接下来EUV挑战:面具检查

极端的紫外线(EUV)光刻还没有准备就绪,但是最后的技术正朝着正确的方向前进。

EUV光源,例如,正在取得进展经过多年的延误和挫折。现在,在一个可能的突破EUV,这个行业是回顾一个挥之不去的问题,问一个简单的问题:你如何检查EUV光掩模吗?

EUV掩模技术的商业化EUV至关重要。如果未被发现的缺陷和面具,仍将影响最终的晶片。和无法找到杀手缺陷可以致命的EUV面具。

从理论上说,有几种可能的方法检查EUV掩。ASML Holding EUV薄膜的新技术添加到混合选项变得复杂。

今天,传统optical-based十字线检验工具被用于检查EUV掩。但在某些时候,光会失去动力,促使下一代技术的必要性。

出于这个原因,英特尔推动行业完成一个actinic-based面具检查工具的发展。KLA-Tencor,一直致力于它。使用相同的13.5纳米波长EUV,光化性比光学检验应该能找到更多的缺陷。但行业可能需要三到五年将这项技术进入市场的成本约5亿美元。

结果,有一个越来越浓的兴趣下option-single电子束和/或多波束eBeam光刻。事实上,一些实体是多波束电子束检测技术发展,也是一个具有挑战性的任务。

总之,没有简单的答案EUV掩模检查。如果芯片制造商希望下一代检验工具,目前尚不清楚该行业将如何支付它。“你有聚会,相信你需要光,”布赖恩说Trafas, KLA-Tencor首席营销官。“你也认为有解决方案的政党。他们还不一致。直到他们是一致的,资金不会发生。”

寻找缺陷
光掩模是集成电路制造的关键部分流动。今天的简单光学面具由一个不透明的玻璃衬底层铬。检查面罩,光掩模制造商使用光学工具,基于193 nm或其他波长。

EUV掩比传统的光掩模是不同的。在衬底的顶端,有40到50互层的硅和钼。多层堆栈作为一面镜子或反射器EUV光源。

做一个EUV掩模是一个复杂的过程。EUV被挤出,规格会趋紧,面具上的缺陷是难找。“有额外的限制(EUV)面具。在制造方面,”副总裁兼首席技术官Uday Mitra说腐蚀的业务单元应用材料。”在检验方面,有很多挑战,无论是在普通口罩以及EUV掩。”

或许最大的挑战是相当apparent-Will行业带来EUV到大规模生产吗?目前还不清楚。

目前,尽管EUV针对7海里。作为一个后备计划,芯片制造商计划使用多个模式扩展193海里浸泡7海里,这可能是一个昂贵的解决方案。“从技术上来说,这是可行的,但是我们都希望EUV将要发生在7海里,“说阿基》首席执行官d2。“尖端半导体业务将是非常不同的,如果我们必须坚持193海里浸泡。”

薄膜的困境
一次,该行业坚持EUV掩不需要薄膜。用于光学面具,薄膜是一种薄膜膜,位于十字线,充当一个防尘罩。

检查一个EUV掩模没有薄膜,光掩模制造商可以使用现有的193海里面具检查工具。目前,光学检查EUV掩可以说是足够好的。

但最近,芯片制造商改变了他们的立场,坚持EUV掩现在需要薄膜。没有膜,根据芯片制造商,EUV十字线容易粒子和缺陷。

然而,有一个问题EUV薄膜。面具制造商不能使用现有的193海里面具检查工具,甚至电子束系统,检查EUV掩上薄膜。EUV薄膜本身由一个薄的多晶硅薄膜材料。不幸的是,这种材料不透明在193 nm或其他在深紫外波长范围。

理论上,actinic-based面具检查技术可以检查一个EUV掩模上薄膜。但actinic-based光掩模检查今天不存在,可能永远不会出现。

因此,解决问题的办法是什么?答案是:开发一个可伸缩的薄膜。事实上,ASML发展这种类型的技术,可以支持光学、电子束、光化性。仍在研发阶段,ASML EUV薄膜溶液很快将在商业市场。

ASML所谓的NXE薄膜技术是移动/ re-mountable设计。它由一个多晶硅薄膜的膜,一个框架,附件夹和安装螺栓。EUV薄膜覆盖主动成像领域的面具,但不是整个十字线。

理论流量,EUV掩模制造和薄膜放置在上面。然后,EUV掩模检查在后者流的一部分。此时,EUV薄膜自动提出并从面具中删除。

然后,检查工具的面具。这一步后,自动降低薄膜和其重新附着到EUV掩模。然后,EUV掩模,薄膜上,运到工厂。

尽管如此,这过程流在面具商店还没有证明。和行业仍在评估薄膜技术。“我们正在评估这个KLA-Tencor Trafas说。“我们正在考虑的性能水平。它是污染自由吗?”

另一方面,ASML薄膜的解决方案能够解决一个大问题。通过消除流中的薄膜,EUV掩膜本身可以通过现有的optical-based面具检查工具检查从应用材料和KLA-Tencor。它还可以支持电子束工具。“如果它是成功的,那么它允许该行业使用我们现有的(工具),具有EUV模式平台,“Trafas说。“这基本上是一个升级工具。你可以测量与EUV掩。今天它的存在。”

还有一些有技术的担忧。“让薄膜安装完全清洁,希望什么都没有发生的薄膜(挑战),”马克·菲利普斯说工程技术开发经理在英特尔。“面具商店一直试图使薄膜安装清洁了35年了。”

另一个问题是也clear-Optical检验总有一天会失去动力。鉴于光学问题,英特尔,GlobalFoundries,三星和台积电希望对EUV掩光化性检验。说:“光化性需要Pawitter Mangat,高级经理、副主任EUV光刻GlobalFoundries。“大容量制造业,这肯定会有所帮助,但所有权成本需要评估。由于长时间发展,我们不能进一步延迟这么多。”

事实上,几年前,KLA-Tencor开始发展(和仍然是发展中)EUV掩的光化性检查工具。就像一个EUV扫描仪的工具。它需要一个EUV源,这是集成到一个检验系统。理论上,13.5纳米波长的光产生当激光脉冲在锡的液滴。

“检验和扫描仪的来源有相似之处,但还存在着一些关键分歧,“Reza Abhari说Adlyte创始人,开发商EUV来源。”的主要区别是,检查来源需要高亮度,扫描仪相比,但电力需求更加温和。几瓦的EUV力量足够时,这种力量需要高水平的质量和稳定的系统控制。稳定性要求,暂时的空间,都是非常严格的成像应用程序相比,平。最后一个关键问题是,清洁必须在最高的层次上,以避免污染的面具。”

还有其他挑战。“光化性的主要挑战面具检查离地面是缺乏的时机EUV HVM都清晰可见,“Abhari说。“接受在社区的必要性EUV目标和光化性空白检验。光化性模式检验(API),情况略有不同。许多认为API是必要的,但一些指出成本,认为它可能不需要。我们的立场是,考虑到至少三年的时间来开发一个可行的HVM API,这个过程需要尽快开始。API工具需要大量发展投资,目前缺乏。”

其他人同意了。“早在三、四年前,我们站了起来,说:“我们有技术,我们可以这样做。但我们不能靠自己。我们需要外部资金,”“KLA-Tencor Trafas说。“是一个挑战(的)得到足够的资金。这是因为没有足够的进步EUV和照明系统本身。所以没有人愿意把更多的资金进入基础设施。”

完成光化性工具的发展,KLA-Tencor需要更多的时间和资金。“我们已经做了一些基本的研发Trafas说。“我们共享的关键行业参与者。我们已经讨论过如何可能四年发展计划使光进入市场。我们真的需要考虑一个行业资助模式启用。我们在继续讨论。”

不过,投资回报是有问题的。一个光化性工具可用于只有一个市场的光掩模行业。但即使这样,只有少数面具供应商可以负担得起。

出于这个原因,有充足的理由对电子束检查。除了面具市场,电子束检验工具是卖到更大的晶片检查。电子束检查敏感性下降到3海里,但是吞吐量是太慢了。

应用材料,爱马仕,Maglen多波束,Sematech和其他人分别开发多波束电子束检验工具,所有这些仍在研发。

理论上,多波束检验具有较高的吞吐量,但技术是具有挑战性的。列的电子往往相互干扰,影响系统的性能。到目前为止,大多数实体与有限数量的光束所描述的工具。“如果你可以开发一个(多波束检查工具),这将有助于提高吞吐量,“Trafas说。“问题是你没有得到足够的区域范围与电子束的方法。我没有得到足够的统计数据的真实情况,我在我的晶圆缺陷。”

与数百个面具制造商将需要一个工具,如果不是数以千计,梁的成本效益。但可能需要数年时间来开发一个多波束的工具与成千上万的光束。可能性不大,光会出现。所以EUV掩码检查,可能是光学或破产。