Application-Specific Lithography: Sub-0.0013 Um2 DRAM Storage Node Patterning

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Az egyre kisebb DRAM-cellaméretek keresése továbbra is aktív és folyamatban van. A DRAM cella mérete az előrejelzések szerint megközelíti a 0.0013 um2-t a D12 csomópont esetében. A mintázattal kapcsolatos kihívások jelentősek, akár DUV, akár EUV litográfia használatáról van szó. Az ASML különösen arról számolt be, hogy amikor a központok közötti értékek elérik a 40 nm-t, az egyszeri mintázat még EUV esetében sem javasolt [1]. Ebben a cikkben bemutatjuk, hogy a 12 nm-es DRAM-csomópont és azon túli kondenzátorok között a kondenzátorok középpontja várhatóan 40 nm alá csökken, ezért több mintázatot igényel.

DRAM cellaelrendezés tárolókondenzátorokhoz

A tárolókondenzátorok hatszögletű tömbben vannak elrendezve (1. ábra). Az aktív terület tervezési szabályát a bitsor és a szósor magassága határozza meg [2].

1. ábra Tárolócsomópontok (sárga) egy DRAM cellarácson. BLP = bitsor magassága, WLP = szósor magassága.

A 38 nm-es bites vonalosztás és a 33 nm-es szósorosztás 38 nm-es középpont-középpont-középponthoz, az átlók közötti távolság pedig 32.9 nm-hez vezet, 0.001254 um2 cellaméret és alig 12 nm-es aktív terület tervezési szabály esetén.

Egy 0.33 NA EUV rendszernél a hatszögletű tömb hexapólusos megvilágítást használna, ahol minden pólus háromsugaras interferenciamintát hoz létre (2. ábra). A négy kvadráns pólus más mintát hoz létre, mint a másik két vízszintes pólus. Ez két különálló dóziskomponenshez vezet, különálló sztochasztikával. Ezeket hozzáadjuk a végső, összetett mintához.

2. ábra. A DRAM-tárolási minta hexapólusos megvilágítása 4 kvadráns pólusból (szürke) és két vízszintes pólusból (sárga) áll. A megvilágítás irányától függően az így létrejövő háromsugaras interferenciamintázat meghatározott tájolású.

A jellemző szélén lévő jelentős elnyelt fotonlövés zaj miatt a mintaelhelyezési hibára gyakorolt sztochasztikus hatás jelentős, amint azt a Ref. 1, könnyen meghaladva az 1 nm-es átfedési specifikációt. Az alacsonyabb felszívódott dózis nyilvánvalóan rosszabbnak tűnik (3. ábra).

3. ábra: A központi oszlop sztochasztikus elhelyezési hibája (csak X) 38 nm x 66 nm-es egységcellában (szósor távolság = 33 nm), a várható hexapólus megvilágítás mellett 0.33 NA EUV rendszerben. Itt 25 különböző esetből álló sorozat látható két felszívódott dózisra.

Ha 0.55 NA-ra megyünk, az erősen csökkenti a fókuszmélységet. A 0.55-ös NA 15 nm-es defókuszhoz vezet, ami >50 fokos fáziseltolódáshoz vezet a legbelső és a legkülső diffrakciós sorrend között (4. ábra), ami jelentősen csökkenti a kép kontrasztját az elhalványulás miatt [3].

4. ábra: 15 nm-es defókuszálás egy 0.55 NA EUV rendszeren >50 fokos fáziseltolódáshoz vezet a legbelső és a legkülső diffrakciós sorrend között.

Így valószínű, hogy a tárolási csomópont mintázatát két keresztezett vonalmintából kell kialakítani (5. ábra). Minden keresztezett vonalminta létrehozható EUV egyszeri expozícióval vagy DUV SAQP-vel (önálló négyes mintázat). Mindkét lehetőség egymaszkos folyamat. A SAQP folyamat kiforrottabb (mivel régen megelőzte az EUV-t), és mentes az EUV másodlagos elektronsztochasztikus aggályaitól [4], ezért előnyben kell részesíteni. Ennek ellenére az SAQP esetében a távtartó vonalakat jól szabályozni kell mind az elhelyezés, mind a vonalszélesség érdessége szempontjából [5].

5. ábra A tárolási csomópont mintázat két keresztezett vonalminta metszéséből alakítható ki.

A vonal-típusú SAQP helyett egy 2-D spacer méhsejt-mintázatot is bemutatott a Samsung [6], egyetlen maszkot használva kiindulási méhsejt mintázattal, két kezdővonal-mintázatú maszk helyett.

Míg a fenti eset a 38 nm-es bites vonalosztást és a 33 nm-es szósorosztást vette figyelembe, ez vonatkozik arra az esetre is, amikor a hexagonális szimmetria miatt a hangmagasság felcserélődik (33 nm-es bitvonal- és 38 nm-es szósor-osztás).

Referenciák

[1] W. Gao és munkatársai, Proc. SPIE 11323, 113231L (2020).

[2] F. Chen, Trigonometric Relationship among DRAM Cell Pitches, https://www.youtube.com/watch?v=Oq6b-6iw6Zk

[3] JH. Franke, TA Brunner, E. Hendrickx, J. Micro/Nanopattern. Mater. Metrol. 21, 030501 (2022).

[4] F. Chen, A Secondary Electron Blur Randomness as the Origin of EUV Stochastic Defects, https://www.linkedin.com/pulse/secondary-electron-blur-randomness-origin-euv-stochastic-chen/

[5] N. Bae és munkatársai, Proc. SPIE 11615, 116150B (2021).

[6] JM Park et al., IEDM 2015.

Ez a cikk először a LinkedIn Pulse-ban jelent meg: Alkalmazás-specifikus litográfia: 0.0013 um2 alatti DRAM tárolócsomópont-mintázat

Oszd meg ezt a bejegyzést ezen keresztül: