更多的EUV掩模间隙

极端紫外线(EUV)光刻技术是在一个关键时刻。

经过几次延误和故障,EUV现在是针对7和/或5 nm。但仍有许多技术之前必须一起EUV插入到大规模生产。如果作品不属于的地方,EUV可能再次下滑。

首先,EUV源必须创造更多的权力。第二,行业的需求更好的EUV抗拒。最后,该行业需要解决一些大型EUV掩模和关键问题的基础设施。

事实上,EUV掩可以使或打破技术。目前,有两个大的缝隙EUV掩模arena-actinic检查和薄膜。2、薄膜的最受关注。说:“最大的挑战是薄膜Uday Mitra腐蚀和模式战略的副总裁应用材料。

基本上,一个薄膜薄、透明膜覆盖光掩模在生产流程。薄膜可以防止颗粒和污染物下降的面具。如果一个粒子落在一个面具,扫描仪在晶片可能会打印一个不受欢迎的缺陷。

图1:原型薄膜。来源:ASML

光化性检查,与此同时,使用相同的13.5纳米波长EUV用于检验。但该行业仍然是几年远离开发这个工具类型。所以现在,芯片制造商将使用现有的光学检验工具EUV掩。

还有其他问题EUV掩模的基础设施。没有缺陷的面具空白和更快的写作时间是最明显的。知名度较低的问题是3 d面具和带外光效果。

在一个相关的问题,该行业正在开发一种技术高数值孔径(NA) EUV。高整个面具,EUV NA影响。

这个行业需要掌握EUV掩模问题为了有更现实的期望对EUV光刻。帮助该行业领先,半导体工程组装列出了一些更具挑战性的流程步骤的EUV掩码流。

为什么EUV吗?
多年来,芯片制造商已经乞求EUV。今天,他们延伸193海里浸泡光刻技术和多个模式从16 nm / 14 nm 10 nm和7海里。反过来,这就增加了整体面具计数,从而影响成本。

EUV承诺简化模式流,从而减少掩码数和成本。不像现在的光学光刻技术,它使用光打印小功能,EUV利用电源,将等离子体转化为13.5纳米波长的光。然后,光反射镜子前几个晶片。

光学光刻工具,有6光刻技术步骤和7覆盖计量步骤在28 nm平面节点。相比,浸/多模式,有34个光刻技术步骤和60覆盖7纳米计量步骤,根据ASML。

与EUV,只有9和12计量步骤7纳米光刻技术步骤,从而使这个行业的一个理想的解决方案,根据ASML。

问题是这项技术还没有在生产中大量的问题。“EUV光刻技术研究了20多年,”库尔特·黄说,企业营销高级总监联华电子。“然而,为大规模生产尚不成熟,”

“目前,没有工厂使用EUV光刻技术批量生产,只用于研发目的,”黄说。“到目前为止,EUV光刻的关键问题之一是其缓慢的吞吐量。此外,有空白等问题,面具检查和修理。”

然而,EUV取得了进展。“EUV技术比一年前要好得多或两年前,“说,首席执行官d2。“问题在于‘更好’对于生产来说是足够的。具体来说,人们谈论的力量来源。另一个问题是正常运行时间。问题是它需要多长时间到达的EUV足够可靠,它不是一半的时间。”

目前,芯片制造商针对EUV 7海里和/或5海里。实际上,英特尔和三星针对EUV 7海里。相比之下,GlobalFoundries,台积电将延长浸/多模式7海里,希望插入EUV 5海里。

面具空白
与此同时,还有其他挑战,特别是在EUV掩码流。的光掩模本身就是一个供应链集成电路的关键部分。一个集成电路芯片设计,然后转换成文件格式。然后,基于开发的光掩模的格式。

基本上,光掩模是一个给定的主模板集成电路设计。开发一个面具之后,它运到工厂。面具是放置在一个光刻扫描仪。扫描仪项目光通过掩模,晶片上的图像模式。

光掩模制造过程始于一个面具空白,光掩模的基材上。基本上,一个光学掩模空白由一个不透明的玻璃衬底层铬。

相比之下,一个EUV掩模空白由40到50交替层硅衬底和钼。大量的吸收都坐落在这个堆栈。

EUV空白作为一面镜子或反射器EUV光源。理论上,EUV面具空白必须缺陷免费。

空白的EUV掩模生产过程,然而,基质是无意中充斥着不必要的缺陷,如坑和疙瘩。随着时间的推移,供应商已经减少了阶段EUV掩模缺陷空白一位数的数字。

不过,面具制造商必须找到一种方法来阻止那些不必要的缺陷出现在光罩上。否则,缺陷可能会印在晶片。

为了解决这个问题,面具制造商必须确定缺陷的位置。然后,缺陷标记和覆盖的吸收器。流,电子束模式面具,但它避免了使用模式转变的技术缺陷。

这种方法行之有效,但它的复杂和耗时。“与EUV光刻技术,我们需要更多的工作将成熟的基础设施,尤其是低次品面具空格,“哈利莱文森说,高级研究员和高级技术研究主任GlobalFoundries。

写作的面具
在这个过程中,一个面具空白然后发送到光掩模。然后,数据流中的下一个步骤是面具空白的使用模式eBeam工具。使用今天的单梁电子束工具光学面具,面具写平均时间范围从8到15小时面具集,根据专家。

然而,EUV掩更复杂。对EUV sub-resolution辅助功能(SRAF)大小的面具可以从32至40 nm范围内任何地方,而光学60 nm左右。或对EUV SRAF 1 x设计尺寸可以从8到10 nm范围内任何地方,15纳米光学相比,据导师图形。

与单梁电子束工具、EUV掩码写时间可能会高达50到100小时/面具集,根据专家,为客户谁说这些数据仅仅是不可接受的。

然而,有一个解决方案。寻求减少写次面具,IMS奈米制造最近推出了世界上第一个商业多波束面具的作家。配备262144束,系统将加快生产面具。它可以编写一个复杂的面具在10个小时。

NuFlare也在开发一个多波束面具的作家。“多波束将有助于芯片制造商更通过支持更复杂的面具的形状,能够可靠地生产,“d2”》说。“这是一个需要多波束的重要组成部分。使更好的可制造性和增加过程为晶片边缘。”

更掩模的问题
其他问题是EUV掩的出现。一段时间,EUV掩遭受所谓的面具3 d效果。在EUV、投影光学位于这样的光照到晶片在一个角上六度。

面具,不过,有一个减震器,突出在上面。吸收器定义了黑暗区域的面具。然而,吸收器干扰光线击中面具,造成阴影效果,有时被称为面具3 d效果。

这OPC过程复杂化,导致覆盖错误,根据Imec在最近的一篇论文在BACUS通讯。Imec GlobalFoundries / SUNY保利和东芝/ DNP单独解决的问题类似的想法。

如上所述,一种EUV掩模空白由40到50交替层硅衬底和钼。这些材料,研究人员正在探索的想法面具空白的交替层钌(俄文)和硅。

反过来,这将导致小面具3 d效果,”据GlobalFoundries和纽约州立大学聚在一个单独的纸BACUS通讯。

根据俄文和硅EUV掩仍在研发。在一个更直接的问题,EUV掩也遭受带外光的效果。当EUV光源击中面具,它包含各种波长不是必需的。这就是所谓的带外光,影响EUV掩码。

为了解决这个问题,凸版和其他正在开发一种所谓light-shielding黑色边框技术。黑边涉及到专门的三维结构,位于边缘的EUV面具。凸版的技术降低带外光的反射70%。

面具检查
与此同时,面具后的写作步骤,EUV掩模都经过了严格的计量和检验流程。有几种可能的方法检查EUV masks-actinic;电子束;和光学。

今天,传统optical-based检验工具被用于光学和EUV掩找到缺陷。193 nm-based光学检验适用于当前的EUV掩,但光可能失去动力的决议。同时,电子束检查也可以工作,但是它的缓慢的吞吐量。

业界希望光化性检验,它应该是可以找到更多的缺陷比光学EUV掩。不过,有一个问题。今天没有存在这样的工具。

想要帮助解决这个问题,KLA-Tencor最近推出了两个波长193纳米光学掩模检查系统。系统可以处理光学和EUV掩。

说:“他们之间有不同的挑战,”马克·威利KLA-Tencor产品营销总监。“平台设置,这样我们可以用透射和反射光线。对EUV,我们必须使用我们的反射光线通道。然后我们必须使用类似的技术,我们使用我们的晶片检查工具,优化和离轴照明条件下,提取缺陷。”

薄膜的问题
也许最大的问题是EUV薄膜。用于所有光学面具,薄膜是一种薄膜膜坐在十字线。它可防止粒子和污染落在面具。

EUV薄膜提供了类似的功能,但它是基于不同的技术。荷兰阿斯麦公司的唯一供应商EUV薄膜行业现在正在开发一种多晶硅EUV只有50 nm厚的薄膜。

在操作中,EUV薄膜必须承受大量的热量。当EUV光照射到薄膜,膜将加热的温度从600到1000摄氏度。

理论上,薄膜会消散热量。但在这些温度,也有担心EUV薄膜可能恶化加工过程中,造成损害的EUV掩模和扫描仪。

“有薄膜可以承受能力要求是艰苦的,”Mitra说。“问题的薄膜的吸收。多少的光穿过这个问题。”

即使薄膜开发和交付,有各种各样的问题。面具制造商不能使用现有的193海里面具检查工具,或电子束系统,直接检查EUV掩多晶硅薄膜。这种材料是不透明的深紫外范围内。

ASML解决了计算设计了一个可伸缩的薄膜的一部分。流,EUV掩模制造和薄膜放置在上面。在检验过程中,EUV薄膜自动提出并从面具中删除。一旦审查过程完成后,自动降低,薄膜广泛应用的EUV面具。

一个可伸缩的薄膜是一种复杂的机制。使这个过程,EUV掩膜本身需要一个小帖子或股份。这个职位是正直和粘在面具。

它支持打开和关闭时可伸缩的薄膜。虽然到目前为止,这个行业还没有完全决定,面具上的帖子。文章的位置有三个选项:

• 这个职位是粘在吸收器。这简化了过程,但它是容易产生缺陷,根据Guojing张经理先进的面具在英特尔的技术组件的研究,在最近的一次演讲。
• 这个职位是粘在多层堆栈。然而,这可能导致剥落的面具,张说。
• 它是粘在面具表面。这是最好的选择。“这些风险是可以避免的,”他说。

接下来是什么?
ASML最近卡尔蔡司SMT 24.9%的少数股权,蔡司的子公司,为10亿欧元。多年来,卡尔蔡司光学投影发展ASML的EUV扫描仪。

作为新计划的一部分,公司将在下一代的EUV光学基于高钠技术。当前EUV系统有一个光学系统的NA 0.33。新光学有NA大于0.5,使EUV规模超出了5 nm节点。

高钠,ASML和蔡司联合开发的变形镜头EUV。根据定义,一个变形镜头产生不平等的放大以及两个轴互相垂直。在EUV,两个轴镜头将支持8 x放大扫描模式和4 x在另一个方向。一个变形镜头承诺实现更高的分辨率。

但EUV扫描仪可以触及的吞吐量。它将使晶片在田间规模只有一半,而不是全磁场大小与今天的EUV扫描仪。然后,面具制造商必须现场切成两个或四个面具,然后缝在一起。缝合,根据面具制造商,是一个漫长而痛苦的过程。“这是非常具有挑战性的叠加和吞吐量而言,“根据一个面具制造商。

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