- 21,764
- 46
- 8 Ноя 2022
Испытания на 12-дюймовых кремниевых пластинах подтвердили стабильное качество нового китайского метода.
В Китае представили технологию , которая способна почти полностью устранить дефекты при производстве микросхем . Совместная группа учёных из Пекинского и Цинхуа университетов, а также Гонконгского университета, сообщила о методе, снижающем количество ошибок в процессе литографии — ключевой стадии изготовления чипов — на 99%. Разработка уже признана совместимой с существующими производственными линиями и опубликована в журнале Nature Communications.
Литография в микроэлектронике напоминает печать схем на кремниевых пластинах. Через специальную маску с рисунком цепей ультрафиолетовое излучение проецируется на светочувствительный слой фоторезиста. После этого растворитель смывает ненужные участки, формируя тонкую защитную маску, по которой выполняются последующие операции травления и имплантации ионов.
На этом этапе нередко появляются микроскопические изъяны, способные нарушить рисунок проводящих дорожек. Исследователи выяснили, что основной источник дефектов связан с молекулами фоторезиста, которые после растворения могут слипаться в частицы и оседать обратно на поверхность пластины, создавая мостики между линиями.
Чтобы разобраться в механизме этого явления, команда впервые применила в полупроводниковой отрасли криоэлектронную томографию. После стандартных шагов литографии они мгновенно замораживали раствор фоторезиста при температуре минус 175 градусов Цельсия, превращая его в стеклообразное состояние и фиксируя положение молекул.
Затем учёные выполняли трёхмерную реконструкцию структуры, наблюдая, как полимерные цепи переплетаются и образуют комки размером около 30–40 нанометров. Около 70% молекул не растворялись полностью, а оставались на границе раздела жидкости и воздуха, откуда впоследствии вновь оседали на поверхность.
Понимание этого механизма позволило авторам предложить двухступенчатое решение. Сначала они повысили температуру прогрева после экспозиции, что уменьшило склонность полимеров к спутыванию. Затем оптимизировали процесс промывки, чтобы удержать частицы на поверхности жидкости и уносить их потоком. Проверка метода на 12-дюймовых кремниевых пластинах показала, что количество дефектов снизилось более чем в сто раз, а качество рисунка стало стабильным при повторных испытаниях.
По данным аналитической компании QY Research, мировой рынок фоторезистов в 2024 году оценивался в 6,3 миллиарда долларов и продолжает расти, при этом почти 90% поставок контролируют производители из Японии, США и Южной Кореи.
Поскольку фоторезист определяет итоговую выходность микросхем, производители уделяют внимание не цене, а надёжности. Китайская разработка, сочетающая криотомографию и усовершенствованную литографию, может изменить расстановку сил в отрасли, позволив стране приблизиться к производству высококлассных материалов для полупроводников .
Создатель метода Пэн Хайлин отметил, что криоэлектронная томография может быть полезна и в других звеньях микроэлектронного цикла — от травления до очистки и контроля качества. Новый подход не требует модернизации оборудования, что делает его особенно привлекательным для внедрения на действующих заводах и обещает заметное снижение себестоимости чипов.
В Китае представили технологию , которая способна почти полностью устранить дефекты при производстве микросхем . Совместная группа учёных из Пекинского и Цинхуа университетов, а также Гонконгского университета, сообщила о методе, снижающем количество ошибок в процессе литографии — ключевой стадии изготовления чипов — на 99%. Разработка уже признана совместимой с существующими производственными линиями и опубликована в журнале Nature Communications.
Литография в микроэлектронике напоминает печать схем на кремниевых пластинах. Через специальную маску с рисунком цепей ультрафиолетовое излучение проецируется на светочувствительный слой фоторезиста. После этого растворитель смывает ненужные участки, формируя тонкую защитную маску, по которой выполняются последующие операции травления и имплантации ионов.
На этом этапе нередко появляются микроскопические изъяны, способные нарушить рисунок проводящих дорожек. Исследователи выяснили, что основной источник дефектов связан с молекулами фоторезиста, которые после растворения могут слипаться в частицы и оседать обратно на поверхность пластины, создавая мостики между линиями.
Чтобы разобраться в механизме этого явления, команда впервые применила в полупроводниковой отрасли криоэлектронную томографию. После стандартных шагов литографии они мгновенно замораживали раствор фоторезиста при температуре минус 175 градусов Цельсия, превращая его в стеклообразное состояние и фиксируя положение молекул.
Затем учёные выполняли трёхмерную реконструкцию структуры, наблюдая, как полимерные цепи переплетаются и образуют комки размером около 30–40 нанометров. Около 70% молекул не растворялись полностью, а оставались на границе раздела жидкости и воздуха, откуда впоследствии вновь оседали на поверхность.
Понимание этого механизма позволило авторам предложить двухступенчатое решение. Сначала они повысили температуру прогрева после экспозиции, что уменьшило склонность полимеров к спутыванию. Затем оптимизировали процесс промывки, чтобы удержать частицы на поверхности жидкости и уносить их потоком. Проверка метода на 12-дюймовых кремниевых пластинах показала, что количество дефектов снизилось более чем в сто раз, а качество рисунка стало стабильным при повторных испытаниях.
По данным аналитической компании QY Research, мировой рынок фоторезистов в 2024 году оценивался в 6,3 миллиарда долларов и продолжает расти, при этом почти 90% поставок контролируют производители из Японии, США и Южной Кореи.
Поскольку фоторезист определяет итоговую выходность микросхем, производители уделяют внимание не цене, а надёжности. Китайская разработка, сочетающая криотомографию и усовершенствованную литографию, может изменить расстановку сил в отрасли, позволив стране приблизиться к производству высококлассных материалов для полупроводников .
Создатель метода Пэн Хайлин отметил, что криоэлектронная томография может быть полезна и в других звеньях микроэлектронного цикла — от травления до очистки и контроля качества. Новый подход не требует модернизации оборудования, что делает его особенно привлекательным для внедрения на действующих заводах и обещает заметное снижение себестоимости чипов.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
