摩尔定律,几乎没有法律,但不可否认的是一个持续的趋势,说每一年半,适合在芯片上的晶体管数量大约会增加一倍。这就是为什么电子产品——从智能手机到平板显示器,从MP4播放器到电影摄像机,从平板电脑到超级计算机——变得越来越多样,强大,和紧凑,还便宜。这一趋势能否持续下去,直到它与不可改变的自然法则,就像一个原子的有限大小,取决于科学家和技术人员可以走多远电子技术到nanoworld使用短波长光的更好的工具。
现在科学家在美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)与同事在领先的半导体制造商合作,创建了世界上最先进的极端的紫外线(EUV)显微镜。夏普(一个简洁的缩略词长名字,半导体High-NA光化性十字线审查项目),新的显微镜将致力于光刻、中央处理计算机芯片的创建。
410万美元,1.5左右的项目将由肯尼斯·戈德堡中心的x射线光学(CXRO)在伯克利实验室的材料科学部门(MSD)。最初大幅将用于与现有的显微镜的操作beamline 11.3.2伯克利实验室的先进光源(ALS)。2012年最后一个季度新EUV photomask-imaging显微镜将取代beamline老化的设施。
“EUV光源是棘手的,”戈德堡说,“因为它如此强烈的每个材料吸收。所以玻璃镜片,EUV光学系统主要依靠专业与原子级光滑的镜子,通过多层涂料高反射率。“维护效率,整个光学系统必须放置在一个高真空的环境。
在现有的8岁的显微镜beamline 11.3.2,称为光化性检查(工具),具有独特的成像能力,半导体技术的快速发展的本质意味着其未来是有限的。夏普将超过它的性能在每个度量:分辨率、速度、照明的均匀性和一致性控制。夏普将使前瞻性研究年商业工具可用。
在几年之内,半导体器件将测量的尺寸16,11日或8纳米,只有十亿分之一米。大规模生产,行业是推动光刻过程使用EUV光的波长只有13.5纳米,小于可见光的40倍。
“在这个波长短,我们可以印刷电路和图像模式纳米长度尺度,”戈德堡说。“新显微镜将利用多年的尖端EUV和软x ?射线显微镜的经验,在CXRO实验系统工程,EUV光学光刻技术研究项目的一部分开发出来的技术。肌萎缩性侧索硬化症”戈德堡说,作为世界最聪明的EUV光源,”是一个很好的开发EUV光刻技术。”
在光刻技术中,光掩模批量生产的关键。一系列的光掩模进行主电路模式转移到一个芯片上,一层一层地,创建工作的半导体器件。面具是类似于底片在一个摄影师的暗室,复印机或主页面。
分钟缺陷或微尘粒子的主人,如果没有找到和清洁或固定,最终导致芯片失败。戈德堡和他的团队表明,缺陷和模式可以出现不同的观看时non-EUV检验工具,如电子显微镜,使EUV显微镜对EUV掩的发展至关重要,因为只有这样才能破坏粉尘和其他缺陷识别可靠。
“其他显微镜可以有惊人的高分辨率,但他们不能检测wavelength-specific EUV掩模的反应模式和缺陷,”戈德伯格说,“这是必要修理成功。”
锋利的称为“光”显微镜,因为它使用相同的EUV波段用于生产。因此新EUV显微镜将使半导体公司研究人员更好地评估缺陷和维修策略,掩模材料和架构,和先进的模式特性。
和它的前辈一样,锋利的显微镜还将拥有一组镜头,肩并肩,因此用户可以选择他们所需要的不同的成像特性,一个常见的实验室显微镜支架旋转炮塔上不同的镜头。
高倍率物镜的全息菲涅耳zoneplate新的显微镜眼镜,微观对象由CXRO Nanowriter。Nanowriter,埃里克·安德森的指导下,保持着创造世界纪录的最高分辨率zoneplates许多同步加速器和其他短波的应用程序。镜片比单个人的头发略宽,然而他们项目高质量的面具表面的图像放大2000倍。
新的显微镜将照明的特殊特性一致性控制。ALS产生EUV梁高度一致性等方面适合许多实验。然而,显微镜的图像分辨率可以提高两倍仔细再造照明到称为局部一致性的状态。显微镜工作者已经认识到的重要性部分相干多年,和同步加速器社区正在迎头赶上。
angle-scanning镜子在新的显微镜的beamline照明将highly-coherent ALS光引导成模式,像mini-laser-light显示,打破和重塑形象一致性属性。这样,锋利的显微镜将复制属性的当前和未来的光刻生产和研究工具为研究者提供了最先进的看看。
额外的信息
每年销售额约510亿美元,半导体是美国的第二大出口产品。开发技术生产和测试下一代计算机芯片产业的核心任务之一。十多年来,半导体公司赞助photolithography-related伯克利国家实验室的研究通过x射线光学中心,包括世界领先的项目在光学、面具、和材料——大多数进行三个CXRO beamlines先进光源。有关CXRO的更多信息,请访问http://www.cxro.lbl.gov/。在ALS访问的更多信息http://www-als.lbl.gov/。
