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7nm 栅接触为何曝光两次?读懂 LELE 图形保存

LELE 将目标图形分成两组,分别光刻并刻蚀。它缓解单次成像需要处理的图形密度,但将两组位置重新组合时,套刻与边缘位置误差仍然重要。 [P1]这条 7nm Flow 的 CON/CB 栅接触段就有 E1、E2 两轮成像与记忆层转移,应依据两轮成像与刻蚀的职责识别,而不是只看步骤缩写。

E1 先写在哪里?

第 305 步 Gate Contact_E1 Lithography 在胶层中定义第一组开口。随后 SiON 与记忆层刻蚀把该图形转入掩膜栈,才重新准备下一轮成像。这样即使第一轮胶不再保留,E1 的位置信息仍能由结构保存。此处的“记忆”指图形保存;不需要把它解释为一种未经本例证实的特殊化学记忆效应。

Process checkpoint · 工艺坐标

7nmCONStep 305
工艺截面示意图 · 7nm FinFET · 步骤 305

理解 Gate Contact_E1 Lithography 的工艺作用

区分当前光刻胶图形与下层保留图形,追踪 E1、E2 如何进入组合刻蚀。

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LELE 栅接触:两轮图形如何合成一个开口集合
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E2 加入的是另一部分图形

第 314 步 Gate Contact_E2 Lithography 在重新准备的表面上形成第二组。观察时要同时追踪当前胶图形与下方已记录的图形,不能只看最上层有没有孔。所链接实例的 E1、E2 属于组合接触位置,不宜套成“E2 只是对 E1 进行修正或切断”的通用说法。第二轮随后也经记忆层刻蚀写入。

为什么最后还有一次 Integrated Etch?

第 319 步把组合图形向下转移到器件介质,准备通往目标栅区域的接触空腔。此前两轮主要在分配并保存图形,这一轮继续完成深度方向的转移。后续去胶、清理和金属填充尚未发生,开口不是已经导电的接触。

有 spacer 就是 SADP 吗?

不是。这个流程中也有缩小开口的侧墙步骤,但两组接触位置仍由 E1、E2 定义。典型 SADP 利用芯模两侧的侧墙生成倍增图形,空间定位方式不同。应依据侧墙承担的作用区分两者,不能只靠关键词判断;同样,7nm 的其他多色或侧墙图形化段也不能全部统称为简单 LELE。

图形位置与存储

独立示意图分别表示已存储的 E1、新的 E2 胶图形和合并开口的后续转移。红蓝只区分两组图形贡献,不表示材料种类或实测误差。当前胶层去除后,下层已记录的信息可以保留。开口仍是空腔,图解不证明套刻精度,也不表示接触已完成。

E1 胶去除后,图形仍保留在存储层。
E1 胶去除后,图形仍保留在存储层。
E2 在已保留的 E1 上方定义另一组位置。
E2 在已保留的 E1 上方定义另一组位置。
合并开口向下转移,图中尚无导电填充。
合并开口向下转移,图中尚无导电填充。

独立原理示意;非课程截面、实测结果或工艺规格。

参考来源

[P1] 论文2008

Toward 3nm overlay and critical dimension uniformity: an integrated error budget for double patterning lithography

W. Arnold · SPIE Advanced Lithography

DOI: 10.1117/12.782311

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常见问题

LELE 为什么把图形分成两轮?
每轮光刻处理密度较低的一组图形,两组重新组合时仍需控制套刻与边缘位置。
图形记忆层有什么作用?
它在当前光刻胶去除后保留已经转移的图形信息,使后续工序能把前一轮图形与下一轮组合使用。
出现 spacer 名称就能判定为 SADP 吗?
不能。需要辨认每组图形怎样形成和转移;所链接栅接触顺序中,E1 与 E2 各有成像和刻蚀职责。
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