استخدام الهدى النانوية لإزالة آثار طلقة الضوضاء في ثقوب الاتصال اختلقتها E-شعاع الطباعة الحجرية

الهدف العام لهذا البروتوكول هو إزالة تأثير ضوضاء الطلقة من الأنماط الحجرية باستخدام الجسيمات النانوية ومقاومة تقنيات إعادة التدفق. تسمح تقنية النمط النانوي هذه بإزالة ضوضاء الطلقة من الطباعة الحجرية للأشعة فوق البنفسجية الشديدة والأشعة الإلكترونية المخطط لها حاليا في تصنيع أجهزة أشباه الموصلات المتقدمة ، مثل المعالجات الدقيقة ورقائق الذاكرة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن الخطوات يمكن تنفيذها بسهولة.

في مصانع معالجة أشباه الموصلات الحالية ، دون تعديل شامل لمجموعات المبارزة الحالية. يمتد تأثير هذه التقنية إلى قدرتنا على صياغة أنماط أقل من 20 نانومتر لأنها ستستنجم تذبذب الأبعاد من تأثير ضوضاء اللقطة البصرية والكيميائية. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأنها تتطلب الإلمام بطرق المعالجة من أسفل إلى أعلى ومن أعلى إلى أسفل ، مثل التجميع الذاتي للحقائق الفرعية والطباعة الحجرية الإسقاطية.

سيوضح الإجراء الدكتور موشود موراكينيو حاليا في Intel. وسيساعده سريكار راو ، طالب الدراسات العليا في مختبري. ليكون الإجراء ، قم بإعداد حلول SC-1 و SC-2 لطريقة تنظيف RCA.

اغمر رقاقة السيليكون في المحاليل SC-1 و SC-2 بالتناوب لمدة 10 دقائق لكل منهما عند 70 درجة مئوية. اشطف الرقاقة بالماء منزوع الأيونات بعد كل غمر ثم جفف الرقاقة في تيار من غاز النيتروجين. بعد ذلك ، انقع رقاقة السيليكون النظيفة والجافة في محلول 0.05 مولي من AATMS في التولوين الجاف عند 80 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة لاشتقاق سطح الرقاقة.

قم بتقطيع الرقاقة في التولوين في درجة حرارة الغرفة لمدة خمس دقائق عند 100 واط وجفف الرقاقة بغاز النيتروجين. ضع طبقة مقاومة للضوء من بولي ميثيل ميثاكريلات على الرقاقة المحضرة عن طريق طلاء الدوران. ثم نمطي الثقوب فيه باستخدام الطباعة الحجرية لشعاع الإلكترون.

قم بإعداد تعليق من جزيئات الذهب النانوية المغطاة بالسترات بقطر أصغر من الثقوب المزخرفة. قد يتراوح تركيز الناتج القومي الإجمالي من 5.7 في 10 إلى 9 إلى 10 إلى 12 جسيمات نانوية لكل مليلتر اعتمادا على حجم الناتج القومي الإجمالي. لإيداع GNPs في فتحات التلامس المزخرفة عن طريق الغمر ، انقع الرقاقة المزخرفة في التعليق لمدة 24 إلى 48 ساعة ، اعتمادا على حجم GNP.

بدلا من ذلك ، لإيداع GNPs عن طريق التبخر ، ضع الرقاقة المزخرفة أولا على السطح المستو ، وانشر قطرات من تعليق GNP على كامل سطح الرقاقة. احتفظ بالرقاقة على طبق ساخن على حرارة 30 إلى 35 درجة مئوية لمدة 10 دقائق لتبخر المذيب. بعد ترسيب GNP ، قم بالموجات فوق الصوتية بالرقاقة في حمام مائي منزوع الأيونات لمدة 50 ثانية عند 100 واط.

جفف الرقاقة بغاز النيتروجين. لإجراء الفحص المجهري الإلكتروني للمسح من أعلى إلى أسفل للرقائق ، اضبط شعاع الإلكترون على أقل جهد وتيار تسارع ممكن لتقليل الضرر الذي يلحق بفيلم مقاومة الصور أثناء التصوير. قم بتسخين الرقاقة على لوح ساخن عند 100 درجة مئوية لمدة ثلاث دقائق لتسهيل إعادة تدفق مقاومة صور PMMA حول GNPs المودعة.

بحفر الرقاقة ببلازما الأكسجين لمدة 55 ثانية تقريبا لفضح GNPs في فتحات التلامس دون إزالة فيلم PMMA تماما. راقب معدل النقش طوال العملية للتأكد من عدم إزالة فيلم PMMA بالكامل. بعد ذلك ، قم بحفر GNPs الرطب لمدة 10 دقائق بمحلول 1.0 جرام من بلورات اليود و 4.0 جرام من يوديد البوتاسيوم و 40 مل من الماء منزوع الأيونات لإزالة GNPs من الفيلم.

صور الرقاقة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح. احسب مراكز الثقب ، وإزاحة الناتج القومي الإجمالي ، وعدد الجسيمات ، وكثافة الجسيمات ، وكسر التعبئة من صور SCM قبل وبعد إعادة التدفق والنقش. باستخدام هذه الطريقة ، تم ترسيب 20 نانومتر GNPs في ثقوب 80 نانومتر منقوشة في رقاقة سيليكون مطلية PMMA.

تم تسخين مقاومة الصور PMMA إلى ما دون درجة حرارة التزجج بقليل لتمكين مقاومة الصور لإعادة التدفق حول GNPs ، مما يؤدي إلى محو أنماط ثقب النانو ، التي تم إنشاؤها بواسطة الطباعة الحجرية للحبوب الإلكترونية. بعد إعادة تعريض GNPs عن طريق النقش الجاف ، تمت إزالة GNPs عن طريق النقش الرطب ، تاركا ثقوبا قطرها 20 نانومتر في فيلم PMMA ونفس ترتيب النمط الأصلي. عندما تم استخدام طريقة ترسيب الغمر ، تم شغل 93٪ من الثقوب بشكل فردي وتم ترسيب 95٪ من الجسيمات في حدود 18 نانومتر من مراكز الثقب.

أدت طريقة التبخر إلى احتلال العديد من الثقوب بواسطة العديد من GNPs ، مما يشير إلى أن العملية تتطلب مزيدا من التحسين. يشير استخراج مساهمة إعادة التدفق المقاوم للصور على إزاحة GNPs 20 نانومتر ، إلى أن عملية إعادة التدفق كان لها تأثير ضئيل على تحديد مواقع الناتج القومي الإجمالي. تم تحديد معامل تباين الثقوب 20 نانومترا التي تم إنشاؤها بواسطة هذه الطريقة ليكون حوالي 9٪ وهو ما يمكن مقارنته بمعامل تباين حجم GNPS.

كان هذا تحسنا بمقدار ستة أضعاف تقريبا على السيرة الذاتية المتوقعة للطباعة الحجرية لشعاع الإلكترون المزخرفة بثقوب 20 نانومتر وحوالي 60٪ تحسن عن السيرة الذاتية المتوقعة للثقوب الأصلية التي يبلغ حجمها 80 نانومترا. بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في غضون 24 ساعة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. أثناء محاولة هذا الإجراء ، تذكر استخدام الجسيمات النانوية أحادية التشتت والموجات فوق الصوتية الخفيفة لإزالة الجسيمات النانوية المرتبطة بشكل فضفاض على سطح المقاومة.

على الرغم من أن هذه الطريقة قد تم إثباتها باستخدام الطباعة الحجرية E-Beam ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على أنظمة أخرى تعتمد على الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية أو غيرها من أنظمة التعرض للطاقة العالية. لقد طورت هذه الفكرة لهذه الطريقة خلال مشروع ترعاه Intel حول الطباعة الحجرية. توفر هذه التقنية الآن نهجا جديدا لإزالة تأثيرات ضوضاء اللقطة وخشونة حافة الخط في الطباعة الحجرية.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية ترسيب الجسيمات النانوية ومقاومة التدفق وحفر الجسيمات النانوية لتقليل ضوضاء الطلقة في تصنيع النانو.