新研發(fā)定向自組裝技術(shù)掃清14nm節(jié)點(diǎn)障礙

由半導(dǎo)體研究公司(SemiconductorResearchCorp.,SRC)所資助的一個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)日前宣布，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新穎的自組裝技術(shù)，該技術(shù)之前僅在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但現(xiàn)在已經(jīng)能針對(duì)14nm半導(dǎo)體工藝完善地建立所需的不規(guī)則圖案了。

藉由解決芯片微縮過(guò)程中一項(xiàng)艱難的光刻挑戰(zhàn)──即連接半導(dǎo)體和基板的微型接觸過(guò)孔──這些斯坦福大學(xué)(StanfordUniversity)的研究人員展示了一款22nm的實(shí)作電路，聲稱(chēng)可朝14nm轉(zhuǎn)移，而且還能直接朝10nm以下節(jié)點(diǎn)發(fā)展。

“雖然也有其他研究單位證實(shí)了自組裝的規(guī)則圖案，”負(fù)責(zé)帶領(lǐng)斯坦福大學(xué)SRC先導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)的PhilipWong說(shuō)。“然而，這是首次針對(duì)未來(lái)次22nm芯片上的標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)，成功地運(yùn)用定向自組裝(DSA)建構(gòu)所需的關(guān)鍵接觸孔。

Wong的研究小組所開(kāi)發(fā)的半導(dǎo)體不僅僅是測(cè)試架構(gòu)，它是一款真正的22nm的實(shí)作電路，展示了DSA可用在未來(lái)的邏輯或存儲(chǔ)器芯片中所需的任何不規(guī)則圖案。該研究小組還證明了他們已經(jīng)能應(yīng)對(duì)模式中的缺陷問(wèn)題，而且能維持整個(gè)晶圓的高分辨率和超精細(xì)功能。

“我們看到了Wong針對(duì)先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)所需的接觸過(guò)孔所獲得的關(guān)鍵性進(jìn)展，而這正是當(dāng)前業(yè)界面臨的最艱困挑戰(zhàn)，”SRC的納米制造科學(xué)主管BobHavemann說(shuō)。“Wong還使用了環(huán)保材料來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，這也是另一個(gè)需要克服的障礙。”

斯坦福大學(xué)首次使用了標(biāo)準(zhǔn)光刻技術(shù)來(lái)為需要建構(gòu)接觸過(guò)孔的區(qū)域形成圖案，使用的線(xiàn)寬可以是最終接觸孔尺寸的兩倍。如果接觸孔對(duì)的間距是22nm，那么模版便可能會(huì)蝕刻出一個(gè)50nm長(zhǎng)的橢圓型壓痕。接下來(lái)，第二步驟是在晶圓上沉積自組裝嵌段共聚物(block-copolymer)，而且只活化壓入?yún)^(qū)域(indentedareas)。透過(guò)精心制定共同聚合物的兩個(gè)部分，便可自組裝到需要以極密集間距蝕刻22nm過(guò)孔的精確圖案位置。

“根據(jù)目前的展示，我們已經(jīng)能夠蝕刻22nm孔的不規(guī)則圖案了，”該研究團(tuán)隊(duì)成員LindaHeYi說(shuō)。“不過(guò)，我們目前的共聚物(copolymer)已經(jīng)能處理小至14nm的圖案中過(guò)孔。”

在涂層和蝕刻工藝中使用的溶劑是聚乙二醇乙醚醋酸脂，這是公認(rèn)可取代傳統(tǒng)溶劑的綠色替代產(chǎn)品。其它正在進(jìn)行中的SRC專(zhuān)案也正藉由改善不同的聚合物配方，朝使用綠色材料將定向自組裝技術(shù)推廣到10nm以下的目標(biāo)邁進(jìn)。

這項(xiàng)研究專(zhuān)案同時(shí)獨(dú)得美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)提供的資金挹注。