_ Aruncarea litografiei o curbă: cercetare introduce metoda de co-optimizare a plachetelor de măști

În centrul progresului tehnologiei chip semiconductor se află o provocare critică: crearea de componente electronice mai mici și mai eficiente. Această provocare este deosebit de evidentă în domeniul litografiei, procesul folosit pentru a crea modele complicate pe materiale semiconductoare (numite wafer) pentru producția de cipuri.

Litografia folosește un fel de șablon, numit fotomască — sau doar masca — pentru crearea de modele pe wafer-uri semiconductoare. Industria caută mereu metode care să îmbunătățească rezoluția și fabricabilitatea atât pentru măști, cât și pentru napolitane, care vor produce cipuri mai rapide, cu un randament mai mare de cipuri care funcționează corect.

Tehnici de litografie computațională care îmbunătățesc rezoluția și fidelitatea modelului, cum ar fi corecție optică de proximitate (OPC), au făcut progrese semnificative în abordarea acestor provocări prin modificarea modelelor individuale ale măștilor pentru a îmbunătăți atât imprimarea măștii, cât și a plachetelor.

Tehnologia litografiei inverse (ILT) — o abordare inversă riguroasă din punct de vedere matematic care determină formele măștilor care vor produce rezultatele dorite pe napolitane — au fost văzute ca o soluție promițătoare la multe dintre provocările litografiei pentru cipuri avansate. De la introducerea sa în urmă cu mai bine de un deceniu, au existat numeroase studii care demonstrează că formele curbilinii ale măștilor ILT, în special, produc cele mai bune rezultate ale plachetelor.

Cu toate acestea, până de curând, timpul de rulare asociat cu această tehnică de calcul. și-au limitat aplicarea practică la „hotspot-urile” critice de pe cipuri. În 2019, a fost propus un sistem complet nou, conceput special, inclusiv o abordare unică accelerată de GPU care emulează o singură pereche GPU/CPU gigantică care poate calcula o întreagă soluție ILT cu cip complet simultan. Această abordare nouă, concepută sistematic pentru accelerarea ILT și GPU, a făcut ca ILT cu cip complet să devină o realitate practică în producție.

Cu toate acestea, această abordare s-a bazat pe scrierea cu mai multe fascicule, o nouă dezvoltare importantă în scrierea cu măști care este bazat pe pixeli și, la fel, este independent de formă în ceea ce privește timpul de scriere. Întrebarea care a rămas a fost dacă beneficiile ILT curbilinii cu cip complet ar putea fi extinse la scriitorii de măști cu fascicul cu formă variabilă (VSB) care scriu forme rectilinii (și uneori triunghiulare) mai degrabă decât pixeli și care alcătuiesc majoritatea scriitorilor de măști. în întreaga lume astăzi.

În timp ce scriitorii VSB creează rapid forme dreptunghiulare mai mari prin scrierea câte o fotografie dreptunghiulară la un moment dat, modelele complexe de măști pot fi o problemă, deoarece numărul mare de dreptunghiuri mici necesare pentru a le crea ar fi nevoie de asemenea. mult timp pentru a scrie.

Raportând munca lor în Journal of Micro/Nanopatterning, Materials, and Metrology, echipa de la D2S, Inc. a inventat o metodă numită Masca Wafer Co-optimization (MWCO) cu trei perspective: scriitorul de mască și scanerul de plachete sunt ambele filtre trece-jos; cadrele suprapuse ghidate de simularea mască/plachetă pot crea forme curbilinii cu mai puține cadre; prin țintirea modelului de napolitane, în loc de modelul de mască, se pot crea fotografii mult mai simple pentru a imprima modelul de napolitană corect. Prin utilizarea acestei simulări duble, calitatea imprimării plachetelor este optimizată în mod iterativ în timp ce se manipulează marginile de fotografiere VSB pentru a produce forme de mască de țintă rectilinie despre care se știe că pot fi scrise pe un writer VSB, cu un număr de fotografii cunoscut și acceptabil.

D2S și Micron Technology au demonstrat că MWCO poate reduce variația plachetelor de 3x și poate îmbunătăți fereastra procesului de napolitană de 2x în comparație cu Micron OPC, indicând o îmbunătățire substanțială a preciziei și fiabilității procesului de litografie. Timpul de scriere pentru o mască ILT curbilinie completă ar fi mai mic de 12 ore, satisfăcând cerințele de producție de mare volum.

Aceasta înseamnă că toți producătorii de semiconductori pot produce acum cipuri care nu numai că sunt mai mici, ci și au performanțe mai mari și un consum mai mic de energie, chiar dacă nu au acces la un scriitor de mască cu mai multe fascicule.

(Fluierul)