Directed Self-Assembly: náhrada za EUV pro < 10nm procesy?
29.3.2017, Jan Vítek, aktualita
Už mnoho let se mluví o nástupu extrémní ultrafialové litografie (EUV), která by se měla poprvé objevit v procesech pod 10 nm. Není to ale až tak jisté, neboť se objevil konkurent v podobě directed self-assembly.
Společnost TSMC už počítá s využitím EUV na svém procesu 7nm+ a ten chce mít připraven v roce 2019, kdy pro dané účely má být již k dispozici 250W zdroj EUV záření. Právě vývoj dostatečně silných zdrojů EUV byla jedna z největších překážek v praktickém nasazení této technologie a stále je. Není tak divu, že se stále hledají alternativní technologie, jež mají posloužit pro výrobu čipů menšími než 10nm procesy a patří mezi ně také Directed Self-Assembly (DSA) zkoumaná na MIT.
Výzkumníci z MIT říkají, že jejich DSA může pro výrobu čipů posloužit lépe než EUV, a to díky svému snazšímu nasazení. Nejde přitom o celý samostatný výrobní proces, jako spíše o doplňkovou metodu pro vytváření struktur, a to s využitím chemických procesů. Právě těmi může být řízeno formování prvků v nanoměřítku. Samotní autoři říkají, že se jako základ použije vzor na waferu vytvořený běžně používanou litografií. Pak se na wafer nanese blokový kopolymer složený ze dvou monomerů, jež tvoří delší souvislé řetězce, a to metodou spin coating. Nanese se tak na střed waferu, který se roztočí a odstředivá síla zajistí zbytek. Nakonec se nanese vrchní polymerová vrstva, a to metodou iCVD (initiated Chemical Vapor Deposition), čili chemickou depozicí z plynné fáze.
Ve výsledku poslouží spodní litografický vzor kopolymeru jako vodítko k tomu, jak se mají uspořádat jeho řetězce, přičemž chemické procesy zajistí vytvoření mnohem menších struktur. Jak je vidět na doprovodném obrázku, zde se namísto jedné linky vytvořily čtyři, za což může právě vrchní polymerová vrstva, která donutí kopolymer, aby své vrstvy uspořádal vertikálně a ne horizontálně, čili ne na sebe, ale vedle sebe. Chemicky pak lze ovlivnit i počet těchto vrstev, jichž může být i více než čtyři, takže ve výsledku může mít čip daleko menší struktury, než umožňuje vytvořit klasická litografie.
Nicméně vytvořené linie mají daleko k dokonalosti a v některých bodech se téměř dotýkají, což je samozřejmě nežádoucí. Mluvíme tak o odchylce od ideálního tvaru, což se označuje jako Line-Edge Roughness (LER) a právě to je aktuálně největší problém technologie DSA. Čím menší struktury se mají tvořit, tím menší je i prostor pro nedokonalosti.
DSA je také ze své podstaty vhodná třeba pro paměťové čipy, jež mají pravidelné struktury, ale pro takové procesory či jiné složité čipy se moc nehodí. Nehledě na to, že výrobci čipů se zaměřují na vícevzorovou litografii a v dlouhodobém měřítku vyvíjí EUV a využití DSA by vyžadovalo další investice a výzkum, jak tuto technologii skloubit s těmi již používanými. Jako obvykle tak teprve uvidíme, zda se DSA vůbec ujme.
Zdroj: MIT News
Výzkumníci z MIT říkají, že jejich DSA může pro výrobu čipů posloužit lépe než EUV, a to díky svému snazšímu nasazení. Nejde přitom o celý samostatný výrobní proces, jako spíše o doplňkovou metodu pro vytváření struktur, a to s využitím chemických procesů. Právě těmi může být řízeno formování prvků v nanoměřítku. Samotní autoři říkají, že se jako základ použije vzor na waferu vytvořený běžně používanou litografií. Pak se na wafer nanese blokový kopolymer složený ze dvou monomerů, jež tvoří delší souvislé řetězce, a to metodou spin coating. Nanese se tak na střed waferu, který se roztočí a odstředivá síla zajistí zbytek. Nakonec se nanese vrchní polymerová vrstva, a to metodou iCVD (initiated Chemical Vapor Deposition), čili chemickou depozicí z plynné fáze.
Ve výsledku poslouží spodní litografický vzor kopolymeru jako vodítko k tomu, jak se mají uspořádat jeho řetězce, přičemž chemické procesy zajistí vytvoření mnohem menších struktur. Jak je vidět na doprovodném obrázku, zde se namísto jedné linky vytvořily čtyři, za což může právě vrchní polymerová vrstva, která donutí kopolymer, aby své vrstvy uspořádal vertikálně a ne horizontálně, čili ne na sebe, ale vedle sebe. Chemicky pak lze ovlivnit i počet těchto vrstev, jichž může být i více než čtyři, takže ve výsledku může mít čip daleko menší struktury, než umožňuje vytvořit klasická litografie.
Nicméně vytvořené linie mají daleko k dokonalosti a v některých bodech se téměř dotýkají, což je samozřejmě nežádoucí. Mluvíme tak o odchylce od ideálního tvaru, což se označuje jako Line-Edge Roughness (LER) a právě to je aktuálně největší problém technologie DSA. Čím menší struktury se mají tvořit, tím menší je i prostor pro nedokonalosti.
DSA je také ze své podstaty vhodná třeba pro paměťové čipy, jež mají pravidelné struktury, ale pro takové procesory či jiné složité čipy se moc nehodí. Nehledě na to, že výrobci čipů se zaměřují na vícevzorovou litografii a v dlouhodobém měřítku vyvíjí EUV a využití DSA by vyžadovalo další investice a výzkum, jak tuto technologii skloubit s těmi již používanými. Jako obvykle tak teprve uvidíme, zda se DSA vůbec ujme.
Zdroj: MIT News
