Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Wykorzystanie nanocząstek protektorowych do usuwania skutków odgłosów strzału w otworach kontaktowych wytwarzanych metodą litografii wiązką elektronów

6.8K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/54551

⸱

12 lutego 2017

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

W tym artykule

Podsumowanie

Nanocząstki o jednakowej wielkości mogą usunąć wahania wymiarów otworów kontaktowych wzorowane na foliach fotorezystu z poli(metakrylanu metylu) (PMMA) za pomocą litografii wiązką elektronów (wiązka elektronów). Proces ten obejmuje elektrostatyczne kierowanie w celu wyśrodkowania i osadzenia nanocząstek w otworach kontaktowych, a następnie etapy fotorezystu rozpływowego oraz trawienia plazmowego i mokrego.

Streszczenie

Nano-wzory wykonane za pomocą litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV) lub wiązce elektronów (wiązka elektronów) wykazują nieoczekiwane różnice w rozmiarach. Zmienność ta została przypisana statystycznym fluktuacjom liczby fotonów/elektronów docierających do danego nanoregionu, wynikającym z szumu strzału (SN). SN zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do pierwiastka kwadratowego z liczby fotonów/elektronów. W przypadku stałej dawki SN jest większy w litografiach EUV i wiązki elektronów niż w tradycyjnej litografii optycznej (193 nm). Podejścia do modelowania od dołu do góry i od góry do dołu są łączone w celu zminimalizowania skutków szumu strzału w tworzeniu wzorów nano-otworów. W szczególności aminosilanowy środek powierzchniowo czynny samoczynnie składa się na płytce krzemowej, która jest następnie powlekana wirowo warstwą 100 nm fotorezystu wiązki E na bazie PMMA. Wystawienie na działanie wiązki elektronów i późniejsze opracowanie odsłania znajdujący się pod spodem film środka powierzchniowo czynnego na dnie otworów. Zanurzenie płytki w zawiesinie ujemnie naładowanych, pokrytych cytrynianem nanocząstek złota (GNP) o długości fali 20 nm pozostawia jedną cząstkę na otwór. Odsłonięta dodatnio naładowana folia środka powierzchniowo czynnego w otworze elektrostatycznie kieruje ujemnie naładowaną nanocząstkę do środka odsłoniętego otworu, co trwale utrwala rejestr pozycyjny. Następnie, poprzez ogrzewanie w pobliżu temperatury zeszklenia polimeru fotorezystu, folia fotorezystu rozpływa się i pochłania nanocząstki. Proces ten usuwa dotknięte SN, ale pozostawia zdeponowane GNP zablokowane na miejscu przez silne wiązanie elektrostatyczne. Obróbka plazmą tlenową odsłania GNP poprzez wytrawianie cienkiej warstwy fotorezystu. Wytrawianie na mokro odsłoniętych GNP roztworem I2 / KI daje jednolite otwory znajdujące się w środku wgłębień ukształtowanych przez litografię wiązką elektronów. Przedstawione eksperymenty pokazują, że podejście to zmniejsza zmienność wielkości otworów spowodowaną przez SN z 35% do poniżej 10%. Metoda ta rozszerza granice wzorca otworów stykowych tranzystora do poziomu poniżej 20 nm.

Wprowadzenie

Wykładniczy wzrost mocy obliczeniowej, mierzony prawem Moore'a1,2 (1), jest wynikiem postępujących osiągnięć w litografii optycznej. W tej technice wzorowania odgórnego (top-down) rozdzielczość, R, jest określona przez dobrze znaną teorię Rayleigha3:

Wzór na rozdzielczość w mikroskopii: R ∝ λ/NA, kluczowy koncept w obrazowaniu optycznym.

Tutaj, λ i NA odpowiednio długość fali światła oraz apertura numeryczna. Należy zauważyć, że NA = η·sinθ, gdzie η jest współczynnikiem załamania światła ośrodka pomiędzy soczewką a wafelem; θ = tan-1(d/2l)) dla średnicy, dsoczewki oraz odległości, Proszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia., pomiędzy środkiem soczewki a wafla. W ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat rozdzielczość litograficzna uległa poprawie dzięki zastosowaniu (a) źródeł światła, w tym laserów ekscymerowych, o progresywnie krótszych długościach fal UV; (b) zaawansowanych konstrukcji optycznych wykorzystujących maski przesuwające fazę4; oraz (c) wyższe Brak danychW przypadku ekspozycji na powietrze (η = 1), ND zawsze jest mniejsza od jedności, jednak poprzez wprowadzenie cieczy z η >1, takich jak woda5między soczewką a wafelem, ND można podnieść powyżej 1poprawiając tym samym rozdzielczość litografii immersyjnej. Obecnie dostępne ścieżki prowadzące do węzła 20 nm i mniejszych obejmują źródła ekstremalnego UV (λ = 13 nm) lub techniki wzorowania z wykorzystaniem złożonego podwójnego i poczwórnego przetwarzania wielowarstwowego fotorezystu6,7.

W skalach nanometrycznych fluktuacje statystyczne wywołane szumem śrutowym (SN) w liczbie fotonów docierających do nanoobszaru powodują zmienność wymiarów wzorów litograficznych. Efekty te są bardziej wyraźne przy ekspozycji na wysokoenergetyczne światło EUV oraz wiązki elektronów (E-beams) – systemy, które wymagają o rzędy wielkości mniejszej liczby fotonów/cząstek w porównaniu z tradycyjną litografią optyczną8. Supersensytywne fotoresysty z chemicznym wzmocnieniem (o wydajności kwantowej >1) wprowadzają również chemiczny SN spowodowany zmiennością liczby cząsteczek fotoreaktywnych w naświetlonych nanoobszarach9,10. Fotoresysty o niższej czułości, wymagające dłuższego naświetlania, tłumią te efekty, ale jednocześnie zmniejszają przepustowość procesu.

W skali molekularnej wkład w chropowatość krawędzi linii wynikający z rozkładu wielkości cząsteczek właściwego dla polimerów fotorezystów można zredukować poprzez zastosowanie rezystów molekularnych11. Podejściem komplementarnym do tego typu przetwarzania nanowzorów metodą top-down jest wykorzystanie metod bottom-up12,13, które opierają się w szczególności na kierowanym samoorganizowaniu (DSA) polimerów diblokowych14. Zdolność tych procesów do kierowania nukleacją i tworzenia nierównomiernych odstępów między pożądanymi wzorami, takimi jak otwory lub linie, wciąż stanowi wyzwanie. Rozkład wielkości komponentów molekularnych15,16 ogranicza również skalę i wydajność wytwarzania17,18. Podobne problemy ograniczają druk mikrokontaktowy nanocząstek w litografii miękkiej19.

Niniejsza praca przedstawia badania nad nowym podejściem hybrydowym (Rycina 1), które łączy klasyczną litografię projekcyjną typu top-down z elektrostatycznie sterowaną samoorganizacją w celu zredukowania efektu SN/szorstkości krawędzi linii (LER)20. Po wywołaniu odsłonięte zostają dodatnio naładowane grupy aminowe na samoporządkujących się monowarstwach (SAMs) N-(2-aminoetylu)-11-aminoundecylometoksysilanu (AATMS) znajdujących się pod filmem PMMA. Ujemnie naładowany film fotorezystu PMMA elektrostatycznie kieruje ujemnie naładowane nanocząstki złota (GNPs), stabilizowane cytratem,21-24 do otworów powstałych w wyniku SN25. Ponowne upłynnienie (re-flow) fotorezystu PMMA powoduje zatopienie uprzednio osadzonych nanocząstek w filmie.

Schemat procesu transferu wzoru z wykorzystaniem SiO₂ i SiH₄; kroki obejmują litografię, osadzanie nanocząstek, trawienie.
Rysunek 1: Schematyczne przedstawienie strategii usuwania efektów szumu śrutowego i chropowatości krawędzi linii podczas formowania otworów kontaktowych z wykorzystaniem nanocząstek (NPs) o precyzyjnym rozmiarze. Tutaj wymiar krytyczny (CD) to pożądana średnica otworów. Podejście (krok 1) rozpoczyna się od osadzenia samoorganizującej się monowarstwy (SAM) cząsteczek silanu z dodatnio naładowanymi grupami aminowymi na powierzchni tlenku wafla krzemowego. Następnie wykorzystuje się litografię wiązką elektronów (E-beam lithography) do uformowania otworów (kroki 2 i 3) w warstwie fotorezystu PMMA (warstwa niebieska), która generuje szum śrutowy, co zilustrowano na dołączonym obrazie SEM. Litografia odsłania grupy aminowe na dnie otworów. Krok 4 obejmuje osadzanie z fazy wodnej złotych nanocząstek (GNPs) o kontrolowanym rozmiarze, stabilizowanych cytrynianem (naładowanych ujemnie), w litograficznie uformowanych otworach z wykorzystaniem lejkowania elektrostatycznego (EF). W kroku 5 podgrzanie wafla do 100 °C, poniżej temperatury przejścia szklistego PMMA wynoszącej 110 °C, powoduje przepływ (reflow) fotorezystu wokół wcześniej osadzonych nanocząstek. Trawienie nałożonego PMMA plazmą tlenową (krok 6) odsłania GNPs, a następujące po nim trawienie mokre (jodem) odsłoniętych cząstek (krok 7) tworzy otwory odpowiadające rozmiarowi GNPs. W połączeniu z trawieniem jonowym reaktywnym/mokrym możliwe jest transferowanie wzoru otworów z fotorezystu na SiO2 (krok 8)31. Przedrukowano za zgodą z referencji20. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Oddziaływanie elektrostatyczne między przeciwstawnie naładowanymi GNP a grupami aminowymi na podłożu zapobiega przemieszczeniu GNP z miejsca wiązania. Etap reflowu zachowuje względne położenie GNP, ale usuwa otwory oraz efekty SN/LER. Kroki trawienia plazmowego/mokrego regenerują otwory o rozmiarze GNP. Trawienie reaktywne jonami przenosi ich wzór na warstwy maski twardej SiO2 . Metoda opiera się na zastosowaniu nanocząstek o bardziej jednorodnym rozmiarze niż wzorowany nano-otwór (NH), co wyrażone jest jako odchylenie standardowe, σ, tak aby σGNP <σNH. Niniejszy raport koncentruje się na krokach (4 i 5 opisanych na Rysunku 1) obejmujących osadzanie nanocząstek z dyspersji oraz reflow fotorezystu wokół nich, aby ocenić zalety i ograniczenia tej metody. Oba etapy są w zasadzie skalowalne dla większych podłoży i nie wymagają rozległych modyfikacji obecnego procesu produkcji nowoczesnych układów scalonych w chipach.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Deriwatyzacja i charakterystyka powierzchni wafli krzemowych

  1. Oczyść powierzchnię wafli za pomocą roztworów czyszczących Radio Corporation of America (RCA) SC1 i SC2.
  2. Przygotuj SC1 i SC2 poprzez wolumetryczne zmieszanie następujących substancji chemicznych:
    SC1: H2O2:NH4OH:H2O = 1:1:5 v/v oraz SC2: H2O2:HCl:H2O = 1:1:5 v/v.
    1. Zanurz wafel w SC1 na 10 min w temperaturze 70 °C, a następnie wypłucz wodą dejonizowaną.
    2. Postępuj analogicznie w przypadku SC2 (10 min w 70 °C, a następnie płukanie).
      UWAGA: Procedura czyszczenia usuwa zanieczyszczenia organiczne i jonowe oraz generuje grupy silanolowe na powierzchni tlenku krzemu wafli krzemowych.
  3. Przeprowadź derywatyzację powierzchni wafli krzemowych za pomocą AATMS
    1. Inkubuj oczyszczony wafel krzemowy w 0,05 M AATMS (przygotowanym w suchym toluenie) w 80 °C przez 20 min. Poddaj działaniu ultradźwięków przez 5 min w sonikatorze 100 W w temperaturze pokojowej w czystym toluenie i wysusz w strumieniu gazu azotowego.
  4. Przeprowadź charakterystykę powierzchni derywatyzowanych wafli krzemowych
    1. Zmierz kąt zwilżania za pomocą goniometru i oprogramowania ImageJ25.
    2. Wyznacz grubość warstw za pomocą elipsometru (źródło światła laser He-Ne, λ = 632,8 nm, stały kąt padania 70°)25.
    3. Oszacuj skład pierwiastkowy powierzchni za pomocą spektroskopii fotoelektronów w promieniach X (XPS)25.

2. Litografia wiązką elektronów

  1. Nanieść fotorezyst (2% poli(metakrylanu metylu (PMMA) w anizolu) na podłoża z krzemu modyfikowane AATMS metodą spin-coatingu przy 4,000 rpm przez 60 s.
  2. Wygrzać wstępnie film w temperaturze 180 °C przez 120 s w celu osuszenia warstwy fotorezystu.
  3. Zmierzyć grubość warstwy fotorezystu za pomocą elipsometru. Upewnić się, że źródło światła laserowego He-Ne, λ = 632.8 nm, jest ustawione pod kątem padania 70°. Zoptymalizować pozycjonowanie próbki w celu maksymalizacji sygnału detektora, używając powierzchni refleksyjnej, takiej jak podłoże krzemowe. Wykorzystać program pomiarowy elipsometru (GEMP) na podłączonym komputerze PC do pomiaru grubości warstwy fotorezystu; powinna ona wynosić około 100 nm.
  4. Naświetlanie wiązką elektronów:
    1. Przenieść podłoże do komory wysokiej próżni litografa elektronowego.
    2. Utworzyć wzór otworów typu „poker dot” za pomocą wiązki elektronów (napięcie przyspieszające 30 kV, prąd wiązki 37 pA) przechodzącej przez aperturę 10-µm i dostarczającej dawkę 24 µC/cm3 .
    3. Dostosować skok wzoru i dawkę w razie potrzeby, aby uzyskać wzór otworów typu „poker dot” o pożądanej średnicy otworu (80 nm) i skoku (200 nm).
    4. Wyjąć podłoże z komory litografa elektronowego.
  5. Wywoływanie wzoru litograficznego:
    1. Rozpocząć wywoływanie wzoru w roztworze metyloizobutyloketonu/izopropanolu (MIBK/IPA, 1:3 (v:v)) przez 70 s.
    2. Kontynuować wywoływanie poprzez zanurzenie w IPA przez 30 s. Zakończyć proces wywoływania, płukając w wodzie dejonizowanej przez 30 s. Osuszyć podłoże strumieniem azotu.

3. Osadzanie GNP w otworach uformowanych za pomocą wiązki elektronów

UWAGA: Osadzanie GNP w wzorowanych otworach odbywa się za pomocą dwóch różnych metod.

  1. Zanurzanie wstępnie wzorowanych wafli w roztworach GNP (Metoda 1).
    1. Pozostaw próbkę w medium zawiesiny GNP na 24-48 h, w zależności od rozmiaru GNP i średnic otworów. Użyj zawiesiny GNP o rozmiarze 20 nm, stabilizowanej cytrynianem, o stężeniu 7,0 x 1011 NPs/mL.
      UWAGA: Można zastosować GNP o rozmiarach od 10-100 nm i w zakresie stężeń od 5,7 x 1012 do 5,7 x 109 NPs/mL, dostarczanych przez Ted Pella. Należy pamiętać, że gęstość osadzania jest zgodna z prawem dyfuzji ̴(Dt)1/2, gdzie D i t to odpowiednio współczynniki dyfuzji nanocząsteczek i czas osadzania (t.j. mniejsze cząsteczki osadzają się w krótszym czasie, co omówiono w referencji 20, Rysunek 2c).
  2. Osadzanie GNP metodą natryskową na wzorowanych waflach (Metoda 2)
    1. Aby osadzić GNP metodą odparowania, natryskaj roztwór GNP na wzorowany podłoże, ułożone poziomo. Skieruj ręczny rozpylacz (Metoda 2) tak, aby strumień był skierowany prostopadle do powierzchni podłoża.
    2. Natryskaj wystarczającą objętość roztworu zawiesiny, aby zwilżyć całą powierzchnię podłoża.
      UWAGA: Może być konieczne rozcieńczenie zawiesiny GNP 10-krotnie, aby uniknąć wymuszania dostania się wielu nanocząsteczek do jednego dużego otworu.
    3. Inkubuj próbki na płycie grzejnej utrzymywanej w temperaturze 30-35 °C przez 10 min, aby uzyskać kontrolowane odparowanie.
  3. Po osadzaniu (Metodą 1 lub Metodą 2) poddaj próbki łagodnej sonikacji (100 W) w wodzie dejonizowanej przez 50 s i wysusz w strumieniu gazu azotowego.

4. Obrazowanie za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej

UWAGA: Dwa rodzaje badań obejmowały konwencjonalne obrazowanie SEM z góry oraz w przekroju poprzecznym.

  1. W celu uzyskania obrazów SEM z rzutu z góry, należy zastosować napięcie przyspieszające wiązki elektronów 5 kV przy natężeniu prądu ~300 µA, aby zapobiec uszkodzeniu filmu fotorezystu.
    Uwaga: Najniższe możliwe ustawienia napięcia i natężenia prądu są niezbędne w celu ograniczenia reakcji pękania łańcuchów w fotorezyście. Reakcje pękania łańcuchów obniżają temperaturę przejścia szklistego polimeru, co z kolei wpływa na temperaturę operacyjną dla etapu reflowu rezystu opisanego poniżej.
  2. Obrazowanie przekroju:
    1. Nanieść metodą napylania 10 nm grubą warstwę złota na fotorezyst PMMA, aby zapobiec uszkodzeniom wywołanym wiązką jonową. Do wycięcia otworów należy użyć skupionej wiązki jonów Ga pracującej przy 30 kV i 93 pA. Obrazy SEM przekroju uzyskuje się poprzez pochylenie podłoża względem jego normalnej pozycji poziomej.

5. Przetopienie fotorezystu PMMA wokół GNPs w uformowanych otworach

  1. Podgrzewaj wzorowane podłoża na płycie grzewczej w temperaturze Treflow (100 °C) przez 3 min, co znajduje się poniżej wcześniej określonej temperatury przejścia szklistego, Tg (110 °C), dla PMMA o masie 950,000 g/mol; szybkość rozlewania polimeru wynosiła 1,7 ± 0,1 nm/s.
    Uwaga: Znacznie szybsze rozlewanie zaobserwowano w obszarach wzorowanych, które wcześniej były poddane działaniu wiązki elektronów podczas obrazowania za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), co może wynikać z pękania łańcucha głównego polimeru podczas ekspozycji na wiązkę elektronów, prowadząc do obniżenia Tg. Obserwację tę potwierdzają badania Keymeulena i współpracowników, którzy zauważyli, że ekspozycja na promieniowanie rentgenowskie obniżyła Tg PMMA26.

6. Trawienie suche i mokre

  1. Przeprowadź trawienie suche przez odpowiedni czas (55 s) w plazmie tlenowej, aby odsłonić GNPs pokryte cienką warstwą PMMA po procesie reflow. Dokładnie monitoruj szybkość trawienia warstwy PMMA w funkcji czasu za pomocą elipsometru lub monitora grubości cienkich warstw.
    UWAGA: Zbyt krótki czas trawienia może nie odsłonić GNP, natomiast zbyt długie trawienie spowoduje całkowite usunięcie warstwy PMMA. Dla PMMA 950 kDa szybkość trawienia wynosiła 1,5 nm/s, co wymagało 55 s czasu trawienia.
  2. Przeprowadź trawienie mokre GNP na dnie otworów kontaktowych po procesie reflow, używając roztworu jodu zawierającego 1,0 g kryształów jodu (I2), 4,0 g jodku potasu (KI) oraz 40 mL wody dejonizowanej, przez 10 min.
    UWAGA: Jodek potasu poprawia rozpuszczalność jodu w roztworze i ułatwia trawienie złota. Reakcja złota z jodem (2Au + I2 → 2 AuI) prowadzi do powstania jodku złota, który jest słabo rozpuszczalny w roztworze wodnym w temperaturze pokojowej.

7 . Obliczanie przemieszczenia cząstek, gęstości i frakcji wypełnienia

  1. Lokalizacja środka otworu i przemieszczenie GNP:
    1. Ręcznie narysuj poziome i pionowe linie dopasowania, przechodzące odpowiednio przez rzędy i kolumny otworów, a w punktach przecięcia tych linii wyznacz środki otworów (Rycina 2a i 2b). W obliczeniach uwzględnij co najmniej 500 otworów.
    2. Ręcznie wyznacz pozycję, Proszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia., każdej nanocząsteczki względem centrum nanootworu (t. j. przemieszczenia), w miejscu jego osadzenia (Rysunek 2b).
  2. Wyznacz histogramy liczby cząstek w funkcji przesunięcia przy użyciu standardowego programu do arkuszy kalkulacyjnych.
  3. Obliczanie gęstości cząstek: ρ = N (Liczba cząstek)/Jednostka powierzchni (µm2):
    1. W pierwszej kolejności należy wyznaczyć powierzchnię pierścienia o stałej szerokości (≈R/10, gdzie R jest promieniem otworu) i ograniczony dwoma promieniami (r1, r2) przy przemieszczeniu r (=(r1+Proszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia.2)/2); Wzór na pole pierścienia \(A=\pi(r_2^2-r_1^2)\), równanie matematyczne, pojęcie geometryczne, schemat..
    2. Oblicz sumę liczby cząstek, Nw obszarze wynikającym z histogramu sporządzonego w kroku 7.2 powyżej.
    3. Powtórz procedurę w zależności od r aby wygenerować około 10 równych kroków kończących się na r = R, promień otworu.
  4. Dopasuj dane gęstości cząstek w funkcji przesunięcia do krzywej Gaussa, stosując nieliniową procedurę najmniejszych kwadratów (Rysunek 2a, wstawka)20Wyznacz odchylenie standardowe przemieszczenia (σosadzanie) dla osadu oraz niepewności dopasowania.
  5. Powtórz powyższą procedurę dla obrazów SEM uzyskanych po przepływie fotorezystu, korzystając z obrazu SEM przedstawionego w Rycina 2c.
    UWAGA: Po zniknięciu otworów reflow narysuj najlepiej dopasowane linie poziome i pionowe na pozycjach GNP, aby wyznaczyć wartości najlepiej dopasowane dla środków otworów. Oblicz przemieszczenia cząstek zgodnie z krokiem 7.1 i wyodrębnij połączone σSuma zgodnie z protokołem opisanym w krokach 7.2–7.4.
    UWAGA: W tym przypadku określenie „łącznie” lub „całkowite” odnosi się do ogólnego przemieszczenia GNP w wyniku etapów osadzania i przepływu zwrotnego.
  6. Wyznacz stopień wypełnienia, szacując stosunek liczby otworów wypełnionych do całkowitej liczby otworów, Rycina 2b.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Rysunek 2 przedstawia obraz SEM 20-nm GNPs osadzonych w otworach o średnicy 80-nm, uformowanych w warstwie PMMA o grubości 60-100 nm, za pomocą lejkowania elektrostatycznego. Jak zaobserwowano w innych badaniach22, proces ten doprowadził do osadzenia około jednej cząsteczki na otwór. Rozkład cząsteczek wokół centrum otworów był gaussowski (wstawka w prawym górnym rogu). Większość otworów (93%) zawierała jedno GNP, a 95% tych cząsteczek znajdowało s...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Szum śrutowy (SN) w litografii jest prostą konsekwencją fluktuacji statystycznych w liczbie fotonów lub cząsteczek (N) docierających do danego nanoregionu; jest on odwrotnie proporcjonalny do pierwiastka kwadratowego z liczby fotonów/cząsteczek:

Równania stosunku sygnału do szumu, SN ∝ 1/√N ∝ 1/√A ∝ 1/r, formuła.

gdzie A i r oznaczają odpowiedn...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Intel Corporation sfinansowała tę pracę z grantu numer 414305, a Oregon Nanotechnology and Microtechnology Initiative (ONAMI) zapewniła odpowiednie fundusze. Z wdzięcznością dziękujemy za wsparcie i rady dr Jamesa Blackwella we wszystkich fazach tej pracy. Specjalne podziękowania kierujemy do Drew Beasau i Chelsea Benedict za analizę statystyk dotyczących położenia cząstek. Dziękujemy profesorowi Hallowi za uważne przeczytanie manuskryptu oraz dr Kurtowi Langworthy'emu z University of Oregon w Eugene w stanie Oregon za pomoc w litografii wiązką elektronów.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
AATMS (95%)Gelest Inc.SIA0595.0N-(2-aminoetylo)-11-aminoundecyltrimetoksysilan
Koloidy złota (Ted Pella Inc.)Ted Pella15705-20Złote Nadtlenek Wodoru Naoparticles
Fisher Scientific H325-100Klasa analityczna (Służy do czyszczenia wafla)
kwas solnyFisher Scientific S25358
Wodorotlenek amonuFisher Scientific A669S-500SDSKlasa analityczna (używana do czyszczenia wafla)
fluorowodórFisher ScientificAC277250250Klasa analityczna (używana do wytrawiania SiO2< / sub>)
Toluen (bezwodny, 99,8%)Sigma Aldrich244511Klasa analityczna (rozpuszczalnik stosowany do samodzielnego montażu
alkoholu izopropylowego AATMS (IPA)Sigma AldrichW292907Klasa analityczna (używana do produkcji wywoływacz)
Keton metylobutylowy (MIBK)Sigma Aldrich29261Klasa analityczna (używana do produkcji wywoływacza)
1:3 MIBK: Wywoływacz IPASigma AldrichKlasa analityczna (Wywoływacz)
950 k poli(metacylan metylu (PMMA, 4% w anizolu)Sigma Aldrich182265Fotorezystor do litografii
wiązką elektronówWoda oczyszczona: Jednostka do uzdatniania wody Barnstead Sybron Corporation, rezystywność 19,0 MΩ cm Wodado czyszczenia podłoża
Elipsometr Gaertnera Pomiary grubości rezystancji i SAMGaertnera
XPS, ThermoScientifc ESCALAB 250 instrumentThermo-ScientificSkład powierzchni
FEI Siron XL30Fei CorporationCharakterystyka nanowzorów
Zeiss sigma VP FEG SEMZeiss CorporationEkspozycja i wzór wiązki elektronicznej
MDS 100  Kamera CCDKodakObrazowanie kształty kropli do pomiaru kąta zwilżania
Tegal PlasmodTegalPlazma tlenowa do wytrawiania fotorezystu
I2Sigma Aldrich451045Komponenty do roztworu do wytrawiania złota
KISigma Aldrich746428Komponenty do roztworu do wytrawiania złota
Elipsometr (LSE Stokes model L116A)Samodzielne pomiary grubości folii jednowarstwowejL116A
klasy analitycznej Gaertner AATMS

Bibliografia

  1. Moore, G. E. Cramming more components onto integrated circuits. Electronics. 38 (8), 114(1965).
  2. 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).
  3. Rayleigh, L. On the theory of optical images, with special reference to the microscope. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and J. Sci. 42 (255), 167-195 (1896).
  4. Levenson, M. D., Viswanathan, N. S., Simpson, R. A. Improving resolution in photolithography with a phase-shifting mask. IEEE Trans. Electron Devices. 29 (12), 1828-1836 (1982).
  5. French, R. H., Tran, H. V. Immersion Lithography: Photomask and Wafer-Level Materials. Annu. Rev. Mater. Res. 39 (1), 93-126 (2009).
  6. Borodovsky, Y. Complementary Lithography at Insertion and Beyond. Complementary Lithography - Stochastics Suppression and EUV, Electronics, Proc. Semicon. West, June 12, San Franscisco, , (2012).
  7. Reiser, A. Photoreactive Polymers: the Science and Technology of Resists. , John Wiley & Sons. (1989).
  8. Brunner, T. A. Why optical lithography will live forever. J. of Vac. Sci. & Technol. B: Microelectronics and Nanometer Structures. 21 (6), 2632-2637 (2003).
  9. 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).
  10. Hallett-Tapley, G. L., et al. Single component photoacid/photobase generators: potential applications in double patterning photolithography. J. Mater. Chem. C. 1 (15), 2657-2665 (2013).
  11. Krysak, M., De Silva, A., Sha, J., Lee, J. K., Ober, C. K. Molecular glass resists for next-generation lithography. Proc. SPIE: Advances in Resist Materials and Processing Technology XXVI. Henderson, C. L. 7273, 72732N(2009).
  12. Li, M., et al. Bottom-up assembly of large-area nanowire resonator arrays. Nat Nano. 3 (2), 88-92 (2008).
  13. Thiruvengadathan, R., et al. Nanomaterial processing using self-assembly-bottom-up chemical and biological approaches. Rep. Prog. Phys. 76 (6), 066501(2013).
  14. Tsai, H. Y., et al. Pattern transfer of directed self-assembly (DSA) patterns for CMOS device applications. Proc.SPIE Advanced Etch Technology for Nanopatterning II. Zhang, Y., Oehrlein, G. S., Lin, Q. 8865, 86850L-86850L (2013).
  15. Hawker, C. J., Russell, T. P. Block Copolymer Lithography: Merging "Bottom-Up" with "Top-Down" Processes. MRS Bulletin. 30 (12), 952-966 (2005).
  16. Lin, Y., et al. Self-directed self-assembly of nanoparticle/copolymer mixtures. Nature. 434 (7029), 55-59 (2005).
  17. Cheng, J. Y., et al. Simple and Versatile Methods To Integrate Directed Self-Assembly with Optical Lithography Using a Polarity-Switched Photoresist. ACS Nano. 4 (8), 4815-4823 (2010).
  18. 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. Proc. SPIE. Tong, W. . 8323, Alternative Lithographic Technologies IV, (2012).
  19. Chan, J. C., Hannah-Moore, N., Rananavare, S. B. Controlled Deposition of Tin Oxide and Silver Nanoparticles Using Microcontact Printing. Crystals. 5 (1), 116-142 (2015).
  20. Morakinyo, M. K., Rananavare, S. B. Reducing the effects of shot noise using nanoparticles. J. Mater. Chem. C. 3 (5), 955-959 (2015).
  21. Cui, Y., et al. Integration of Colloidal Nanocrystals into Lithographically Patterned Devices. Nano Lett. 4 (6), 1093-1098 (2004).
  22. Huang, H. W., Bhadrachalam, P., Ray, V., Koh, S. J. Single-particle placement via self-limiting electrostatic gating. Appl. Phys. Lett. 93 (7), 073110-073113 (2008).
  23. Ma, L. C., et al. Electrostatic Funneling for Precise Nanoparticle Placement: A Route to Wafer-Scale Integration. Nano Lett. 7 (2), 439-445 (2007).
  24. Richard Bowen, W., Filippov, A. N., Sharif, A. O., Starov, V. M. A model of the interaction between a charged particle and a pore in a charged membrane surface. Adv. Colloid Interface Sci. 81 (1), 35-72 (1999).
  25. Morakinyo, M. K., Rananavare, S. B. Positional control over nanoparticle deposition into nanoholes. Nanotechnology (IEEE-NANO), 2011 11th IEEE Conference, , 1677-1682 (2011).
  26. Keymeulen, H. R., et al. Measurement of the x-ray dose-dependent glass transition temperature of structured polymer films by x-ray diffraction. J. Appl. Phys. 102 (1), 013528(2007).
  27. Feng, B. C. Resist Reflow Method for Making Submicron Patterned Resist Masks. US patent A. , (1977).
  28. You, J. H., et al. Position Shift Analysis in Resist Reflow Process for Sub-50 nm Contact Hole. Jpn. J. Appl. Phys. 48 (9), 096502(2009).
  29. Montgomery, P. K., et al. Resist reflow for 193-nm low-K1 lithography contacts. Proc. SPIE Advances in Resist Technology and Processing XX. Fedynyshyn, T. H. 5039, 807-816 (2003).
  30. King, W. P., et al. Atomic force microscope cantilevers for combined thermomechanical data writing and reading. Appl. Phys. Lett. 78 (9), 1300-1302 (2001).
  31. Chuo, Y., et al. Rapid fabrication of nano-structured quartz stamps. Nanotechnology. 24 (5), 055304(2013).
  32. Moreau, W. M. Semiconductor Lithography: Principles, Practices, and Materials. , Springer Science & Business Media. 419(2012).
  33. Chan, J. C., Tran, H., Pattison, J. W., Rananavare, S. B. Facile pyrolytic synthesis of silicon nanowires. Solid-State Electron. 54 (10), 1185-1191 (2010).
  34. 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).
  35. Tran, H. A., Rananavare, S. B. Ch. 39, Synthesis and Characterization of n- and p-Doped Tin Oxide Nanowires for Gas Sensing Applications. Nanoelectronic Device Applications Handbook . Morris, J. E., Iniewski, K. , CRC Press. (2013).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Redukcja szumu rutowegoosadzanie nanocz steczektechnika reflow resistunanocz steczki z otawzorowanie otwor w kontaktowychsurfaktant aminokrzemowytrawienie w plazmie tlenowejproces trawienia mokregoskaningowa mikroskopia elektronowa
Wykorzystanie nanocząstek protektorowych do usuwania skutków odgłosów strzału w otworach kontaktowych wytwarzanych metodą litografii wiązką elektronów
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.