Uniformemente nanopartículas porte pode remover flutuações nas dimensões Contacto Furo estampados em poli (metacrilato de metila) filmes (PMMA) fotossensíveis por feixe de elétrons (E-beam) litografia. O processo envolve afunilamento eletrostática para centro e depósito de nanopartículas em furos de contacto, seguido por refluxo fotorresiste e passos plasma e wet-gravura.
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Artigo de método
Uso de sacrificiais nanopartículas para eliminar os efeitos do Plano de ruído em contato Buracos fabricada por E-beam litografia
Neste artigo
Resumo
Resumo
Nano-padrões fabricados com ultravioleta extremo (EUV) ou por feixe de elétrons (E-beam) variações inesperadas litografia exibição em tamanho. Esta variação tem sido atribuída a flutuações estatísticas no número de fotões / electrões que chegam num dado nano-região resultantes de tiro-ruído (SN). O SN varia inversamente com a raiz quadrada de um número de fótons / elétrons. Para uma dose fixa, o SN é maior em EUV e e-beam litografias do que para tradicional (193 nm) a litografia óptica. Bottom-up e padronização de cima para baixo abordagens são combinadas para minimizar os efeitos do ruído tiro na padronização nano-buraco. Especificamente, um amino-silano auto-monta surfactante sobre uma bolacha de silício que é subsequentemente spin-revestidos com um filme de 100 nm de um foto-resistente de feixe de electrões com base em PMMA. A exposição ao E-feixe e o desenvolvimento subsequente descobrir a película surfactante subjacente aos fundos dos furos. Mergulhando a bolacha numa suspensão de carga negativa, que se tapou-citrato, 20 nm gnanopartículas de idade (PNB) Depósitos uma partícula por furo. O filme tensioactivo carregado positivamente exposta no orifício electrostaticamente funis a nanopartícula carregada negativamente para o centro de um furo exposto, que fixa permanentemente a posição de registo. Em seguida, por aquecimento perto da temperatura de transição vítrea do polímero fotossensível, o filme fotorresistente reflui e engole as nanopartículas. Esse processo apaga os buracos afetadas pela SN, mas deixa os PNB depositados bloqueado no local por uma forte ligação eletrostática. O tratamento com plasma de oxigénio expõe as PNB por decapagem uma camada fina do material fotosensitivo. Wet-condicionamento dos PNB expostos com uma solução de I2 / KI produz buracos uniformes localizados no centro de entalhes estampados por litografia de feixe de electrões. As experiências apresentadas mostram que a abordagem reduz a variação do tamanho dos furos causados por SN de 35% para menos de 10%. O método estende os limites de padrões de orifícios de contacto transistor para abaixo de 20 nm.
Introdução
O crescimento exponencial do poder computacional, como quantificada pela lei de Moore 1, 2 (1), é o resultado de avanços progressivos em litografia óptica. Nesta técnica de modelação de cima para baixo, a resolução alcançável, R, é dada pela bem conhecida Raleigh teorema 3:
Aqui, λ e NA são o comprimento de onda da luz e abertura numérica, respectivamente. Note-se que NA = η · sinθ, onde η
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Protocolo
1. derivatizar e caracterização da superfície das bolachas de silício
- Limpe a superfície de pastilhas usando Radio Corporation of America (RCA) de limpeza soluções SC1 e SC2.
- Prepare SC1 e SC2 por volumetricamente misturando os seguintes produtos químicos:
SC1: H2O 2: NH4OH: H2O = 1: 1: 5 v / v e SC2: H2O 2: HCI: H2O = 1: 1: 5 v / v.- Imergir a bolacha em SC1 durante 10 min a 70 ° C, e, em seguida, executar uma lavagem com água desionizada.
- Seguir um protocolo semelhante para SC2 (10 min a 70 ° C, seguido ....
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Resultados
A Figura 2 mostra uma imagem SEM de PNB 20 nm depositados em furos de diâmetro de 80 nm modelado numa película de PMMA 60-100 nm de espessura impulsionado por afunilamento electrostática. Tal como observado por outros 22, o processo resultou em cerca de uma partícula por furo. A distribuição das partículas em torno do centro dos orifícios era Gaussiana (margem interna superior direito). A maior parte dos furos (93%) continha uma PNB, e 95% destas .......
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Discussão
Shot-ruído (SN) em litografia é uma simples consequência de flutuações estatísticas no número de fótons ou partículas (N) que chegam em um determinado nano-região; é inversamente proporcional à raiz quadrada de um número de fotões / partículas:
em que A e R são a área e o tamanho da região exposta, respectivamente. Por exemplo, quando se utiliza um ArF 193 nm (6,4-eV) de laser de excímero.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Intel Corporation financiado este trabalho através de número de concessão 414305, e da Iniciativa Oregon Nanotecnologia e Microtecnologia (ONAMI) forneceu fundos correspondentes. Agradecemos o apoio e aconselhamento de Dr. James Blackwell em todas as fases deste trabalho. Agradecimentos especiais com Drew Beasau e Chelsea Bento de análise das estatísticas de posicionamento de partículas. Agradecemos ao professor Hall para uma leitura cuidadosa do manuscrito e Dr. Kurt Langworthy, da Universidade de Oregon, Eugene, OR, por sua ajuda com litografia de feixe de electrões.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| AATMS (95%) | Gelest Inc. | SIA0595.0 | N-(2-aminoetil)-11-aminoundeciltrimetoxissilano |
| Colóides de ouro (Ted Pella Inc.) | Ted Pella | 15705-20 | Naopartículas de Ouro |
| peróxido de hidrogênio | Fisher Scientific | H325-100 | Grau analítico (Usado para limpar wafer) |
| ácido clorídrico | Fisher Scientific | S25358 | Hidróxido |
| de amônio | Fisher Scientific | A669S-500SDS | Grau analítico (usado para limpar wafer) |
| fluoreto de hidrogênio | Fisher Scientific | AC277250250 | grau analítico (usado para gravar SiO2) |
| Tolueno (anidro, 99,8%) | Sigma Aldrich | 244511 | grau analítico (solvente usado na automontagem do |
| álcool isopropílico AATMS (IPA) | Sigma Aldrich | W292907 | grau analítico (usado para fazer desenvolvedor) |
| Metil butil cetona (MIBK) | Sigma Aldrich | 29261 | Grau analítico (usado para fazer desenvolvedor) |
| 1: 3 MIBK: Desenvolvedor IPA | Sigma Aldrich | Grau analítico (desenvolvedor) | |
| 950 k poli (metacilato de metila (PMMA, 4% em anisol) | Sigma Aldrich | 182265 | Fotorresistente para litografia |
| de feixe EÁgua Purificada: Unidade de Purificação de Água Barnstead Sybron Corporation, resistividade de 19.0 MΩ cm | Água para limpeza de substratos | ||
| Elipsômetro Gaertner | Gaertner | Resist e medições de espessura SAM | |
| XPS, instrumento ThermoScientifc ESCALAB 250 | Thermo-Scientific | Composição de superfície | |
| Um FEI Siron XL30 | Fei Corporation | Caracterizar nanopadrões | |
| Zeiss sigma VP FEG SEM | Zeiss Corporation | Exposição e padronização de feixe E | |
| MDS 100 Câmeras CCD | Kodak | Imaging formas de gota para medições de ângulo de contato | |
| Tegal Plasmod | Tegal | Plasma de oxigênio para gravar fotorresistente | |
| I2 | Sigma Aldrich | 451045 | Componentes para solução de gravação de ouro |
| KI | Sigma Aldrich | 746428 | Componentes para solução de gravação de ouro |
| Elipsômetro (LSE Stokes modelo L116A) | Gaertner | L116A | AATMS medições de espessura de filme monocamada auto-montadas |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
