驯服面具计量

多年来,集成电路行业担心一群光掩模的问题。掩模成本是头等大事,但面具复杂性,写时间和缺陷检测的其他关键问题是光学和EUV光掩模。

面具计量,现在的科学测量的关键参数对面具,正在成为一个新的挑战。在这方面,面具制造商关心的关键维度(CDs),光掩模上注册和其他问题。

CDs涉及特征维度的面具。测量的工具cd称为临界尺寸扫描电子显微镜(CD-SEM)。同时,登记处理特性的准确位置的面具。通常,登记计量处理登记和覆盖问题。

在任何情况下,面具计量人员面临着几个挑战。首先,面具是变得更加复杂和每个节点的功能是越来越小。第二,规范越来越紧。第三,每mask-set面具的数量正在增加在每个节点。最后,每个mask-set内屏蔽层必须是完全一致的。

由于这些趋势,面具制造商必须采取与各种测量比以往任何时候都多计量工具。“测量数字/面具是爆炸。在200个地方我们可以测量面具,但有些客户想测量5000个地方,”研究员直Hayashi说戴日本印刷(DNP)。“不仅是CD,也登记覆盖。通常我们测量芯片外的覆盖对齐标记。现在客户想要模内的精密测量。它可能是在一千年的地方。”

面具上的需要更多的测量转化为对客户的时间和金钱。“CD测量,增加测量点让刺青长,且成本偏高,”哈亚希说。

答,或周转时间,指的是周期时间制造一个面具。答是在每个节点。例如,它需要三倍的时间做一个22纳米面具相比250海里十字线,据专家。

所以最大的问题是明确的:可以保持当前的计量工具在转向更复杂的面具?

事实证明,面具制造商可以将就用他们当前的计量工具,但它们也有一个愿望清单。短期内,光掩模行业想要更快的计量工具在功能。和未来,他们希望多波束测量工具,CD-SEMs仿真功能和极端紫外线(EUV)计量。

这些工具都成为现实,而还有一些可能永远不会出现。问题是钱,有资金缺口计量技术。

面具计量挑战
制造所谓的面具店,光掩模是一个模板或主副本将印在最终的晶片。一般来说,一个光学掩模由一个不透明的玻璃衬底层铬。

面具的生产流程,第一步是获取数据从一个给定的IC设计。然后,数据被送入一个电子束mask-writing工具,将它转换成一个模式在面具。

这就是面具制造商的问题开始。数据本身对应于一个给定的光刻技术中使用的工厂。

工厂,芯片制造商在高级节点扩展光学光刻在延迟对EUV光刻。“EUV不会提供任何有意义的方式前7海里,”戴夫Hemker说,高级副总裁兼首席技术官林的研究。“多模式已经持续了一段时间。现在,你看到,变得越来越普遍。你看到一个从双,三,quad-patterning。”

因此,光的衍射问题,面具制造商必须使用各种十字线增强技术(ret)面具。RET,称为光学邻近校正(OPC),用于修改面具模式来改善晶片上的印刷适性。OPC利用微小sub-resolution协助功能(SRAFs)面具。

所以对于今天的光学面具,趋势是显而易见的。“模式和模式的数量正在增加,”李So-Eun Shin说,三星的研究员。

其他人也同意。“面具形状较小的和更复杂的我们去14 nm,它将继续变得更小和更复杂的10 nm,“说阿基》的首席执行官d2。“虽然写的主要特点是相同的大小和之前一样,这个过程需要更大的窗口。这将增加对OPC的需求将日益复杂的形状。最低SRAF大小将小于60 nm,和预期的形状在面具后的过程模糊正交1 d特点将越来越少,越来越多的曲线形状。OPC将输出直线形状,但慢跑尺寸足够小,预期的面具的形状将曲线。”

与此同时,有图案的面具之后,面具去order-etch以下步骤,面具修理、检查和计量。显然,检验和计量的关键部分是流。如果有缺陷或问题的面具,它会印在最终的晶片。

面具变得越来越复杂,这种趋势越来越明显。“你是花费了大量的时间和计量检验,”托马斯·福尔说,技术工作人员GlobalFoundries最近,有光掩模会议。

事实上,总时间检验和计量面具可以运行一些18个小时今天,大约两倍的时间,与几年前相比。

一般来说,一个前沿面具是缺陷的检查至少三次流。然后,在计量流程,全球和系统误差来源。然后,重点转向上的本地和/或热点错误面具。总之,大量的测量数据是需要解决的问题。

的解决方案
这个行业正在采取几个步骤来解决这个问题。CD上的方程,面具制造商使用CD-SEMs,用电子束形成微小结构在高的放大的图像。

CD-SEM足以衡量传统面具的形状。但CD-SEM正在努力保持在转向更复杂的图案和形状的面具。最复杂的面具没有统一模式cd OPC或逆光刻后。

此外,掩模缺陷问题的数量标记在面具检查增加,但并不是所有这些会导致产生问题的晶片。

因此,对于复杂的面具,CD-SEM需要新的功能。“它需要3 d光刻模拟3 d扫描电镜成像,“中村孝说,纳米技术业务部门总经理效果显著、CD-SEMs供应商和其他设备。

推进CD-SEM, d2与显著将d2的晶片平面分析引擎集成到显著的CD-SEMs E3640线。

反过来,这提供了两个新功能CD-SEM-mask飞机计量,计量晶片平面。“在新的世界,你需要两个,“说Linyong (Leo)彭日成,首席产品官和d2的执行副总裁。“在掩模平面计量,而不是测量cd,你必须提取轮廓测量边缘位置错误。所以你在做2 d计量。在晶圆平面上计量,你基本上把这1 d计量,所以你可以衡量CD。”

而CD计量行业解决了一些问题,面具制造商仍然希望进行更多的测量速度。为此,面具制造商希望更多革命意义多波束电子束计量工具。

有几个工具开发多波束系统晶片和EUV掩模检查。但是一个可行的多波束系统预计不会出现好几年了。

除了CD计量,需要测量的位置特性的面具。为此,光掩模制造商使用登记计量。简而言之,一个工具的地方大量的标记的面具。标记测量平均,进而揭示了登记错误。

面具,“一般来说,我们不能到处检查,“Banqiu Wu说,主要的技术人员和首席技术官面具,TSV腐蚀部门应用材料。“你只测量一些点。我们认为如果我们设计时控制这个区域面具,我们可以控制整个事情。但由于模式密度,测量和距离的影响,也许我们需要更多的点。”

面具制造商可能需要更多的测量规格得到加强。例如,下一代登记规范大约是2.5海里,与5.4 nm五年前相比,据专家。

还有其他问题。登记挑战越来越多模式。所以,行业需要更快和更准确的登记计量工具。“越来越明显的是,严格的晶片过程窗口都从根本上改变我们测量和多少目标我们需要光掩模,“非政府组织Xiong说,总经理十字线产品部门KLA-Tencor。

一般来说,注册工具并不总是进行测量在实际设备上,而是在小对象称为目标。目标是预制的,diffraction-based结构。目标模拟设备的行为。

改变的是工匠正在向在登记。在将实际设备上的目标,使更好的各种测量数据之间的相关性。

KLA-Tencor,最近推出了一个在注册工具。“解决方案必须明确解决我们所面临的挑战,除了测量准确度和精密度的比例,”他说。“我们正在为多个设备内置模式提供测量不仅在同一个面具,但我们这样做是两到三倍的速度比以前更快了。”

计量光学面具是十分困难的。可以肯定的是,计量的EUV掩令人生畏。对EUV,面具上的SRAF大小范围从32至40 nm, 60纳米光学相比,根据彼得·巴克MDP和平台解决方案经理导师图形。

面具制造商可以使用当前的EUV掩的计量工具。但这是否就足够了呢?EUV掩”计量要求不是很清楚,但这可能需要额外的解决措施面具形状,反射率在EUV波长和吸收器端壁角,“KLA-Tencor Xiong说。

好消息是,该行业正在一个新阶层的EUV计量工具。但即使与当前和未来的计量工具,EUV掩模刺青,除了成本,可能会飙升。