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hth平台注册:《炬丰科技-半导体工艺》从硅晶片上去除污染物以促进EUV光学

2022-10-07 10:52:29 来源:华体会外围app网站 作者:华体会LOL平台app 浏览量:7

  原标题:《炬丰科技-半导体工艺》从硅晶片上去除污染物以促进EUV光学表征

  电磁波谱的极紫外(EUV)区域在技术应用中变得越来越重要。EUV天文学和EUV计算机平版印刷术都需要光学设备:镜子、透镜和其他成像设备。

  EUV平版印刷术是在不久的将来将会大规模使用EUV技术的主要领域。在两代计算机芯片设计中(每一代持续18个月),半导体工业将转向使用EUV光刻技术。平版印刷术使用光源将计算机芯片图案投射到覆盖有感光材料的硅片上,就像曝光相纸产生图像一样。然而,与使用波长约为500纳米的可见光的照相术不同,EUV光刻术使用更短的波长,因此芯片组件可以非常小(小到几纳米,约为小分子或大原子的10倍)。因此,可以生产具有明显更小特征尺寸的芯片。通过从可见光转向EUV光刻技术,制造核心时钟速度在12-30 GHz(千兆赫)范围内的计算机处理器将成为可能。目前的速度在3 GHz范围内。

  在EUV地区工作是新的,因为它是困难的。对这一区域的光与物质的相互作用的了解很少,加上污染是阻碍这一领域进一步发展的两个主要障碍.

  这些波长的光在通过各种材料时的行为还不是很清楚。这种行为被量化为光学常数n和k(折射率和吸收系数)。对于可见光,许多材料的n和k已被制成表格。然而,相对较少的材料已经在EUV范围内进行了检查,大多数确实存在的表格至少部分是错误的。此外,在这些短波长下,光会与一切物质发生强烈的相互作用。即使是空气也会在几英寸内完全吸收EUV光束。

  即使采取了预防措施,一层有机物质(碳氢化合物)也会随着时间的推移而积累。该层来源于环境,厚度为一纳米或更多纳米,并且通常随着暴露时间而增加。这种污染层的存在使得很难确定精确的光学常数,因为污染物的影响不能从所研究的材料中分离出来。理想情况下,应在测量前立即移除该层。

  为了找到碳氢化合物污染问题的解决方案,杨百翰大学物理与天文学系EUV研究小组的学生研究了三种污染物清洁方法。第一种方法是将Opticlean(一种工业光学表面清洁剂)应用于硅片样品。

  Opticlean固化后,将其剥离。剥离的层带走了表面上较大的污染物颗粒。在第二种方法中,等离子体蚀刻系统使用氧等离子体来去除碳氢化合物的堆积。第三种方法是在清洗站将硅片样品暴露在来自商用紫外灯的强紫外光下。高能紫外光打破了许多碳氢化合物键,形成较小的分子,然后蒸发。这篇论文报告了实验确定的有效性,清洗时间,和每种方法的清洗容易程度。

  此外,x射线光电光谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)用于确定清洗方法是否改变或损坏了原始样品表面。

  为了研究污染物去除,需要一个标准污染物。这允许将所讨论的清洁方法的影响与由污染变化引起的影响分开。对于这些研究,我们选择DADMAC(聚二烯丙基二甲基氯化铵)作为我们的标准物质。

  DADMAC是一种用于纳米技术的良好表征的聚合物,因为它具有自组装特性。当溶于水时,它会带正电荷。为了覆盖表面,DADMAC被混合到盐溶液中。它会沉淀,覆盖任何放在溶液中的物体。当DADMAC沉淀在表面上时,它将自己排列成碳氢化合物类型的长链。

  聚合物层的厚度受到每个DADMAC分子带正电荷的限制。随着单体单元的连续增加,聚合物层变厚,表面上的总正电荷增加。这种增加的正电荷从表面排斥新的单体单元。这将聚合限制在表面的薄膜上。

  因此,盐离子的存在是决定最终厚度的关键因素。盐在DADMAC溶液中离解,形成正钠离子和负氯离子。带正电荷的聚合物膜将带负电荷的氯离子吸引向表面。这层氯离子屏蔽了溶液中的正膜电荷。由于负离子屏蔽了正片,DADMAC溶液中的单元更容易扩散穿过势垒,从而使层更厚。结果是增加盐浓度会增加DADMAC膜的厚度。

  样品在盐和DADMAC溶液中的时间也对样品的厚度有影响。最初,晶片表面上只有很少的DADMAC,表面上只有微弱的正电荷,薄膜生长迅速。随着薄膜的增厚,表面的正电荷越来越多,从而减缓了薄膜的生长。薄膜厚度将逐渐接近最终厚度。渐近线是由盐离子的屏蔽效应决定的。因此,在快速膜生长的初始阶段之后,厚度仅松散地依赖于在溶液中的时间。这允许在没有精密设备的情况下用非常相似的DADMAC膜涂覆几个测试晶片。返回搜狐,查看更多

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