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April 28, 2021

Comment DRACHME se rétrécissent ?

À la conférence avancée de lithographie de SPIE tenue en février 2021, Regina Pendulum des matériaux appliqués a fourni un discours intitulé « ingénierie matérielle niveau du module pour la graduation continue de DRACHME ». Dans le discours, Regina a souligné que le rétrécissement de la DRACHME ralentit, et les nouvelles solutions sont nécessaires pour continuer à augmenter la densité, suivant les indications du schéma 1.

Le schéma tendances de noeud de 1. DRACHME et de densité mordue.

Selon leur introduction, la miniaturisation de la DRACHME a déclenché beaucoup de défis :

Modeler-comment créer les modèles de plus en plus denses.

Condensateur-évoluez d'un cylindre à une structure colomnaire, exigeant d'un allongement élevé d'être modelé.

Ligne mordue de résistance/capacité-Le et ligne de mot le besoin d'augmenter la résistance/capacité pour augmenter la vitesse d'accès.

Évolution périphérique de transistors-le (de Peri) des portes de polysilicium contenant l'oxyde de silicium aux hautes-k portes en métal (HKMG).

Schéma le défi d'expansion de 2. DRACHMES.

Cet article se concentrera sur modeler et condensateurs.

La structuration de condensateur a été récemment accomplie par la double structuration auto-alignée par croix (XSADP), mais elle maintenant est développée en bien plus de croix complexe auto-a aligné la double structuration ((XSADP) mais évolue maintenant à bien plus de complexe : XSAQP). Car révélé par Samsung, une autre option est la structuration entretoise-aidée, qui peut augmenter la densité de trou sur le masque par un facteur de 3, mais exige gravure à l'eau-forte de faire l'égal de tailles de trou. Récemment, EUV a commencé à être appliqué à la production de la DRACHME.

L'auteur a précisé que Samsung emploie EUV pour la province de premier niveau de la DRACHME 1z, et on s'attend à ce qu'emploie EUV pour la DRACHME 1α multicouche maintenant. On s'attend à ce qu'également SK Hynix lance sa DRACHME 1α utilisant la machine de lithographie d'EUV cette année.

Cependant, l'exécution d'EUV pour la DRACHME relève les défis suivants :

L'uniformité critique locale de dimension (LCDU), ce changement changera la représentation électrique et graver à l'eau-forte l'allongement.

La taille-EUV de trou est sensible pour trouer la taille et a une fenêtre de traitement étroite.

Résistez-EUV légèrement résistent est très mince et doit être durci.

L'utilisation des dépôts minces peut durcir pour résister, et l'utilisation des dépôts épais peut réduire les dimensions critiques (CD). Le dépôt sélectif spatial sur le dessus du modèle peut améliorer la ligne la rugosité de largeur de la rugosité de bord (LER) /Line (LWR), qui est un inconvénient significatif dans la formation de modèle d'EUV. Voir le schéma 3.

Schéma 3. améliorations utilisant le vernis photosensible déposé.

Pour la graduation de secteur actif, EUV a un problème de défaut sur de grands Cd. Au lieu de cela, vous pouvez graver à l'eau-forte de petits trous et puis employer gravure à l'eau-forte latérale précise pour ouvrir la caractéristique dans une direction, réduisant de ce fait la distance d'astuce-à-astuce. Cette technologie élimine le compromis entre le CD et le rendement, et permet à des ovales d'avoir un plus grand secteur de protection de contact, suivant les indications du schéma 4.

Partie latérale de précision du schéma 4. gravant à l'eau-forte pour les modèles actifs.

Un des principaux problèmes d'EUV est la fenêtre de processus étroite, qui peut accepter des défauts aléatoires acceptables. Gravure à l'eau-forte directionnelle fournit les boutons supplémentaires pour la conception de processus. Si le milieu de la fenêtre de processus est ouvert et jeté un pont sur, vous pouvez vous déplacer au côté de la fenêtre avec le pont, et puis employez gravure à l'eau-forte directionnelle pour enlever le pont, voyez le schéma 5.

Gravure à l'eau-forte directionnelle du schéma 5. pour éliminer des défauts aléatoires.

La limite d'aujourd'hui de lancement de condensateur est plus grande que 40nm, qui est également la limite d'EUV pour la structuration actuelle de condensateur. À l'avenir, de plus petits lancements seront exigés, et la variabilité de processus doit être augmentée par plus de 30% pour réaliser la graduation, voient le schéma 6.

 

Schéma que la graduation de 6. condensateurs est limitée par des changements.

La réduction de l'épaisseur du masque dur et l'amélioration de l'uniformité gravure à l'eau-forte sont toute nécessaires d'atteindre ce but.

De nos jours, le silicium amorphe (un-SI) est employé comme masque dur. À l'avenir, le silicium enduit peut fournir une meilleure sélectivité, de sorte que plus minces masques durs puissent être réalisés, mais elle produira les sous-produits il est difficile enlever que. Voir le schéma 7.

Le schéma 7. a amélioré le masque dur pour la graduation de condensateur.

Le problème avec le silicium enduit pour les masques durs est qu'il exige gravure à l'eau-forte spéciale, et le procédé de prochaine génération emploie gravure à l'eau-forte à hautes températures. Le vernis photosensible est employé pour modeler le masque dur d'oxyde ; alors le masque dur enduit de polysilicium est modelé utilisant le masque dur d'oxyde dans etcher à hautes températures, et finalement le masque dur enduit de polysilicium est employé gravent à l'eau-forte le condensateur. La commutation de gravure à l'eau-forte pulsée par étapes entre gravure à l'eau-forte et les étapes de dépôt tient compte de l'usage chimique radical gravure à l'eau-forte ultra-rapide des condensateurs, voient le schéma 8.

Représentation et productivité améliorées du schéma 8.

On s'attend à ce que les innovations de processus mentionnées ci-dessus puissent réaliser la graduation continue de l'architecture actuelle de DRACHME.

Mais du discours nous avons vu que dans 3 à 5 ans, nous aurons besoin d'une nouvelle architecture de DRACHME. Une option intéressante impliquée est 3D, qui change le condensateur d'une structure verticale en structure horizontale empilée.

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