评估新工艺集成选项Imec的5 nm节点和虚拟制造。
工程决策总是数据驱动。作为科学家,我们只相信事实,而不是直觉或感情。
在制造阶段,半导体行业急于提供数据和事实工程师基于指标如每小时生产的晶片数量和网站/设备每一个晶片上测试过。半导体制造中产生的巨大数量的数据可以提供事实,工程师可以使用做出直接、准确的决定,比如如何纠正偏移或产生漂移。数据存在,所以生命是(…的)简单!
看发展(或更重要的是,研究阶段在这个领域,我们注意到有一个重要的数据和事实差距。重要的决定需要在研发阶段,例如,定义一个流程流的过程记录。这些决定需要做出快速摩尔定律继续比赛。任何错误的决定将是非常昂贵的,如果你认为与实验相关的时间和成本晶片开始在工厂。这就是数据驱动的决策需要的地方。不幸的是,由于创新研发过程的本质和缺乏任何新技术的生产信息,很少的统计数据是可用的。缺乏数据可以改善在研发阶段,使用虚拟制造技术在Coventor可用SEMulator3D软件。
在2018年学报先进光刻技术会议上,我提出了一个研究使用SEMulator3D评估不同的流程选择。我们回顾了金属2 (M2)块和金属2 - 1通过对imec把节点(imec 5 nm节点,铸造3 nm节点)[1]。
看着M2紧密距与节点,把鱼块/通过印刷和定位成为一个关键的挑战除了M2行模式(使用自对准四模式- SAQP)。Imec最近提议的新流程集成选项调心的模式[2]和通过[3],称为自对准块(SAB)通过(FSAV)和完全自对准,分别。这些集成选项第一次建模使用SEMulator3D虚拟制造。一旦这些模型开发,我们使用了SEMulator3D分析功能生成虚拟实验(设计)。为每个流程流的四个选项(标准块和标准通过,自对准块和标准通过标准块和完全自给一致通过,自对准块和完全自给一致),我们推出了100年运行筛选共15个不同光刻工艺参数(覆盖,偏见,线边缘粗糙度对M2,块和通过光刻的步骤)。蒙特卡罗分布产生了这些工艺参数和3例被认为:一个默认1-sigma场景(imec标准差对应功能)和替代2 -和3-sigma场景标准差乘以2或3模拟极端过程控制变化。400年的模拟运行(4流程选择x 100运行选项),我们使用SEMulator3D虚拟计量检查每平方米的电气连接和每个M2-to-M1线连接使用特定成功标准(图1)。
图1:M1和M2之间电阻提取线条和品质因数矩阵(1:连接,0:孤立的)
基于我们的计量结果,我们决定每个流程的模式产生选项(图2)和确定SAB提供了一个一致的模式> 1-sigma例产量增加而FSAV没有任何影响。
图2:模式产生与过程的选择
FSAV的好处,可靠性和不相关的,也对我们的研究的文章中讨论。最后,我们也为默认1-sigma确定情况下,过程控制的模式足以保证高产量和自对准选项只会帮助避免旅行,但没有进一步提高产量。
如果你想了解更多关于这项研究中,请点击这里获得免费的论文全文描述这些结果的副本。
引用
[1]本杰明·文森特Joern-Holger因特网,Aurelie容克,盖尔Murdochb, Frederic Lazzarinob Sandip Halderb,约瑟夫·欧文。自对准,通过把金属块和完全自对准2自对准四模式”,有先进光刻技术会议(2018年出版,DOI:https://doi.org/10.1117/12.2298761)
[2]Lazzarino F。莫汉蒂,N。Feurprier, Y。湖里,et al .“自对准块技术:一个一步进一步扩展,“Proc。相比10149年,1014908 (2017)
默多克[3],G。Boemmels, J。,威尔逊,C.J. et al,“完全自对准的可行性研究为5 nm节点通过BEOL”,互连技术会议(IITC), 2017年,IEEE国际,第6338 - 2380页(2017)。
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