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EUV ist reif für die Serienfertigung

21. März 2017, 11:32 Uhr | Joost Bekaert und Ming Mao

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

EUV-Implementierung für die Massenfertigung

Die Imec-Forscher haben den Einsatz von SAQP in Verbindung mit nur einem EUV Blocking-Schritt beim Erzeugen des kritischen metal2-Layers mit 32 nm Pitch im BEOL untersucht. Als wichtiges Ergebnis zeigte sich dabei, dass die derzeitige Imaging-Performance des ASML NXE:3300 für die Realisierung des metal2 Block-Layers ausreichend ist. Die Ergebnisse belegen klar die erfolgreiche Integration des EUVL-definierten Blocks. Allerdings sind die Overlay- und Stochastik-Effekte wichtige Punkte, die weitere Aufmerksamkeit und Verbesserungen erfordern. Das gilt besonders, wenn eine weitere Skalierung auf dem Programm steht.

Der vorgeschlagene Ansatz ist eine gute Alternative zum dreifachen 'SAQP plus Immersion' Block Patterning des metallischen 32-nm-Layers. Von dem hybriden Ansatz mit direktem EUV Block Printing und EUV-Printing der Vias ist eine Kostenreduktion von 20% zu erwarten. Eine weitere Reduktion um 3% dürfte möglich sein, wenn nur noch ein EUV-Belichtungsschritt zur Strukturierung der BEOL Metal-Layer verwendet wird. Erste Resultate legen nahe, dass die Abbildungstreue und die Maskenherstellung die größten Herausforderungen dieser Option sind. Auch hier sind Optimierungen im Gange.

Die Pitch-Skalierung allein erfüllt nicht alle Anforderungen des Foundry N5-Node. Deshalb wurden die Lösungen durch die gleichzeitige Optimierung der Technologie und der Standard-Zell-Bibliotheken ergänzt. Dies resultierte in signifikant geringeren Standard-Zellhöhen. Das erlaubt die Definition eines vollen Node, wobei dem Anstieg der Waferkosten durch Scaling-Booster um 3% die Flächenreduzierung um rund 21% als Gewinn gegenüber steht.

Einschließlich der Vorschläge für Designregeln, Masken, Photoresists, Ätzung und Metrologie, bei denen Imec in enger Partnerschaft mit Equipment- und Material-Lieferanten zusammengearbeitet hat, bilden alle diese Erkenntnisse die erste umfassende Lösung für den Einsatz von EUVL in der Massenfertigung.

Joost Bekaert ist Lithography R&D Engineer, Ming Mao ist Etch Process Engineer, beide beim Imec.