Name: Het gebruik van Offer Nanodeeltjes te verwijderen van de effecten van Shot-noise in contact Gaten vervaardigd door E-lithografie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: Leer hoe u shot-ruis in lithografische patronen elimineert met behulp van nanodeeltjes en resist-reflowtechnieken. Deze methode verbetert de patroonfideliteit voor geavanceerde halfgeleiderfabricage aanzienlijk.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Intel Corporation gefinancierd dit werk door middel van subsidie ​​nummer 414.305, en de Oregon Nanotechnologie en microtechnologie Initiative (ONAMI) voorzien matching funds. Wij dankbaar erkennen de ondersteuning en advies van Dr. James Blackwell in alle fasen van dit werk. Speciale dank gaat uit naar Drew Beasau en Chelsea Benedict voor het analyseren deeltje positionering statistieken. Wij danken Professor Hall voor een zorgvuldige lezing van het manuscript en Dr. Kurt Langworthy, aan de Universiteit van Oregon, Eugene, OR, voor zijn hulp bij E-lithografie.

1. derivatiseren en karakteriseren van het oppervlak van de silicium wafers <ol><li> Reinig het oppervlak van wafers met behulp van Radio Corporation of America (RCA) reinigingsmiddelen SC1 en SC2. </li><li> Bereid SC1 SC2 en volumetrisch door mengen van de volgende stoffen: SC1: H 2 O 2: NH 4 OH: H2O = 1: 1: 5 v / v en SC2: H 2 O 2: HCl: H2O = 1: 1: 5 v / v. <ol><li> Dompel de wafer in SC1 gedurende 10 min bij 70 ° C, en vervolgens een gedemineraliseerd water wassen. </li><li> Ontwikkelen volgens het protocol voor SC2 (10 min bij 70 ° C, gevolgd door een was). OPMERKING: De reinigingsprocedure verwijdert organische en ionische verontreinigingen genereert silanolgroepen op het siliciumoxide oppervlak van het silicium wafers. </li></ol></li><li> Derivatiseren het oppervlak van het silicium wafers met AATMS <ol><li> Incubeer de gereinigde siliciumwafel in 0,05 M AATMS (bereid in dry tolueen) bij 80 ° C gedurende 20 min. Sonificeer 5 min in een 100 W sonicator bij kamertemperatuur in zuivere tolueen gedurende 5 minuten en drogen in een stroom van stikstofgas. </li></ol></li><li> Kenmerken de oppervlakken van de gederivatiseerde siliciumwafels <ol><li> Meet het contact hoek met behulp van een goniometer en ImageJ software 25. </li><li> Bepaal de dikte van de folies met een ellipsometer (He-Ne laser lichtbron, λ = 632,8 nm, vaste invalshoek van 70 °) 25. </li><li> Schat de oppervlakte elementaire samenstelling van X-ray foto-elektron spectroscopie (XPS) 25. </li></ol></li></ol> 2. E-beam patroonvorming <ol><li> Spin-laag fotoresist (2% poly (methyl methacrylaat (PMMA) in anisool) op AATMS- gederivatiseerde wafers bij 4000 rpm gedurende 60 s. </li><li> Voorbakcellen de film bij 180 ° C gedurende 120 s op de fotolaklaag te drogen. </li><li> Meet de fotolakfilmdiktemet een ellipsometer. Zorg ervoor dat de He-Ne laser lichtbron, λ = 632,8 nm, is vastgesteld op een invalshoek van 70 °. Optimaliseer de monstertafel het detectorsignaal maximaal met een reflecterend oppervlak zoals silicium wafer. Gebruik de ellipsometer meetprogramma (GEMP) op de bijgevoegde PC naar de fotolakfilmdikte meten; Het moet ongeveer 100 nm. </li><li> E-beam exposure: <ol><li> Breng de wafer om een ​​high-vacuümkamer van een E-beam aligner. </li><li> Maak een poker dot gatenpatroon met behulp van een elektronenbundel (30 kV versnellende voltage, 37 pA straalstroom) die door een 10-um diafragma en het verstrekken van een 24 uC / cm 3 dosering. </li><li> Pas het patroon veld en dosering als nodig is om een ​​poker dot-type hole-patroon van het gewenste gat met een diameter (80 nm) en toonhoogte (200 nm) te produceren. </li><li> Verwijder de wafer uit de E-beam kamer. </li></ol></li><li> Ontwikkel de lithografische patroon: <ol><li> Beginnenpatroonontwikkeling in een oplossing van methylisobutylketon / isopropylalcohol (MIBK / IPA, 1: 3 (v: v)) gedurende 70 s. </li><li> Verder blijven ontwikkelen door onderdompeling in IPA gedurende 30 s. Voltooiing van de ontwikkeling door wassen in gedemineraliseerd water gedurende 30 s. Drogen van de wafel in een stroom stikstofgas. </li></ol></li></ol> 3. Afzetting van BNP in-E-beam patroon Holes LET OP: Afzetting van BNP in gedessineerde gaten maakt gebruik van twee verschillende methoden. <ol><li> Dompel pre-patroon wafers in BNP oplossingen (methode 1). <ol><li> Laat het monster in het BNP suspensiemedium voor 24-48 uur, afhankelijk van de grootte van het BNP en de diameters van de gaten. Gebruik een 20-nm-citraat bedekte BNP suspensie die 7,0 x 10 11 NP / mL. NB: Men kan een BNP maat 10-100 nm en een concentratiegebied van 5,7 in dienst x 10 12-5,7 x 10 9 NP / ml, zoals bepaald door Ted Pella. Merk op dat de afzetting dichtheid gehoorzaamtde diffusie wet ̴ (Dt) 1/2, waarbij D en t diffusie coëfficiënten van de nanodeeltjes en depositie tijd, respectievelijk (dat wil zeggen, kleinere deeltjes neem een kortere tijd voor afzetting, zoals besproken in referentie 20, figuur 2c). </li></ol></li><li> Spray-deposit BNP op het patroon wafers (Methode 2) <ol><li> Om BNP deponeren door verdamping, spuit een oplossing van BNP op het patroon substraat, horizontaal geplaatst. Oriënteren in de hand gehouden sproeier (methode 2), zodat de nevel loodrecht is gericht op het substraatoppervlak. </li><li> Spuit een voldoende volume van de suspensieoplossing op het gehele substraatoppervlak bevochtigen. NB: Het kan nodig zijn om de BNP schorsing verdunnen van 10x om te voorkomen dwingt meerdere nanodeeltjes in een groot gat. </li><li> Incubeer monsters op een hete plaat gehouden op 30-35 ° C voor gecontroleerde verdamping te produceren voor 10 min. </li></ol></li><li> Na afzetting (door een van beide methode1 of werkwijze 2), mild ultrasonicate (100 W) de monsters in gedeïoniseerd water gedurende 50 s en droog in een stroom stikstofgas. </li></ol> 4. Scanning Electron Microscopy Imaging LET OP: Er zijn twee soorten van studies die betrokken zijn gebruikelijke top-down en cross-sectionele SEM beeldvorming. <ol><li> Voor bovenaf SEM afbeeldingen Gebruik een elektronenbundel versnellingsspanning van 5 kV bij een stroom van 300 uA ~ beschadiging van de fotoresist film te voorkomen. Voorzichtig: De laagst mogelijke spanning en stroom instelling nodig om ketensplitsing reacties in de fotoresist te verminderen. Deze ketenbreuk reacties te verminderen de glasovergangstemperatuur van het polymeer, waardoor de bedrijfstemperatuur van de resist reflow stap hieronder beschreven beïnvloedt. </li><li> Dwarsdoorsnede beeldvorming: <ol><li> Sputter-coat 10 nm van dikke gouden folie over PMMA fotolak aan ion-beam schade te voorkomen. Gebruik een gefocusseerde ionenbundel Ga bedreven bij 30 kV en 93pA door de gaten te snijden. Verkrijgen dwarsdoorsnede SEM foto&#39;s door het kantelen van de wafer uit zijn normale horizontale stand. </li></ol></li></ol> 5. Opnieuw plaatsen van PMMA fotoresist rond BNP in de Patterned Gaten <ol><li> Verwarm de gevormde substraten op een hete plaat bij T terugvloeiing (100 ° C) gedurende 3 min, hetgeen lager is dan de vooraf bepaalde glasovergangstemperatuur, Tg (110 ° C) van 950.000 g / mol PMMA; het tarief van reflow voor het polymeer was 1,7 ± 0,1 nm / s. Voorzichtig: Aanzienlijk sneller reflow zich voor het patroon gebieden die eerder aan de elektronenbundel waren blootgesteld tijdens de beeldvorming met scanning elektronenmicroscopie (SEM), misschien vanwege de splitsing van de polymère hoofdketen tijdens blootstelling aan de elektronenbundel, waardoor een verlaging van Tg. Deze observatie wordt ondersteund door studies van Keymeulen en medewerkers, die opmerkt dat blootstelling aan röntgenstraling verkleinde T26 g PMMA. </li></ol> 6. droog- en nat-etsen <ol><li> Droog etsen voldoende tijd (55 s) met zuurstof-plasma BNP bedekt met een dunne film van PMMA na reflow bloot. nauwlettend de snelheid van etsen PMMA film als functie van de tijd met een ellipsometer of dunne laagdikte monitor. LET OP: Een te korte duur etsen misschien niet de BNP bloot te leggen, terwijl het etsen te lang zou volledig de PMMA film te verwijderen. Voor 950 kDa PMMA, de etssnelheid was 1,5 nm / s, noodzakelijk 55 s van het etsen tijd. </li><li> Nat etsen BNP onderaan de contactgaten na reflow met een oplossing van jood, bevattende 1,0 g jodium kristallen (I 2), 4,0 g kaliumjodide (KI) en 40 ml gedeïoniseerd water, gedurende 10 minuten. OPMERKING: kaliumjodide verbetert de oplosbaarheid van jood in oplossing en vergemakkelijkt goud etsen. De reactie van goud met jodium (2AU + I 2 → 2 AUI) produceert goudjodide, die slecht oplosbaar in waterige oplossing bij kamertemperatuur. </li></ol> 7. Berekening van de Particle Verplaatsing, dichtheid, en Fill Fraction <ol><li> Lokaliseren van de boring en het BNP verplaatsing: <ol><li> Met de hand tekenen horizontale en verticale best passende rechte lijn door de rijen en kolommen van gaten, respectievelijk vaste boringen op de snijpunten van deze lijnen (figuur 2a en 2b). Ten minste 500 + gaten in de berekeningen. </li><li> De positie, r, van elk nanodeeltje opzichte van het midden van de nanohole (dwz de verplaatsing), waarin is aangebracht (figuur 2b) handmatig vaststellen. </li></ol></li><li> Bepaal het aantal deeltjes versus verplaatsing histogrammen met behulp van een standaard spreadsheetprogramma. </li><li> Berekening van de deeltjesdichtheid: ρ = N (aantal deeltjes) / oppervlakte-eenheid (um 2): <ol&gt; <li> Bepaal eerst het ringvormige gebied van een ring met een vaste breedte (≈R / 10, waarin R de straal van het gat) en begrensd door twee stralen (r1, r2) bij een verplaatsing van r (= (r 1 + R2) / 2); <img alt="vergelijking 2" src="/files/ftp_upload/54551/eq2.jpg" /> . </li><li> Som het aantal deeltjes, N, in het gebied van het histogram uitgevoerd in stap 7.2, hierboven. </li><li> Herhaal de procedure als functie van r tot ongeveer 10 gelijke stappen eindigt bij r = R de straal gat genereren. </li></ol></li><li> Breng de deeltjesdichtheid ten opzichte van de verplaatsing van gegevens naar een Gauss-curve met behulp van een niet-lineaire kleinste kwadraten procedure (Figuur 2a, inzet) 20. Extraheer de standaardafwijking verplaatsingsrichting (σ depositie) voor het neerslaan en de zit onzekerheid. </li><li> Herhaal de bovenstaandewijze van SEM patronen verkregen na de fotoresist reflow via een SEM beeld getoond in figuur 2c. OPMERKING: Nadat de reflow gaten verdwijnen, trekt best passende horizontale en verticale lijnen op het BNP posities om de best-fit waarden vast te stellen voor het gat centra. Bereken het deeltje verplaatsingen als in stap 7.1 en haal de gecombineerde σ Total volgens het protocol afgebakend in stappen 7,2-7,4. OPMERKING: Hier, gecombineerde of totale verwijst naar de totale verplaatsing van BNP door de depositie reflow stappen. </li><li> Bepaal de vulling fractie door een schatting van de verhouding van het aantal gevulde gaten om het totale aantal holes, figuur 2b. </li></ol>

<ol><li>Moore, G. E. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/4785860/">Cramming more components onto integrated circuits.</a> Electronics. 38 (8), 114(1965).</li>
<li>Moore, G. E. Lithography and the future of Moore's law. <a target="_blank" href="http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=995245">SPIE Proc.: Advances in Resist Technology and Processing XII</a>. Allen, R. D. 2438, 2-17 (1995).</li>
<li>Rayleigh, L. On the theory of optical images, with special reference to the microscope. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2818.1903.tb04831.x/abstract">The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and J. Sci</a>. 42 (255), 167-195 (1896).</li>
<li>Levenson, M. D., Viswanathan, N. S., Simpson, R. A. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/1482534/">Improving resolution in photolithography with a phase-shifting mask.</a> IEEE Trans. Electron Devices. 29 (12), 1828-1836 (1982).</li>
<li>French, R. H., Tran, H. V. <a target="_blank" href="http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-matsci-082908-145350?journalCode=matsci">Immersion Lithography: Photomask and Wafer-Level Materials.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 39 (1), 93-126 (2009).</li>
<li>Borodovsky, Y. Complementary Lithography at Insertion and Beyond. Complementary Lithography - Stochastics Suppression and EUV, Electronics, Proc. Semicon. West, June 12, San Franscisco, , (2012).</li>
<li>Reiser, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aReiser%2C+A+%22Photoreactive+Polymers%3A+the+Science+and+Technology+of+Resists%22">Photoreactive Polymers: the Science and Technology of Resists</a>. , John Wiley & Sons. (1989).</li>
<li>Brunner, T. A. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/228805168_Why_optical_lithography_will_live_forever">Why optical lithography will live forever.</a> J. of Vac. Sci. & Technol. B: Microelectronics and Nanometer Structures. 21 (6), 2632-2637 (2003).</li>
<li>Tran, H., Jackson, E., Eldo, J., Kanjolia, R., Rananavare, S. B. Photochemical reactivity of bis-carbamate photobase generators. Nanotechnology (IEEE-NANO), 2011 11th IEEE Conference, , 1683-1688 (2011).</li>
<li>Hallett-Tapley, G. L., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/tc/c3tc00874f#!divAbstract">Single component photoacid/photobase generators: potential applications in double patterning photolithography.</a> J. Mater. Chem. C. 1 (15), 2657-2665 (2013).</li>
<li>Krysak, M., De Silva, A., Sha, J., Lee, J. K., Ober, C. K. Molecular glass resists for next-generation lithography. <a target="_blank" href="http://spie.org/Publications/Proceedings/Paper/10.1117/12.656630">Proc. SPIE: Advances in Resist Materials and Processing Technology XXVI</a>. Henderson, C. L. 7273, 72732N(2009).</li>
<li>Li, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bottom-up+assembly+of+large-area+nanowire+resonator+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nano%22%5BJournal%5D)">Bottom-up assembly of large-area nanowire resonator arrays.</a> Nat Nano. 3 (2), 88-92 (2008).</li>
<li>Thiruvengadathan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomaterial+processing+using+self-assembly-bottom-up+chemical+and+biological+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22Rep.+Prog.+Phys%22%5BJournal%5D)">Nanomaterial processing using self-assembly-bottom-up chemical and biological approaches.</a> Rep. Prog. Phys. 76 (6), 066501(2013).</li>
<li>Tsai, H. Y., et al. Pattern transfer of directed self-assembly (DSA) patterns for CMOS device applications. <a target="_blank" href="http://spie.org/Publications/Proceedings/Paper/10.1117/12.2014259">Proc.SPIE Advanced Etch Technology for Nanopatterning II</a>. Zhang, Y., Oehrlein, G. S., Lin, Q. 8865, 86850L-86850L (2013).</li>
<li>Hawker, C. J., Russell, T. P. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/mrs-bulletin/article/div-classtitleblock-copolymer-lithography-merging-bottom-up-with-top-down-processesdiv/0E73FA79C850810DFA5414CF78A21945">Block Copolymer Lithography: Merging &#34;Bottom-Up&#34; with &#34;Top-Down&#34; Processes.</a> MRS Bulletin. 30 (12), 952-966 (2005).</li>
<li>Lin, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nature/journal/v434/n7029/abs/nature03310.html">Self-directed self-assembly of nanoparticle/copolymer mixtures.</a> Nature. 434 (7029), 55-59 (2005).</li>
<li>Cheng, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simple+and+Versatile+Methods+To+Integrate+Directed+Self-Assembly+with+Optical+Lithography+Using+a+Polarity-Switched+Photoresist%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Simple and Versatile Methods To Integrate Directed Self-Assembly with Optical Lithography Using a Polarity-Switched Photoresist.</a> ACS Nano. 4 (8), 4815-4823 (2010).</li>
<li>Wong, H. S. P., Bencher, C., Yi, H., Bao, X. Y., Chang, L. W. Block copolymer directed self-assembly enables sublithographic patterning for device fabrication. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWong%2C+HSP+%22Proc.+SPIE%22">Proc. SPIE</a>. Tong, W. . 8323, Alternative Lithographic Technologies IV, (2012).</li>
<li>Chan, J. C., Hannah-Moore, N., Rananavare, S. B. <a target="_blank" href="http://www.mdpi.com/2073-4352/5/1/116">Controlled Deposition of Tin Oxide and Silver Nanoparticles Using Microcontact Printing.</a> Crystals. 5 (1), 116-142 (2015).</li>
<li>Morakinyo, M. K., Rananavare, S. B. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/268237095_Reducing_the_effects_of_shot_noise_using_nanoparticles">Reducing the effects of shot noise using nanoparticles.</a> J. Mater. Chem. C. 3 (5), 955-959 (2015).</li>
<li>Cui, Y., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl049488i">Integration of Colloidal Nanocrystals into Lithographically Patterned Devices.</a> Nano Lett. 4 (6), 1093-1098 (2004).</li>
<li>Huang, H. W., Bhadrachalam, P., Ray, V., Koh, S. J. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2972042">Single-particle placement via self-limiting electrostatic gating.</a> Appl. Phys. Lett. 93 (7), 073110-073113 (2008).</li>
<li>Ma, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrostatic+Funneling+for+Precise+Nanoparticle+Placement%3A+A+Route+to+Wafer-Scale+Integration%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Electrostatic Funneling for Precise Nanoparticle Placement: A Route to Wafer-Scale Integration.</a> Nano Lett. 7 (2), 439-445 (2007).</li>
<li>Richard Bowen, W., Filippov, A. N., Sharif, A. O., Starov, V. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0001868699000044">A model of the interaction between a charged particle and a pore in a charged membrane surface.</a> Adv. Colloid Interface Sci. 81 (1), 35-72 (1999).</li>
<li>Morakinyo, M. K., Rananavare, S. B. Positional control over nanoparticle deposition into nanoholes. Nanotechnology (IEEE-NANO), 2011 11th IEEE Conference, , 1677-1682 (2011).</li>
<li>Keymeulen, H. R., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2752548?journalCode=jap">Measurement of the x-ray dose-dependent glass transition temperature of structured polymer films by x-ray diffraction.</a> J. Appl. Phys. 102 (1), 013528(2007).</li>
<li>Feng, B. C. Resist Reflow Method for Making Submicron Patterned Resist Masks. US patent A. , (1977).</li>
<li>You, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1143/JJAP.48.096502/meta;jsessionid=3BF2EDB8CC3510EE23383DDA99131A4C.c5.iopscience.cld.iop.org">Position Shift Analysis in Resist Reflow Process for Sub-50 nm Contact Hole.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 48 (9), 096502(2009).</li>
<li>Montgomery, P. K., et al. Resist reflow for 193-nm low-K1 lithography contacts. <a target="_blank" href="http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=759540">Proc. SPIE Advances in Resist Technology and Processing XX</a>. Fedynyshyn, T. H. 5039, 807-816 (2003).</li>
<li>King, W. P., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1351846">Atomic force microscope cantilevers for combined thermomechanical data writing and reading.</a> Appl. Phys. Lett. 78 (9), 1300-1302 (2001).</li>
<li>Chuo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+fabrication+of+nano-structured+quartz+stamps%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Rapid fabrication of nano-structured quartz stamps.</a> Nanotechnology. 24 (5), 055304(2013).</li>
<li>Moreau, W. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMoreau%2C+WM+%22Semiconductor+Lithography%3A+Principles%2C+Practices%2C+and+Materials%22">Semiconductor Lithography: Principles, Practices, and Materials</a>. , Springer Science & Business Media. 419(2012).</li>
<li>Chan, J. C., Tran, H., Pattison, J. W., Rananavare, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+pyrolytic+synthesis+of+silicon+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Solid-State+Electron%22%5BJournal%5D)">Facile pyrolytic synthesis of silicon nanowires.</a> Solid-State Electron. 54 (10), 1185-1191 (2010).</li>
<li>Tran, H. A., Rananavare, S. B. Synthesis and characterization of N- and P- doped tin oxide nanowires. (IEEE-NANO), 2011 11th IEEE Conference on Nanotechnology, , (2011).</li>
<li>Tran, H. A., Rananavare, S. B. Ch. 39, Synthesis and Characterization of n- and p-Doped Tin Oxide Nanowires for Gas Sensing Applications. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTran%2C+HA+%22Nanoelectronic+Device+Applications+Handbook+%22">Nanoelectronic Device Applications Handbook </a>. Morris, J. E., Iniewski, K. , CRC Press. (2013).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Shot-noise (SN) in lithografie is een eenvoudige gevolg van statistische fluctuaties in het aantal fotonen of deeltjes (N) aankomst in een bepaalde nano-regio; is omgekeerd evenredig met de vierkantswortel van een aantal fotonen / deeltjes: <img alt="vergelijking 3" src="/files/ftp_upload/54551/eq3.jpg" /> waarin A en R de stippellijn de grootte van het blootgestelde gebied, respectievelijk. Bijvoorbeeld, bij gebruik van een ArF-193 nm (6,4 eV) ex...

De exponentiële groei van rekenkracht, zoals gekwantificeerd door de wet van Moore 1, 2 (1), is het resultaat van geleidelijke vooruitgang in optische lithografie. In deze top-down patroon techniek, de haalbare resolutie, R, wordt gegeven door de bekende Raleigh stelling 3: <img alt="vergelijking 1" src="/files/ftp_upload/54551/eq1.jpg" /> Hier, λ en NA zijn het licht golflengte en numerieke lensopening, respectievelijk. NB NB = η · sinθ, waarbij η de brekingsindex van het medium tussen de lens en de wafer; θ = tan -1 (d / 2l) voor de diameter d van de lens, en de afstand L tussen het midden van de lens en de wafer. De afgelopen vijftig jaar heeft de lithografische resolutie verbeterd door het gebruik van (a) lichtbrons, waaronder excimer lasers met steeds kleinere UV golflengten; (b) slimme optische ontwerpen gebruik faseverschuiving maskers 4; en (c) hogere NA. Bij blootstelling aan de lucht (η = 1) NA is altijd kleiner dan één, maar door het introduceren van een vloeistof met η&gt; 1, zoals 5 water, tussen de lens en de wafer, kan NA boven 1 verhoogd, zodat zij andere immersielithografie verbeteren. Nog levensvatbare paden een 20 nm-knooppunt en verder ook extreme UV bronnen (λ = 13 nm) of patroonvormingstechnieken gebruikt complexe dubbele en viervoudige bewerking van een meerlagige fotolak 6, 7. Bij nanometer-lengteschalen, statistische fluctuaties, veroorzaakt door shot-noise (SN), het aantal fotonen aankomen binnen een nano-gebied veroorzaken variaties in de afmetingen van lithogra<html> corticale patronen. Deze effecten zijn meer uitgesproken met blootstelling aan hoge-energie-EUV-licht en E-stralen, systemen die ordes van grootte minder fotonen / deeltjes nodig hebben in vergelijking met normale optische lithografie 8. Overgevoelige chemisch versterkte (met een kwantumrendement&gt; 1) lichtgevoelige introduceren ook een chemische SN veroorzaakt door een variatie in het aantal fotoreactieve moleculen blootgesteld nanoregions 9, 10. Lagere gevoeligheid lichtgevoelige dat langere blootstelling moeten onderdrukken deze effecten, maar ze verminderen ook doorzet. Op moleculaire schaal, de bijdrage aan lijn rand ruwheid van de moleculaire grootteverdeling inherent aan de fotoresist polymeren kunnen worden verminderd door moleculaire 11 resists. Een aanpak die complementair is aan deze top-down verwerking van nano-patroonvorming is het gebruik van bottom-up methoden 12,s = &quot;xref&quot;&gt; 13 die beroept op de gerichte zelfassemblage (DSA) van diblokpolymeren 14. Het vermogen van deze processen direct kiemvorming en niet-uniforme afstand tussen gewenste patronen, zoals gaten of lijnen maken, blijft een uitdaging. De grootteverdeling van moleculaire componenten 15, 16 beperkt ook de omvang en opbrengst van fabricage 17, 18. Soortgelijke problemen beperken microcontactprinten van nanodeeltjes in zachte lithografie 19. Dit artikel presenteert studies van een nieuwe hybride aanpak (Figuur 1) dat de klassieke top-down projectie lithografie met elektrostatisch gericht zelfassemblage combineert om het effect van SN / line-edge ruwheid (LER) 20 te verminderen. Positief geladen aminogroepen op zelf-geassembleerde monolagen (SAMs) N - (2-aminoethyl)-11-Amino-undecyl-methoxy-silaan (AATMS) achter de PMMA film blootgesteld na ontwikkeling. De negatief geladen fotolaklaag van PMMA elektrostatisch trechters negatief geladen gouden nanodeeltjes (BNP), afgedekt met citraat, 21-24 in-SN getroffen gaten 25. Opnieuw stroming van de PMMA fotoresist overspoelt predeposited nanodeeltjes in de film. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/54551/54551fig1.jpg" /> Figuur 1: Schematische weergave van de strategie om de gevolgen van de opname-noise en line-edge ruwheid te verwijderen voor de patroonvorming van contact gaten met behulp van NP van precieze grootte. Hier is de kritische dimensie (CD) is de gewenste diameter van de gaten. De benadering (stap 1) begint met afzetten van een zelf-geassembleerde monolaag (SAM) silaan molecule die positief geladen aminogroepen op het oxide brandingace van een silicium wafer. Vervolgens wordt E-lithografie gebruikt om de gaten patroon (stappen 2 en 3) in PMMA fotolaklaag, de blauwe laag die opname-lawaai ontstaat zoals weergegeven beeld de inzet SEM. Lithografie blootstelt aminegroepen onder in de gaten. Stap 4 behelst de waterfase afzetting van gecontroleerde-size, citraat bedekte (negatief geladen) gouden nanodeeltjes (BNP) in lithografisch patroon gaten met behulp van elektrostatische trechtervorming (EF). In stap 5 verhitten van de plak tot 100 ° C, beneden de glasovergangstemperatuur van het PMMA, 110 ° C, veroorzaakt de reflow van de fotoresist rond eerder afgegeven nanodeeltjes. Etsen bedekt met PMMA zuurstofplasma (stap 6) brengt BNP, en vervolgens nat-etsen (jodium) van de blootgestelde deeltjes (stap 7) creëert openingen overeenstemming met de diameter van het BNP. In combinatie met reactieve-ionen / nat-etsen, is het mogelijk om het gatenpatroon overdragen de fotoresist op SiO 2 (stap 8) 31. Opnieuwbedrukt met toestemming van referentie 20. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54551/54551fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> De elektrostatische interactie tussen de tegengesteld geladen BNP en aminegroepen op het substraat verhindert de verplaatsing van het BNP van de bindingsplaats. De reflow stap handhaaft de relatieve locatie van het BNP, maar wist de gaten en de effecten van SN / LER. Plasma / nat etsen stappen regenereren gaten dat de omvang van het BNP hebben. Reactief-ion etsen overdraagt hun patroon SiO 2 hard-masker lagen. De werkwijze berust op het gebruik van meer uniforme grootte nanodeeltjes dan gevormde nanohole (NH), uitgedrukt als de standaarddeviatie σ, zodat σ BNP &lt;σ NH. Dit rapport staat stappen (4 en 5 in figuur 1 beschreven) waarbij de afzetting van nanodeeltjes uit dispersie en dereflow van de fotoresist om hen de voordelen en beperkingen van de methode te bepalen. Beide stappen zijn in beginsel schaalbaar tot grotere substraten, waarvoor geen uitgebreide modificatie van de stroom produceren moderne geïntegreerde circuits op chips.

```html
<table><tbody><tr><td>AATMS (95%)</td><td>Gelest Inc.</td><td>SIA0595.0</td><td>N-(2-aminoethyl)-11-aminoundecyltrimethoxysilaan</td></tr><tr><td>Gold colloids (Ted Pella Inc.)</td><td>Ted Pella</td><td>15705-20</td><td>Gold Naoparticles</td></tr><tr><td>hydrogen peroxide</td><td>Fisher Scientific&nbsp;</td><td>H325-100</td><td>Analytische kwaliteit (Gebruikt om wafer te reinigen)</td></tr><tr><td>hydrochloric acid</td><td>Fisher Scientific&nbsp;</td><td>S25358</td><td>Analytische kwaliteit</td></tr><tr><td>Ammonium hydroxide</td><td>Fisher Scientific&nbsp;</td><td>A669S-500SDS</td><td>Analytische kwaliteit (Gebruikt om wafer te reinigen)</td></tr><tr><td>hydrogen fluoride</td><td>Fisher Scientific</td><td>AC277250250</td><td>Analytische kwaliteit (gebruikt om SiO2 te etch)</td></tr><tr><td>Toluene (anhydrous, 99.8%)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td>Analytische kwaliteit (oplosmiddel gebruikt in zelfassemblage van AATMS</td></tr><tr><td>Isopropyl alcohol (IPA)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>W292907</td><td>Analytische kwaliteit (Gebruikt om ontwikkelaar te maken)</td></tr><tr><td>Methyl butyl ketone (MIBK)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>29261</td><td>Analytische kwaliteit (gebruikt om ontwikkelaar te maken)</td></tr><tr><td>1:3 MIBK:IPA developer</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>Analytische kwaliteit (Ontwikkelaar)</td></tr><tr><td>950 k poly(methyl methacylate (PMMA, 4% in Anisole)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>182265</td><td>Fotoresist voor E-beam lithografie</td></tr><tr><td>Gezuiverd water : Barnstead Sybron Corporation waterzuiveringsunit, resistiviteit van 19,0 M&Omega;cm</td><td></td><td></td><td>Water voor substraatreiniging</td></tr><tr><td>Gaertner ellipsometer&nbsp;</td><td>Gaertner</td><td></td><td>Resist en SAM dikte metingen</td></tr><tr><td>XPS, ThermoScientifc ESCALAB 250 instrument</td><td>Thermo-Scientific</td><td></td><td>Oppervlakte samenstelling</td></tr><tr><td>An FEI Siron XL30</td><td>Fei Corporation</td><td></td><td>Karakteriseren van nanopatronen</td></tr><tr><td>Zeiss sigma VP FEG SEM</td><td>Zeiss Corporation</td><td></td><td>E-beam blootstelling en patterning</td></tr><tr><td>MDS 100&nbsp; CCD camera</td><td>Kodak</td><td></td><td>Beeldvorming van druppelvormen voor contacthoekmetingen</td></tr><tr><td>Tegal Plasmod</td><td>Tegal</td><td></td><td>Zuurstofplasma om fotoresist te etch</td></tr><tr><td>I2</td><td>Sigma Aldrich</td><td>451045</td><td>Componenten voor goud etch oplossing</td></tr><tr><td>KI</td><td>Sigma Aldrich</td><td>746428</td><td>Componenten voor goud etch oplossing</td></tr><tr><td>Ellipsometer (LSE Stokes model L116A)</td><td>Gaertner</td><td>L116A</td><td>AATMS zelf-geassembleerde monolaag filmdikte metingen</td></tr></tbody></table>
```

het gebruik van offer nanodeeltjes te verwijderen van de effecten van shot-noise in contact gaten vervaardigd door e-lithografie

Use of Sacrificial Nanoparticles to Remove the Effects of Shot-noise in Contact Holes Fabricated by E-beam Lithography

Nano-patronen gefabriceerd met extreem ultraviolet (EUV) of electron-beam (E-beam) lithografie vertonen onverwachte verschillen in grootte. Deze variatie is toegeschreven aan statistische fluctuaties in het aantal fotonen / elektronen komen tot een bepaalde nano-regio gevolg van opname-noise (SN). De SN omgekeerd evenredig met de vierkantswortel van een aantal fotonen / elektronen. Voor een vaste dosering, de SN is groter in EUV en E-beam lithografieën dan voor de traditionele (193 nm) optische lithografie. Bottom-up en top-down patroonvorming benaderingen worden gecombineerd om de effecten van geschoten geluid in nano-hole patronen te minimaliseren. Specifiek een amino-silaan surfactant zichzelf assembleert op een siliciumwafel die vervolgens roterend bedekken met een 100 nm film van een PMMA-basis E-beam fotoresist. Blootstelling aan de E-balk en de latere ontwikkeling onthullen de onderliggende oppervlakte-film bij de bodem van de gaten. Dompelen van de wafer in een opschorting van de negatief geladen, citraat afgedekt, 20 nm goude nanodeeltjes (BNP) deposito één deeltje per hole. De blootgestelde positief geladen oppervlakteactieve film in het gat trechters elektrostatisch de negatief geladen nanodeeltjes op het centrum van een gaatje, die permanent worden de positionele registratie. Vervolgens, door verwarmen bij de glasovergangstemperatuur van het fotoresist polymeer, de fotolaklaag doorloopt en overspoelt de nanodeeltjes. Dit proces wist de gaten beïnvloed door SN, maar laat het afgezette BNP plaats vergrendeld door sterke elektrostatische binding. Behandeling met zuurstofplasma blootstelt het BNP door etsen een dun laagje fotoresist. Nat-etsen van de belichte BNP met een oplossing van I2 / KI levert uniforme gaten in het midden van inkepingen gevormd door elektronenbundel lithografie. De experimenten laten dus zien dat de aanpak vermindert de variatie in de grootte van de gaten door SN van 35% tot minder dan 10%. De werkwijze breidt de patroonvorming grenzen van transistor contactgaten tot beneden 20 nm.

Figuur 2 toont een SEM afbeelding van 20 nm-BNP gedeponeerd in 80-nm diameter gaten gevormd in een 60-100 nm dikke PMMA film gedreven door elektrostatische trechtervorming. Zoals opgemerkt door anderen 22, het proces resulteerde in ongeveer één deeltje per hole. De verdeling van deeltjes rond het midden van de gaten was Gauss (rechtsboven inzet). Meest gaten (93%) bevatte een BNP en 95% van deze deeltjes zich binnen 20 nm van het centrum. Verdere ...

Uniforme grootte nanodeeltjes kunnen schommelingen in contact gat afmetingen patroon in poly (methyl methacrylaat) (PMMA) fotolakfilms door elektronenstraal (E-beam) lithografie te verwijderen. Het proces omvat elektrostatische trechtervorming naar het centrum en deposito nanodeeltjes in contact gaten, gevolgd door fotoresist reflow en plasma- en nat-etsen stappen.

Het gebruik van Offer Nanodeeltjes te verwijderen van de effecten van Shot-noise in contact Gaten vervaardigd door E-lithografie

Nano-patterns fabricated with extreme ultraviolet (EUV) or electron-beam (E-beam) lithography exhibit unexpected variations in size. This variation has ...

Het algemene doel van dit protocol is om het effect van shot-ruis te verwijderen van litografische patronen met behulp van nanodeeltjes en resist reflow-technieken. Deze nanopatroontechniek maakt het mogelijk om shot-ruis te verwijderen uit extreme UV en E-Beam lithographie die momenteel gepland is voor het fabriceren van geavanceerde halfgeleiderapparaten, zoals microprocessors en geheugenchips. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de stappen eenvoudig te implementeren zijn.In huidige halfgeleiderverwerkingsfabrieken, zonder uitgebreide wijzigingen van bestaande duel sets. De implicatie van deze techniek strekt zich uit naar ons vermogen om patronen onder de 20 nanometer te maken, omdat het dimensionale fluctuaties van optische en chemische shot-ruiseffecten zal verminderen. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn in deze methode het moeilijk vinden, omdat het vertrouwdheid vereist met bottom-up en top-down verwerkingsmethoden, zoals sub fact zelf-assemblage en projectielithographie.De procedure zal worden gedemonstreerd door Dr. Moshood Morakinyo, momenteel bij Intel. En hij zal worden bijgestaan door Srikar Rao, een afgestudeerde student in mijn lab. Om d

use-sacrificial-nanoparticles-to-remove-effects-shot-noise-contact

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

De volgende setup aanpak gegevens low power optische vangen van diëlektrische nanodeeltjes door middel van een dubbel-nanohole in metaal film.

Optische overvullen van nanodeeltjes

De schaalbaarheid en resolutie van conventionele optische manipulatietechnieken worden beperkt door diffractie. We omzeilen de diffractielimiet en beschrijven een methode om nanodeeltjes optisch over een chip te transporteren met behulp van een gouden oppervlak voorzien van een pad van nauw geplaatste C-vormige plasmonische resonantors.

Fabricage en exploitatie van een Nano-Optical transportband

Hier presenteren we een protocol dat een schimmelvrije fabricageproces beschrijft van de polymere micronaalden door middel van fotolitografie.

Polymere Microneedle Array Fabrication door Fotolithografie

Intercellulaire communicatie kritisch om diverse fysiologische activiteiten binnen en buiten de cel. Dit document beschrijft een protocol voor het meten van de ruimtelijke en temporele karakter van enkele cel afscheidingen. Om dit te bereiken, is een multidisciplinaire aanpak waarin label-free nanoplasmonic sensing met live-cell imaging integreert.

A-Label gratis Techniek voor de ruimte en tijd Imaging van Single Cell afscheiding

De fabricage methode voor fijne interdigitated elektroden (gap en breedte: 20 µm) op het puntje van een hypodermische naald (diameter: 720 µm) wordt aangetoond door middel van een spray coating en soepel vlies photomask in het fotolithografie proces.

Fabricage van fijne elektroden op het puntje van een hypodermische naald met behulp van fotoresist Spray Coating en flexibele Photomask voor biomedische toepassingen

Het artikel beoogt de invoering van een standaard en betrouwbare fabricage-procedure voor de ontwikkeling van toekomstige lage dimensionale nano-elektronica.

Een standaard en betrouwbare methode om te fabriceren tweedimensionale nano-elektronica

We aberratie-gecorrigeerde scannen transmissie elektronenmicroscoop gebruiken om te definiëren van één cijfer nanometer patronen in twee veel gebruikte elektronenbundel weerstaat: poly-(methylmethacrylaat) en waterstof-silsesquioxane. Weerstaan patronen kunnen worden gerepliceerd in doel materialen keuze met één cijfer nanometer trouw met liftoff, plasma etsen, en infiltratie door organometallics weerstaan.

Single-Digit Nanometer Electron-Beam Lithography met aberratie-gecorrigeerde scannen transmissie elektronenmicroscoop

We hebben aangetoond dat het etsen van nano-architectuur in intracorticale micro-elektrode-apparaten de ontstekingsreactie kan verminderen en de potentie heeft om elektrofysiologische opnames te verbeteren. De hierin beschreven methoden schetsen een benadering van etch nano-architecturen in het oppervlak van niet-functionele en functionele enkelvoudige schacht silicium intracorticale micro elektroden.

Gerichte ionen straal-lithografie voor etch nano-architecturen in micro elektroden

We demonstreren fabricage van nanohoogtekanalen met de integratie van oppervlakte akoestische golfactuatie-apparaten op lithium niobate voor akoestische nanofluidica via liftoff fotolithografie, nano-diepte reactieve ionets en kamertemperatuurplasma oppervlakte-geactiveerde meerlaagse binding van enkelkristallithium niobaat, een proces dat ook nuttig is voor het plakken van lithiumniobate aan oxiden.

Fabricage van Nanoheight Channels waarin Surface Acoustic Wave Actuation via Lithium Niobate voor Akoestische Nanofluidics

Twee fabricagetechnieken, lift-off en natte etsen, worden beschreven in de productie van interdigitale elektrodetransducers op een piëzo-elektrisch substraat, lithium niobate, op grote schaal gebruikt om oppervlakte akoestische golven te genereren nu vinden breed nut in micro-tot nanoschaal vloeistof. De geproduceerde elektroden worden getoond om megahertz te veroorzaken om Rayleigh oppervlakte akoestische golven te bestellen.

Fabricage van Surface Acoustic Wave-apparaten op lithium niobate

Dit artikel introduceert een unieke methode voor het vervaardigen van meestermallen met een luchtventilatiegat om luchtinsluiting tijdens het gieten van viskeuze polymeer te voorkomen, waardoor de fabricage van gelatine-micronaalden met scherpe punten mogelijk is. Door het gietvolume van gelatine met hoge viscositeit te verminderen, konden ook dunnewandige, holle piramidevormige micronaalden worden vervaardigd.

Fabricage van een hoofdmal voor micronaalden met een micron-groot luchtventilatiegat

Leer hoe u shot-ruis in lithografische patronen elimineert met behulp van nanodeeltjes en resist-reflowtechnieken. Deze methode verbetert de patroonfideliteit voor geavanceerde halfgeleiderfabricage aanzienlijk.

Het gebruik van Offer Nanodeeltjes te verwijderen van de effecten van Shot-noise in contact Gaten vervaardigd door E-lithografie (Video) | JoVE Journal

Het gebruik van Offer Nanodeeltjes te verwijderen van de effecten van Shot-noise in contact Gaten vervaardigd door E-lithografie

Meer video's verkennen