EUV掩模准备挑战

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。以下是摘录的谈话。

左到右,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:芯片制造商扩展传统光学光刻远远超出了曾被认为是可能的。今天,光刻和多个成像芯片制造商正在使用193 nm液浸式光刻印刷的关键特性10 nm / 7海里。这里的挑战是什么?

莱文森:的基本问题光学光刻技术这是我们的时代吗多个模式。和前进的唯一道路就是继续添加越来越多的光学步骤。这不是一个可控的局面。生产周期变得太大。它总是很难说什么是不可能的。但有些事情变得不切实际。你在哪里定义不切实际总是有点模糊。与7海里铸造技术,我们在边境上。你可以做光,但生活更容易在很多方面EUV。你可以要掉下悬崖下一个节点时光学光刻技术的解决方案。它是太多的面具。

斯宾塞:随着定义每一层的复杂性增加,甚至产生该能力的机会找出from-becomes收益率问题更加困难。所以你不仅具有长周期时间处理,但你有一个长周期过程发展放在第一位。现在为什么EUV吗?最后,EUV看起来可以满足吞吐量。人们总是认为它可以满足覆盖和CD目标,但有许多突破源力量在过去的几年里。现在看来,我们在250瓦很坚实。我们上面显示性能的例子不少。如果我们可以证明每小时100晶片有良好的正常运行时间和可靠性,我们正开始看到越来越多的领域,然后这给大个子信心说,“我们看到一个轨迹,我们现在可以开始增加。显然,还有很长的路去获得他们想要的经济体,大批量生产。现在已经到了一个问题,以及可靠性,人们可以看到大批量生产的途径。

SE:芯片制造商预计今年将进入生产与EUV光刻。EUV扫描仪是一种13.5纳米波长工具与13纳米分辨率。是EUV掩模的生产EUV光刻技术基础设施准备好了吗?

》:EUV掩今天能制造与现有的基础设施。一个实际的薄膜解决方案仍在工作。光化性或电子束检查也尚未完成。面具空白可以充分解决缺陷问题尤其是对接触和通过层争取时间,直到缺陷问题改善预期在未来一年左右。所以,还有工作要做全面启用EUV确保的力量掩盖问题不是EUV光刻技术的瓶颈。多波束电子束面具作家的准备是一个很大的帮助。其他方面都迅速迎头赶上。

SE: EUV掩不同光学面具。今天的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,导致多层250 nm - 350 nm厚的堆栈。在堆栈上,有一个ruthenium-based覆盖层,其次是一个基于钽的吸收器。有什么问题吗?

图1所示。EUV掩模。吸收器堆栈在空白的图案形成了面具。来源:GlobalFoundries

加拉格尔:与EUV,因为所有材料吸收强烈,你现在必须搬到一个反光的面具。创建一个面具与多层空白。所以你有多层反射面具。吸收器的属性是非常重要的。你想要吸收尽可能薄,但仍提供良好的对比反思面具的一部分。吸收功能和清晰的功能,你已经删除了吸收器创建空白区。这就是创建您的模式。现在你有一个反光的面具和真空,这是另一个重要区别。然后有一个薄膜的解决方案。没有一个理想的HVM薄膜的方案。 And that again is related to the fact that all materials absorb strongly in EUV. So, ASML has proposed an initial polysilicon pellicle. That works, but it has transmission and power limitations right now. Everybody is looking towards another one for HVM. There are other mask making differences. Because it’s in vacuum, you can’t use a vacuum chuck for the mask. It just wouldn’t function. So instead you have an electrostatic chuck. Now, you have a backside film in order to enable chucking of the mask. You have balances of different films that you might have not worked with before. Backside defectivity becomes an issue. It wasn’t an issue for 193nm. Also, because it’s a reflective mask, flatness is much harder. And because the powers are high, heating is much more of a problem than it used to be. So you now need a low thermal expansion material. For EUV, it’s a more expensive mask blank than you used to have.

莱文森:基本上,我们从来没有真正有缺陷的问题在我们的玻璃。将打印的多层可以有缺陷。所以我们需要有极低的缺陷,他们不能被修复。

加拉格尔:的缺陷是可以避免的。

莱文森:是的,但你需要有一个非常低的基础设施缺陷空白。这里有一个行业的瓶颈。

加拉格尔:从讨论,似乎这应该是明年有所解决,至少这是投影。现在,它仍然是一个瓶颈,但它应该变得更好。降低defectivity EUV掩模的空白卷更高。所有的工具应该是在明年来帮助填补这一空白。

吴:还有其他问题。现在,我们正试图减少面罩3 d效果。我们正在努力减少吸收体堆栈和使它越来越薄。最初,二十年前,我们有一个覆盖层。我们有一个缓冲层。主要用于制造缓冲层。维修简单以及腐蚀和清洁。但是现在,我们的行业完全移除,缓冲层。我们只是结合缓冲层和覆盖层。我们只有一个层。 It is 2.5nm ruthenium. We call it ruthenium, but it’s not pure ruthenium. This makes the fabrication very difficult, especially for clean and repair. For repair, we cannot use ion beam or laser. We have to use e-beam. If we assume the capping layer is perfect, it should be 2.5nm. It’s difficult to assume that it’s perfect. During the clean, the acid and chemicals can penetrate into it, and it’s easy to damage the layers. That makes the fabrication very difficult compared with optical masks.

加拉格尔:有两个更大的事情。其中一个是你的区域,然后你有一个边缘。你不想反思从外围进入你的相邻字段时成像。所以你反射光线的面具,你在晶片上创建不同的领域。你不想有交叉,所以你需要一个边界。在193 nm的面具,只是一个吸收足够好。在EUV,是不够的。所以你必须挖护城河,基本上沟石英。这造成了一些应力松弛。现在这不是一个大问题,但是它可能会造成一些问题。 In addition, right now, there isn’t a manufacturing actinic inspection tool. Inspection wavelength and exposure wavelength have not always been matched. But most recently, they have at 193nm. We all became used to that, meaning that you should be able to pick up the defects that matter. With EUV, you can do certain types of inspections, but on small areas routinely. It’s in development, but there is not yet a full-field inspection for actinic available. So you are not matched, and that means you don’t know for sure if you have a printing defect or not when you finished your mask. You might have a line return, which creates all kinds of issues.

SE: EUV掩膜本身呢?设计师可以期待什么?

》:早期采用EUV不需要复杂的OPC(光学邻近校正)或教师(逆光刻技术),这有助于数据量,面具上的最小特征尺寸要求,和足够的检查。

斯宾塞:面具的制作是非常不同的。的分辨率增强技术,这是一种混合物。通常,大多数人都没有使用SRAFs (sub-resolution辅助功能)。但我们就回来了。波长的比值特征尺寸,或λ/ NA,告诉你如何努力推动光刻技术在传统的深紫外扫描仪。如果你做同样的度量EUV,你正在寻找一种简单的模式。所以你不需要照明等积极的与我的分辨率增强技术,优化或SRAF位置来源。然后,你看一些事情的不对称的形象。当你考虑事实系统中的畸变水平高于他们在深紫外,事实证明,你需要拨打这些分辨率增强技术。如果你只使用简单的扩展,你会说EUV,我们今天,应该实际上比我们做的更容易深陷紫外线。 But it’s not much easier as you would think because of these issues. The imaging is asymmetric and the other things. That’s where we are today. In a typical EUV mask today, it doesn’t have SRAFs. It does have OPC. It does have source optimization because we really want to get the most image sharpness in order to reduce these stochastic effects. There is a premium of doing source-mask optimization. It is necessary. It does require quite a bit of computational lithography.

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