Uniformemente nanoparticelle di dimensioni in grado di rimuovere le fluttuazioni dei contatti dimensioni dei fori di fantasia in poli (metacrilato di metile) film (PMMA) fotoresistente per fascio di elettroni (E-beam) litografia. Il processo prevede di focalizzazione elettrostatica al centro e deposito nanoparticelle in fori di contatto, seguita da fotosensibile riflusso e passi plasma e bagnato-incisione.
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Articolo metodologico
L'utilizzo di nanoparticelle sacrificali per eliminare gli effetti del colpo-rumore in fori di contatto fabbricato da E-litografia a fascio
In questo articolo
Sommario
Abstract
Nano-modelli fabbricati con ultravioletta estrema (EUV) o fascio elettronico (E-beam) Litografia mostrano variazioni inattese delle dimensioni. Questa variazione è stata attribuita a fluttuazioni statistiche del numero di fotoni / elettroni in arrivo a un determinato nano-regione derivanti da un tiro-rumore (SN). La SN varia inversamente alla radice quadrata di un numero di fotoni / elettroni. Per un dosaggio fisso, il SN è più grande in EUV e e-beam litografie che per tradizione (193 nm) litografia ottica. Bottom-up e top-down patterning approcci sono combinati per ridurre al minimo gli effetti del rumore girato in nano-hole patterning. In particolare, un ammino-silano tensioattivi autoassembla su un wafer di silicio che viene successivamente spin-rivestiti con una pellicola 100 nm di un photoresist E-beam a base di PMMA. L'esposizione al fascio E e il successivo sviluppo scopre la pellicola tensioattivo sottostante al fondo dei fori. Immergendo il wafer in una sospensione di carica negativa, citrato-capped, 20 nm gvecchi nanoparticelle (PNL) depositi una particella per buco. Il film tensioattivo carica positiva esposta nel foro imbuti elettrostaticamente le nanoparticelle carica negativa al centro di un foro esposto, che fissa in modo permanente nel registro posizionale. Successivamente, mediante riscaldamento vicino alla temperatura di transizione vetrosa del polimero photoresist, il film fotoresist rifluisce e sommerge le nanoparticelle. Questo processo cancella i buchi affetti da SN, ma lascia PNL depositati bloccati in posizione da una forte elettrostatiche vincolante. Il trattamento con plasma di ossigeno espone PNL incidendo un sottile strato di fotoresist. Wet-incisione PNL esposte con una soluzione di I 2 / KI produce fori uniformi situate al centro di rientranze modellati mediante litografia a fascio. Gli esperimenti presentati mostrano che l'approccio riduce la variazione della dimensione dei fori causati da SN dal 35% al di sotto del 10%. Il metodo si estende i limiti patterning di fori transistore di contatto al di sotto di 20 nm.
Introduzione
La crescita esponenziale della potenza di calcolo, come quantificato dalla legge di Moore 1, 2 (1), è un risultato dei progressi progressivi litografia ottica. In questa tecnica patterning top-down, la risoluzione ottenibile, R, è data dalla noto teorema Raleigh 3:
Qui, λ e NA sono la lunghezza d'onda della luce e apertura numerica, rispettivamente. Si noti che NA = η · sinθ, dove η è l....
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Protocollo
1. Derivatize e caratterizzare la superficie del wafer di silicio
- Pulire la superficie del wafer utilizzando Radio Corporation of America (RCA) Pulizia soluzioni SC1 e SC2.
- Preparare SC1 e SC2 mescolando volumetricamente le seguenti sostanze chimiche:
SC1: H 2 O 2: NH 4 OH: H 2 O = 1: 1: 5 v / v e SC2: H 2 O 2: HCl: H 2 O = 1: 1: 5 v / v.- Immergere il wafer in SC1 per 10 min a 70 ° C, e quindi eseguire un lavaggio con acqua deionizzata.
- Seguire un protocollo simile per SC2 (10 min a 70 ° C, seguito da un ....
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Risultati
La figura 2 mostra un'immagine SEM dei PIL 20-nm depositati in fori di diametro di 80 nm modellata in un film PMMA 60-100 nm di spessore guidato da funneling elettrostatico. Come osservato da altri 22, il processo ha portato circa una particella per foro. La distribuzione delle particelle attorno al centro dei fori era gaussiana (riquadro in alto a destra). La maggior parte dei fori (93%) conteneva un PIL, e il 95% di queste particelle si sono ver.......
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Discussione
Americano-rumore (SN) in litografia è una semplice conseguenza di fluttuazioni statistiche del numero di fotoni o particelle (N) che arrivano in una determinata nano-regione; è inversamente proporzionale alla radice quadrata di un numero di fotoni / particelle:
dove A e R sono, l'area e la dimensione della regione esposta, rispettivamente. Ad esempio, quando si utilizza un ArF 193 nm (6.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Intel Corporation ha finanziato questo lavoro attraverso il numero di concessione 414.305, e la Nanotecnologia e microtecnologie Iniziativa Oregon (Onami) ha fornito i fondi corrispondenti. Noi riconosciamo con gratitudine il supporto e la consulenza del Dr. James Blackwell in tutte le fasi di questo lavoro. Un ringraziamento particolare va a Drew Beasau e Chelsea Benedetto per analizzare le statistiche di posizionamento delle particelle. Ringraziamo il professor Hall per una lettura attenta del manoscritto e Dr. Kurt Langworthy, presso la University of Oregon, Eugene, OR, per il suo aiuto con la litografia e-beam.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| AATMS (95%) | Gelest Inc. | SIA0595.0 | N-(2-amminoetil)-11-amminoundeciltrimetossisilano |
| Colloidi d'oro (Ted Pella Inc.) | Ted Pella | 15705-20 | Oro Naoparticelle |
| perossido di idrogeno | Fisher Scientific | H325-100 | Grado analitico (utilizzato per pulire il wafer) |
| acido cloridrico | Fisher Scientific | S25358 | di grado analitico |
| Fisher Scientific | A669S-500SDS | Grado analitico (utilizzato per pulire il wafer) | |
| fluoruro di idrogeno | Fisher Scientific | AC277250250 | Grado analitico (utilizzato per mordenzare SiO2) |
| Toluene (anidro, 99,8%) | Sigma Aldrich | 244511 | Grado analitico (solvente utilizzato nell'autoassemblaggio |
| dell'alcol isopropilico (IPA) | Sigma Aldrich | W292907 | Grado analitico (utilizzato per produrre |
| Metilbutilchetone (MIBK) | Sigma Aldrich | 29261 | Grado analitico (utilizzato per fare lo sviluppatore) |
| 1:3 MIBK:Sviluppatore IPA | Sigma Aldrich | Grado analitico (Sviluppatore) | |
| 950 k poli(metilmetacilato (PMMA, 4% in anisolo) | Sigma Aldrich | 182265 | Photoresist per litografia |
| a fascio di EAcqua purificata: Unità di purificazione dell'acqua Barnstead Sybron Corporation, resistività di 19,0 MΩ cm | Acqua per la pulizia del supporto | ||
| Ellissometro Gaertner | Gaertner | Misure di spessore Resist e SAM | |
| Strumento XPS, ThermoScientifc ESCALAB 250 | Termo-Scientifico | Composizione superficiale | |
| An FEI Siron XL30 | Fei Corporation | Caratterizzazione di nanomodelli | |
| Zeiss sigma VP FEG SEM | Zeiss Corporation | Esposizione e patterning E-beam | |
| MDS 100 Fotocamera CCD | Kodak | Imaging forme di goccia per misure dell'angolo di contatto | |
| Tegal Plasmod | Tegal | Oxygen plasma per incidere fotoresist | |
| I2 | Sigma Aldrich | 451045 | Componenti per soluzione di incisione dell'oro |
| KI | Sigma Aldrich | 746428 | Componenti per soluzione di incisione dell'oro |
| Ellipsometro (LSE Stokes modello L116A) | Misure | di spessore del film monostrato autoassemblato | L116A |
Riferimenti
- 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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Ristampe e permessi
