Para peneliti di Universitas Johns Hopkins telah meluncurkan pendekatan baru dalam pembuatan chip yang menggunakan laser dengan panjang gelombang 6,5 nm ~ 6,7 nm - yang juga dikenal sebagai sinar X-lembut - yang dapat meningkatkan resolusi alat litografi hingga 5 nm ke bawah, lapor Cosmos, mengutip makalah yang diterbitkan di Nature.
Para ilmuwan menyebut metode mereka 'di luar-EUV' - yang menunjukkan bahwa teknologi mereka dapat menggantikan litografi EUV-standar industri - namun para peneliti mengakui bahwa mereka saat ini masih membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk membuat alat B-EUV yang eksperimental.
Sinar X-yang lembut dapat menantang Hyper-NA. Di atas kertas
Chip tercanggih saat ini dibuat menggunakan litografi EUV, yang beroperasi pada panjang gelombang 13,5 nm dan dapat menghasilkan fitur sekecil 13nm (EUV-NA Rendah dengan bukaan numerik 0,33), 8nm (EUV-NA Tinggi sebesar 0,55 NA), atau bahkan 4nm ~ 5nm (Hyper-NA EUV pada 0,7 – 0,75 NA) dengan mengorbankan kompleksitas ekstrim dari sistem litografi yang memiliki optik sangat canggih yang menelan biaya ratusan juta dolar.
Dengan menggunakan panjang gelombang yang lebih pendek, para peneliti dari Universitas Johns Hopkins bisa mendapatkan peningkatan resolusi intrinsik bahkan dengan lensa dengan NA sedang. Namun, mereka menghadapi banyak tantangan dengan B-EUV.
Pertama, sumber cahaya B‑EUV belum siap. Berbagai peneliti telah mencoba berbagai metode untuk menghasilkan radiasi dengan panjang gelombang 6,7 nm (misalnya, laser gadolinium-yang menghasilkan plasma), namun tidak ada pendekatan-standar industri. Kedua, panjang gelombang yang lebih pendek ini - karena energi fotonnya yang tinggi - berinteraksi secara buruk dengan bahan fotoresist tradisional yang digunakan dalam pembuatan chip. Ketiga, karena cahaya dengan panjang gelombang 6,5nm ~ 6,7nm diserap dan bukan dipantulkan oleh hampir semua hal, cermin berlapis-untuk jenis radiasi ini belum pernah diproduksi sebelumnya.
|
Jenis Litografi |
Panjang gelombang |
Resolusi yang Dapat Dicapai |
Energi Foton |
Bukaan Numerik (NA) |
Catatan |
|
g-garis (Pra-DUV) |
436nm |
500nm |
2,84 eV |
0.3 |
Menggunakan lampu uap merkuri; node warisan; resolusi rendah. |
|
i-baris (Pra-DUV) |
365nm |
350nm |
3,40 eV |
0.3 |
Digunakan untuk CMOS awal. |
|
KrF DUV |
248nm |
90nm |
5,00 eV |
0.7 - 1.0 |
Digunakan dari ~130 nm hingga 90 nm; sumber laser excimer; masih digunakan di lapisan backend. |
|
ArF DUV |
193nm |
65 nm (kering) - 45 nm (perendaman + multipola) |
6,42 eV |
Hingga 1,35 (perendaman) |
DUV tercanggih; masih penting dalam node-berpola multi-7 nm–5 nm; digunakan untuk banyak lapisan dalam node 2nm. |
|
EUV |
13,5nm |
13 nm (asli), 8 nm (pola-multi) |
92 eV |
0.33 |
Dalam produksi volume untuk node 5nm - 2nm. Akan digunakan selama bertahun-tahun yang akan datang. |
|
Tinggi-NA EUV |
13,5nm |
8 nm (asli), 5 nm (diperpanjang) |
92 eV |
0.55 |
Alat pertama: ASML EXE:5200B; menargetkan melebihi node kelas-2 nm; pengurangan ukuran lapangan, biaya lebih tinggi. |
|
Hyper-NA EUV (masa depan) |
13,5nm |
4 nm atau lebih baik (teoretis) |
92 eV |
0,75 atau lebih |
Teknologi masa depan; memerlukan cermin eksotik dan-rekayasa presisi sangat tinggi. |
|
Sinar X-lembut / B-EUV |
6,5 nm - 6.7 nm |
kurang dari 5 nm (teoretis) |
185-190 eV |
0.3 - 0.5 (diharapkan) |
Eksperimental; foton-energi tinggi; logam baru-kimia tahan organik yang sedang diuji. |
Terakhir, alat litografi ini harus dirancang dari awal, dan saat ini, tidak ada ekosistem yang mendukung desain dengan komponen dan bahan habis pakai. Singkatnya, membuat mesin B-EUV (atau mesin sinar X-Soft?) memerlukan terobosan dalam sumber cahaya, cermin proyeksi, penahan, dan bahkan bahan habis pakai seperti pelikel atau masker foto.
Memecahkan tantangan satu per satu
Para peneliti di Universitas Johns Hopkins, dipimpin oleh Profesor Michael Tsapatsis, mengeksplorasi bagaimana logam tertentu dapat meningkatkan interaksi antara cahaya B-EUV (panjang gelombang sekitar 6 nm) dan bahan penahan yang digunakan dalam pembuatan chip (yaitu, logam tersebut tidak mampu mengatasi tantangan lain yang terkait dengan sinar X-halus).
Tim menemukan bahwa logam seperti seng mampu menyerap cahaya B-EUV dan memancarkan elektron, yang kemudian memicu reaksi kimia pada senyawa organik yang disebut imidazol. Reaksi-reaksi ini memungkinkan untuk mengetsa pola yang sangat halus pada wafer semikonduktor.
Menariknya, meskipun kinerja seng buruk dengan sinar EUV 13,5nm tradisional, seng menjadi sangat efektif pada panjang gelombang yang lebih pendek, sehingga menyoroti betapa pentingnya mencocokkan bahan dengan panjang gelombang yang tepat.
Untuk mengaplikasikan senyawa logam-organik ini pada wafer silikon, para peneliti mengembangkan teknik yang disebut deposisi cairan kimia (CLD). Metode ini menciptakan lapisan tipis,-seperti cermin dari bahan yang disebut aZIF (kerangka imidazolat zeolit amorf), yang tumbuh dengan kecepatan 1nm per detik. CLD juga memungkinkan pengujian cepat terhadap kombinasi logam-imidazol yang berbeda, sehingga lebih mudah untuk menemukan pasangan terbaik untuk panjang gelombang litografi yang berbeda. Meskipun seng sangat cocok untuk B-EUV, tim mencatat bahwa logam lain mungkin memiliki kinerja lebih baik pada panjang gelombang berbeda, sehingga menawarkan fleksibilitas untuk teknologi pembuatan chip di masa depan.
Pendekatan ini memberi produsen kotak peralatan yang terdiri dari setidaknya 10 elemen logam dan ratusan ligan organik untuk membuat ketahanan khusus yang disesuaikan dengan platform litografi tertentu, ungkap para peneliti.
Ringkasan
Meskipun para peneliti tidak menyelesaikan seluruh tantangan B-EUV (misalnya, sumber listrik, masker), mereka menemukan salah satu hambatan paling kritis: menemukan bahan tahan yang dapat bekerja dengan panjang gelombang cahaya 6nm. Mereka menciptakan proses CLD untuk mengaplikasikan film tipis dan seragam dari kerangka imidazolat zeolit amorf (aZIF) ke wafer silikon. Mereka secara eksperimental menunjukkan bahwa logam tertentu (seperti seng) dapat menyerap cahaya sinar X-halus dan memancarkan elektron yang memicu reaksi kimia dalam resistensi berbasis imidazol-.
Ada banyak tantangan yang harus diselesaikan dengan B-EUV, dan teknologinya tidak memiliki jalur yang jelas menuju pasar massal. Namun, proses CLD dapat digunakan secara luas, baik dalam aplikasi semikonduktor maupun non-semikonduktor.
MengikutiPerangkat Keras Tom di Google Berita, atautambahkan kami sebagai sumber pilihan, untuk mendapatkan-berita-terkini, analisis, dan ulasan di feed Anda. Pastikan untuk mengklik tombol Ikuti!
