Экспоненциальный рост вычислительной мощности, так как количественно по закону Мура 1, 2 (1), является результатом прогрессивных достижений в области оптической литографии. В этом сверху вниз методом структуризации, достижимой разрешение, R, дается известной теоремы Raleigh 3:

Здесь λ и NA являются длина волны света и числовой апертуры соответственно. Заметим , что NA = η · sinθ, где η - показатель преломления среды между линзой и пластиной; θ = загар -1 (d / 2L) для диаметра, д, линзы, и расстояние, л, между центром линзы и пластины. За последние пятьдесят лет, литографических разрешение улучшилось за счет использования (а) источник светаs, в том числе эксимерных лазеров, с постепенно уменьшающимися длинами волн УФ; (б) умный оптических конструкций с применением фазового сдвига маски 4; и (с) выше NA. Для экспозиции в воздухе (п = 1), Н. А. всегда меньше единицы, но путем введения жидкости при п> 1, такой как вода 5, между линзой и пластиной, NA может быть поднята выше 1, тем самым улучшая разрешение иммерсионной литографии. В настоящее время жизнеспособные пути к узлу 20 нм и за его пределами , относятся экстремальные источники УФ (λ = 13 нм) или методы формирования паттерна , используя сложный двойной и четверной обработку многослойной фоторезиста 6, 7.
При нанометровых масштабах длины, статистические флуктуации, вызванные дробового шума (SN), в число фотонов, приходящих в причины изменения нано-области в размерах lithogra ФКМС узоры. Эти эффекты более выражены при воздействии EUV света высоких энергий и электронных пучков, систем , которые требуют порядка меньше фотонов / частиц по сравнению с обычной оптической литографии 8. Сверхчувствительный химически усиливается (с квантовой эффективностью> 1) фоторезистов также ввести химический SN , вызванное изменением числа молекул фотореакционноспособными в облученных нанообластях 9, 10. Более низкие фоторезистов чувствительности, которые требуют более длительных экспозиций подавить эти эффекты, но они также снижают пропускную способность.
На молекулярном уровне, вклад в линии прямой край шероховатости от распределения молекулярного размера , присущей фоторезиста полимеров может быть уменьшено с помощью молекулярных резистов 11. Подход , который является дополнением к этой сверху вниз обработка нано-структурирование является использование восходящих методов 12,s = "Xref"> 13 , которые опираются именно на направленной самосборки (АДС) из диблок полимеров 14. Способность этих процессов, чтобы направлять зародышеобразование и создавать неравномерный интервал между желаемыми узорами, например, отверстия или линии, остается сложной. Распределение по размерам молекул компонентов 15, 16 также ограничивает масштаб и выход изготовления 17, 18. Подобные проблемы ограничивают микроконтактной печати наночастиц в мягкой литографии 19.
В данной статье представлены исследования нового гибридного подхода (рисунок 1) , который сочетает в себе классическую сверху вниз проекционной литографии с электростатическим направленной самосборки , чтобы уменьшить влияние SN / линейного края шероховатости (LER) 20. Положительно заряженные аминогруппы на самоорганизующихся монослоев (Sams) из N - (2-аминоэтил)-11-Амино-ундецил-метокси-силан (AATMS), лежащий в основе пленки ПММА подвергаются после разработки. Отрицательно заряженный фоторезиста пленка ПММА электростатически воронок отрицательно заряженные наночастицы золота (ВНП), блокированы цитрат, 21 - 24 в отверстия 25 SN пострадавших. Re-поток фоторезиста ПММА поглотит predeposited наночастиц в пленке.

Рисунок 1: Схематическое изображение стратегии для устранения последствий дробового шума и линии края шероховатости для паттернировании контактных отверстий с использованием NPS от точного размера. Здесь, критический размер (CD) является желаемый диаметр отверстий. Подход (стадия 1) начинается с нанесения самоорганизующуюся монослой (SAM) молекулы силана, несущий положительно заряженные аминогруппы на оксиде прибоетуз кремниевой пластины. Далее, E-лучевой литографии используется для рисунка отверстий (шаги 2 и 3) в фоторезиста пленки ПММА, синего слоя, который генерирует дробового шума, как показано на вложенном SEM изображения. Литография подвергает аминогруппы в нижней части отверстий. Шаг 4 влечет за собой водную фазу осаждения контролируемого размера, цитрат шапками (отрицательно заряженных) наночастиц золота (ГНПС) в литографически узорчатые отверстия с помощью электростатического туннельный (EF). На шаге 5 нагревание пластины до 100 ° C, ниже температуры стеклования ПММА, 110 ° С, приводит к оплавления фоторезиста вокруг предварительно депонированы наночастиц. Травление накладными ПММА с кислородной плазмой (стадия 6) обнажает ГНПС и последующего мокрого травления (йод) облученных частиц (этап 7) создает отверстия, соответствующие размеру ВНП. В сочетании с реактивно-ионного / влажного травления, можно передать шаблон отверстия в фоторезиста на SiO 2 (этап 8) 31. репечатается с разрешения автора из ссылки 20. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Электростатическое взаимодействие между противоположно заряженными и ВНП аминных групп на подложке предотвращает смещение ВНП из сайта связывания. Этап оплавления сохраняет относительное расположение, но стирает ВНП отверстия и эффекты SN / МПУ. Плазменные / мокрые шаги травления регенерации отверстий, которые имеют размер валового национального продукта. Реактивный-ионного травления передает их структуры на SiO 2 трудно маскирующих слоев. Метод основан на использовании более равномерно , чем наночастицы размером штриховкой нанодырки (NH), выраженное как стандартное отклонение, σ, такая , что σ ВНП <σ NH. Настоящий отчет посвящен шагам (4 и 5 , описанных на рисунке 1) с участием осаждения наночастиц из дисперсии иоплавления фоторезиста вокруг них, чтобы оценить преимущества и ограничения метода. Оба шага, в принципе, масштабируемый до больших подложек, не требующих существенной модификации текущего потока производства современных интегральных схем на чипах.