Selective Electroless Metallization of Patterned Polymeric Films for Lithography Applications
Source abstract
Abstract
The fabrication of electrical interconnects to provide power for and communication with computers as their component complementary metal oxide semiconductor (CMOS) devices continue to shrink in size presents significant materials and processing compatibility challenges. We describe here our efforts to address these challenges using top-surface imaging and hybrid photoresist/self-assembled monolayer patterning approaches, in conjunction with selective electroless metal deposition, to develop processes capable of fabricating appropriate submicron and nanoscale metal features useful as electrical interconnects, as well as plasma-etch-resistant masks and metal diffusion barriers. Our efforts focus on the development of cost-effective methods compatible with a manufacturing environment that satisfy materials and process constraints associated with CMOS device production. We demonstrate the fabrication of approximately 50-nm-width features in metal with high fidelity and sufficient control of edge acuity to satisfy current industry design rules using our processes and discuss the challenges and opportunities for fabrication of analogous sub-10-nm metal features.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Nanofabrication and Lithography Techniques · Nanowire Synthesis and Applications · Molecular Junctions and Nanostructures
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
U.S. Naval Research Laboratory, Center for Bio/Molecular Science & Engineering (Code 6910), 4555 Overlook Avenue, S.W. Washington, D.C. 20375
References (100+)
Show source-provided references
1. Diegoli S. · Proc. Inst. Mech. Eng., Part G: J. Aerospace Eng. · 2007 · 121 · 58910.1243/09544100JAERO212 ↗
2. Koh S. J. · Nanoscale Res. Lett. · 2007 · 2 · 51910.1007/s11671-007-9091-3 ↗
3. Ariga K. · Sci. Technol. Adv. Mater. · 2008 · 9 · 01410910.1088/1468-6996/9/1/014109 ↗
4. Kinge S. · ChemPhysChem · 2008 · 9 · 2010.1002/cphc.200700475 ↗
5. Whang, D., Jin, S., and Lieber, C. M.Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 2004, 43(7B),4465–4470.10.1143/JJAP.43.4465 ↗
6. Lu W. · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 84110.1038/nmat2028 ↗
7. Pischel U. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2007 · 46 · 402610.1002/anie.200603990 ↗
8. Metzger R. M. · J. Mater. Chem. · 2008 · 18 · 436410.1039/b802804b ↗
9. Haick H. · Prog. Surf. Sci. · 2008 · 83 · 21710.1016/j.progsurf.2008.04.002 ↗
10. Park J. H. · J. Electrochem. Soc. · 2003 · 150 · G610.1149/1.1523414 ↗
11. Platzman I. · J. Phys. Chem. C · 2008 · 112 · 110110.1021/jp076981k ↗
12. Rodriguez O. · Ind. Eng. Chem. Res. · 2005 · 44 · 122010.1021/ie049554r ↗
13. Madou M. J. · 2002
14. Willson C. G. · ACS Nano · 2008 · 2 · 132310.1021/nn800410c ↗
15. Gonsalves K. E. · Adv. Mater. · 2001 · 13 · 70310.1002/1521-4095(200105)13:10<703::AID-ADMA703>3.0.CO;2-A ↗
16. del Campo A. · Chem. Rev. · 2008 · 108 · 91110.1021/cr050018y ↗
17. Doppelt P. · Coord. Chem. Rev. · 1998 · 178 · 178510.1016/S0010-8545(98)00087-3 ↗
18. Yoshino M. · Electrochim. Acta · 2005 · 51 · 91610.1016/j.electacta.2005.04.069 ↗
19. Ma D. I. · Chem. Mater. · 2002 · 14 · 458610.1021/cm0202308 ↗
20. Zabetakis D. · Langmuir · 2009
21. Price R. R. · J. Am. Chem. Soc. · 2003 · 125 · 1125910.1021/ja036173g ↗
22. Dobisz E. A. · Appl. Phys. Lett. · 2003 · 82 · 47810.1063/1.1538350 ↗
23. Dressick W. J. · Appl. Phys. Lett. · 2001 · 78 · 67610.1063/1.1340860 ↗
24. Brandow S. L. · J. Electrochem. Soc. · 1997 · 144 · 342510.1149/1.1838028 ↗
25. Dressick W. J. · Colloids Surf. A · 1996 · 108 · 10110.1016/0927-7757(95)03392-0 ↗
26. Brandow S. L. · J. Electrochem. Soc. · 1995 · 142 · 223310.1149/1.2044280 ↗
27. Dressick W. J. · J. Electrochem. Soc. · 1994 · 141 · 21010.1149/1.2054686 ↗
28. Chen M.-S. · Adv. Funct. Mater. · 2006 · 16 · 77410.1002/adfm.200500744 ↗
29. Chen M.-S. · Adv. Funct. Mater. · 2005 · 15 · 136410.1002/adfm.200400615 ↗
30. Chen M.-S. · Proc. SPIE · 2002 · 4608 · 15510.1117/12.437739 ↗
31. Dressick W. J. · Proc. SPIE · 2001 · 4343 · 29410.1117/12.436659 ↗
32. Brandow S. L. · Chem.—Eur. J. · 2001 · 7 · 449510.1002/1521-3765(20011015)7:20<4495::AID-CHEM4495>3.0.CO;2-Q ↗
33. Dressick W. J. · J. Am. Chem. Soc. · 2000 · 122 · 98210.1021/ja992285p ↗
34. Dressick, W. J., Dulcey, C. S., Brandow, S. L., Chen, M.S., Leonard, D. N., Calvert, J. M., and Sims, C. W.InElectrochemical Technology Applications in Electronics III (Proceedings of the 1999 Joint International Meeting of the Electrochemical Society);Romankiw, L. T., Osaka, T., Yamazaki, Y., and Madore, C., Eds.The Electrochemical Society Inc.:Pennington, NJ, 2000; Vols.99−34, pp179−187.
35. Chen M.-S. · Thin Solid Films · 2000 · 379 · 20310.1016/S0040-6090(00)01567-4 ↗
36. Chen M.-S. · J. Electrochem. Soc. · 2000 · 147 · 260710.1149/1.1393576 ↗
37. Koumoto K. · Chem. Mater. · 1999 · 11 · 230510.1021/cm990223s ↗
38. Chen M.-S. · J. Electrochem. Soc. · 1999 · 146 · 142110.1149/1.1391780 ↗
39. Brandow S. L. · Langmuir · 1999 · 15 · 542910.1021/la9902082 ↗
40. Dressick W. J. · Thin Solid Films · 1996 · 285 · 56810.1016/S0040-6090(95)08424-X ↗
41. Chrisey, L. A., Roberts, P. M., Benezra, V. I., Dressick, W. J., Dulcey, C. S., and Calvert, J. M. InBiomolecular Materials by Design;Alper, M., Bayley, H., Kaplan, D., and Navia, M., Eds.Materials Research Society:Warrendale, PA, 1994; Vol.330, pp179−184.10.1557/PROC-330-179 ↗
42. Calvert, J. M., Dressick, W. J., Dulcey, C. S., Chen, M.S., Georger, J. H., Stenger, D. A., Koloski, T. S., and Calabrese, G. S.InPolymers for Microelectronics;American Chemical Society:Washington, DC, 1994; Vol.537, pp210−219.10.1021/bk-1994-0537.ch014 ↗
43. Calvert J. M. · J. Vac. Sci. Technol. B · 1994 · 12 · 388410.1116/1.587568 ↗
44. Dressick W. J. · Chem. Mater. · 1993 · 5 · 14810.1021/cm00026a002 ↗
45. Dressick, W. J. and Calvert, J. M.Jpn. J. Appl. Phys., Part 1,1993,32(12B),5829–583910.1143/JJAP.32.5829 ↗
46. Dressick, W. J., Dulcey, C. S., Calvert, J. M., Georger, J. H., Calabrese, G. S., Thomas, M. E., and Stever, H. A.InAdvanced Metallization and Processing for Semiconductor Devices and Circuits II;Katz, A., Murarka, S. P., Nissim, Y. I., and Harper, J. M. E., Eds.Materials Research Society:Warrendale, PA, 1992; Vol.260, pp659−664.10.1557/PROC-260-659 ↗
47. Dulcey C. S. · Langmuir · 1996 · 12 · 163810.1021/la9509514 ↗
48. Friedli A. C. · Langmuir · 2004 · 20 · 429510.1021/la030353m ↗
49. Calvert J. M. · Opt. Eng. · 1993 · 32 · 243710.1117/12.146857 ↗
50. Dressick W. J. · J. Vac. Sci. Technol. A · 1999 · 17 · 143210.1116/1.581833 ↗
51. Yang X. M. · Langmuir · 2001 · 17 · 22810.1021/la001176h ↗
52. Calvert J. M. · Proc. SPIE · 1993 · 1924 · 3010.1117/12.146514 ↗
53. Marrian C. R. K. · Appl. Phys. Lett. · 1994 · 64 · 39010.1063/1.111157 ↗
54. Perkins F. K. · J. Vac. Sci. Technol. B · 1994 · 12 · 372510.1116/1.587431 ↗
55. Perkins F. K. · J. Vac. Sci. Technol. B · 1995 · 13 · 284110.1116/1.588301 ↗
56. Perkins F. K. · Appl. Phys. Lett. · 1996 · 68 · 55010.1063/1.116396 ↗
57. Brandow S. L. · J. Vac. Sci. Technol. A · 1997 · 15 · 145510.1116/1.580561 ↗
58. Brandow S. L. · J. Vac. Sci. Technol. B · 1997 · 15 · 181810.1116/1.589531 ↗
59. Martin B. D. · Langmuir · 2000 · 16 · 994410.1021/la001053x ↗
60. Rhee K. W. · J. Vac. Sci. Technol. B · 2000 · 18 · 356910.1116/1.1319704 ↗
61. Brandow S. L. · Chem.—Eur. J. · 2002 · 8 · 536310.1002/1521-3765(20021202)8:23<5363::AID-CHEM5363>3.0.CO;2-6 ↗
62. Ada E. T. · J. Vac. Sci. Technol. B · 1995 · 13 · 218910.1116/1.588102 ↗
63. Brandow S. L. · Langmuir · 2008 · 24 · 388810.1021/la703326m ↗
64. Onclin S. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2005 · 44 · 628210.1002/anie.200500633 ↗
65. Zharnikov M. · J. Vac. Sci. Technol. B · 2002 · 20 · 179310.1116/1.1514665 ↗
66. Smith R. K. · Prog. Surf. Sci. · 2004 · 75 · 110.1016/j.progsurf.2003.12.001 ↗
67. Zhou C. · Langmuir · 2007 · 23 · 887610.1021/la7007864 ↗
68. Artzi R. · Langmuir · 2003 · 19 · 739210.1021/la0344534 ↗
69. Stewart M. P. · J. Am. Chem. Soc. · 2004 · 126 · 37010.1021/ja0383120 ↗
70. Mallory, G. O.InElectroless Plating: Fundamentals and Applications;Mallory, G. O. and Hajdu, J. B., Eds.American Electroplaters and Surface Finishers Society:Orlando, FL, 1990, pp1−56.
71. Demirel M. C. · Adv. Mater. · 2007 · 19 · 449510.1002/adma.200701063 ↗
72. Dinderman M. A. · Chem. Mater. · 2006 · 18 · 436110.1021/cm060649o ↗
73. Qadri S. B. · Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. · 2007 · 89 · 49310.1007/s00339-007-4163-x ↗
74. Koura N. · J. Electrochem. Soc. · 2008 · 155 · D15510.1149/1.2817880 ↗
75. Ramasubramanian M. · J. Electrochem. Soc. · 1999 · 146 · 11110.1149/1.1391572 ↗
76. Chen C.-H. · Chem. Mater. · 2006 · 18 · 295910.1021/cm0527571 ↗
77. Petukhov I. V. · Russ. J. Electrochem. · 2007 · 43 · 3410.1134/S1023193507010053 ↗
78. Petukhov I. V. · Russ. J. Electrochem. · 2008 · 44 · 14710.1134/S102319350802002X ↗
79. Valova E. · J. Electrochem. Soc. · 2008 · 155 · D44910.1149/1.2898862 ↗
80. Ohno I. · Mater. Sci. Eng., A · 1991 · 146 · 3310.1016/0921-5093(91)90266-P ↗
81. Bindra P. · IBM J. Res. Dev. · 1984 · 28 · 67910.1147/rd.286.0679 ↗
82. Zouhou A. · Microelectron. Eng. · 2001 · 56 · 17710.1016/S0167-9317(00)00523-2 ↗
83. Abrantes L. M. · J. Electrochem. Soc. · 1994 · 141 · 235610.1149/1.2055125 ↗
84. Homma T. · J. Phys. Chem. B · 1999 · 103 · 177410.1021/jp982116b ↗
85. Homma T. · Electrochim. Acta · 2001 · 47 · 4710.1016/S0013-4686(01)00574-6 ↗
86. Nakai H. · J. Phys. Chem. B · 2001 · 105 · 170110.1021/jp001816p ↗
87. Homma T. · J. Electroanal. Chem. · 2003 · 559 · 13110.1016/S0022-0728(03)00042-1 ↗
88. Shimada T. · J. Electrochem. Soc. · 2007 · 154 · D27310.1149/1.2437068 ↗
89. Yin X. · J. Phys. Chem. B · 2004 · 108 · 1091910.1021/jp036070k ↗
90. Chang Y. L. · J. Electrochem. Soc. · 2006 · 153 · C67710.1149/1.2221862 ↗
91. Dimitrov V. · Prog. React. Kinet. Mech. · 2006 · 31 · 4510.3184/007967406779133957 ↗
92. Cohen R. L. · J. Electrochem. Soc. · 1973 · 120 · 50210.1149/1.2403486 ↗
93. Matijević E. · Plat. Surf. Finish. · 1975 · 62 · 958
94. Koziol G. · Trans. Inst. Met. Finish. · 2003 · 81 · 11010.1080/00202967.2003.11871514 ↗
95. Holderer O. · J. Phys. Chem. B · 2003 · 107 · 172310.1021/jp026016o ↗
96. Cohen R. L. · J. Electrochem. Soc. · 1972 · 119 · 43310.1149/1.2404224 ↗
97. Burrell M. C. · Surf. Interface Anal. · 1988 · 11 · 16010.1002/sia.740110307 ↗
98. Pierson B. · Anal. Chem. · 1988 · 60 · 266110.1021/ac00175a003 ↗
99. Froment M. · J. Electrochem. Soc. · 1995 · 142 · 337310.1149/1.2049989 ↗
100. Meek R. L. · J. Electrochem. Soc. · 1975 · 122 · 117710.1149/1.2134421 ↗