EUV掩模的差距和问题

半导体工程坐下来讨论极端紫外线(EUV)光刻和艾米丽·加拉格尔光掩模技术,技术人员的主要成员Imec;哈里·莱文森HJL光刻技术负责人;先进技术发展的副总裁克里斯•斯宾塞ASML;Banqiu吴,过程开发高级主管应用材料;和阿基》的首席执行官d2。查看这个圆桌会议的一部分,点击在这里。

图1:(唐森哈里·莱文森负责人HJL光刻,艾米丽·加拉格尔,在Imec技术人员的主要成员;副总裁克里斯•斯宾塞在ASML先进技术开发;过程开发高级主管Banqiu Wu应用材料;阿基》d2的首席执行官

SE:今天极端紫外线(EUV)的光掩模光刻技术将需要一些功能,使成像。通常,这个行业是使用光学邻近校正(OPC) EUV掩上,但是很多不利用sub-resolution协助功能(SRAFs)。我们能期待未来EUV掩?

斯宾塞:为曲线口罩之类的东西,这些都是在未来。我希望,SRAFs将成为标准很快就基本上平衡面具。如果你用SRAFs填补空白,然后你有一个更加统一的行为。这有助于成像和控制。现在我们也设计的面具,有了更多的单向布局。这是一个遗留的多模式时代。人没有改变他们的设计风格从深紫外EUV时。OPC是可能稍微比我们在深紫外简单。但当我们开始推低分辨率0.33 NA工具,我们将很快超越它。

SE: EUV掩不同光学面具。光学面具由一个不透明的玻璃衬底层铬。相比之下,一个EUV掩模由40到50交替层硅和钼衬底上,导致一个多层堆栈。在堆栈上,有一个ruthenium-based覆盖层,其次是一个基于钽的吸收器。这个行业可以让EUV掩,但掩模缺陷可以是有问题的。这里的问题是什么?

图2:EUV掩膜的横截面。在EUV,光击中面具6°角。来源:陈德良,V。Philipsen, V。亨德里克斯,E。Opsomer, K。Detavernier C。Laubis C。Scholze F。海恩,M。”Ni-Al合金替代EUV掩模吸收器”,达成。科学。(8),521 (2018)。根特大学(Imec KU鲁汶PTB)

吴:一般来说,EUV我们有几种缺陷。第一个阶段的缺陷。主要来自衬底。多层沉积步骤后,变形将会通过整个层顶部。介绍阶段的缺陷。如果人们使用光学检验,灵敏度约50纳米,40 nm或30 nm。如果你使用EUV模式在18海里半个球场,它看起来像我们仍然需要这种缺陷控制的更严格的规范。这对EUV掩模缺陷是空白。其他缺陷发生在制造。这是常规的或困难的缺陷。 For this one, because of the EUV patterns, the primary feature sizes are significantly smaller. It’s smaller than optical. For optical masks, the minimum main primary feature is around 80nm. But for EUV, it could be like 50nm and 40nm for the main primary feature. So that means the defect requirements are smaller. For this one, patterned mask inspection, compared with optical, is very challenging. The other kind of defect is something I call progressive defects. For progressive, we use the term haze. This defect is created during the usage or during the application. EUV is easy to have the defects from the wafer resist come to the mask even though they have a block layer and the pellicle. The EUV mask is easier to become contaminated during the application.

莱文森:你有一个非常小的分划板上的死亡数量。它可能是只有一个,但四个或六个典型。所以如果你有四个死在一个面具,得到一个致命缺陷,你失去了整个工厂的晶片产量的25%。这是一个非常显著的影响只是由于一个粒子。一个死,你完全陷入了困境。这对面具非常严格的要求。

SE:好消息是EUV掩模缺陷空白下降到一位数。EUV掩膜空白需求也强,但对这些产品的价格相对较高。任何想法吗?

莱文森:我们是在一个行业,每个人都总是试图压低成本。回到我们面临的问题试图让EUV光刻成本效益,面具空白本身的成本相当远的问题。它的存在,但不接近其他问题一样重要。例如,接触的工具是昂贵的。有效的资本成本是相当重要的,除非你得到足够的吞吐量。这是一个比空白成本大得多的影响。

SE: EUV掩模空白是由一个空白的供应商。一旦空白,运到一个光掩模供应商的面具。模式的特性在光掩模,面具制造商使用单梁电子束工具基于变量形梁(VSB)技术。现在,该行业开发了多波束面具作家。多波束给党带来什么?

》:一般来说,多波束被认为是在任何生产所需EUV使用。与VSB你可以做到,但不适合日常使用。主要原因是如果你想写较小的特性与EUV单一模式,如果你想要SRAFs,功能的大小,你必须打印在面具比今天需要小得多。这反过来又需要使用较慢的抵制。足够缓慢,多次VSB作家必须做定期的写作比他们通常做的事情。他们通常做两到四通过写作。但它可能成为四到八传递,以避免抵制加热。这可能成为一个问题。主要是因为你需要写较小的特性和需要慢的抗拒。人们通常认为多波束是必要的,因为它是独立的计数。 VSB writers are linear with shot count, while multi-beam writers are not. They are independent of shot count. But that’s not the reason why EUV masks need to be written with multi-beam. The majority of today’s deployment of EUV is done with very simple SRAFs. But even if you have simple SRAFs, like rectangular SRAFs only, there are still small dimensions. They need to be printed. For today’s very simple SRAF situation, we do not have a shot count problem. But we do have a slow resist problem. And for tomorrow’s EUV masks, where more sophisticated OPC and maybe even ILT (inverse lithography technology) is required to get the process window, you need it for both reasons.

SE: EUV掩的数据量?

》:有一个数据量问题EUV掩一旦EUV掩在面具商店经常活动。例如,在最近的eBeam倡议活动,我们谈到缺乏层次结构。在EUV,每一个面具是一个完整的十字线面具数据准备而言。193年的我,如果你有12个分划板上芯片,你可以步进重复它们。你只描述一次。然后,在工作甲板掩模机,你说,“把这12次。你不能再这样了,当你谈论EUV掩。EUV掩需要修正不同,根据特性的分划板的相对位置。能够做一个EUV掩模是没有问题。193我今天有完整的分划板的设计。所以你可以处理它。 But if you are talking about doing that for every mask, and you have a bunch of masks every day, now you have an infrastructure issue. OPC also takes a long time. If you just purely apply the lithography resolution, the OPC grid that you need to compute on would be twelve times bigger. It’s actually not that bad in real life because EUV resolution is not just limited by lithographic resolution like it was with 193i. But still, the resolution required to compute OPC/ILT is greater for EUV. The data infrastructure that is already an issue today will become even more of an issue once it’s being done all the time.

SE:光学面具需要薄膜。薄膜是一种薄,透明膜覆盖光掩模,防止粒子落在面具。EUV光刻技术还需要薄膜具有不同的结构。这里的挑战是什么?

吴我们也谈了很多关于薄膜。EUV薄膜、光学薄膜相比是不同的。光学薄膜的边缘密封。我们只有几个简短的洞。我们也有一个过滤器。对EUV,我们不能用光学薄膜结构。

加拉格尔:我们都认为,没有一个薄膜。因为每个材料吸收,这个概念是你不会需要一个薄膜。你只会把面具的扫描仪和处理尽可能干净。然后,你不必担心薄膜。起初,任何发展薄膜直到很久以后才开始。然后,多晶硅薄膜是由一些非常早,看着甚至在1990年代和1980年代。这是放弃了。然后,扫描仪在清理方面取得了巨大进展粒子,但它并不完美。逻辑制造商说:“如果我有一个粒子,我可能死了。我不想冒这个险。 We need to come up with a pellicle if EUV is going to work.’ So if you look at all of the ranking problems, pellicles and mask defects are rising in the hierarchy of issues. Source power is becoming solved. Stochastics is still there. So now there is a pellicle, but its transmission is in the mid-80s percentile. It’s not incredibly robust. In addition, there are some reflections, so there is an extra membrane added. There is a loss of throughput. So there is a solution, but it would be nice if it was more transparent and robust. For high-volume manufacturing, when the power is getting even higher, real throughput is needed. So for a higher transmission, we are all looking for something else. Imec has a pellicle program. ASML has a program. Others talk about it. Our technology is based on carbon nanotubes. There are others out there.

斯宾塞:薄膜需要大批量制造。人们表现出一些解决方案。需要他们。这将使他们开发。

SE:运行EUV光刻没有薄膜的风险?我们不能只是断断续续的基础上清洁EUV掩模?

加拉格尔:面具是昂贵的。有一个风险。你是印刷晶片。所以谁知道当粒子会落在面具。你运行大量的晶片面临风险。只是清洁面膜不帮助很重要。另外,你将限制面具的生命周期。你不能无限期地清洗。

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