自对准双Patterning-Part两

在我的上一篇文章中,我介绍了基本自对准Double-Patterning (SADP)的过程,是一个潜在的候选人的技术处理金属层在10纳米,下面,让我们有一个快速回顾。SADP使用沉积和蚀刻步骤创建定位器周围有图案的形状(图1)。正如你所看到的,有两个屏蔽步骤第一个面具被称为芯棒面具,和第二个被称为块面具。这些面具非常不同的面具我们习惯于看到单井网或乐乐双模式的过程。

图1:SID SADP金属的过程。

由于垫片材料沉积在每一方的原始形状,创建了两个形状的最初定义的形状,每一个基本音高分裂原线(注意图1中的两个芯棒面具的形状产生四逆电流器间距的一半)。金属过程中应用,间距器定义之间的差距,将成为介电材料所需的战壕,充满铜互连线。因为这些差距电线将包含电介质材料,这种形式的SADP叫做Spacer-is-Dielectric (SID)。

人类容易很难想象这两个面具如何产生晶片上的画的形状。然而,加上垫片沉积和蚀刻过程步骤,他们这样做,事实上,复制晶片上的画形状(图2)。

图2:SID SADP层分解。

看着这两个面具,芯棒面具看起来最像面具我们习惯于看到和处理。它本质上是一个面具与一些具有亮线。块面具,然而,显然是一个暗视野洞的面具。是很自然的觉得这像一个面具接触,但与一个典型的接触面具,洞不是常规的尺寸。如图2所示的例子是过于简化,因为所有的原始形状是单向的。图3显示了一个示例的一个2 d布局可以导致更复杂的块面具的形状。

图3:块面具当2 d图形呈现在原始的布局。

事实证明,试图强劲形象如此复杂的暗场面具是非常困难的。出于这个原因,很可能是这一过程的层使用会很受限制,潜在的只允许单向路由。然而,即使一个单向布局,块面具在很多情况下仍然可以非常复杂。

有另一种方法SID SADP可能帮助解决这个问题。图4显示了相同的布局图2中,但是使用一个替代mandrel-fill / cut-mask方法。最初的着色作业画形状芯棒和non-mandrel前方法是一样的。然而,芯棒面具是不同的。芯棒形状横向扩展的边界地区被处理。此外,完成虚拟垂直芯棒行添加填充空间,一种叫做芯棒的技术。最终的结果是,整个地区现在看起来像一个衍射光栅的平行线。正如你想象的,这张图片非常lithographically-friendly。当我们到达第二个面具,不再是一块面具,但削减面具。减少面具包含简单的矩形创建削减,这也比一个复杂块更lithographically-friendly面具。 The end result on the wafer is a little different as well. You still get the originally desired drawn shapes (shown in black), but you get a grid of other lines (shown in grey) in addition. These lines are not electrically connected to anything, so the actual connectivity of the circuit is the same as the drawn layout.

图4:Mandrel-Fill / Cut-Mask SID SADP方法。

这种方法更健壮从生产的角度来看,但它确实产生一点额外的电容,由于周围的假心轴形状绘制形状最小距离。然而,常规假填补需求在这些先进的节点通常在最小距离,所以从电容影响的角度来看几乎没有区别。

有一些关键限制路由器之间的间距在这种方法切面具的形状。不同切面具的形状不能任意接近其他切面具的形状。的间距为例,图5中突出显示的切面具的形状可能不是可制造的健壮。

图5:Non-Manufacturable面具间距。

这样的行结束行结束间距必须限制在路由器来避免这样的问题。然而,有一个“滑动”变体技术如图4所示,在切面具的形状在分解转向“修复”这些问题[1](图6)。修复间距问题如图5所示,削减已经搬到下面的权利与切割形状一致,这就缓解间距误差。然而,这最终改变晶片上的形状。可以看到突出显示晶片战壕,原来画形状扩展(黑色)所示,由于移动切割形状。从连接的角度来看,没有什么变化,通过触摸的黑色的形状仍将土地在这一点上,和扩展行不创建一个新的连接。唯一的显著差异是有额外的金属挂掉这个净,净增加额外的电容。假设这些变化最小,篮网与合理的性能优势相对较长,这电容可能不会导致违反任何时机,但它必须被评估,以确保。

图6:Mandrel-Fill / Cut-Mask SID SADP滑动切割方法。

这种滑动切割方法允许路由器的潜在放松约束规则,但增加了一些复杂性分解,和潜在的定时提取和分析。图7显示的并排比较传统的SID SADP和SID SADP mandrel-fill / cut-mask版本的比较。

图7:比较传统和Mandrel-Fill / Cut-Mask SID SADP。

还有待观察什么类型的方法将采用各种铸造厂和这些选择将如何影响最终的设计规则。无论如何,只是想保持所有这些技术及其变化直接在我的脑海里让我觉得我想拍我的胃和抚摸我的头,骑独轮车蒙住眼睛的绳索。有挑战性,当然,除非你在太阳马戏团(Cirque du Soleil)工作。

在我的下一篇博客中,我认为对我们来说是有意义的花一点时间思考问题是否这些多模式是否对我们有益的东西。

引用
[1]张洪波张设计技术在下一代Lithograpy共同改进,博士论文,伊利诺伊大学香槟分校,2012年。