IMS的首席执行官谈到了为什么多束电子束是EUV的重要配套工具。
IMS纳米制造的首席执行官Elmar Platzgummer与Semiconductor Engineering坐下来讨论掩模和掩模写入趋势。IMS是英特尔的子公司，是用于掩模生产的多光束电子束系统的供应商。以下是那次谈话的节选。
SE:多年来，掩模制造商一直在使用单梁电子束图形化或编写特性的工具光掩模．这些工具基于可变形状梁(VSB)技术。在操作过程中，电子从工具中射出，使面具形成矩形形状。在高级节点上编写VSB掩码的挑战是什么?
Platzgummer:随着缩放，特征尺寸减小。这意味着子弹数量会上升。这是一个简单的解释。此外，慢跑，光学接近校正(OPC)和反光刻技术(ILT)模式变得非常复杂。对于一个矩形通道，你需要各种圆形图案，所以你得到了额外的特征，甚至没有印在晶圆上。它们只是在帮助步进成像。这是图案缩放的另一个维度，所以镜头数会进一步上升。但我想说，头号杀手是所需的高剂量。除了更多的注射，你还需要更多的剂量。单光束有剂量限制和射击限制。 For dose, you need a certain duration per shot. So you fill up the dose you need to deposit. As this dose goes up, the writing speed goes down.
SE:这就是IMS的多波束掩模写入器适合的地方。与基于vsb的工具相比，使用数千个小波束，多波束掩模编写者可以以更快的速度绘制或编写高级掩模。因此，先进的光学掩模和EUV掩模都需要多光束，对吗?
Platzgummer:大约两三年前，当我们与终端用户讨论这个话题时，已经有一种观点认为多波束很快就需要了。
图1:IMS纳米制造的多光束工具。来源:IMS
SE:多波束掩模写入器比VSB工具更快，但单波束工具仍在使用，并已扩展到高级节点。发生了什么事?
Platzgummer:当时，有一些有利的进展延长了VSB的寿命。人介绍多模式在那里，镜头或多或少被分成了几个面具。所以写掩码的时间并没有像人们预测的那样呈指数增长。实际上，它下降了，因为人们打印了四个盘子，只计算了一个盘子的时间，而不是4倍。和EUV而另一方面，美国却被推迟了。所以在我看来，这就是为什么VSB的寿命比我们几年前预期的要长。但这似乎已经结束了。
SE:那么现在发生了什么?
Platzgummer:现在，EUV即将到来。即使是多图案遮罩，图案也变得如此复杂，有了ILT和类似的图案。曼哈顿化写作模式的VSB在可能性的末尾。这是一种范式转变。
图2:10nm以下掩模节点的极其复杂掩模模式。来源:IMS
SE:从技术上讲，你仍然可以将VSB用于高级光学掩模，比如7nm，对吗?
Platzgummer:对于图案密度低的图层，它更有利。但是对于密集的层，写入时间会变成30个小时甚至更高。我们不知道确切的写入时间，但我听说它非常高。它继续上升。有时候，就像60个小时。然后，写入时间不再实用，因为还有其他影响，如电阻老化和其他不稳定因素。所以，你需要在特定的时间内打印一个面具，比如说在两天内。否则，有太多的缺点。
SE:这种影响是否掩盖了周转时间?(周转时间是指生产和运输口罩的持续时间。)
Platzgummer:周转时间是一个完全不同的挑战。对于一个新芯片，你可能有50到100个掩模。你需要在一定的时间内打印所有的芯片。如果你有一些重新设计的要求，那么你需要回到开始或打印许多层。这使得写入时间变得更加关键。
SE:听起来在可预见的未来，掩模制造商将同时使用基于vsb的单波束工具和多波束掩模写入器，对吗?
Platzgummer:在接下来的两到三年内，VSB工具将会投入使用。但这个市场会下跌。
SE:两年前，IMS发布了多波束掩模写入器。市场是否采用多波束技术?
Platzgummer:每一个明年关注的工具几乎都已经卖出去了。我们都订满了。
SE:你能描述一下IMS的系统吗?
Platzgummer:它有262,144根梁。它只有一个源。其中一个关键元素是微机电系统构成波束阵列的组件。它允许光束的切换。这个工具中有许多我们没有公开的修正和算法。但是我们最近展示了两种类型的修正。经过这些修正后，性能几乎提高了两倍。
SE:你能描述一下这些修正吗?
Platzgummer:一是热膨胀。这种修正在某种程度上已经在VSB工具中使用，需要更加准确和动态。这就是我们实时建模的地方。我们可以去除任何可能发生的加热信号。
SE: IMS也谈到了一种叫做光束不均匀性的修正，对吧?
Platzgummer:这确保了阵列的每个光束在对基底的作用方面是相同的。你不希望有任何角落或区域与其他部分表现不同。物理上，光束可能是不同的，因为光学，当然，可能有不同的行为。我们用100%的补偿，所以写入器没有任何边缘效应。
SE:所以它解决了变化问题?
Platzgummer:完全正确。它可以处理任何类型的变化-剂量，位置和模糊。
SE:使用IMS的工具，任何类型的掩码都可以在12小时内编写，对吗?
Platzgummer:对于通常打印的最大模具尺寸，这是12小时。它可以更少。这取决于某些调整或设置。你可以两次传球或者四次传球。总的来说，平均是12个小时。
SE:IMS很快就会遇到一些竞争对手。NuFlare领先于单波束、基于vsb的掩模写入器，正在开发一种多波束工具。任何想法吗?
Platzgummer:竞争总有一天会到来。
SE:EUV掩模需要多波束掩模写入器，对吗?
Platzgummer:这对于EUV来说是必须的。一旦EUV进入生产模式，你就需要多波束。如果你想要使用EUV的成像能力，你需要有一个非常小而准确的掩模特征的优秀掩模。对于研发，你可以在编写时间上投入更多，或者使用更简单的结构。然后你可以使用VSB。但是对于一个量产的全层EUV掩模，我不知道有谁真的想要VSB。
SE:先进的光学掩模上也有更多的ILT。最好的写作策略是什么?
Platzgummer:以ILT为例，多波束也是必须的。所以当你需要任何角度结构，曲线或任何类型的复杂图案时，你就需要多光束。
SE:有迹象表明，第一批EUV掩模将不会使用次分辨率辅助功能(sraf)。SRAF修改掩模图案，以提高晶圆上的印刷适印性。如果是的话，你们能不能用VSB来代替多波束的EUV掩模?
Platzgummer:我不知道我们的客户在写什么类型的图案。这个问题可以由最终用户来解决。但即使没有sraf，射击计数和剂量也会使VSB工具过于缓慢。
SE:EUV光刻技术总体进展如何?
Platzgummer:我对EUV的到来感到非常乐观。这是非常昂贵的，所以仅限于少数几家真正处于领先地位的公司。有三个大的。目前还不清楚还有多少人会跳上这列火车。
SE:EUV掩模书写有哪些挑战?
Platzgummer:还需要一些额外的功能。例如，需要校正近距离散射，因为EUV层叠加会导致一些额外的后向散射。这需要纠正。它类似于现有的修正，但需要实施和校准。
SE:在EUV掩模坯料中，缺陷位于吸收器下方。因此，掩码书写工具必须避免这些缺陷，并执行所谓的模式转换技术。这是另一个挑战，对吧?
Platzgummer:图案不只是印在玻璃上。它需要与来自毛坯生产的玻璃缺陷对齐。这意味着你需要移动，甚至在某些情况下旋转图案来处理玻璃的黑点。
SE:28纳米或14纳米掩模可以使用多波束掩模写入器吗?
Platzgummer:我们可以有效地覆盖所有的节点。VSB工具针对前缘进行了调整。对于放松的淋巴结，由于剂量和注射尺寸的不同，它真的没有带来那么多的好处。我们的工具有多种功能。对于放松节点，可以使用多波束，速度更快，精度更高。我也可以使用相同的多波束工具用于7nm或5nm。原来，我以为多光束只是商家面具店的一个优势。他们想要在各种产品上都能使用这个工具。但这也可能成为被垄断的口罩商店的一大优势。
SE:多波束可以在4小时内完成一个28nm的掩模，对吗?
Platzgummer:VSB对于该节点也很快。但我想说的是，我们在吞吐量上有2倍到3倍的优势。更大的优势是你有一个工具，不同的应用，所以你不需要在你的工厂的地板空间。
SE:另一个有趣的市场是nanoimprint．DNP正在使用多波束掩模写入模式模板纳米压印。
Platzgummer:DNP对模板制造的结果很有趣。他们正在使用我们的工具。
SE:你对未来最大的担忧是什么?
Platzgummer:我们有很多想要实现的想法。让我夜不能寐的是，实施下一步的最佳计划是什么。我们正在开发下一代系统。我们仍然有一些升级现有的一代。我们将把EUV的挑战留给EUV供应商和客户。即使EUV被延迟或加速，我们仍然需要大量提供可靠的掩模写入器。成长可能是我最大的挑战。
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