如果EUV失败呢?

业内最糟糕的保密,但极端紫外线光刻技术(EUV)可能会错过10 nm节点。因此,芯片制造商可能扩展和使用今天的193 nm浸没式光刻10纳米。当然,这需要一个复杂的和昂贵的多个模式方案。

现在,芯片制造商正在制定7纳米光刻技术策略。现在的情况是,EUV和其他下一代光刻技术(天然气凝析液)工具技术不是一个确定的7海里。

所以,石版家现在问自己一些尖锐的问题。例如,如果EUV仍然拖延7海里或失败?如果是这样,这个行业可以扩展193海里浸泡多远?代价是什么?

理论上,193海里浸泡可以延长到7海里,但是有一个问题。它可能需要八倍的模式和其他复杂的步骤,这可能是一个昂贵的和可怕的命题。的成本和复杂性这石印的解决方案可能劝阻芯片制造商跳未来的节点,从而阻碍了集成电路产业的增长率。

另一方面,还有一个学派- 193 nm液浸式光刻,连同多个模式,可以延长至少3海里,没有破产。“我们只有渗透到一半浸没、妖冶”Christopher下院议员说,技术人员在应用材料的成员。“我们所看到的发生在浸没式光刻技术的交互式创新发生,这将使这项技术比人们原来预期持续更久。”

下院议员的引用“s曲线”是源自采用任何新的创新理论。最初由社会学家埃弗雷特罗杰斯,采用模型与传统的钟形曲线或“s型曲线”。

新兴的帮助下多个模式计划,“s曲线”193海里浸泡仍朝着一个向上的轨迹,法官说。“我们仍然有很多分辨率增强技术在我们的工具,”他说。“很多这些尚未实现。”

这些技术,有时被称为193海里扩展,甚至可以使光刻成本合理。有几种技术竞争的候选人在桌子上。它们包括传统的多重曝光方案。新孩子的逻辑块自对准双/四模式(SADP / SAQP)。另一个选择是直接自组装(DSA)。最后,有很多新奇的过程相关技术,如光刻胶干燥收缩、自对准通过甚至是一种无形的面具。

最终,芯片制造商可能会使用一个以上的技术,但最终目标是明确的。“这个行业正在寻找最便宜的办法光刻,”迪恩·弗里曼说,Gartner的分析师。

光学光刻技术到永远吗?
年前,国际半导体技术发展路线图(也是)预计,193 nm沉浸在45 nm制程会碰壁。然后,该行业将插入一个天然气凝析液,如EUV,多波束或nanoimprint。

显然,这个预测是错误的。今天,天然气凝析液仍然拖延,还没有准备好,虽然193海里浸泡了物理学和仍然是主力技术的工厂。不过,在现实中接触,193纳米光刻技术达到物理极限40 nm半个球场,但该行业已经能够延长光通过使用各种分辨率增强技术。和从22 nm / 20 nm逻辑节点,物理定律规定芯片制造商必须使用光学光刻技术,加上多个模式方案。

成本,复杂性和覆盖的只是一些挑战和多个成像与193 nm液浸式光刻。一般来说,使用193海里浸泡,从单一暴露在28 nm转向多个模式10纳米光刻成本预计将增加1.8倍,根据Imec。

另一方面,应用的下院议员都有不同的观点。“人们谈论四模式,甚至八倍的模式,”他说。“在街上都有人说,‘没有办法你可以控制生产。这不是我们所观察到的。”

除了成本之外,还有两个其他组件在多个掩模的选择和技术方案。和之前一样,这两个工具厂商,ASML尼康,继续延伸193海里浸泡通过改善各自的扫描仪的功能。例如,尼康最近推出NSR-S630D, 193海里浸泡扫描仪有≤2.5 nm叠加和每小时250晶片的吞吐量。”这些都是至关重要的因素使成本效益的多重模式在10纳米,”哈米德Zarringhalam说,尼康的执行副总裁。

接下来,芯片制造商之间必须选择众多的多个193海里浸泡和EUV模式方案。使它更复杂,每个多个模式方案争夺一个不同的逻辑结构的一部分。在逻辑中,有四个关键部分需要patterning-fin /行为;门;金属;并通过。

基本上,有两个主要类别的多个patterning-pitch分裂和垫片。分裂包括传统的双模式,这需要两个单独的光刻和蚀刻步骤定义一个单独的层。这是通常被称为litho-etch-litho-etch。双模式提供了一个减少30%,根据Sematech。与此同时,三重模式需要三个风险敞口和蚀刻步骤。等等。

与此同时,间隔包括SADP和SAQP。这个过程使用一个光刻一步和额外的沉积和蚀刻步骤定义一个spacer-like特性。SADP / SAQP,用于扩展NAND 1 xnm节点,现在进入逻辑。

得病的策略
总之,芯片制造商可能会使用浸/多个模式10纳米。但是在7海里,石印路线图是多云的。“超越10 nm,很大程度上取决于时间表,”克里斯·麦克说,绅士科学家和光刻技术专家。“我个人认为,时间表要滑,因为困难和成本继续平缩放。一种可能性是,7 nm节点的时机。在这种情况下,它为更多的选项打开了门准备好了。”

今天,芯片制造商更愿意插入EUV 7海里,但是仍然存在不确定性的技术。“7海里的要求比10 nm严格得多。所以,EUV射杀了一个紧缩目标,这使得它更难,”麦克说。“193海里不是静止的,是改善随着时间的推移。这有助于多个模式更具成本效益。”

在任何情况下,每个芯片制造商都有自己的战略。英特尔,一直拥抱pitch-splitting概念称为互补光刻。“渐渐地,我们越来越严格的设计规则,实现我们的布局是单向的,”马克·菲利普斯说工程经理光刻在英特尔。“他们有很好的特性。关键是石版家不仅仅是有益的,但它也有利于过程控制。”

英特尔的概念包括两步process-gratings和行削减模式设计。直到7海里,英特尔计划使用193 nm浸没式光栅和削减。7海里,193海里浸泡仍将被用来使光栅,当EUV或多波束将插入裁员以降低成本。

但如果EUV和多波束恰好错过7 nm节点,这个过程将变得更加昂贵和复杂。“如果你与193海里浸泡(削减),你必须分手这些削减。所以你看着一个金属通过模式与九个面具模式。我不认为这是一系列简单的步骤,”菲利普斯说。

其他人有不同的策略。例如,台湾半导体制造有限公司(台积电)想插入EUV 10 nm,但它可能会使用193 nm浸和多个嗒嗒嗒地。“台积电的10 nm的计划是使用litho-etch-litho-etch金属通过层和SADP,在那里他们可以,如鳍和保利、“光刻技术专家麦克说。“这是一个计划,将工作。唯一可能不工作是经济学。我们必须等等看。”

在7海里,有众多的芯片制造商的可能性。高级主管工程师在一个场景中,Gerry Luk-Pat Synopsys对此,设想以下计划在7海里:“翅片层,我们将从自对准双重自对准四。金属之一,我们可以呆在三重模式。两个金属和金属x,我们将从自对准双模式三重模式。修剪面具本身需要多个模式。”

新的解决方案
基于这些路标,SADP / SAQP可以多个模式逻辑的下一个大事件。“SADP最终驾驶与非比例五个技术节点,”应用的下院议员说。“许多人认为这项技术将损害成本,但你看不到任何打嗝的成本降低边坡在NAND。”

问题在于SADP / SAQP可以应用于逻辑。“你可以让复杂的模式逻辑SADP SAQP,”法官说。“今天,我们有一个在Imec流程运行。我们演示了一个22纳米双波纹流。问题是你能SADP联系人吗?事实上,你可以。我们看到的是你的联系是一个矩形槽。你可以有矩形槽通过一群战壕使用SADP然后进来一个面具。你可以把这项技术40纳米沥青接触。这是与EUV试图做什么。”

有一些挑战SADP / SAQP逻辑。“第一个是边缘布置错误,”英特尔的菲利普斯说。“第二个是专注的预算。这也证明这些模式分裂不是灵丹妙药。它往往推动印刷特性更加孤立。”

除了SADP / SAQP之外,还有其他技术在桌子上。一个例子是一个组合spacer-triple嗒嗒嗒地计划。此外,还有创新发生在乐乐面前。“当你正在考虑从一个接触litho-etch-litho-etch,这将是复杂的,”应用的下院议员说。“你要从你的第一个litho-etch创建一些地形,然后你将不得不re-planarize旋涂碳。”

希望简化过程,应用开发了一种技术称为无形的面具。“我们要做的是把无形的面具,你在193 nm设计完全匹配你的光刻胶。该指数完全匹配,然后你没有抵抗界面反射。因此,你让它看不见的。现在,你可以做一件不可思议的事。你可以做光刻技术在地形,”法官说。

其他技术,如DSA、干燥收缩和自对准通过,是可能的选项。在光刻胶干燥收缩的过程,例如,应用材料抵抗72 nm海沟。使用干193纳米光刻技术、应用证明的能力结构缩小到15或10 nm千篇一律。

实现部分或全部这些技术可以解决许多问题,但这是说起来容易做起来难。“这不是简单的说EUV没来和我们规模self-align翻倍,三或四模式,”奥弗·亚当说,全球产品经理和技术人员的成员在应用材料。“当然,会有挑战。”