《10納米以下圖形加工的關鍵工藝問題研究》是依託湖南大學，由段輝高擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：10納米以下圖形加工的關鍵工藝問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：段輝高
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高分辨納米加工是22nm節點以下積體電路製造以及人工微納結構器件研發中的關鍵技術。以曝光、顯影、薄膜沉積、乾法刻蝕、濕法剝離為主要工藝的自上而下納米加工是目前超大規模積體電路製造的主要選擇。根據國際半導體技術路線發展圖，積體電路的關鍵尺寸在2020年將達到10nm（幾十個原子）左右。然而，當納米結構的尺寸到10nm以下時，由於各種工藝和物理限制因素，其加工方法將與當前產業界的常規工藝有所區別，而目前研究人員對該尺寸下的關鍵加工工藝還無系統的研究。本項目前瞻性地對10nm以下圖形加工的通用工藝進行研究以得到各種工藝的物理限制因素並探索突破限制的方法，為未來10nm以下技術節點極大規模積體電路製造提供技術積累和工藝選擇。主要研究內容包括：（1）10nm以下圖形加工的抗蝕劑工藝及其顯影行為研究；（2）該尺度下納米結構力學穩定性對加工解析度的限制及其相應的解決辦法；（3）該尺度下的高分辨圖形轉移。
結題摘要
高分辨納米加工是積體電路製造以及人工微納結構器件研發中的關鍵技術。以曝光、顯影、薄膜沉積、乾法刻蝕、濕法剝離為主要工藝的自上而下納米加工是目前超大規模積體電路製造的主要選擇。根據國際半導體技術路線發展圖，積體電路的關鍵尺寸在2020 年將達到10nm（幾十個原子）左右。然而，當納米結構的尺寸到10nm 以下時，由於各種工藝和物理限制因素，其加工方法將與當前產業界的常規工藝有所區別。系統地研究亞10nm尺度的關鍵圖形加工工藝將有效促進積體電路及人工微納結構器件相關的研發。 本項目針對10nm 以下圖形加工的通用工藝進行研究以得到各種工藝的物理限制因素並探索突破限制的方法，主要研究內容包括：（1）新型亞10nm電子束抗蝕劑的研究；（2）亞10nm尺度高分辨圖形轉移工藝研究；（3）亞10nm圖形加工工藝的光學套用研究。 本項目執行以來，已發表相關的學術論文12篇，正在撰寫學術論文4篇，支持4名研究生進行相關研究。取得的重要進展包括：（1）通過懸空亞10nm HSQ結構的方法，可靠地製作了亞10nm尺度的金屬間隙結構；（2）通過模板剝離方法可靠地製作了亞10nm金屬間隙陣列並套用於等離激元光子學研究；（3）通過金屬表面的分子修飾，大大提高了HSQ與金屬之間的吸附，為金屬基底上進行亞10nm圖形製作提供了解決方案；（4）通過結合金屬去濕潤工藝和單層石墨烯亞納米厚度的優勢，可靠地製作了大面積的亞10nm金屬間隙結構並展示了其在表面增強拉曼光譜領域的套用；（5）通過結合自下而上的化學氣相合成方法，大面積高均勻性地製作了高品質因子金納米顆粒陣列，顆粒的尺寸或者顆粒之間的間隙可達到亞10nm尺度並可套用於暗場散射光譜或者增強拉曼光譜相關的研究。 本項目一方面開發了多種亞10nm圖形製作的方法，另一方面也使我們加深了對10nm尺度圖形加工極限的理解。其順利實施為亞10nm尺度人工微結構器件以及積體電路版圖製造提供新的技術選擇和工藝積累。
