面具供应链预备10纳米

随着半导体工业齿轮10 nm的逻辑节点现在可能在2017年下半年开始,光掩模供应链正准备应对相关的挑战,包括光掩模的复杂性急剧增加,写时间和数据量。

10 nm节点需要更多的光掩模/掩码设置,打印的能力较小的和更复杂的功能,重使用十字线增强技术(ret)等光学邻近校正(OPC)和分布式基于模型的数据准备更多的计算能力。

好消息是,似乎主要是跟踪所需的技术。但是仍有很多缺陷。

富兰克林石灰,执行副总裁兼首席技术官商人光掩模供应商凸版光掩模,一般给高分的行业对交付的准备材料,屏蔽数据准备(MDP)面具写作,检查和修复功能所需的10纳米。“10 nm的逻辑过程定义,“石灰说。“必须完成剩下的工作是产生改进。”

Linyong彭日成(狮子座),执行副总裁兼首席产品官计算设计平台供应商d2对此表示赞同。“总的来说,使用新技术,面具制造商应该能够处理10 nm面具模式,“庞说。的一些技术要求已经部署在主要客户和一些已经被用于生产,他补充说。

延长写时间
面具制造商面临的最大挑战10 nm节点添加的三倍,四倍面具的模式和日益增长的复杂性特征,包括曲线的形状。这些挑战导致光掩模行业面临的首要问题10 nm和超越:长掩码写时间。根据Sematech,面具写次自2011年以来每年增加了25%。面具的数量在一个掩码设置和关键层的比例在每个面具集中也越来越多。

“写次开始伸展,“石灰说。他补充说,增加使用一维网格设计规则有助于减轻增加了写倍所需的尖端的面具。“但是,”他说,“扩展数学仍是现实。”

双模式,包括分裂一个芯片的布局的关键层两个光掩模,一直以来所使用的半导体行业20 nm节点扩展193海里浸没式光刻的生活。更小的特征尺寸和更严格的场地10 nm意味着一些关键层需要三倍甚至四倍的模式。“你是被迫做更多的多模式分解成越来越多的层,这样你可以想象这些事情,”迈克尔说白色,产品营销主管Calibre物理验证导师图形。

虽然大多数面具的面具继续写的一组相对快速激光书写工具,越来越多的关键层需要用电子束面具作家,提供更高的分辨率和临界尺寸控制,但有时间写。根据提交的一篇论文英特尔的Abboud弗兰克和几个同事在有光掩模技术会议,去年的百分比层一套面具需要电子束的作家从14 nm节点增加了近10%到10 nm节点。

光掩模行业继续等待的到来muti-beam电子束面具作家,已开发了好几年。多波束工具承诺大幅改进写时间由IMS开发纳米加工与JEOL NuFlare。但这些工具并不是将可用在10纳米逻辑节点。(一个beta版本的IMS / JEOL工具预计今年船,与第一大容量有望在明年遵循制造工具。但现在这些工具针对7 nm节点。)

石灰认为单梁电子束工具将需要继续处理10 nm节点的工作负载和至少7海里的开始节点。

与多波束工具不能用于10 nm,庞说面具制造商将继续专注于减少电子束数继续写枪。一种技术,使用重叠的镜头,可以面具写作时间缩短了50%,庞说。使用重叠的照片需要基于模型的MDP模拟之间的交互面具作家和面具。

其他几个技术将被用来减少投篮总数在10 nm节点,包括MDP压裂的优化步骤和其他技术在RET实现。史蒂芬·舒尔茨,营销总监Calibre半导体解决方案,说导师图形这些技术可以减少投篮总数的40%。

转移到基于模型的MDP
采用基于模型的MDP被广泛认为是关键的10 nm节点,部分是因为面具形状如此之小,以至于他们的靠近彼此对的能力产生重大影响打印一个面具。

“大部分的面具商店正在寻找面具纠错和优化,“说Anjaneya Thakar, Synopsys对此产品营销经理的硅工程集团。”,他们意识到要做这两件事高效、满足精度要求,必须依赖于基于模型的MDP。他们不开心,因为现在他们必须做所有的模型校准和模型生成的东西。但他们知道,他们将不得不在某种程度上到达那里。”

10 nm,逆光刻技术的引入(ILT)和使用更激进的OPC部署,以满足一些关键过程窗口规范层会增加屏蔽数据的复杂性,增加MDP所需的时间,Thakar说。断裂的数据文件大小为一套完整的10 nm面具预计是4 x是在14 nm节点,由英特尔研究人员根据学报论文发表。

基于模型的MDP比旧学校MDP需要更多的时间和计算能力的方法。然而,面具商店多年来加强他们的计算资源,Thakar说,俘虏面具商店在IDMs现在有足够的马力”的基于模型的MDP和商人面具制造商的先进的面具商店也有可用的CPU核100年代。

“基于模型的数据准备仍不成熟,因此计算载荷不像一些人预测的那样,繁重的“石灰说,MDP特征为“良好”10 nm节点整体。

Thakar说MDP时间的增加可以部分减轻与改进的软件算法,使分布式处理数以百计的CPU核和基于模型的骨折算法优化计算。新断裂面具纠错方法使用OPC-like边缘调整也可以写时间缩短了CD均匀性,改善Thakar说。(见参考1)

新的检验技术
更小的特征尺寸10 nm节点也存在挑战的面具和十字线检验工具,必须检测新类的更多分钟缺陷并确定面具“热点”。

非政府组织,十字线产品部门的总经理KLA-Tencor缺陷检查说,10 nm节点需要新技术来检测光刻重大缺陷没有被讨厌淹没缺陷引起的激进的OPC和教师。

庞说光刻的减少大小重要的掩模缺陷是推动检验工具的基本限制。“他们(缺陷)看起来很模糊,“庞说。“缺陷的大小是小于像素大小的检测工具。”

但石灰给供应商高分wafer-plane等提供新的检查功能检查和其他识别光刻重大缺陷。他说,面具10 nm节点所需的检测技术主要是在的地方。“检验工具供应商回应与日益复杂的方法跟上行业的需求,“石灰说。

Xiong说KLA-Tencor一直与面具商店合作开发一个新的双成象技术可以找到光刻重大缺陷10 nm的面具。领先技术成功被掩盖在世界各地的商店,他说。

改进的余地
面具的两个区域供应链石灰认为需要提高10 nm投入生产前面罩材料和修复。“面具材料缺陷仍然需要改进,“石灰说。“可接受的收益率可以达到与来自多个光掩模材料空白供应商,但供应商所需的修复不同。”

他补充道:“修理工具所需的精度,但可靠性和服务必须得到改善。”

参考1:需要注意的是,Synopsys对此依赖于CPU的方法,虽然d2依赖于GPU的方法。