(原标题:碳纳米管海量激情文学网,编削半导体行业)
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受东说念主工智能和超纠合性普及的鼓励,展望半导体行业范畴将在异日十年内翻一番。然而,尽管微芯片(从智高东说念主机到救命医疗建造等一切居品的基础)的需求量空前飞扬,但它们也濒临着山水相连的技能窘境。
高数值孔径 EUV 光刻中的微型化挑战
晶体管束缚微型化,减弱至 3 纳米及以下,这需要无缺的本质和制造。在统统这个词 21 世纪,这种令东说念主难以置信的减弱趋势(从 90 纳米到 7 纳米及更小)始创了技能逾越的新期间。
在往常十年中,咱们见证了将500 亿个晶体管装配到单个芯片上的惊东说念主豪举。这一竖立收获于极紫外 (EUV) 光刻技能,这是一种使用 EUV 光的顶端工艺。EUV 光刻技能不错打印比以前更风雅的集成电路 (IC) 图案,因为它的波长 (13.5 nm) 比传统深紫外 (DUV) 光刻技能 (193 nm) 中使用的波诟谇得多。
半导体制造业的携带者们正争相将这些系统部署到广泛量坐褥中,第一批高数值孔径 (High-NA) EUV 器具照旧装配完了。这些复杂的机器有望进一步减弱特征尺寸,同期提升坐褥遵循。然而,尽管赢得了进展,但在 EUV 光刻历程中已毕零过错的要道挑战仍然存在。
图中自大的是用于 EUV 光刻的 Canatu 碳纳米管 EUV 薄膜和光掩模的示例。
EUV 芯片制造中的过错窘境
过错不时对现在坐褥的芯片的性能和可靠性产生负面影响。在芯片制造历程的每个才智中,尽量减少无理颠倒蹙迫。EUV 掩模是一种高精度模板,用于半导体制造历程中在硅片上创建复杂的图案。它充任模板,抗击晶圆的某些区域知道在 EUV 光下,从而将所需的图案蚀刻到硅片上。
在启动阶段,在 EUV 掩模参加扫描仪之前,可能会出现三种常见类型的过错:名义过错(组成好多不雅察到的过错)是由分层历程中知道的底层材料引起的。其次,层内拿获的轻微颗粒可能来自启动材料或构造历程中的科罚。终末,分层历程可能会不测中在掩模名义产生过错,这些过错要么被全皆苦衷,要么被部分苦衷。
下一阶段,光掩模也可能出现过错,因为 EUV 扫描仪自己可能即是过错的泉源。扫描仪内的极点条目(如高慈悲高功率)可能会在曝光历程中将过错引入掩模。
在高功率 EUV 光刻历程中,温度会升至接近1,000°C,传统的 EUV 防卫膜不错提供保护,但它们在加工历程中的劣化可能和会过热变形或欺侮物开释等机制挫伤掩模版和扫描仪。最蹙迫的是,若是由传统金属硅化物制成的防卫膜冲破,它们会像玻璃相似龙套,变成无谓要的、代价不菲的停机。
碳纳米管(CNT) 膜擅长过滤欺侮物以保护光掩模,但它们的功能远不啻这一主邀功能,Canatu对此也颠倒了解。天然为 EUV 薄膜策画的超薄 CNT 辘集不错最大律例地提升 EUV 透射率,同期保握出色的颗粒过滤遵循,但更厚、更坚固的 Canatu CNT 膜也可用作光化掩模检查的碎屑过滤器。这种特殊技能用于在 EUV 掩模参加扫描仪之前检查光掩模。
即使如今半导体制造技能赢得了诸多逾越,防备光掩模上的无益颗粒变成过错仍然是一项制造挑战。理思情况下,通过约束和减少杂质的存在,晶圆厂不错提升产量,从辛勤毕更一致的芯片性能。然而,这一领域的性能仍然果断地停滞不前。
碳纳米管在 EUV 光刻遵循中的作用
频年来,CNT 在 EUV 光刻历程中保护光掩模免受过错影响的后劲才渐渐受到关爱。事实上,CNT 光刻胶是提升 EUV 光刻产量和性能的要道身分:CNT 光刻胶由于其更高的透射率,臆测可将坐褥率提升 7% 至 15%,从而使半导体性能更进一竿。
Canatu 为 EUV 薄膜设备了先进的 CNT 膜(图 2),具有独到的性能组合。未涂层的 Canatu CNT 膜在 EUV 下具有高透射率(> 97%T)、最小眩光(< 0.2%)和真空下高热踏实性(> 1,500°C)。
Canatu CNT 可用于 EUV 薄膜、X 射线窗口和其他 EUV 哄骗。
高透射率意味着更多的 EUV 光穿过薄膜到达晶圆,从而提升产量。低光斑(散射)确保即使是最轻微的特征也不错高精度地打印在晶圆上,而不会变成图案失真。高耐热性、化学惰性和高压差耐受性确保基于 CNT 膜的 EUV 薄膜大致承受下一代高功率扫描仪环境的浓烈抽真空和透风轮回,同期保握其光学特点。
ASML 称,起始进的高数值孔径 EUV 扫描仪将引入高出 500 W 的高功率水平,提升光学系统的聚焦和采集后光的能力(即数值孔径 NA 从 0.33 到 0.55),提供更高折柳率的成像能力。功率水平的提升凯旋有助于提升每小时晶圆产量 (WPH)。举例,400 W 光源每小时可打印 160 片晶圆,而 500 W 光源每小时可打印高出185 片晶圆。
然而,较高的功率水温和掩模版(光罩)应力将产生传统材料无法承受的高热负荷,从而导致薄膜变形,或者在其他情况下导致薄膜像玻璃相似落空。
与 ASML 在 2023 年 SPIE 大会上的最新辩驳相呼应,碳纳米管(图 3)正在成为高功率扫描仪 EUV 薄膜最有出路的材料。不时商榷和设备基于 CNT 膜的 EUV 薄膜技能关于充分进展后来劲至关蹙迫,但它对芯片制造异日的远景是不能否定的。
Canatu CNT 具有好多特点,包括:比纸张薄 100,000 倍、强度比钢高 100 倍、厚度为 1 至 2 纳米。
伪娘 人妖CNT 薄膜:精密芯片的纯度
跟着 EUV 光刻技能绝对编削了半导体制造业,CNT 膜成为保护光掩模在掩模检查和 EUV 光刻工艺中免受欺侮的理思选拔,同期确保芯片坐褥更清洁、更精准。CNT 的超卓性能使其成为 EUV 光刻技能的多功能和面向异日的材料,可减少过错、提升制品率,并最终已终身产更小、更快、更可靠的芯片——这是咱们束缚发展的技能时势的基石。
https://www.electronicdesign.com/technologies/industrial/article/55260156/canatu-transformative-impact-of-carbon-nanotubes-in-the-semiconductor-industry
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