IMEC对EUV工艺未来的思考

摘要:北京时间20190823关于【IMEC对EUV工艺未来的思考】的具体情况和说明,让www.jiahexincheng.cn新闻频道的以图文形式为您慢慢道来。

2019年,EUV光刻(EUVL)将达到一个重要的里程碑。经过多年的等待,先进光刻技术终于进入大批量生产。EUVL将率先用于7nm节点(IMEC N8或代工厂N7)逻辑后段(BEOL)的最关键金属层和通孔。与此同时,研究中心正在探索未来技术节点的选择,这些节点将逐步纳入更多的EUVL印刷结构。在本文的第一部分,imec的干法蚀刻研发工程师Stefan Decoster比较了在N3及更先进技术节点下,不同的多重图形化方案的优缺点。

与过去相比,研究人员现在已经将EUVL作为存储器关键结构的图形化工艺的一个选项,例如DRAM的柱体结构及STT-MRAM的MTJ。在本文的第二部分,IMEC的研发工程师Murat Pak提出了几种STT-MRAM关键结构的图形化方案。

在后段引入EUV多重显影

今年,一些主要的代工厂将首次在其大批量生产线中使用EUVL来处理逻辑7nm(N7)芯片。它们将EUVL引入BEOL的最关键金属层(local M0至M3),以及互连这些金属层的过孔中。在这些层中,线和沟槽具有36-40nm量级的节距。沟槽与沟槽的隔断相互垂直,以便在连续沟槽中产生隔断。下一个技术节点N5会运用到28到32nm之间的金属节距。

“2017年,我们已经证明这些32nm节距线可以在一次曝光中直接用EUVL进行图形化,”Stefan Decoster补充道。“或者,可以使用混合选项,其中基于193i的SAQP与EUV block相结合。”

图示采用193nm浸入式SAQP图形化的32nm节距M2层,以及直接由EUV图形化制作的隔断(block)。

从EUV单次显影到EUVL多重显影

同时,很明显,EUVL单次曝光已经达到了32纳米到30纳米节距的极限。StefanDecoster:“超过30nm节距,使用当前的EUVL技术(即0.33数值孔径(NA))需要采用多重图形化技术,进一步缩小尺寸。这些技术通常涉及将芯片图案分成两个或更多个更简单的掩模,并且可以以不同的风格存在。EUV多重显影将比原先想象的更早推出, 主要是由于存在随机失效。“这些失效在极小的特征尺寸下开始变得更加明显,并且限制了EUV单次曝光的实际分辨率。

IMEC N5技术节点的多重显影方案

在实践中,这意味着IMEC N5(或代工厂N3)技术节点具有21nm的金属节距,这需要EUVLmulti-patterning,例如SADP或LELE,当然,IMEC还提供了另外两种方案,即193iSAQP,193i SAOP,仍然可以实现这些尺寸的线和沟槽。在成本,光刻质量和工艺流程的复杂性方面,这些技术中的每一种都具有其自身的优点和缺点。

“然而,EUVL single patterning 并不止步于此,”Stefan Decoster澄清道。“我们预计更松弛的金属层(例如M4至M7层)和关键过孔仍然可以利用EUVL单次曝光来实现。此外,IMEC和ASML正在开发下一代high-NAEUVL系统(NA =0.55),以进一步提高单次曝光的分辨率。”

IMEC N5以下:16 nm节距的图形化方案

IMEC的研究人员探索了四种不同的图形化方案,用于制作20nm节距以下的图形:基于193i的SAOP方案,基于EUV的SADP方案,基于EUV的SAQP方案和EUV SALELE方案。Stefan Decoster:“这四种方案都可以制作16nm节距的线。然而,它们在流程复杂性,成本,可扩展性和设计自由度方面存在差异,这些都是行业的重要考虑因素。我们还发现,线边缘粗糙度(LER)仍然是主要关注点。”

193nm 浸没式光刻仍然可以完成这项工作

在这些激进的节距下,193nm浸没式光刻只能与SAOP结合使用 ,从128nm节距开始经历三次图形倍增最终达到16nm节距。Stefan Decoster指出,193i SAOP的优点是线条边缘粗糙度(LER)小,但一个固有的缺点是极其漫长而复杂的工艺流程,这给过程控制和成本带来了挑战。

使用EUVL multi-patterning可以使flow变短

“出于这个原因,我们还探索了"较短的"基于EUVL的图形化方案,即EUV的SADP”,StefanDecoster补充道,“为了实现这种图形化方法,EUV光刻的起始节距必须为32nm。虽然目前的EUVL技术仍然能够制作32nm节距线,但是所得到的线宽不能小于16nm。因此,我们不得不应用额外的trim技术来实现在32nm节距下8nm的线宽(mandrel)。采用SADP技术,这种间距可以成功地降低到16nm。”16 nm节距的图形也可以采用更具可扩展性的EUVL SAQP方法,从更宽松的64nm节距开始。然而,对于这些基于EUV的多重图形化方法,线边缘粗糙度(LER)仍然是一个重要问题。该团队认为,这种LER可以进一步降低,例如通过选择恰当的光刻胶材料和改善光刻胶平滑性。

三种图形化flow可实现16nm节距图形(自上而下的SEM图):(顶部)基于EUV的SADP,(中)基于EUV的SAQP和(底部)193iSAOP。所有三个选项的LER均在8nm line和space的情况下测得。

eSALELE:一种全新的工艺整合方案

前面三种多图案化方法都有一个共同点:首先,制作线和沟槽,然后添加隔断(block,例如使用自对准隔断方法)。IMEC团队还研究了一种使用EUVL的不同方法 ,称为eSALELE,其中线和隔断在整个相同的流程中定义。除了相对较高的LER之外,这种方法的另一个缺点是使用四个EUV掩模(两个用于线,两个用于隔断),这使得这个方案非常昂贵。Stefan Decoster说:“但eSALELE方法的主要优点是设计灵活,可以避免"虚设"(dummy)金属线(版图中并不真正需要的金属线)。避免这些线的出现有利于RC延迟和后段功耗的降低。

EUVL单次曝光与存储器:STT-MRAM的情况

由于其高写入和读取速度,STT-MRAM最近成为取代基于SRAM的最后一级高速缓存存储器的可能选项。STT-MRAM器件的核心结构是柱状MTJ,其中绝缘层夹在两个薄的铁磁层之间,所述铁磁层分别是钉扎层和自由层。MTJ可以以两种不同的电阻状态存在:低阻态(LRS,两个磁层的磁化平行)和高阻态(HRS,磁化处于反平行状态)。通过利用注入磁隧道结的电流切换自由磁层的磁化来执行存储单元的写入。读取操作依赖于隧道磁阻(TMR),其是两个阻值状态之间的电阻差的函数。

从193i到EUVL单次曝光

到目前为止,MTJ已经用193i图形化实现了200nm节距,当然之后的100nm节距也是。IMEC的研发工程师Murat Pak说:“但是为了满足未来存储器的高密度要求,我们需要更紧密的节距,例如50nm或更小,MTJ直径约为20nm。193i无法实现这么激进的节距,这凸显了引入EUVL单次曝光的必要性。“

LCDU会是最关键的指标

然而,在这么小的尺寸下,粗糙度和随机失效的影响不可以被忽略,因此需要改进的图形化方案。“对于这种存储器而言,最关键的参数结果是局部CD均匀性(LCDU),这是柱粗糙度的一种度量,”Murat Pak解释说。“这种LCDU显然会影响电阻值,从而影响STT-MRAM单元的读取性能。因此,确保良好的LCDU对于STT-MRAM制造至关重要。”

(左)展示阻值状态和允许的变化范围;(右)MTJ的X-SEM截面图。

为了优化MTJ的LCDU,已经提出并比较了不同的EUV光刻方案。MuratPak:“首先,我们考虑了不同的光刻胶,包括众所周知的化学放大胶(CAR),以及两种不同的MCR(含金属)光刻胶。其次,我们的团队筛选了不同的底层包括旋涂碳(SOC)和旋涂玻璃(SOG),并研究了它们对光刻胶性能的影响。最后,我们研究了不同的tonalites(相当于正胶和负胶的区别,编者注),特别是CAR光刻胶(做柱)和positive tone光刻胶加上tone反转工艺(将孔变成柱)。“该团队还研究了光刻胶上的LCDU的改进是否会转移到了蚀刻之后。以上所有实验中的EUV都使用ASMLTWINSCAN NXE:3300B进行曝光。

tone反转过程的图示: (左)用正toneCAR光刻胶获得的孔和(右)在tone反转后获得的柱。

三种有可能的方案(如下图,由编者添加)

其中一支MCR光刻胶搭配SOC和SOG均获得了相对较好的LCDU结果。第三种方案是tone反转工艺 ,最终也表现良好。“对于所有这三种方法,我们获得了超过20%的LCDU的改进,”Murat Pak补充道。“这是整个工艺流程朝向1.55nm LCDU目标的重要一步。”对于这些有前景的光刻工艺方案,其他性能指标,如工艺窗口分析,柱圆度和尺寸均匀性均已通过验证。

总结

在本文中,已经针对未来的逻辑和存储器件(即,SST-MRAM)应用提出了各种EUVL图形化方法。对于逻辑,基于EUV的SADP,基于EUV的SAQP和基于EUV的SALELE与基于193i的SAOP的性能进行了比较。所有选项都有可能用于制作如16nm节距这样具有挑战性的金属线。但是,必须在工艺复杂性,成本,设计自由度和线边粗糙度方面进行权衡。

对于SST-MRAM,已经确定了三种不同的基于EUV的制作50nm节距的MTJ柱的方法,并且具有足够好的LCDU。


查看更多

实时推荐

地瓜片+胡萝卜做出素版“锅包肉”,甜软可口、色泽诱人
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 330 3064
囤的菜吃完了,做香菇肉酱,拌饭拌面,配料精简,比卖的还要好吃
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 429 7667
红糖酥饼,败给了红糖馅,妥妥变身葱油酥饼
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 831 1702
耒阳市发改局全力组织企业复工复产
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 333 6199
WWE国王科尔宾发飙了!怒骂老贼就是摔角界的毒瘤
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 772 2877
平舆县全力抓好科学防控和恢复生产工作
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 788 9961
全国法院第十一期“现在开庭”全媒体直播聚焦阻碍疫情防控妨害公务案
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 106 1464
发布会直击 | 综合施策:促进粮食卖得出、卖上价
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 208 9286
东阿县刘集镇:畅通农产品流通渠道 战“疫”助农 两不误
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 471 6752
从互相成就到两败俱伤,内马尔离开巴萨是个错误
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 411 3111
三角进攻还是跑轰战术,“魔球化”的联盟已经需要新的战术思路
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 621 1806
AC米兰太惨了!又伤了一个 冬季新援+4大将都在养伤
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 584 8247
卧龙区:召开疫情防控实施“一码通行”工作推进会
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 306 9869
邯郸市复兴区积极推动汽贸企业有序复工
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 471 4993
一著名歌唱家因蔑视农民歌手,其声誉一落千丈!网友:农民不可欺
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 885 4028
探访开发区两家企业复工情况:渠道畅通,平稳有序
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 680 3241
WWE基斯·李揭露《强者生存2019》之后,罗曼对他讲了什么
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 200 8897
抗击疫情·复工 | 海口日月广场免税店2月20日起恢复营业 入店需出示个人健康码
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 573 7338
清泉村医生李红球:护佑健康 一路前行
推荐 免费av 2020-02-20 00:35 90 2556
紧急提醒:除非胸有成竹,否则别自己在家做这事,已有人悔断肠
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 737 3331
「减肥吃什么」一个电饭煲就搞定的黑胡椒焖饭
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 336 6418
福清市中医院护士林梅:巾帼英姿显担当
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 278 3810
比番茄打卤面还要好吃的是它,美味又解馋,一次两碗都不过瘾
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 445 5815
驰援武汉的白衣天使,请安心在前线战“疫”
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 449 4948
美食菜谱 美味的家常酱焖豆腐怎么做好吃 这么做太好吃了太下饭了
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 262 7196
与春天一起,去湖北
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 416 7244
【搞笑】:真是百年不遇呀,为什么所有人,都在抬头认真听课?
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 693 7113
义务消杀防疫忙
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 770 2678
东营市特检所战“疫”进行曲:阳光下的午餐
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 862 3111
多位前WWE明星被指将参与摔角狂热周,看看你有喜欢的吗?
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 511 1605
邵阳今日起开通网上预约购买口罩服务
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 637 9468
土地兼并和契约精神的认同,是如何推动宋朝借贷业发展的
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 604 4287
鄂州市梁子湖区:战“疫”,“打工村”里党旗红
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 836 5243
【昂检新闻】昂昂溪区人民检察院召开党组会议 部署疫情防控工作
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 129 1975
分享几道吃不腻的家常菜,美味又解馋,简单易做才是硬道理
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 391 1069
肖申克的救赎经典语录
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 717 881
「岚山区疫线故事」老唐的心事
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 573 5907
几天内,湖北一县40人被扣留
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 692 6520
想吃到美味的凉皮?学会这些方法,其实很简单
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 152 9727
比肉还好吃的手撕凉拌杏鲍菇上桌扫光光
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 559 5997
跨越1400公里!中山首趟跨省接送复工人员专车由云南昭通出发
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 977 5509
EMC易倍体育:前英超后卫吉田麻也吐槽意甲前锋跳水多,引发热议
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 931 7891
美食推荐:茄汁水豆腐,山椒拌白肉,素炒三丝,蒜蓉丝瓜粉丝煲
推荐 免费av 2020-02-20 00:34 129 4015
宝坻法院再次组织“云庭审”
推荐 免费av 2020-02-20 00:33 939 5650
今夜起,阜阳城区全面开展消杀作业!每日凌晨0点至6点作业,即日起至疫情结束
推荐 免费av 2020-02-20 00:33 894 6783
云南玉溪澄江现罕见天文极光黑夜星空多彩斑斓
推荐 免费av 2020-02-20 00:33 921 6894
【打造法治化营商环境】葫芦岛公安局“十条举措”服务企业复工复产
推荐 免费av 2020-02-20 00:33 770 9679
疫情防控+复工复产!双流开足马力,向“双胜利”进发~
推荐 免费av 2020-02-20 00:33 230 8357
愿以“小别离”成就大团圆
推荐 免费av 2020-02-20 00:33 631 8061
疫情下的“快递业”:勇当“逆行者”、派件靠打电话……产能恢复约6成
推荐 免费av 2020-02-20 00:33 271 7031
抗“疫”路上,感谢温暖的你们
推荐 免费av 2020-02-20 00:33 275 2763
赤峰市青少年“抗击疫情众志成城”主题微图微视频征集作品展示
推荐 免费av 2020-02-20 00:33 919 8911
巨幅下跌创新低,新能源车今年又是“打酱油”的命么?
推荐 免费av 2020-02-20 00:33 562 4496
​《斑羚飞渡》读过之后,你想到的是什么?美在一种情怀
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 437 1337
普安:战“疫”不松懈 春耕不停步
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 306 7602
全明星球鞋大作战!
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 957 5735
虾米卷心菜,辣拌黄豆芽,豆腐泡菜锅这几道家常菜的做法
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 150 3293
下饭菜:香辣土豆条,苦瓜炒肉,孜香小土豆牛肉,辣椒炒肉
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 210 615
小白楼街道总工会慰问抗“疫”一线职工活动
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 811 8482
若是和十二星座冷战,会有什么样的下场?别轻易招惹水瓶
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 929 6202
河南淅川:山区菇正香
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 111 7014
杞县农业农村局派驻村第一书记:在防控一线守护平安
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 886 3083
胜利医院党建引领打好疫情防控阻击战
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 998 6236
葱香火腿花卷,口感松软葱香美味
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 786 5372
PhotoShop 30周岁了 全球数千万设计师都要感谢这款软件
推荐 免费av 2020-02-20 00:32 950 8279
张文强调研疫情防控及客运交通、行业营业恢复情况
推荐 免费av 2020-02-20 00:31 643 4887
王者荣耀太受玩家欢迎,英雄联盟手游并不可比
推荐 免费av 2020-02-20 00:31 521 2160
星沙,已轻轻按下启动键
推荐 免费av 2020-02-20 00:31 912 5118
【众志成城 抗击疫情】为北倒拉板村的战“疫”暖心事点赞
推荐 免费av 2020-02-20 00:31 748 8641
【文明实践 最美战“疫”人】赛罕区榆林镇三道沟村党支部书记李忠成 用忠诚书写防疫一线新篇章
推荐 免费av 2020-02-20 00:31 569 5120
刷牙、吃饭、收玩具,爸妈不放手,把握2关键让他抢着自己来!
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 423 3365
【搞笑】:哥们总是悲催的要命,只要和他在一起的人都会特别倒霉
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 530 3157
华为Mate 40Pro曝光:无刘海全面屏+麒麟1020处理器,真机皇
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 696 843
驻企防疫联络员加强指导鸿达矿业防疫复工两不误
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 441 9194
听!我在一线|医护陈子国:病人曾两次没了呼吸,醒来感谢山东人
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 515 1524
爱心商家为虞城县捐赠口罩10000只
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 380 6354
炎陵:疫情防控中的巾帼力量
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 660 5095
它被称为“瘦身宝”,更是天然“酵素”,大粗腿没了,肥肉悄悄掉
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 672 8390
湘阴:统筹兼顾平战结合 科学谋划经济社会发展
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 713 5773
菜农孙世杰的高兴事:菜棚里7000斤大白菜、400公斤生菜一天卖光
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 399 4729
美食美味的家常粉蒸肉怎么做好吃 这样做太香了 家人吃不够
推荐 免费av 2020-02-20 00:30 519 6030
误入海边小镇的猫咪,被100多人疼爱,它有话想对其他流浪猫说
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 279 9909
江西横峰首例涉疫情妨害公务案宣判:被告人被判拘役四个月
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 798 3952
她欠母亲一个葬礼
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 875 5142
【文明实践 最美战“疫”人】点点平凡光 照亮志愿路
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 690 6898
2020年新兴经济体大学排名出炉 深圳大学列全球第84名
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 279 8758
节后复工,成都东站加强疫情防控
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 407 6910
2019年东营市发明专利授权增速全省第一
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 835 8529
懂得轻松上王者,吸血流庄周打法技巧
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 515 8471
【多云为主 气温回升】
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 829 4325
社旗县周克平:政协委员的“疫”线担当
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 400 2659
魔兽世界8.3野外最难刷的玩具,廉价的克熙尔伪装
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 655 2857
王者荣耀伽罗出完皮肤就直接砍废了,减速削到50%引起玩家抗议
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 840 3516
靖远平堡 疫情就是命令尽责就是担当 记防疫一线乡镇纪检干部杨萍
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 659 4635
CF:全新的抽奖活动,白鲨再入新坑500把钥匙没有出货
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 627 5960
华少天台连线心理医生,咨询心烦意乱怎么办?医生帮忙支三招
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 108 5977
教你如何做的千层肉饼又酥又香又脆
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 513 3415
防疫宅在家,建议这样吃
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 676 6393
新花样早餐食谱舒芙蕾松饼做法,超简单又好吃
推荐 免费av 2020-02-20 00:29 315 3464
枕上书:凤九主动亲吻帝君,帝君立马霸气回吻,凤九瞬间脸红
推荐 免费av 2020-02-20 00:28 895 4799