你已经看出了一些端倪

我一直在讨论双模式很长一段时间现在在这个系列的博客。我认为这可能是好的开始展望未来,下一个是什么多模式(别慌!)。正如你可能已经听到或读书时,它看起来不像EUV光刻是准备10纳米,甚至可能不让它7海里。这意味着扩展现有的光刻工具集的替代方法是必要的,保持行业向前发展。

20 nm制程节点首先介绍了设计社区多模式。活动、联系、通过和较低的金属层开始利用Litho-Etch-Litho-Etch(乐乐)pitch-splitting double-patterning (DP)过程在这个节点。这是我所有DP过程其他博客已经讲过。乐乐要求DP(分解)分割成两层口罩生产。铸造厂,设计者必须生成这些两个分解掩模层作为工厂tape-out过程的一部分。在其他铸造厂,设计者不需要分解,但他们必须运行特殊的DP检查执行布局的限制,保证两层分解是可能的设计一旦录音到工厂。在这两种情况下,设计师必须执行新的任务与这些层被分成两个面具不需要之前的节点。

有趣的是,聚(门)层20 nm制程节点还使用两个口罩,但不是以同样的方式分裂,乐乐过程需要其他DP层。它使用一个线/切割过程。聚层仅限于包含单向线。这些线都是使用第一个定义“线”的面具。哪里有空白(空格),第二个“削减”面具是用于定义这些漏洞。图1显示了一个示例的这条线/切two-mask分解。

图1:行/切two-mask分解的例子。

这个过程是不明显的设计师,因为他们并没有画这两个面具或执行任何类型的特殊分解检查这个过程。层的限制性设计规则确保代在工厂这两个面具是可能的。因为这双模式本质上是“隐藏”的设计师,你可能没听过太多谈论它。

16/14nm技术节点,事情似乎差不多,他们在20 nm节点对多模式。这种一致性在很大程度上是因为该节点没有一个真正从20 nm 16/14nm收缩。互连层保持不变,因为他们在20海里,这样相同的DP过程可以被用来制造它们。唯一的重大改变是新的finFET晶体管,这不仅是一种新型的晶体管,也是缩小规模。这种晶体管需要一个全新的层(“鳍”层),除了积极和多晶硅层。这个鳍层实质上是一组平行线运行垂直于多晶硅层。事实证明,这些线的音高(/空间行)也需要某种类型的DP生产。晶圆厂引入了一个新的DP的过程,称为spacer-is-mask (SIM),这是一个版本的self-aligned-double-pattering (SADP)。类似于乐乐pitch-splitting和线/切割过程,SIM卡也需要两个面具来制造,但这个过程非常不同于乐乐或线/双模式。图2概述了仿真过程的一个例子。

图2:SIM SADP流程示例用于翅片层。

流程流图可以看到,这两个面具(“芯”和“块”)看起来非常不同于预期的最终形状,设计师画的布局。这种差异是由于没有直接定义最终形状的面具的形状。间隔沉积和蚀刻的残差作为最后的“屏蔽”模式。幸运的是,设计师做16/14nm布局,整个一代的翅片层是隐藏的。设计师只有吸引传统的活跃和保利(“门”)层。虽然有额外限制这些层没有出现在前一节点,特别是活性层只能离散单元的长度,这些限制是与传统设计规则执行。的严格限制布局约束层保证工厂可以很容易地获得相应的鳍层需要完成新的晶体管结构。

移动到10纳米过程节点,多模式的变化将不会如此良性的设计师。除了所有的技术用于16/14nm,至少10 nm节点引入了两个新的多模式技术。第一个是LELELE pitch-split三重模式(TP)。是的,当两个还不够,为什么不让它三个呢?这个过程非常类似于乐乐DP过程用于20/16/14 nm,除了TP需要原始层的分解成三个独立的面具。DP一样,当你把所有的形状(”和“)三个面具,看起来像原来的一层。TP过程可能用于层像联系人,再分配互连和/或M1。图3显示了TP分解的一个例子。

图3:Three-mask triple-patterning分解。

因为这个过程类似于20/16/14nm DP的过程,设计师将会发现许多相似之处,可能缓解过渡到TP。甚至使用像缝合修复解决方案理论上可用于这一过程。图4显示了一个示例布局不是本地可分解为三个面具,但可以分解成功通过使用针。

图4:TP分解误差纠正使用缝合。

类似TP看起来DP,很多事情是非常不同的,和设计师介绍了重大挑战,铸造和EDA工具。我将更详细地研究其中的一些挑战在后续文章。

10 nm过程也介绍了spacer-is-dielectric SADP (SID)的版本,这可能是用于一些金属互连层。像SADP的SIM版本用于16/14 nm,两面具并不像原来的画形状的布局,但利用残差间隔沉积和蚀刻过程定义的形状。然而,SADP SID版本的,间距器不定义行本身,但线之间的空间。图5显示了一个示例使用SID SADP金属的过程。

图5:SID SADP金属互连层的过程。

与SIM SADP过程用于16/14 nm鳍层,SID SADP过程的应用程序在一个更复杂的双向层(如金属互连)不允许它是“隐藏”的设计师。这个过程需要一些新的要求设计师学习和应对。它还引入了新的挑战铸造和EDA工具。别担心,我还会在后续文章中讨论更多关于这些挑战。现在,让我们简要看一个例子金属布局和它如何被分解成两个面具这个过程(图6)。

图6:分解为两个面具SID SADP金属布局。

从这个例子中可以看到,面具分解过程中有三个主要步骤。

1. 原一层分为两个颜色,称为心轴和non-mandrel。
2. 添加额外的“dummy-mandrel”多边形的形状被分配到芯棒的颜色。最后结合组芯棒和dummy-mandrel形状形成第一个“芯棒的面具。”
3. 保持层形成,最终将使倒转形成最终的“块面具。“现在可能没有明显的芯棒和块面具形式任何类似原始层的晶片,但相信我,它的工作原理。我们会花更多的时间理解这个过程在另一篇文章中。

我只想说,你可能需要自己参与一些额外的多模式教育,你看起来向开始任何10 nm设计工作。幸运的是你,这就是我在这里。至少,我将有许多写在可预见的未来!我期待着帮助你通过学习曲线。现在,让我来让你快速总结列表概述介绍了在多模式中的每个流程节点域。

20 nm制程:

• 聚行/减少双重面具过程(从设计师隐藏)
• 乐乐DP过程活跃,接触,通过与金属层(影响设计师)

16 nm:

• SIM SADP鳍层从设计师(隐藏)

10 nm:

• LELELE TP过程对于一些接触和互连层(影响设计师)
• SID SADP对于一些金属互连层(影响设计师)

在我的下一篇文章中,我们将更深入地了解triple-patterning。把你的铲子和手套。