Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Наноимпринт литография
Содержание
- 1. Наноимпринт литография
- 2. План докладаВведениеПринцип S-FIL литографииОписание технологии и последние
- 3. EUVL: В конце 1980-хEPL: Началась
- 4. Продолжение введения.В ХХ веке широкое распостранение получило
- 5. Примеры импринт литографии1. PDMS печать с тиолом2.
- 6. Примеры импринт литографииJohn A. Rogers, University of
- 7. Inkjet Imprint fluid dispenserPlanarization layerSubstrateLow viscosity fluid
- 8. Динамика и однородность напечатанного слоя15 nm -
- 9. Шаг 1: Удаление остаточного слояШаг 2: Удаление
- 10. Гибкая печать на сапфире, 100 мм 3 сек
- 11. Гибкая печать на сапфире, 100 мм
- 12. S-FIL Импринт Литография65 x 65 mm штампдля
- 13. Производство нано-штампа. Стардатный процесс.Resist appliedto 15 nm
- 14. Развитие процесса с использованием положительного резиста ZEP520
- 15. ZEP520A: Bias = -18nm, Штамп32nm
- 16. Отпечатки: -18nm Bias, 28 – 40 nm
- 17. Профиль отпечатков: Bias = -18 nm28 nm
- 18. 28 and 32 nm HP: малая чуствительность
- 19. 36 nm Half Pitch: No Bias –
- 20. DNP нано-штамп написанный с помощью Гауссова пучкаX-sectionTop down*Sasaki et al., Bacus 2006*28nmCDU at 32nm HP
- 21. Hoya нано-штамп для памяти с 30 нм FinsTemplateImprint
- 22. Производство нано-штампа. Путь к меньшим размерам.Стандартный подходResist
- 23. Штамп: 25 нм полупериод
- 24. Штампы: полупериоды 19 нм и 21 нм
- 25. Полученные отпечатки со штампами 23 нм and 21 нм (полупериод)23nm HP21nm HP
- 26. Штамп после удаления хрома, Cr (Lift-off):
- 27. Негативный резист HSQ: Штамп с полупериодом 15 нм HSQ 15 nm half pitch
- 28. Негативный резист HSQ: Штамп с полупериодом 12.5 нмHSQ 12.5 nm half pitch
- 29. Достигнутое пространственное разрешение уже достаточно для проведения
- 30. Инспектирование и ремонт нано-штампа1x template inspection/repair builds
- 31. Время написания нано-штампа является важным факторомВремя написания
- 32. Сравнение исходного штампа и его репликиОтпечаток с исходного штампа Отпечаток с реплики
- 33. Требования к установкам импринт литографии для CMOS
- 34. Imprio - 250Установка предназначена для CMOS приложенийНа
- 35. Точность совмещения слоев (Overlay)Требуемая точность 20-25% от
- 36. Совмещение рисунка во время печатиСовмещение измеряется
- 37. Растровые решетки муара25nm L/Sподложкаштампдве растровые решетки муарасовмещенырастровая решетка
- 38. Результаты по точности совмещения слоевТочность совмещения была
- 39. Последовательное уменьшение количества дефектовДанные включают все типы
- 40. Зависимость количества S-FIL дефектов от размеровДополнительное
- 41. Устойчивость процесса к посторонним частицам. Самоочистка при
- 42. Производительность Imprio-250Сравнительно малая стоимость печатных головок позволяет установить несколько таких головок для увеличения производительности.
- 43. Сравнение планов для интегальных микросхем (ITRS) и
- 44. ResearchLitho Process DevProcess IntegrationProductionПлан развития на ближайшие
- 45. Приложения в CMOS индустрииПримером служит совместная работа
- 46. IBM Almaden Research Center 30 нм “Storage-Class”
- 47. Базовый рисунок с 4-Fin MNAB,углубленный в кварц30
- 48. Продемонстрирована 27 нм FinFET литография с прекрасным
- 49. Потенциал для 3-х мерной печати Нанести диэлектрический
- 50. Потенциал для 3-х мерной печатиMicron scale3-tier T-gate3-х уровневый затворМикро-линзы
- 51. Применение к фотонным кристаллам90nm Holes 160nm Pitch90nm Holes 150nm Pitch120nm Holes 268nm Pitch
- 52. Позволяет уже сегодня достичь уровня литографии менее
- 53. У технологии существуют многочисленные приложения и возможности
- 54. В 2006 году обе технологии EUV и
- 55. MOLECULAR IMPRINTS, INC.25nm L/S32nm half pitchСпасибо за внимание 1807 West Braker LaneBldg C-100Austin, TX 78758niyaz@militho.com
- 56. Скачать презентанцию
План докладаВведениеПринцип S-FIL литографииОписание технологии и последние достижения в производстве штамповImprio I-250, характеристики на сегодняшний день и перспективы развития.Точность совмещения штампа и подложкиКоличество дефектовПроизводительность Краткое сравнение планов развития ИМ и технологий
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Обзор S-FIL нано-импринт литографии и последние результаты для CMOS и
других нано- приложений
Слайд 2План доклада
Введение
Принцип S-FIL литографии
Описание технологии и последние достижения в производстве
штампов
Imprio I-250, характеристики на сегодняшний день и перспективы развития.
Точность совмещения
штампа и подложкиКоличество дефектов
Производительность
Краткое сравнение планов развития ИМ и технологий хранения памяти
Планы развития S-FIL литографии
Различные приложения S-FIL литографии
Заключение
Слайд 3
EUVL: В конце 1980-х
EPL: Началась около 1990
MBDW:
Началась в 1980-х
193 Immersion: Создание началась около 2001
Imprint Lithography
1041
Изобретение глиняных набираемых огранков в Китае.1436 Гутенберг начал разработку книгопечатного пресса. 1440 Гутенберг закончил пресс с металлическими огранками. 1455 Гутенберг закончил печатание библии с 42 строками на страницу.
Гутенберг разорился из-за ссоры с инвесторами.
1457 Город Майнц становится столицей книгопечатания
1462 Война с епископом Насау заставила всех книгопечатников бежать,
и таким образом распостранить книгопечатание в Европе
1499 Книгопечатание распостранилось в более чем 250 городах Европы.
Введение. Немного истории
Слайд 4Продолжение введения.
В ХХ веке широкое распостранение получило печатание грампластинок
В 1994
году Стив Чу продемонстрировал возможность использования импринт литографии для получения
нано-структур
Слайд 5Примеры импринт литографии
1. PDMS печать с тиолом
2. Привод в контакт
3.
Молекулы переходят
4. Перенос рисунка
•
Поместить штамп на
подложку с двумя слоями
Термическая
литографияChou, Princeton University
http://www.princeton.edu/~chouweb/
Слайд 6Примеры импринт литографии
John A. Rogers, University of Illinois, Urbana-Champaing, http://rogers.mse.uiuc.edu/files%5C2006%5Cieeenano.pdf
Печатание с помощью штампа сделанного из углеродной нанотрубки
достигло разрешения 2.4 нм. При этом использовался полимер затвердевающий под воздействием ультрафиолета
Слайд 7
Inkjet Imprint fluid dispenser
Planarization layer
Substrate
Low viscosity fluid (Si-containing for S-FIL,
Organic for S-FIL/R)
Шаг 1: Распределить капли мономера
Шаг 2: Опустить
штамп и заполнить рельефШаг 3: Полимеризовать мономер ультрафиолетом
Шаг 4: Отделить штамп и начать новое поле
Substrate
Substrate
Substrate
Step & Repeat
Planarization layer
Planarization layer
Planarization layer
High resolution fused silica template, coated with release layer
very low imprint pressure < 1/20 atmosphere at room temp
MII: Step & Flash™ Импринт Литография (S-FIL)
Слайд 8Динамика и однородность напечатанного слоя
15 nm - 2 nm
Набор линий
разных размеров в данных местах влияет на точность измерения толщины
напечатанного слоя методом интерференции. Измерение профиля оттиска в электронном микроскопе дает те же 15 нм.
Слайд 9
Шаг 1: Удаление остаточного слоя
Шаг 2: Удаление планаризационного слоя
Шаг 2:
Нанесение кремнесодер-жащего планаризационного слоя
Шаг 3: Травление до открытия структур
Шаг 4:
Травление в О2 плазмеS-FIL and S-FIL/O
S-FIL/R
Подложка
Напечатанные структуры
Подложка
S-FIL и S-FIL/R процессы
Подложка
Слайд 12S-FIL Импринт Литография
65 x 65 mm штамп
для поля 26 мм
x 33 мм
Успешное внедрение требует штамп и импринт установку
Разрешающая способность
импринт литографии определяется разрешением нано-штампа
Слайд 13Производство нано-штампа. Стардатный процесс.
Resist applied
to 15 nm of Cr
Expose/develop
e-beam
resist, descum
Etch chrome,
strip resist
Etch quartz,
Strip chrome
6025 Quartz
Resist
Cr
E-beam Exposure Cl2/O2 Fluorine based chemistry6025 Photomask
(with 4 patterned templates)
Post Dice
(4 templates & discarded glass)
Templates
(4 templates)
Pattern Dice Final 65 mm Template
Слайд 14Развитие процесса с использованием положительного резиста ZEP520
Ширина линий в
зависимости от дозы экспозиции при различных диаметрах электронного пучка
Amyl
Acetate дает лучшую комбинациючувствительности и контраста
Чувствительность к изменению дозы
уменьшается в увеличением bias
Контраст и чувствительность для разных проявителей
Слайд 1828 and 32 nm HP: малая чуствительность к изменению полученной
дозы
Dose = 309 μC/cm2
Dose = 369 μC/cm2
32 nm
Resolved over dose
range of 20%Dose = 309 μC/cm2
Dose = 369 μC/cm2
28 nm
Y=28nm
Y=33nm
Y=23nm
Y=29nm
Слайд 1936 nm Half Pitch: No Bias – Очень чуствительна к
изменению дозы
Bias: 0 nm
Exposure latitude is severely impacted when feature
biasing is not appliedDose = 103 μC/cm2
Dose = 123 μC/cm2
Y=28nm
Y=36nm
Слайд 20DNP нано-штамп написанный с помощью Гауссова пучка
X-section
Top down
*Sasaki et al.,
Bacus 2006
*
28nm
CDU at 32nm HP
Слайд 22Производство нано-штампа. Путь к меньшим размерам.
Стандартный подход
Resist applied
to 15 nm
of Cr
Expose/develop
e-beam resist, descum
Etch chrome,
strip resist
Etch quartz,
Strip chrome
6025 Quartz
ZEP520
Cr
E-beam Exposure Cl2/O2 Fluorine based chemistryАльтернативные подходы:
PMMA lift-off
High Resolution HSQ resist
Слайд 26Штамп после удаления хрома, Cr (Lift-off): Полупериоды 17 нм и
15 нм
17nm Half Pitch
15nm Half Pitch
Слайд 29Достигнутое пространственное разрешение уже достаточно для проведения исследований
Разрешение является важным
фактором, но не достаточным
Необходимо точное размещение рисунка. Например, VSB прибор
дает ошибку всего 2-4nm 3σ (что необходимо для иммерсионной 193nm литографии). Это близко, что требуется для 32 нм технологии.Template CD (nm)
45nm logic 35nm contacts
45nm metal
35nm contact
Слайд 30Инспектирование и ремонт нано-штампа
1x template inspection/repair builds on wafer inspection
technology
Two technologies being used to detect down to 20nm defects
Die
to die ebeam inspection(KLA ES32)
Die to database inspection
NGR – 2100
Template repair uses standard mechanical or ebeam subtractive and additive techniques
Rave 650NM
NaWoTec MeRiTMG
Слайд 31Время написания нано-штампа является важным фактором
Время написания фото-масок существенно увеличилось!
Для фото-маски с 65 нм структурами это может занять 24
часа даже с быстрыми резистамиПреимущества написания штампов
Нет оптической коррекции
Меньшие размеры
Размеры 1:1 позволяют делать репликацию
Single die by ebeam
Multiple template sets by imprint replication
Multi die full field by imprint replication
Исходный штамп
Потенциал для значительного снижения стоимости
Дочерний штамп
Реплики
Репликация штампа
Слайд 33Требования к установкам импринт литографии для CMOS приложений
Высокая точность совмещения
рисунка с предыдущим слоем
Малый уровень дефектов
Высокая производительность
Слайд 34Imprio - 250
Установка предназначена для CMOS приложений
На ней можно получать
структуры менее 20 нм с соответствующим совмещением рисунков
Жесткий контроль за
совмещением и размерами штампаУстановка полностью автоматизирована для 200 / 300 мм-х пластин
Слайд 35Точность совмещения слоев (Overlay)
Требуемая точность 20-25% от минимального размера. К
примеру для полупериода 22 nm точность должна быть ~ 5
nmФакторы, влияющие на точность
Аккуратность механического совмещения штампа с нижним рисунком
Увеличение/уменьшение размера штампа
Точность рисунка на штампе
Условия в которых находится установка – позиционная стабильность, контроль температуры и т.д.
Molecular imprints использует стратегию совмещения рисунка и штампа в каждом индивидуальном поле
Все эксперименты проведены в тандеме с 193 наномертовыми сканерами (mix and match mode), которые использовались для нанесения рисунка на нулевом слое (подложке)
Слайд 36 Совмещение рисунка во время печати
Совмещение измеряется с помощью растровых
решеток (moiré) как на штампе, так и на подложке .
Изначально эта техника была развита для рентгеновской электронной литографии.Совмещение по жидкому мономеру
<0.1 μm
Подложка
Штамп
пространственное разрешение метода лучше 2 нм
Изменение размера штампа
Подложка
Штамп
Параметры подстройки: X, Y, Mx, My, ϑ (угол), δ(неортогональность)
Слайд 37Растровые решетки муара
25nm L/S
подложка
штамп
две растровые решетки муара
совмещены
растровая решетка
Слайд 38Результаты по точности совмещения слоев
Точность совмещения была продемонстрирована с двумя
типами 193 нм сканерами
Точность совмещения была измерена на стандартной KT
установке.32 поля на пластине, 81 точек измерений в каждом поле
Достигнута точность 20 nm, 3σ
Путь к достижению точности 5 nm найден, а оставшиеся трудности носят инженерный характер
Слайд 39Последовательное уменьшение количества дефектов
Данные включают все типы дефектов
Наблюдается постепенное
улучшение – приблизительно один порядок в год
Feb 04
Jun 04 Oct 04
Feb
05Jun 05
Oct 05
Feb 06
Jun 06
Oct 06
Feb 07
Total Defect Density
Date
Слайд 40 Зависимость количества S-FIL дефектов от размеров
Дополнительное количество дефектов было
обнаружено на установке eS32, которая обладает лучшим пределом разрешения (25
нм), чем KLA2132 (200 нм).Было обнаружено только увеличение посторонних частиц, но не дефектов связанных с самой импринт технологией.
Слайд 41Устойчивость процесса к посторонним частицам. Самоочистка при последующем печатании.
Штампы удивительно
устойчивы к механическому воздействию частиц во время процесса печатания
Активный
контроль над силой соприкосновения позволяет избежать серьезных поврежденийЖидкость действует как амортизатор при соприкосновении
Кварцевые штампы не изнашиваются и не эродируют под воздействием жидкостей с малой вязкостью, или в процессе химической очистки
Слайд 42Производительность Imprio-250
Сравнительно малая стоимость печатных головок позволяет установить несколько таких
головок для увеличения производительности.
Слайд 43Сравнение планов для интегальных микросхем (ITRS) и для хранения информации
(Information Storage)
ITRS Roadmap for DRAM
Storage Roadmap
Планы Information Storage намного
более агрессивны, чем планы ITRS для ИМВысоко – скоростные установки не будут готовы вовремя
Цена установки EUV запредельно высока (~$50-75M)
Генераторы на электронных пучках имеют необходимое разрешение, но очень медленные
Импринт литография сочетает разрешение и скорость
193nm
Next Generation Lithography
EBDW – медленная технология
UV-IL – оптимальная конфигурация
100
70
40
20
10
5
Слайд 44Research
Litho Process Dev
Process Integration
Production
План развития на ближайшие годы
Производство структур с
полупериодом 32 нм планируется на 2010 год. Этот срок определен
планом развития элементов памятиNext Gen Tool
Material
Process
Templates
Слайд 45Приложения в CMOS индустрии
Примером служит совместная работа с IBM над
сверхплотной элементом памяти с размерами менее 30 нм
Растет интерес
со стороны производителей логических схем и микропроцессоров к 3-х мерному печатанию для использования в производстве медных контактовResearch
Litho Process Dev
Process Integration
Production
Производство структур с полупериодом 32 нм начнется около 2010 года, что определяется развитием элементов памяти
Слайд 46IBM Almaden Research Center
30 нм “Storage-Class” сверхплотная постоянная память
MNAB -
Micro to Nano Addressing Block
Ячейка – 3-х мерный вид
Содружество
Требуется произвести
10 нм линии с 20 нм периодомв ближайшие 5-7 лет при малой стоимости
K. Gopalakrishnan et al, IEDM Tech. Dig., 2005, pp. 471-474
R.S. Shenoy et al, Proc. Symp. VLSI Technology, June 2006, pp. 140-141
Слайд 47Базовый рисунок с 4-Fin MNAB,
углубленный в кварц
30 нм линии /
120 нм период
80 нм глубина травления
Вертикальность стенок ~880
Слайд 48Продемонстрирована 27 нм FinFET литография с прекрасным контролем за размерами
линий, вертикальностью стенок и малой шероховатостью
SFIL процесс интегрирован с 7
другими литографическими процессами (3-мя при 193 нм, 4-мя при 248 нм). «Mix and match» совмещение рисунка лучше 20 нмКремниевые полоски, полученные после травления с резистивной и оксидной масками
Кремниевые полоски, покрытые оксидом со всех сторон и готовые к ионной имплантации, и к дальнейшим литографическим шагам
Слайд 49Потенциал для 3-х мерной печати
Нанести диэлектрический слой
Нарисовать и
протравить контакты
Нарисовать и протравить каналы
Заполнить медью и прополировать
химико-механической полировкой (CMP)Существующий процесс
Palmieri et al – SPIE C1 Tuesday 4.00pm
Слайд 51Применение к фотонным кристаллам
90nm Holes 160nm Pitch
90nm Holes
150nm Pitch
120nm Holes 268nm Pitch
Слайд 52Позволяет уже сегодня достичь уровня литографии менее 32 нм с
маленькой шероховатостью линий (LER)
Совместима с CMOS технологией
Буквальная замена оптической литографии
без изменения процессов до и после этого этапаНизкая себестоимость
Репликация
Не нужно применять оптическую коррекцию и нет ограничений на моделирование рисунка
Возможность нанесения бинарного рисунка для носителей на дисках
Возможность печатания 3-х мерного профиля
Применение к фотонным кристаллам для ультра-ярких фотодиодов (LED)
Приложения к другим секторам индустрии
Заключение. Почему именно импринт литография?
Слайд 53У технологии существуют многочисленные приложения и возможности нахождения большого рынка
сбыта
Flat Panel Displays
Future Applications
Hard Disk Drives (HDD)
Интегральные микросхемы
Нано-технология
High Brightness Light
Emitting Diodes (LED)CMOS Image Sensors (CIS)
CMOS Integrated Circuits (IC)
Bio-Medical
Potential
$7+ Billion/Yr
Lithography
Equipment
Market
Слайд 54В 2006 году обе технологии EUV и S-FIL импринт начали
продажи установок для CMOS!
25nm L/S
32nm half pitch
Поставка Imprio® 250
Для CMOS
Integrated Device Manufacturer (IDM)Поставка EUVL
Для исследовательского консорциума Albany Nanotech/IMEC
Слайд 55MOLECULAR IMPRINTS, INC.
25nm L/S
32nm half pitch
Спасибо за внимание
1807 West
Braker Lane
Bldg C-100
Austin, TX 78758
niyaz@militho.com
