新一代掩模的未解决问题

专家会议:半导体工程公司坐下来讨论光学和EUV掩模问题，以及掩模业务面临的挑战，DNP研究员Naoya Hayashi;Peter Buck, MPC和掩模缺陷管理总监西门子数字工业软件；Hoya技术战略高级总监Bryan Kasprowicz;的首席执行官藤村昭d2．以下是那次谈话的节选。要查看本讨论的第一部分，请单击在这里．第二部分是在这里．

(从左至右):Hayashi, Kasprowicz, Buck，藤村。

SE:对于EUV掩模，行业是否需要开发高k、相变和二元掩模?行业真的需要支持所有这些EUV掩模类型吗?

哈亚希:高k掩码很像二进制掩码。它可以在二进制掩码区域提高掩码的三维效果。如果我们可以使用高k的材料，我们可以做一个更薄的吸收剂来改善掩模的3D效果。这可以追溯到几年前，当我们讨论高k材料的时候。出于同样的目的，我们也在研究相移材料。

》:第一次部署高NA EUV时，分辨率增强技术(ret)的需求不会像0.33 NA EUV或193i那样多。但是，他们将使用已经被证明在以前的光刻技术中有效的技术。新的光刻解决方案是极其昂贵的，非常难以研究和开发。所以可能有2个，3个，甚至4个节点你必须指望ret能够把你带到下一个节点。当你开始使用高na时，越来越多的RET技术将被部署。

SE:我们已经听说逆光刻技术(ILT)和曲线掩模很多年了。那是什么，会有什么影响?

》：教师仍然是OPC，但这是一种高级版本。ILT在像素空间中计算，而OPC在边缘空间中计算。OPC通过操纵掩模形状来创建特定的晶圆目标。OPC通过移动边缘来操纵掩模形状，最初是直线方式，现在可能更复杂，包括45度角，甚至可能更多。Luminescent是ILT技术的先驱。他们开始于大约20年前。他们注意到，通过在像素空间中，他们可以计算出掩模上的哪些形状可以有效地生产出最好的晶圆，以及哪些形状对制造变化的弹性最大。结果是理想的形状是曲线。但在Luminescent发明ILT的时候，制造曲线面具是不现实的。用可变形状的光束机花了一周的时间来写它。 It wasn’t until the advent of multi-beam that it became practical. Multi-beam now takes exactly the same amount of time to write any curvilinear shape as compared any kind of Manhattan shape. Now, curvilinear masks are practical. Curvilinear masks always were known to be better for wafer quality. You need a solution on the mask to be curvilinear in order for it to provide the most effective correction. So curvilinear ILT is needed. Curvilinear ILT basically is different from conventional OPC in that the mask shapes are predominantly curvilinear everywhere, as opposed to combinations of Manhattan shapes.

图1:掩模上的曲线形状。来源:d2

SE:今天，ILT被用于热点，对吗?从这个角度来看，最终目标是全芯片ILT，对吧?

巴克: OPC存在传统OPC无法解决的热点问题。这使我们能够在真正重要的领域使用这种更先进、更严格的解决方案——而且是以一种负担得起的方式。但现在，业界正在考虑全芯片ILT，以利用全芯片上曲线掩模形状所提供的工艺窗口。随着计算引擎的改进，这变得越来越有可能，因为在制造业中使用更多的CPU或gpu内核变得越来越习惯。

哈亚希:多波束掩码写入器是编写曲线掩码的好工具，但曲线特征数据库仍然有巨大的容量。这仍然是口罩制作的一个问题。人们现在正在讨论一种新的数据格式和模式转换算法。不过，这方面还有改进的空间。从口罩制造商的角度来看，挑战在于检查和维修。因此，我们可能需要一种新的图像检测技术来提高缺陷质量或保证印刷性能。

巴克:业界正在寻找替代方法来表示曲线数据，而不是传统的分段线性多边形方法。重点主要集中在基于样条的方法上。所以我们做了很多工作，现在有一个SEMI特别工作组正在积极研究这个问题。其中一个挑战是分段线性和基于样条的方法之间的转换问题。我们是否需要找到一种方法来避免这些转变?一种潜在的方法是在整个处理阶段将数据保持为基于样条的格式，以避免这些转换错误。这仍处于早期阶段，但这可能是必要的，以减少或消除转换错误，并仍然保持基于样条表示的文件大小优势。

SE: 2019年，行业在SEMI下成立了一个新的数据格式工作组，以解决曲线数据表示的需求。如今，业界正在研究四种方法或可能的标准——二次Bezier、b样条、多边形简化和基于曲率的碎片化(CBF)。对ILT有什么想法，新的文件格式会有什么影响?

Kasprowicz新的文件格式将有助于大幅度地减少文件容量。问题是，当0.55 NA EUV正在实现时，数据量会如何?考虑到它的半域性质，问题是数据量是否会变得更易于管理。在0.55 NA时，分辨率更小，这里有更多的特征。

》:节点越高级，每个节点对精度的要求就越高。这反过来又需要改变你必须计算的像素大小。当您进入更高级的节点时，它肯定会变得更加困难。

Kasprowicz:无论如何，从2纳米到1.4纳米，你都期望体积会增加。但这是因为你从ILT或OPC中添加了更多的功能。一个关注点是终端用户的集成策略。不太可能计划在全口罩上使用相同的字段。你可能不会使用两个相同的字段，除非你认为你可能在蒙版制作中有yield问题。

》:从格式的角度来看，主要有三种表示方式。一个是栅格域，也就是像素。然后是基于多边形的，这是一组顶点。这是用于操作任何形状的传统CAD机制，但特殊情况通常是矩形或三角形。第三种是曲线表达式，如Bezier和b样条，这是Peter的委员会正在研究的格式。通常，有两种方法来评估所有这些。一个是如何存储这些数据?二是如何计算?对每个人来说方便的方式是非常不同的。当您使用基于像素的数据表示时，它具有与多波束写入完全相同的特性。 And, in fact, multi-beam writers store pixels, and their datapath is based on pixels. Eventually, you’re going to send instructions for each of the pixels. And how it computes inside the machine has to be pixels. But how it is represented in the data going into the machine is another story. If it is pixels, it would be way too big. It would be hundreds of gigabytes, or even terabytes. You could compress it, but it would need to be lossless, which limits the amount of compression. And trying to represent the raster data in a file format to store or to send from one program to another is just not going to happen.

SE:还有其他问题吗?

》:然后，还有基于多边形的数据，它的优势是现有的基础设施都是这样工作的。所以，现有的基础设施是多边形的。如果你考虑到检验或计量或任何这些东西，他们看到的数据都是像素数据。但是他们比较的是CAD数据。有时，它会是一个多边形表示，但现在它从来没有在一个曲线格式。但问题是，OPC在Bezier或b样条等曲线几何中进行本地计算并不容易。计算本身很难做到这一点。它通常以像素空间计算然后输出这些格式。这种权衡将决定什么是最终的实际解决方案。

SE: SEMI小组是否就ILT的新数据格式达成了一致?

巴克我们在几种方法上取得了一致。不一定只有一种格式，新的格式也不会经常出现。在建立足够的灵活性之间保持良好的平衡是很重要的，这样格式就具有前瞻性，可以再使用几十年，也许在它需要修改之前，因为要支持一种新的格式需要付出很多努力。但与此同时，我们不想加入额外的复杂性，这会成为每个支持它的人的负担。因此，特别工作组现在正在考虑不同的方法，试图将它们缩小到最有可能被使用的方法。我相信，在可能的情况下，我们会在今年年底之前制定一个时间表。这是一项有点繁琐的任务，在行业中达成共识，然后将其转化为人们会同意的格式，然后让公司有时间支持它。在经历了一个缓慢的开始(有许多需要消化的工作)之后，该工作组似乎正在果断地向前推进。在接下来的几个月里，我们会有一些想法，我们可以开始关注，并进行测试，作为一个潜在的格式草案。

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