模式的巨大变化

藤村明(Aki Fujimurad2在10纳米及以下的图形问题上，包括掩模对齐，GPU加速的需求，EUV对掩模总数的未来影响，以及重新引入曲线形状对设计的意义。

SE:在10nm和7nm工艺中，图形问题得到了很多关注。他们什么时候才会真正出现?

》我们已经碰到他们了。世界已经准备好过渡到EUV很长一段时间。令人惊讶的是，即使没有EUV成为生产准备，行业已经能够继续推动摩尔定律,使用多模式还有计算机光刻技术。光学接近校正(OPC)越来越复杂，为了增加晶圆上的工艺裕度，在掩模上产生越来越复杂的形状。

SE:那么接下来会发生什么?

》:EUV可能不会在预测的节点上完全准备好，但我们仍然需要为下一代做好基础设施准备。其中包括最受期待的EUV技术。全世界都希望极紫外技术能尽快问世。但如果不行，还有其他技术，比如Nanoimprint光刻定向自组装(定向自组装)，或电子束直写做互补光刻。所有这些可能性都在探索中，有些已经接近生产水平。但如果EUV出现，世界可能会就此达成一致。

SE:有两个金属层是最成问题的——金属1层和金属2层。随着收缩的继续，其他层也会受到影响吗?

》:是的。晶体管层是最关键的一层。在平版印刷中，最难印刷的是触点和过孔。当你去到较小的节点时，这些是最先受到影响的。所有的关卡都很困难，在较低的关卡中尤其困难。即使是切割层，这是一个小的特征，但比通孔和接触更容易，也变得越来越困难。

SE:如果EUV不能成为可行的解决方案，未来的发展方向是什么?

》极紫外可能会发生。但我看到的最大的事情是东芝和海力士在存储设备，特别是闪存的纳米压印上的合作。这似乎是一个很好的轨道。似乎任何有缺陷的东西都有内存的正确焦点，因为内存设计已经是冗余的。他们可以承受一些已知的失败。在逻辑上使用纳米压印是非常困难的。

SE:我们在边缘对齐方面进展如何?

》如果EUV准备好了，7nm就可以了，但即使有EUV，最终也需要多模式。对齐是多重模式的一个大问题。这个行业的诀窍是让关键尺寸的功能成为唯一重要的东西。你可以在位置和间距上有一点偏差，这是可以的，只要线条本身的大小合适。这不再是真的。你是相互叠加的，所以连线本身都是由空间构成的。使精确的边缘位置正确变得更加重要。当半导体行业有需求时，它就会想出解决方案。没有人会因为这个问题而预测厄运。这将是困难的，但我们只需要关注它并做好工作。

SE:反向光刻技术在哪里?它如何适用于这里?

》反光刻技术已变得至关重要。每个人都预测，即使有极紫外，至少也需要OPC。包括我在内的一些人认为，还需要其他已经开发出来的技术。一旦逆向技术投入生产使用，为什么不利用它来获得额外的EUV工艺余量，因为你总是需要它。如果你退后一步，看看这个市场，市场上有三个不连续性。最著名的是EUV。另外两个是多波束掩模写入和GPU加速的出现，这使得曲线形状成为可能。

SE:曲线形状有什么变化?

》在过去的20年里，面具的形状一直是用可变形状的光束来书写的。它们有形状的孔。你只能精确地打印直线的东西，有时是45度角。这种限制是因为20年前发明家发现，面具的形状几乎总是像曼哈顿的直线。这已经成为了标准。但在此之前，由于CAD的限制，设计形状几乎都是直线的。偶尔会有圆形的电感器，但你在20年前看到的任何掩模上99.99%的特征都是正交的直线。我们称它为曼哈顿，因为它看起来像一个直线网格。曼哈顿的特征被用于数据表示和类似的事情。在CAD方面，有很多加速是可能的几何计算算法，其中特征是矩形的。 Most computation of geometry breaks things down into constituent rectangles and handles them that way. When VSB (variable shape beam) technology became the norm, it became necessary to have designs be orthogonal and rectilinear. That’s all you could write on a mask.

SE:我们接下来要去哪里?

》:多波束即将到来，在多波束中，组成的写入单元是20nm × 20nm或10nm × 10nm的像素。这是5nm × 5nm或2.5nm × 2.5nm的晶圆尺寸。因此，你可以在蒙版上写任何你想要的曲线形状。这对于GPU来说是理想的，因为GPU非常擅长处理像素类型的数据。所以CAD这边现在可以变成曲线了。它不需要遵守曼哈顿的限制。

SE:这对你的设计有什么影响?

》两件事。首先，为了节省电力，距离越近越好。你现在可以做到了。但更重要的是设计到制造的环节。试图让事情变得更容易制造，尤其是当你增加曼哈顿慢跑时，是非常困难的。当你在一层里慢跑时，这通常被认为是一件坏事。当你试图制造它时，它不会像一个小慢跑一样出来。它会出现一个小曲线。打印曼哈顿慢跑是不可能的，所以你必须采取特殊的步骤来处理这个问题。现在你可以按照制造方实际生产的方式来设计产品。 This allows a reliably manufacturable design.

SE:在制造方面有什么需要改变的?

》:没有。整个想法是把制造业可以做什么作为一个给定的，然后根据它进行设计。关键的促成因素是能够处理曲线设计。实现这一目标的关键技术是多波束掩码写入，这样掩码写入器就可以写入曲线特征，以及GPU加速，这样计算就可以在合理的时间内完成。

SE:有多少是相反的，如果它可以被制造出来，你可以在设计上有更多的自由?

》这背后是一种内在的需求，在设计方面要比曼哈顿的假设更有创意。20年来，它只能是曼哈顿。消除这些限制将释放人类的聪明才智来利用这种能力。不过，这需要时间。

SE:新的内存类型会从中受益吗?

》所有的内存类型都能从中受益。对于任何内存设计，我都支持可靠的制造方法。允许曲线设计只是一个例子。不过，如果不局限于曼哈顿的形状，所有这些记忆都可以在物理设计方面受益。

SE:这个信息是如何传播的?

》: PMJ (Photomask Japan)首次邀请了英伟达(Nvidia)作为主题演讲嘉宾，随后是两场关于GPU加速的会议。它将会有一个不同于会议的外观。但是很多不同的事情已经在发生。SEM(扫描电子显微镜)对掩膜进行检查，先对掩膜进行拍照，然后进行一些模拟，让客户从掩膜图片中看到晶圆区域的图像。这是GPU加速的。

SE:这样做的目的是为了加快掩模过程，还是为了让你在同样的时间内做更多的事情?

》:两个。能够做晶圆平面分析是一个很大的优势。扫描电镜图像总是曲线的。这不是你画的CAD形状。这是曲线的结果。在过去，这是非常缓慢的，因为它是基于cpu。但有了GPU加速，它就非常快了。您可以同时看到掩膜的图片以及它在晶圆生产中的样子。

SE:这是一个巨大的进步，对吧?

》是的，这不仅仅是加速了已经完成的事情。你有了新的能力。如果你想要检查缺陷的处理——这片掩模上的灰尘对晶圆片有影响吗?晶圆片生产是否能看到灰尘——这是一种新的能力。从处理的角度来看，您不必在单独的机器上执行此操作。你可以在拍摄扫描电镜照片时这样做。它加快了这个过程。

SE:在其他地方使用GPU加速d ?

》NuFlare EBM-9500正在编写当今最先进的掩码，它具有gpu加速机制。当你写这些照片的时候它会模拟面具每个部分的温度。它通过预测表面温度而不是测量温度来调整VSB注射的剂量，这很难做到。它通过模拟来预测温度。这是必要的，因为机器有1200 A/cm²。这是一个非常强大的，持续的电流，所以它会加热面具。

SE:温度对口罩有什么影响，尤其是太热的时候?

》这是一种涂有电阻的口罩。如果温度更高，它暴露得更快，所以掩膜的临界尺寸会变大一点。这可能是2nm或4nm，这对掩模世界来说太多了。如今，每台EBM-9500都使用GPU加速。这是每秒350万亿次的GPU加速。

SE:所以你是在提供即时反馈，表明如果你这样做，效果是怎样的?

》是的，它需要密切合作，所以更难。但这正是这个行业正在发展的方向。你们需要能够共同努力来实现这些事情。D2S与NuFlare的这种关系正在扩展到NuFlare的多波束机器MBM-1000的下一步。我们也会提供软件来做一些多波束校正。

SE:深入探讨一下，GPU加速的影响是什么?

》:多波束机器能够获得所需的掩码校正的唯一方法是使用GPU加速来解决这个问题。多波束同时拍摄512 × 512(262,144)像素。如果没有gpu的力量，要实时处理这些数据是非常困难的。

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