plaques de silicium
- Nettoyer la surface des plaquettes en utilisant Radio Corporation of America (RCA) Nettoyage solutions SC1 et SC2.
- Préparer SC1 et SC2 en mélangeant volumétriquement les produits chimiques suivants:
SC1: H 2 O 2: NH 4 OH: H 2 O = 1: 1: 5 v / v et SC2: H 2 O 2: HCl: H 2 O = 1: 1: 5 v / v.- Immerger la plaquette dans SC1 pendant 10 min à 70 ° C, puis effectuer un lavage à l'eau déminéralisée.
- Suivre un protocole similaire pour SC2 (10 min à 70....
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Résultats
La figure 2 montre une image SEM de PNB 20 nm déposée dans les trous de diamètre 80 nm modelées dans un film PMMA de 60 à 100 nm d'épaisseur entraînée par funneling électrostatique. Comme observé par d' autres 22, le processus conduit à environ une particule par trou. La distribution des particules autour du centre des trous était gaussien (encart en haut à droite). La plupart des trous (93%) contenaient un PNB, et 95% de ces particules se sont pr.......
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Discussion
Shot-bruit (SN) en lithographie est une simple conséquence des fluctuations statistiques du nombre de photons ou particules (N) arrivant dans un nano-région donnée; elle est inversement proportionnelle à la racine carrée d'un nombre de photons / particules:
où A et R sont la surface et la taille de la zone exposée, respectivement. Par exemple, lorsqu'on utilise un ArF 193 nm (6,4 eV) à.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n'ont rien à dévoiler.
Remerciements
Intel Corporation a financé ce travail par numéro de subvention 414305, et l'Initiative de nanotechnologie et de Microtechnique Oregon (ONAMI) a fourni des fonds de contrepartie. Nous reconnaissons avec gratitude le soutien et les conseils du Dr James Blackwell dans toutes les phases de ce travail. Des remerciements spéciaux vont à Drew Beasau et Chelsea Benoît pour l'analyse des statistiques de positionnement des particules. Nous remercions professeur Hall pour une lecture attentive du manuscrit et le Dr Kurt Langworthy, à l'Université de l'Oregon, Eugene, OR, pour son aide avec la lithographie par faisceau d'électrons.
....Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| AATMS (95 %) | Gelest Inc. | SIA0595.0 | N-(2-aminoéthyl)-11-aminoundécyltriméthoxysilane |
| Colloïdes d’or (Ted Pella Inc.) | Ted Pella | 15705-20 | Gold Naoparticles |
| peroxyde d’hydrogène | Fisher Scientific ; | H325-100 | Qualité analytique (Utilisé pour nettoyer les plaquettes) |
| acide chlorhydrique | Fisher Scientific ; | S25358 | Hydroxyde |
| d’ammonium | Fisher Scientific ; | A669S-500SDS | Qualité analytique (utilisée pour nettoyer les wafer) |
| fluorure d’hydrogène | Fisher Scientific | AC277250250 | Qualité analytique(utilisée pour graver SiO2) |
| Toluène (anhydre, 99,8 %) | Sigma Aldrich | 244511 | Qualité analytique (solvant utilisé dans l’auto-assemblage de l’alcool |
| isopropylique (IPA) | Sigma Aldrich | W292907 | Qualité analytique (utilisé pour fabriquer développeur) |
| Méthylbutylcétone (MIBK) | Sigma Aldrich | 29261 | Qualité analytique(utilisé pour fabriquer le révélateur) |
| 1:3 MIBK :Développeur IPA | Sigma Aldrich | Qualité analytique (développeur) | |
| 950 k poly(méthacylate de méthyle (PMMA, 4 % dans l’anisole) | Sigma Aldrich | 182265 | Photoresist pour lithographie |
| par faisceau d’électronsEau purifiée : Unité de purification d’eau Barnstead Sybron Corporation, résistivité de 19,0 M&Omega ; cm | Eau pour le nettoyage du support | ||
| Ellipsomètre Gaertner ; | Gaertner | Mesures d’épaisseur de résine et de SAM | |
| XPS, ThermoScientifc Instrument ESCALAB 250 | Thermo-Scientific | Composition de surface | |
| An FEI Siron XL30 | Fei Corporation | Caractériser les nanomotifs | |
| Zeiss sigma VP FEG SEM | Zeiss Corporation | Exposition et structuration des faisceaux d’E | |
| MDS 100 ; Caméra CCD | Kodak | Imaging Formes de gouttes pour les mesures d’angle de contact | |
| Tegal Plasmod | Tegal | Plasma d’oxygène pour gravure photosensible | |
| I2 | Sigma Aldrich | 451045 | Composants pour solution de gravure à l’or |
| KI | Sigma Aldrich | 746428 | Composants pour solution de gravure à l’or |
| Ellipsomètre (LSE Stokes modèle L116A) | Mesures | d’épaisseur de film monocouche auto-assemblé | L116A |
Références
- 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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Réimpressions et autorisations
