В Китае на 99% сокращено число дефектов при производстве чипов

Исследовательской группой из Китая разработана методика, позволяющая резко (на 99%) сократить число дефектов на этапе литографии, ключевом процессе изготовления полупроводников. О новации рассказал ресурс scmp.com.

Литография является важнейшим этапом производства микросхем, когда разработанные схемы «печатаются» на кремниевой пластине при помощи светочувствительного фоторезиста. На пластину наносится жидкий фоторезист, далее идёт процесс проекции ультрафиолетового света, а затем проявляется рисунок.

На этапе проявки растворенные молекулы фоторезиста часто спутываются и повторно оседают на пластине, формируя критичные дефекты, в частности, мостики между линиями схем. Что увеличивает объёмы брака. Одна 12-дюймовая пластина может содержать 6600 таких дефектов. Что сильно тормозило выпуск микросхем и приводило к огромным убыткам в десятки миллионов долларов.

Для решения проблемы группой был применён крио-переход в исследованиях полупроводников. Что дало возможность зафиксировать поведение молекул фоторезиста на этапе проявки.

После стандартной литографии исследователями была проведена мгновенная заморозка тонкого слоя фоторезиста до −175 °C, что позволило зафиксировать молекулярные структуры во времени. При помощи трехмерной реконструкции удалось напрямую наблюдать за поведением молекул фоторезиста.

Впервые удалось зафиксировать, как цепи запутываются через слабые гидрофобные взаимодействия, при этом образуются частицы размером 30-40 нм. Наблюдения позволили разработать двойной подход, что совместим с существующими производственными линиями. На первом этапе была немного повышена температура спекания после экспозиции, что уменьшило запутывание полимеров и снизило формирование крупных агрегатов. Далее специалисты оптимизировали процесс проявки, чтобы улавливать полимеры на границе воздуха и жидкости и полностью смывать их потоком жидкости, что предотвращает повторное выпадение на пластину.

Испытания подтвердили достойную эффективность метода: число дефектов на 12-дюймовых пластинах упало более чем на 99%. Технология, утверждают авторы проекта, может применяться не только на этапе литографии, но и в алгоритмах травления, влажной очистки и иных критически важных операций.