أنماط متعددة

تُعدّ تقنية النقش المتعدد (أو الطباعة المتعددة ) فئة من التقنيات المستخدمة في تصنيع الدوائر المتكاملة ، وقد طُوّرت خصيصًا لتقنية الطباعة الضوئية لتعزيز كثافة العناصر. ومن المتوقع أن تصبح هذه التقنية ضرورية لعمليات تصنيع أشباه الموصلات بتقنية 10  نانومتر و7  نانومتر وما بعدها. وتقوم هذه التقنية على فرضية أن عملية تعريض ضوئي واحدة قد لا تكون كافية لتوفير الدقة المطلوبة، وبالتالي ستكون هناك حاجة إلى عمليات تعريض إضافية، أو إلى تحديد مواقع الأنماط باستخدام جدران جانبية محفورة (باستخدام فواصل).

تقنيات مختلفة للتكرار : أعلى: تقسيم العناصر إلى مجموعات (3 موضحة هنا)، كل منها مُنمَّط بقناع مختلف . وسط: استخدام فاصل لإنشاء عناصر منفصلة إضافية في الفراغات. أسفل: استخدام عنصر ذي قطبية معاكسة لقطع (كسر صغير) العناصر الموجودة مسبقًا.

حتى مع دقة التعريض الضوئي الواحد الكافية، تم استخدام أقنعة إضافية لتحسين جودة النقش، كما فعلت شركة إنتل لقطع الخطوط عند  عقدة 45 نانومتر [ 1 ] أو شركة TSMC عند  عقدة 28 نانومتر [ 2 ] . وحتى في الطباعة الحجرية باستخدام حزمة الإلكترونات ، يبدو أن التعريض الضوئي الواحد غير كافٍ عند  نصف خطوة يبلغ حوالي 10 نانومتر، مما يستدعي نقشًا مزدوجًا [ 3 ] [ 4 ] .

تم عرض تقنية الطباعة الحجرية ذات النمط المزدوج لأول مرة عام 1983 على يد دي سي فلاندرز وإن إن إفريموف. [ 5 ] ومنذ ذلك الحين، تم تطوير العديد من تقنيات الطباعة الحجرية ذات النمط المزدوج، مثل الطباعة الحجرية ذات النمط المزدوج ذاتية المحاذاة (SADP) وتقنية الطباعة الحجرية فقط للطباعة الحجرية ذات النمط المزدوج. [ 6 ] [ 7 ]

ابتكر غورتيج سينغ ساندو من شركة مايكرون تكنولوجي تقنية الطباعة المزدوجة خلال العقد الأول من الألفية الثانية، مما أدى إلى تطوير ذاكرة فلاش NAND من فئة 30 نانومتر . ومنذ ذلك الحين، اعتمدت شركات تصنيع ذاكرة فلاش NAND وذاكرة الوصول العشوائي على نطاق واسع تقنية الطباعة المتعددة في جميع أنحاء العالم. [ 8 ] [ 9 ]

المواقف التي تتطلب أنماطًا متعددة

هناك عدد من الحالات التي تؤدي إلى الحاجة إلى أنماط متعددة.

درجة دقة أقل

تحدّ العيوب العشوائية من دقة الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى. وتزداد هذه العيوب خطورةً مع تقارب المسافات بين الرقاقات؛ فعند مسافة 36 نانومتر، لا ينخفض ​​معدل العيوب عن 10⁻⁹ تقريبًا. وتُعاني أنماط التلامس من عيوب شديدة عند الأبعاد الأكبر.

تُعدّ الحالة الأكثر وضوحًا التي تتطلب نقشًا متعددًا هي عندما تكون المسافة بين العناصر أقل من حد دقة نظام الإسقاط البصري. بالنسبة لنظام ذي فتحة عددية NA وطول موجي λ، فإن أي مسافة أقل من 0.5 λ/NA لن تكون قابلة للتمييز في تعريض رقاقة واحدة. قد ينشأ حد الدقة أيضًا من تأثيرات عشوائية، كما هو الحال في تقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) . ونتيجة لذلك، لا يزال عرض الخط البالغ 20  نانومتر يتطلب نقشًا مزدوجًا بتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى، نظرًا لزيادة العيوب عند المسافات الأكبر بين العناصر. [ 10 ]

تقريب النمط ثنائي الأبعاد

تقريب الأنماط ثنائية الأبعاد. الأنماط الكثيفة ثنائية الأبعاد المتكونة من عدد قليل من الحزم المتداخلة تكون دائماً مستديرة بشدة.

من المعروف أن الأنماط ثنائية الأبعاد الكثيفة، التي تتشكل من تداخل شعاعين أو ثلاثة أشعة في اتجاه واحد، كما هو الحال في إضاءة رباعية الأقطاب أو إضاءة الكوازار، تتعرض لتقريب كبير، خاصةً عند الانحناءات والزوايا. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] نصف قطر تقريب الزاوية أكبر من الحد الأدنى للخطوة (~0.7 λ/NA). [ 14 ] وهذا يُسهم أيضًا في ظهور بقع ساخنة لأحجام العناصر التي تبلغ ~0.4 λ/NA أو أصغر. [ 15 ] لهذا السبب، من المفيد تحديد أنماط الخطوط أولًا، ثم قص أجزاء من هذه الخطوط وفقًا لذلك. [ 16 ] يتطلب هذا تعريضات إضافية. قد تكون الأشكال المقطوعة نفسها مستديرة أيضًا، مما يتطلب دقة عالية في تحديد الموضع. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

المفاضلة بين طرف الخط وعرضه

يؤدي تقريب أطراف الخطوط بشكل طبيعي إلى مفاضلة بين تقليص عرض الخط (أي عرض طرفه) وتقليص المسافة بين الأطراف المتقابلة. ومع تقليص عرض الخط، يتقلص نصف قطر طرفه. وعندما يكون عرض طرف الخط أقل من دالة انتشار النقطة (k1 ~ 0.6–0.7)، ينسحب طرف الخط تلقائيًا، [ 19 ] مما يزيد المسافة بين الأطراف المتقابلة. وبالمثل، تحد دالة انتشار النقطة المسافة القابلة للتمييز بين مراكز أطراف الخطوط (المُمثلة بدوائر). وهذا بدوره يؤدي إلى مفاضلة بين تقليل عرض الخلية وتقليل ارتفاعها. ويمكن تجنب هذه المفاضلة بإضافة قناع قص/تشذيب (انظر المناقشة أدناه). [ 20 ] وبالتالي، بالنسبة  للعقدة المستهدفة بتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى 7 نانومتر، مع  عرض خط معدني يبلغ 18 نانومتر (k 1 =0.44 لـ λ=13.5  نانومتر، NA=0.33)، فإن فجوة طرف الخط التي تقل عن 25  نانومتر (k 1 =0.61) تستلزم أن نمط الأشعة فوق البنفسجية القصوى الفردي غير كافٍ؛ من الضروري إجراء تعريض قطع ثانٍ.

تتطلب أجزاء مختلفة من التصميم إضاءات مختلفة

تتطلب العناصر المختلفة إضاءات مختلفة. قد تتطلب العناصر المختلفة في نفس التصميم (كما هو موضح بألوان مختلفة) إضاءات مختلفة، وبالتالي، تعريضات مختلفة. في حين يمكن معالجة الخطوط الأفقية والرأسية بإضاءة رباعية الأقطاب مشتركة (زرقاء)، فإن الاتجاهات بزاوية 45 درجة ستتأثر سلبًا، لأنها تتطلب إضاءة رباعية الأقطاب مختلفة تمامًا (حمراء). ونتيجة لذلك، فإن تضمين جميع هذه الحالات سيتطلب تعريضات منفصلة.

عندما تتضمن الأنماط أحجام ميزات قريبة من حد الدقة، فمن الشائع أن تتطلب الترتيبات المختلفة لهذه الميزات إضاءات محددة لطباعتها. [ 21 ]

أبسط مثال على ذلك هو الخطوط الأفقية الكثيفة مقابل الخطوط الرأسية (نصف المسافة بين الخطوط < 0.35 λ/NA)، حيث تتطلب الأولى إضاءة ثنائية القطب شمال-جنوب، بينما تتطلب الثانية إضاءة ثنائية القطب شرق-غرب. في حال استخدام كلا النوعين (المعروف أيضًا باسم الإضاءة الرباعية المتقاطعة C-Quad)، فإن ثنائي القطب غير المناسب يُشوه صورة اتجاه الخط المعني. [ 22 ] يمكن استيعاب الخطوط الأفقية والرأسية ذات المسافات الأكبر التي تصل إلى λ/NA باستخدام الإضاءة الرباعية أو إضاءة QUASAR، ولكن تتشوه الميزات المتباعدة قطريًا والميزات المنحنية. [ 23 ] [ 24 ]

في ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) ، تتعرض المصفوفة والمحيط لظروف إضاءة مختلفة . على سبيل المثال، يمكن تعريض المصفوفة لإضاءة ثنائية القطب، بينما يمكن استخدام إضاءة حلقية للمحيط. [ 25 ] ينطبق هذا على أي مجموعة من الأنماط (نصف المسافة بين الخطوط < 0.5 λ/NA) ذات مسافات مختلفة بين الخطوط أو ترتيبات مختلفة للعناصر، مثل المصفوفات المستطيلة مقابل المصفوفات المتداخلة. [ 26 ] [ 27 ] [ 25 ] [ 28 ] يمكن تمييز أي من الأنماط الفردية، ولكن لا يمكن استخدام إضاءة واحدة في الوقت نفسه لجميعها. قد تتطلب المسافة الدنيا بين الخطوط إضاءةً تضر بضعف المسافة الدنيا بين الخطوط عند وجود عدم تركيز. [ 29 ] [ 30 ]

يُعدّ تضمين كلٍّ من العناصر المنفردة والكثيفة مثالًا معروفًا على التنميط متعدد الأبعاد. وقد صُممت ميزات المساعدة دون الدقة (SRAFs) لتمكين تنميط العناصر المنفردة عند استخدام إضاءة مُخصصة للعناصر الكثيفة. مع ذلك، لا يُمكن تغطية جميع نطاقات الأبعاد. وعلى وجه الخصوص، قد لا يكون من السهل تضمين العناصر شبه الكثيفة. [ 31 ] [ 32 ]

مثال محدد: مصفوفات الثقوب

تتطلب كل مصفوفة إضاءة خاصة بها. تتطلب التكوينات المختلفة للمصفوفات إضاءة مختلفة ومتنافية. ولتلبية جميع هذه الاحتياجات، يلزم استخدام تعريضات مختلفة مع الإضاءة المختلفة.

في حالة مصفوفات الثقوب (بحد أدنى نصف مسافة بين الثقوب < 0.6 λ/NA)، تتطلب ثلاث حالات معروفة ثلاثة أنواع مختلفة تمامًا من الإضاءة. تتطلب المصفوفة المنتظمة عمومًا إضاءة الكوازار، بينما ينتج عن تدوير المصفوفة نفسها بزاوية 45 درجة مصفوفة مربعة الشكل تتطلب إضاءة C-quad. [ 28 ] وعلى عكس الحالتين السابقتين، تتطلب المصفوفة ذات التناظر شبه المثلثي أو السداسي إضاءة سداسية الأقطاب. [ 33 ]

أنماط متعددة النغمات

نقطة اتصال OPC. يُحظر وجود مساحة غير كافية (المنطقة الحمراء) لميزات المساعدة لدعم الحد الأدنى لخطوة المعدن (MMP) بمقدار 2x في وجود MMP واحد.
أنماط ذات إضاءات غير متوافقة. قد تؤدي الإضاءات المصممة خصيصًا لأجزاء معينة من نمط متعدد المسافات إلى تدهور جوانب أخرى. هنا، تُحسّن المواقع الزرقاء الحد الأدنى للمسافة بين الخطوط، بينما تُحسّن المواقع الحمراء فواصل الخطوط ولكن ليس الحد الأدنى للمسافة بين الخطوط.

أحيانًا، يحتوي نمط الميزة بطبيعته على أكثر من مسافة بين الخطوط، بل إن هذه المسافات غير متوافقة لدرجة أنه لا يمكن لأي إضاءة تصوير كلا المسافتين معًا بشكل مُرضٍ. ومن الأمثلة الشائعة، من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)، نمط الطوب الذي يُحدد المناطق النشطة للمصفوفة. [ 34 ] [ 35 ] بالإضافة إلى المسافة الضيقة بين المناطق النشطة، توجد أيضًا المسافة بين فواصل أو انقطاعات هذه المناطق، وهي تختلف عن المسافة الضيقة في الاتجاه نفسه. عندما تكون المسافة الضيقة أقل من λ/NA (ولكنها لا تزال أكبر من 0.5 λ/NA)، لا يمكن تصويرها في الوقت نفسه مع المسافة المزدوجة بسبب قيود التركيز في الأخيرة. يُعد الحفر الانتقائي، إلى جانب تقنية SADP أو SAQP (التي سيتم شرحها لاحقًا)، أفضل طريقة حاليًا لتحقيق النقش المتزامن لكلا المسافتين. [ 36 ]

انحرافات طفيفة عن تداخل الحزمتين

يشكّل نمط التداخل ثنائي الحزمة (نصف المسافة بين الخطوط < 0.5 λ/NA) مجموعة من الخطوط المتباعدة بانتظام. تُعدّ الفواصل في هذه الخطوط، مثل أنماط الطوب، انحرافات عن نمط التداخل. لا تُهيمن هذه الفواصل عادةً على النمط، وبالتالي فهي انحرافات صغيرة. هذه الانحرافات غير كافية لتعويض التداخل البنّاء أو الهدّام لنمط الخطوط المنتظم الأساسي بشكل كامل؛ وغالبًا ما ينتج عنها فصوص جانبية. [ 37 ] [ 38 ] يمكن سدّ فجوات نهايات الخطوط بسهولة تحت إضاءة ثنائية القطب. [ 39 ] لذلك، يلزم تعريض قناع آخر (يُشار إليه عادةً بقناع القطع) لكسر نمط الخطوط بشكل أكثر فعالية.

قطع الخط

قد يؤدي عدم محاذاة الأشكال المقطوعة إلى مشاكل كهربائية مثل حدوث شرارة كهربائية وتغيرات في مقاومة التلامس.

 تضمنت أولى تطبيقات تقنية الطباعة المتعددة قطع الخطوط. وقد ظهر ذلك لأول مرة في عقدة إنتل 45 نانومتر، مع  مسافة بوابة 160 نانومتر. [ 40 ] لا يُسهم استخدام قناع ثانٍ لقطع الخطوط المحددة بواسطة قناع أول في زيادة كثافة الميزات بشكل مباشر. بل يسمح بتحديد ميزات، مثل أنماط الطوب، التي تعتمد على خطوط متباعدة بمسافة دنيا، خاصةً عندما تكون الخطوط قريبة من حد الدقة وتنتج عن تداخل الشعاعين المذكور أعلاه. لا يزال تداخل الشعاعين يهيمن على نمط الحيود. [ 37 ] في الواقع، في غياب تعريض قطع منفصل، ستكون الفجوة بين نهايات خطوط المسافة الدنيا كبيرة للغاية. [ 41 ] [ 42 ] ويعود ذلك إلى التقريب الناتج عن انخفاض الترددات المكانية. [ 43 ]

تخضع أشكال القطع الخطية نفسها للتقريب؛ ويمكن تقليل هذا التقريب من خلال الإضاءة المثلى، [ 44 ] ولكن لا يمكن التخلص منه تمامًا.

عند تطبيق القناع الثاني على خطوط القطع، يجب مراعاة التراكب بالنسبة للقناع الأول؛ وإلا فقد تحدث أخطاء في تحديد موضع الحواف. إذا كانت المسافة بين الخطوط قريبة من حد الدقة، فقد يواجه نمط القطع نفسه صعوبة في التصوير، نتيجةً لانخفاض الجرعة أو نافذة التركيز. يتسبب التباين العشوائي للأشعة فوق البنفسجية الشديدة في تشكيل عشوائي للقطع. [ 45 ] في هذه الحالة، يجب استخدام أكثر من قناع قطع واحد، أو أن يمتد القطع على أكثر من خط. قد يكون قطع الخطوط ذاتي المحاذاة (سيتم شرحه لاحقًا) خيارًا مفضلًا.

انقسام النغمة

التعريض المزدوج، الحفر المزدوج (الخنادق): طلاء مقاوم للضوء فوق النمط الأول؛ الحفر بجوار العناصر السابقة؛ إزالة المقاوم الضوئي
تقنية النقش المزدوج بتقسيم المسافة بين النقوش. تتضمن هذه التقنية تخصيص عناصر متجاورة لقناعَين مختلفَين، يُشار إليهما بألوان مختلفة. وهي لا تزال أبسط أساليب النقش المتعدد المستخدمة اليوم، وتُضيف تكلفة أقل من تقنية الطباعة الحجرية فوق البنفسجية القصوى (EUV).
ستفرض بعض تصميمات المعادن ثنائية الاتجاه أكثر من نمط مزدوج إما لتقنية EUV أو DUV إذا كانت المسافة الدنيا بين المعادن صغيرة جدًا.
في بعض الأحيان، يكون من الضروري "دمج" ميزتين مطبوعتين بشكل منفصل في ميزة واحدة.

كانت أقدم أشكال الطباعة المتعددة تعتمد ببساطة على تقسيم النمط إلى جزأين أو ثلاثة، يُمكن معالجة كل جزء منها بالطريقة التقليدية، ثم يُدمج النمط بأكمله في النهاية في الطبقة الأخيرة. يُطلق على هذه الطريقة أحيانًا اسم " تقسيم المسافة بين الطبقات" ، نظرًا لعدم إمكانية تصوير عنصرين يفصل بينهما مسافة واحدة، وبالتالي لا يُمكن تصوير سوى العناصر المتجاوزة في كل مرة. ويُطلق عليها أيضًا اسم "LELE" (الطباعة الحجرية - الحفر - الطباعة الحجرية - الحفر). وقد استُخدم هذا الأسلوب في تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد 20  نانومتر و14  نانومتر. وقد تم التغاضي عن التكلفة الإضافية للتعريضات الإضافية نظرًا لأن عددًا قليلًا فقط من الطبقات الحرجة كان يحتاج إليها. لكن كان هناك قلق أكبر يتمثل في تأثير أخطاء تحديد موضع العناصر (التراكب). ونتيجة لذلك، حلّت تقنية تصوير الجدار الجانبي ذاتية المحاذاة (الموصوفة أدناه) محل هذه التقنية.

تعتمد طريقة "القوة الغاشمة" لتشكيل الأخاديد على سلسلة من عمليتي تعريض ضوئي (على الأقل) وحفر أنماط مستقلة في الطبقة نفسها. يتطلب كل تعريض طبقة مختلفة من مادة مقاومة الضوء . عند اكتمال السلسلة، يكون النمط الناتج عبارة عن مزيج من الأنماط الفرعية المحفورة سابقًا. من خلال دمج الأنماط الفرعية، يمكن نظريًا زيادة كثافة النمط إلى ما لا نهاية، حيث يتناسب نصف المسافة بين الأنماط عكسيًا مع عدد الأنماط الفرعية المستخدمة. على سبيل المثال،  يمكن إنشاء نمط بنصف مسافة 25 نانومتر من خلال دمج  نمطين بنصف مسافة 50 نانومتر، أو ثلاثة  أنماط بنصف مسافة 75 نانومتر، أو أربعة أنماط بنصف مسافة 100 نانومتر. غالبًا ما يتطلب تصغير حجم العناصر استخدام تقنيات مثل الانكماش الكيميائي، أو إعادة التدفق الحراري، أو أغشية مساعدة على الانكماش. بعد ذلك، يمكن نقل  هذا النمط المركب إلى الطبقة النهائية.

يُمكن توضيح ذلك بشكل أفضل من خلال مثال عملي. تُنقل طبقة مقاومة ضوئية أولية إلى طبقة قناع صلبة سفلية. بعد إزالة طبقة المقاومة الضوئية عقب نقل نمط القناع الصلب، تُطلى طبقة ثانية من المقاومة الضوئية على العينة، وتخضع هذه الطبقة لعملية تعريض ضوئي ثانية، لتصوير الميزات الواقعة بين الميزات المنقوشة في طبقة القناع الصلب. يتكون نمط السطح من ميزات المقاومة الضوئية المحصورة بين ميزات القناع، والتي يُمكن نقلها إلى الطبقة النهائية السفلية. يُتيح ذلك مضاعفة كثافة الميزات.

بالنسبة للعقد المتقدمة، قد يتطلب كل من EUV وDUV تقسيم التخطيطات ثنائية الاتجاه إلى أكثر من جزأين، مما ينتج عنه نقش ثلاثي ورباعي على التوالي. [ 46 ]

أحيانًا، يكون من الضروري دمج عنصرين مطبوعين بشكل منفصل في عنصر واحد. [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] وقد استُخدم هذا النوع من الطباعة المزدوجة حتى ذاكرة الوصول  العشوائي الديناميكية (DRAM) بتقنية 15 نانومتر تقريبًا، وربما حتى بعد ذلك. [ 50 ]

يُعدّ تجميد المقاوم الضوئي أحد أساليب هذا النهج ، إذ يُلغي عملية الحفر الأولى للقناع الصلب [ 51 ] ، مما يسمح بوضع طبقة ثانية من المقاوم الضوئي فوق الطبقة الأولى المُطوّرة. وقد أثبتت شركة JSR إمكانية رسم  خطوط وفراغات بعرض 32 نانومتر باستخدام هذه الطريقة [ 52 ] ، حيث يتم التجميد عن طريق تقوية سطح الطبقة الأولى من المقاوم الضوئي.

في السنوات الأخيرة، تم توسيع نطاق مصطلح "تقسيم الملعب" تدريجياً ليشمل التقنيات التي تتضمن فواصل الجدار الجانبي.

نقل صورة الجدار الجانبي

قناع فاصل: النمط الأول؛ الترسيب؛ تشكيل الفاصل بالحفر؛ إزالة النمط الأول؛ الحفر باستخدام قناع فاصل؛ النمط النهائي

في تقنية النقش بالفاصل ، يُمثل الفاصل طبقة رقيقة تُشكّل على الجدار الجانبي لعنصر مُنقوش مسبقًا. يتشكل الفاصل بترسيب أو تفاعل الطبقة الرقيقة على النمط السابق، ثم يُزال كل أثر للمادة الرقيقة على الأسطح الأفقية، تاركًا فقط المادة على الجدران الجانبية. بإزالة العنصر المنقوش الأصلي، يتبقى الفاصل فقط. مع ذلك، نظرًا لوجود فاصلين لكل خط، تتضاعف كثافة الخطوط. يُشار إلى هذه التقنية عادةً باسم النقش المزدوج ذاتي المحاذاة (SADP). تُستخدم تقنية الفاصل لتحديد بوابات ضيقة بنصف المسافة الأصلية بين الخطوط في الطباعة الحجرية، على سبيل المثال.

مع ازدياد صعوبة تقسيم المسافة بين الخطوط بسبب الاختلافات المحتملة في مواقع العناصر بين الأجزاء المكشوفة المختلفة، أصبح نقل صورة الجدار الجانبي (SIT) النهج الأمثل. يتطلب هذا النهج عادةً إنشاء طبقة فاصلة على الجدار الجانبي للعنصر المحفور. إذا كانت هذه الطبقة الفاصلة تمثل عنصرًا موصلًا، فيجب قطعها في موقعين على الأقل لفصل العنصر إلى خطين موصلين أو أكثر كما هو متوقع. أما إذا كانت الطبقة الفاصلة تمثل عنصرًا عازلًا، فلا داعي للقطع. وقد شكل التنبؤ بعدد القطع اللازمة لأنماط المنطق المتقدمة تحديًا تقنيًا كبيرًا. نُشرت العديد من الطرق لتشكيل الطبقات الفاصلة (بعضها مذكور أدناه)، وجميعها تهدف إلى تحسين إدارة القطع وتقليلها.

بما أن مواد الفواصل هي عادةً مواد قناع صلب ، فإن جودة نمطها بعد الحفر تميل إلى أن تكون أفضل مقارنةً بملامح مقاومة الضوء بعد الحفر، والتي تعاني عمومًا من خشونة حواف الخطوط. [ 53 ]

تتمثل المشكلات الرئيسية في استخدام الفواصل في مدى ثباتها بعد إزالة المادة الملتصقة بها، ومدى ملاءمة شكلها، وما إذا كانت المادة الأساسية تتأثر بعملية الحفر التي تزيل المادة الملتصقة بها. ويزداد نقل النمط تعقيدًا عندما تؤدي إزالة المادة المجاورة للفواصل إلى إزالة جزء من المادة الأساسية أيضًا، مما ينتج عنه تضاريس أعلى على أحد جانبي الفاصل مقارنةً بالجانب الآخر. [ 54 ] أي خلل في محاذاة الأقنعة أو انحراف في البعد الحرج للميزة المحددة مسبقًا (CD) سيؤدي إلى تناوب المسافة بين الميزات، وهي ظاهرة تُعرف باسم "تذبذب المسافة". [ 55 ]

يعتمد موضع الفاصل أيضًا على النمط الذي يُثبّت عليه. فإذا كان النمط عريضًا جدًا أو ضيقًا جدًا، يتأثر موضع الفاصل. مع ذلك، لا يُشكّل هذا الأمر مشكلةً في عمليات تصنيع ميزات الذاكرة الحساسة التي تتم محاذاتها ذاتيًا.

عند تكرار عملية SADP، يتم تحقيق انخفاض إضافي في المسافة بين الخطوط إلى النصف. ويُشار إلى هذه العملية غالبًا باسم النقش الرباعي ذاتي المحاذاة (SAQP). وبما أن  الحد الأدنى المتوقع للمسافة بين الخطوط في عملية الطباعة الحجرية بالغمر هو 76 نانومتر ، [ 56 ]  أصبح من الممكن الآن الوصول إلى مسافة 19 نانومتر باستخدام SAQP.

نمط التلامس/الوصلات ذاتية المحاذاة

تتم محاذاتها ذاتياً عبر نمط دمشقي مزدوج.

يُعدّ تشكيل نقاط التلامس والوصلات ذاتية المحاذاة طريقةً راسخةً لتشكيل نقاط تلامس أو وصلات متعددة من عنصر طباعي واحد. وتعتمد هذه الطريقة على تقاطع قناع مقاوم ضوئي مُكبّر مع أخاديد تحته، محاطة بطبقة قناع صلب مُشكّلة مسبقًا. تُستخدم هذه التقنية في خلايا ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) [ 57 ] ، كما تُستخدم في الدوائر المنطقية المتقدمة لتجنب التعرض المتكرر لنقاط التلامس والوصلات التي تفصل المسافة بينها. [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]

منذ  تقنية 32 نانومتر، طبقت إنتل أسلوب المحاذاة الذاتية للوصلات المذكور أعلاه، والذي يسمح بتشكيل وصلتين مفصولتين بمسافة صغيرة كافية (112.5  نانومتر لتقنية إنتل 32  نانومتر المعدنية) [ 61 ] باستخدام فتحة مقاومة واحدة بدلاً من فتحتين منفصلتين. [ 60 ] إذا كانت المسافة بين الوصلتين أقل من حد دقة التعريض الضوئي الفردي، فسيتم تقليل الحد الأدنى لعدد الأقنعة المطلوبة، حيث يمكن الآن استبدال قناعين منفصلين لزوج الوصلات المفصولة أصلاً بقناع واحد لنفس الزوج.

SADP العازل (SID)

SADP القائم على ترسيبين متتاليين بالإضافة إلى عمليتي حفر على الأقل، يعتمد على تقنية Spacer-is-dielectric (SID).
تتمتع تقنية SID SADP بدقة أعلى بثلاث مرات مع السماح باستخدام قناع إضافي لقطع الخطوط.

في تقنية النقش المزدوج ذاتي المحاذاة (SADP)، يمكن تقليل عدد أقنعة القطع/الحجب أو حتى إلغاؤها في الرقع الكثيفة عند استخدام الفاصل لنقش العازل المعدني مباشرةً بدلاً من العناصر المعدنية. [ 62 ] والسبب هو أن مواقع القطع/الحجب في عناصر اللب/المندل تكون منقوشة مسبقًا في القناع الأول. وتظهر عناصر ثانوية من الفجوات بين الفواصل بعد مزيد من النقش. وتكون الحافة بين العنصر الثانوي والفاصل محاذية ذاتيًا مع عنصر اللب المجاور.

نمط فاصل ثنائي الأبعاد SID

يمكن تطبيق تقنية SID على المصفوفات ثنائية الأبعاد، وذلك بإضافة عناصر بشكل متكرر على مسافات متساوية من العناصر الموجودة مسبقًا، مما يضاعف الكثافة مع كل تكرار. [ 63 ] [ 64 ] ويمكن إجراء عمليات قطع لا تتطلب تحديدًا دقيقًا للموقع على هذه الشبكة المُولَّدة بواسطة الفواصل. [ 65 ]

نمط فاصل مثلثي (بنية قرص العسل)

يسمح نمط قرص العسل بمضاعفة الكثافة ثلاث مرات لتشكيل طبقات ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM).

عرضت سامسونج مؤخرًا تقنية تشكيل نقش ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) باستخدام بنية قرص العسل (HCS) المناسبة لتقنية 20  نانومتر وما بعدها. [ 66 ] كل تكرار لتشكيل نقش الفواصل يُضاعف الكثافة ثلاث مرات، مما يُقلل فعليًا المسافة بين الثقوب ثنائية الأبعاد بمعامل جذر 3. يُعد هذا مفيدًا بشكل خاص لذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) نظرًا لإمكانية ملاءمة طبقة المكثف مع بنية قرص العسل، مما يُسهّل عملية تشكيلها.

نمط رباعي ذاتي المحاذاة (SAQP )

تعتمد تقنية SAQP على خطوتين متتاليتين من SADP. بالمقارنة مع SADP، تستخدم SAQP فاصلًا آخر، مما يتيح معالجة ذاتية المحاذاة تسمح بتقليل المسافة بين النقطتين، إلى جانب فرصة للتصميم المرن.

يمكن تطبيق تقنية SADP مرتين متتاليتين لتحقيق تقسيم فعال للمسافة بين العناصر. تُعرف هذه التقنية أيضًا باسم النقش الرباعي ذاتي المحاذاة (SAQP). في تقنية SAQP، يتم تحديد البُعد الحرج للعنصر الأساسي (CD)، بالإضافة إلى المسافة بين هذه العناصر، إما بواسطة الفاصل الأول أو الثاني.

يفضل أن يقوم الفاصل الثاني بتحديد الميزات غير الموصلة [ 67 ] للحصول على خيارات قطع أو تشذيب أكثر مرونة.

تتميز تقنية SAQP بمزايا في توجيه المعادن ثنائي الأبعاد (متبوعة بخطوتين من الحفر/القطع/التشذيب الانتقائي)، مقارنةً بتقنية EUV، وذلك بسبب قيود الإضاءة في الأخيرة. [ 68 ] [ 69 ]

تقليل المسافة بين الفواصل المتعددة

يمكن أن تؤدي عمليات الترسيب المتكررة متبوعة بالحفر أو الحفر العكسي المتحكم فيه للطبقات المتعددة إلى تقليل كبير في المسافة بين الطبقات يتجاوز تقنية SAQP. [ 70 ] يحدد عدد الطبقات درجة تقليل المسافة بين الطبقات.

التجميع الذاتي الموجه (DSA)

تقوم تقنية DSA بإعادة تجميع الثقوب المنقسمة. يمكن دمج ثقبين يحتاجان عادةً إلى تعريض منفصل (أحمر وأزرق) معًا بمساعدة DSA باستخدام تعريض نمط توجيهي واحد (حدود سوداء).

يمكن تقليل عدد الأقنعة المستخدمة في تشكيل فواصل الجدران الجانبية باستخدام التجميع الذاتي الموجه (DSA) نظرًا لتوفير قطع شبكية دفعة واحدة ضمن منطقة مطبوعة، والتي يمكن تحديدها بعد ذلك بتعريض نهائي. [ 71 ] [ 65 ] بدلاً من ذلك، يمكن إنشاء نمط القطع نفسه كخطوة من خطوات التجميع الذاتي الموجه. [ 72 ] وبالمثل، يمكن إعادة تجميع تخطيط الوصلات المنقسمة في أزواج. [ 73 ]

أُبلغ عن تقدم كبير في استخدام البوليمرات المتجانسة PMMA-PS لتحديد  أنماط دون 20 نانومتر عن طريق التجميع الذاتي، الموجه بتضاريس السطح (النمو الموجه بالتصوير) و/أو التشكيل الكيميائي السطحي (النمو الموجه بالكيمياء). [ 74 ] وتتمثل الميزة الرئيسية في سهولة المعالجة نسبيًا، مقارنةً بالتعريضات المتعددة أو الترسيبات المتعددة والحفر. أما العيب الرئيسي لهذه التقنية فهو النطاق المحدود نسبيًا لأحجام العناصر ودورات التشغيل لصيغة معالجة معينة. وقد شملت التطبيقات النموذجية الخطوط والفراغات المنتظمة، بالإضافة إلى مصفوفات من الثقوب أو الأسطوانات المتقاربة. [ 75 ] ومع ذلك، يمكن أيضًا توليد أنماط عشوائية وغير دورية باستخدام أنماط توجيه محددة بدقة. [ 76 ]

تعتمد خشونة حواف الخطوط في أنماط البوليمرات المتجانسة بشكل كبير على التوتر السطحي بين الطورين، والذي بدوره يعتمد على معامل فلوري "χ". [ 77 ] يُفضل استخدام قيمة أعلى لـ χ لتقليل الخشونة؛ حيث يساوي عرض السطح البيني بين النطاقات 2a(6χ) − 1/2 ، حيث a هو طول سلسلة البوليمر الإحصائي. [ 78 ] علاوة على ذلك، يتطلب فصل الطور بشكل كافٍ أن تكون χN > 10.5، حيث N هي درجة البلمرة (عدد تكرارات المونومر في السلسلة). من ناحية أخرى، يساوي نصف الخطوة 2(3/π² ) 1/3 aN 2/3 χ 1/6 . في الواقع، تعتمد تقلبات عرض النمط بشكل طفيف ( الجذر التربيعي ) على لوغاريتم نصف الخطوة، لذا تصبح أكثر أهمية بالنسبة لأنصاف الخطوات الأصغر.

لم يُطبَّق التجميع الذاتي الموجه (DSA) بعد في التصنيع، نظرًا لمخاوف العيوب، حيث لا يظهر أحد العناصر كما هو متوقع من خلال التجميع الذاتي الموجه. [ 79 ]  ومع ذلك، فقد أُحرز بعض التقدم في فهم طرق تقليل العيوب في أنماط الخطوط ذات نصف المسافة الأقل من 10 نانومتر. [ 80 ]

في مؤتمر IWAPS 2024، عرضت جامعة فودان مصفوفات واسعة المساحة وخالية من العيوب باستخدام تقنية نقش رباعية الثقوب تعتمد على التجميع الذاتي الموجه (DSA)، مما يقلل بشكل كبير من عدد الأقنعة المستخدمة في النقش المتعدد. [ 81 ] [ 82 ]

تقنيات أخرى للأنماط المتعددة

أُثيرت مخاوف عديدة من أن تقنية الطباعة متعددة الأنماط تُقلل أو حتى تُعكس انخفاض تكلفة العقدة إلى العقدة المتوقع مع قانون مور . تُعد تقنية الطباعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) أغلى من ثلاث عمليات تعريض ضوئي بتقنية 193i (أي LELELE)، بالنظر إلى الإنتاجية. [ 83 ] علاوة على ذلك، فإن تقنية الطباعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) أكثر عرضة لطباعة عيوب قناع أصغر لا يمكن اكتشافها بتقنية 193i. [ 84 ] سيتم مناقشة بعض جوانب تقنيات الطباعة متعددة الأنماط الأخرى التي تم النظر فيها أدناه.

النقش الثلاثي ذاتي المحاذاة (SATP)

يوفر SATP حساسية أقل للتراكب. يحقق SATP نفس النمط الذي يحققه SID SADP ولكن بحساسية تراكب أقل لقناع القطع/التشذيب.

يُعتبر النقش الثلاثي ذاتي المحاذاة بديلاً واعداً لتقنية النقش الثلاثي ذاتي المحاذاة (SADP)، وذلك بفضل إضافة طبقة فاصلة ثانية توفر مرونة أكبر في النقش ثنائي الأبعاد وكثافة أعلى. [ 85 ] [ 86 ] ويكفي استخدام قناعَين فقط (قناع القالب وقناع التشذيب) لهذا النهج. [ 87 ] وتتمثل التكلفة الإضافية الوحيدة مقارنةً بتقنية SADP في تكلفة ترسيب الطبقة الفاصلة الثانية وحفرها. أما العيب الرئيسي لتقنية SATP، التي تُعدّ بديلاً لتقنية SADP، فهو أنها قابلة للاستخدام مع عقدة واحدة فقط. لهذا السبب، يُفضّل استخدام تقنية النقش الرباعي ذاتي المحاذاة (SAQP). من جهة أخرى، يمكن توسيع نطاق تقنية SID SADP التقليدية بسهولة لتشمل النقش الثلاثي، حيث يقسم القناع الثاني الفجوة إلى جزأين. [ 88 ]

زرع الأيونات المائل

زرع الأيونات المائل. تعمل مناطق تلف الأيونات كمناطق محاذية للجدار الجانبي ليتم حفرها. يتمثل أحد الجوانب الأساسية لهذا النهج في العلاقة بين عرض التلف وخطوة التلف؛ حيث يتسع كلاهما في الوقت نفسه عند ثبات ارتفاع قناع الأيونات وزاوية شعاع الأيونات.

اقترحت جامعة بيركلي في عام 2016 تقنية زرع الأيونات المائلة كبديل لتحقيق نفس نتائج تشكيل الفواصل. [ 89 ] فبدلاً من استخدام قوالب أو أطر داعمة للفواصل المترسبة، تعمل طبقة حجب أيوني على حماية الطبقة الأساسية من التلف الناتج عن زرع الأيونات، مما يؤدي إلى إزالتها بالحفر في عملية لاحقة. تتطلب هذه العملية استخدام حزم أيونية بزاوية تخترق العمق المناسب بدقة، لتجنب إتلاف الطبقات المعالجة مسبقًا. كما يجب أن تعمل طبقة الحجب الأيونية بكفاءة مثالية، أي منع مرور جميع الأيونات، مع عدم انعكاسها عن الجدار الجانبي. فظاهرة الانعكاس ستكون ضارة وتُفقد تقنية الحجب الأيونية جدواها.  وقد تم تحقيق أخاديد صغيرة تصل إلى 9 نانومتر باستخدام هذه التقنية، وذلك بزرع أيونات الأرجون (Ar+) بطاقة 15 كيلو إلكترون فولت بزاوية 15 درجة في طبقة حجب حرارية من ثاني أكسيد السيليكون ( SiO2)  بسمك 10 نانومتر . يتمثل أحد الجوانب الأساسية لهذا النهج في العلاقة بين عرض الضرر وخطوة الضرر؛ حيث يتسع كلاهما في نفس الوقت لارتفاع قناع الأيونات الثابت وزاوية شعاع الأيونات .

التعرضات ذات القطبية التكميلية

تُعدّ طريقة التعريض التكميلي [ 90 ] وسيلةً أخرى لتقليل عدد مرات تعريض القناع في عمليات النقش المتعددة. فبدلاً من تعريض القناع عدة مرات لكل فتحة أو قطع أو كتلة على حدة، يُستخدم تعريضان بقطبية متعاكسة أو متكاملة، بحيث يُزيل أحدهما الأجزاء الداخلية من نمط التعريض السابق. ولا تُطبع المناطق المتداخلة لمضلعين ذوي قطبية متعاكسة، بينما تُحدد المناطق غير المتداخلة مواقع الطباعة وفقًا للقطبية. ولا يُشكّل أيٌّ من التعريضين نمطًا مباشرًا على العناصر المستهدفة. وقد طبّقت شركة IMEC هذا النهج أيضًا كقناعَي "حفظ" لطبقة M0A في  خلية SRAM الخاصة بها بتقنية 7 نانومتر. [ 91 ]

الحجب أو القطع ذاتي المحاذاة

تقنية SADP مع الحجب/القطع ذاتي المحاذاة. تسمح هذه التقنية بتقسيم الخطوط إلى لونين، وذلك بفضل استخدام مادتين مختلفتين ذات انتقائية حفر متباينة. لا يمكن قطع سوى خطوط بلون واحد فقط عند تعريض القناع نفسه.

يُستهدف حاليًا استخدام تقنية القطع أو الحجب ذاتي المحاذاة مع تقنية SAQP للحصول على  مسافات بين الخطوط أقل من 30 نانومتر. [ 92 ] تُقسّم الخطوط المراد قطعها إلى مادتين، يمكن حفرهما بشكل انتقائي. يقوم قناع قطع واحد بقطع خط واحد من كل خطين مصنوعين من إحدى المادتين، بينما يقوم قناع القطع الآخر بقطع الخطوط المتبقية المصنوعة من المادة الأخرى. تتميز هذه التقنية بإمكانية تشكيل أنماط ذات مسافة مزدوجة على الخطوط ذات المسافة الدنيا، دون أخطاء في تحديد الحواف. [ 36 ] تتم معالجة التصاميم الملائمة للقطع باستخدام الحد الأدنى نفسه من الأقنعة (3)، بغض النظر عن استخدام طول موجة الأشعة فوق البنفسجية العميقة (DUV) أو الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV). [ 93 ]

يمكن لتدفق SAQP للتشكيل/القطع ذاتي المحاذاة استيعاب التشكيل أو القطع ذاتي المحاذاة.

إمكانيات متعددة للأنماط بتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى

يؤدي اختلاف الإضاءة إلى تقسيم تصميم الطباعة الحجرية بتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV). يتكون هذا التصميم من خطوط رأسية وأفقية، مما يستلزم استخدام إضاءتين مختلفتين مُحسّنتين لكل منهما، نظرًا لأن التصميم الأفقي يتضمن خطوطًا ومسافات أوسع. وبالتالي، يلزم تقسيم التصميم، حتى في الطباعة الحجرية بتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى. علاوة على ذلك، يُفضّل استخدام تعريضات إضافية لقطع الفجوات بين أطراف الخطوط (المُشار إليها بدائرة).

على الرغم من أن تقنية الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) يُتوقع أن تكون الجيل القادم من تقنيات الطباعة الحجرية، إلا أنها قد تتطلب أكثر من عملية تعريض ضوئي واحدة، نظرًا للحاجة المتوقعة إلى طباعة سلسلة من الخطوط أولًا ثم قصها؛ إذ يواجه نمط التعريض الضوئي الواحد بالأشعة فوق البنفسجية القصوى صعوبة في التحكم في المسافة بين نهايات الخطوط. [ 12 ] إضافةً إلى ذلك، يتأثر موضع نهاية الخط بشكل كبير بضوضاء الفوتونات .

تواجه أدوات الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) الحالية ذات الفتحة العددية 0.33 تحدياتٍ عند  دقة أقل من 16 نانومتر لنصف المسافة بين الأطراف. [ 94 ] تُشكل الفجوات بين الأطراف مشكلةً في  أبعاد 16 نانومتر. [ 95 ] ونتيجةً لذلك، يقتصر نقش ثنائي الأبعاد بتقنية EUV على  مسافة أكبر من 32 نانومتر. [ 94 ] وقد أشارت دراسات حديثة لتحسين خصائص قناع EUV وشكل الإضاءة في آنٍ واحد إلى أن الأنماط المختلفة في الطبقة المعدنية نفسها قد تتطلب إضاءات مختلفة. [ 96 ] [ 97 ] [ 98 ] [ 99 ] [ 100 ] من ناحية أخرى، لا يوفر التعريض الواحد سوى إضاءة واحدة.

على سبيل المثال، في عملية تحسين قناع المصدر ذي الخطوة المتقاطعة لعقدة 7  نانومتر، بالنسبة لخطوة 40-48  نانومتر وخطوة 32  نانومتر، كانت الجودة كما تم تحديدها بواسطة ميل لوغاريتم الصورة المعياري غير كافية (NILS<2)، في حين أن  خطوة 36 نانومتر فقط كانت مرضية بالكاد للتعريض الأحادي ثنائي الاتجاه. [ 13 ]

يكمن الوضع الأساسي في إمكانية تقسيم أنماط الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) وفقًا لإضاءات مختلفة لدرجات تباعد مختلفة، أو لأنواع أنماط مختلفة (مثل المصفوفات المتداخلة مقابل المصفوفات المنتظمة). [ 96 ] قد ينطبق هذا على أنماط قطع الخطوط وكذلك طبقات التلامس/الوصلات. ومن المرجح أيضًا أن تكون هناك حاجة لأكثر من عملية قطع واحدة، حتى بالنسبة لتقنية الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى. [ 101 ]

في ورشة عمل EUVL لعام 2016، أفادت شركة ASML بأن أدوات NXE EUV ذات الفتحة العددية 0.33 لن تكون قادرة على تنفيذ نمط التعريض الأحادي القياسي لنصف  المسافة المتوقعة بين 11 و13 نانومتر عند  عقدة 5 نانومتر. [ 102 ] بينما تسمح فتحة عددية أعلى تبلغ 0.55 بتنفيذ نمط EUV بتعريض أحادي لحقول نصف حجم الحقل القياسي البالغ 26  مم × 33 مم. [ 102 ] مع ذلك، فإن بعض المنتجات، مثل NVIDIA Pascal Tesla P100، [ 103 ] سيتم تقسيمها إلى نصفين بحجم نصف الحقل، وبالتالي تتطلب دمج تعريضين منفصلين. [ 104 ] على أي حال، يستهلك مسحان لنصف الحقل ضعف تكلفة التسارع/التباطؤ التي يستهلكها مسح واحد للحقل الكامل. [ 102 ] [ 105 ] 

تستلزم العيوب العشوائية، بما في ذلك خطأ تحديد موضع الحواف، أيضًا نمطًا مزدوجًا (أو أعلى) للوصلات/الثقوب التي تبلغ المسافة بين مركزها 40  نانومترًا أو أقل. [ 106 ] [ 107 ]

تطبيقات الأنماط المتعددة

التعدد غير المثالي للأنماط: هنا يتم تقسيم التصميم إلى ثلاثة أجزاء يصعب تخيل كل منها. يحتوي كل جزء على عناصر بأحجام ومسافات مختلفة، بالإضافة إلى اتجاهات مختلفة، مما يؤدي إلى وراثة مشاكل التصميم الأصلي.

تُصمَّم أنماط الذاكرة مسبقًا بتقنية النقش الرباعي لذاكرة NAND [ 108 ] وتقنية النقش الرباعي/الثنائي المتقاطع لذاكرة DRAM [ 109 ] . تتميز هذه التقنيات بمحاذاة ذاتية ولا تتطلب قطعًا أو أقنعة تشذيب مخصصة. بالنسبة لذاكرة DRAM وذاكرة الفلاش بتقنية 2x نانومتر، تكفي تقنيات النقش الثنائي.

لا تزال سرعة الطباعة بتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) الحالية أبطأ بثلاث مرات من  سرعة الطباعة بتقنية الغمر الضوئي عند 193 نانومتر، مما يسمح بتوسيع نطاق الأخيرة من خلال الطباعة المتعددة. علاوة على ذلك، يُعدّ غياب غشاء واقٍ للأشعة فوق البنفسجية القصوى عائقًا كبيرًا.

في عام 2016، كانت إنتل تستخدم تقنية SADP لعقدة 10  نانومتر؛ [ 110 ] إلا أنه اعتبارًا من عام 2017،  يتم تحقيق الحد الأدنى لمسافة المعدن البالغة 36 نانومتر باستخدام تقنية SAQP. [ 111 ] تستخدم إنتل تقنية الطباعة الثلاثية لبعض الطبقات الحرجة في  عقدة 14 نانومتر، [ 112 ] وهي تقنية LELELE. [ 113 ] وقد تم بالفعل إثبات فعالية الطباعة الثلاثية في  تصنيع رقائق 10 نانومتر، [ 114 ] وهي جزء لا يتجزأ من  عملية سامسونج لتصنيع رقائق 10 نانومتر. [ 115 ] بدأت TSMC في طرح تقنية 7  نانومتر في عام 2017 مع الطباعة المتعددة؛ [ 116 ] وتحديدًا، تقسيم المسافة بين الطبقات، [ 117 ] وصولًا إلى  مسافة 40 نانومتر. [ 118 ] بعد  عقدة 5 نانومتر، يصبح النقش المتعدد، حتى مع استخدام تقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV)، تحديًا اقتصاديًا، نظرًا لأن الابتعاد عن التعريض الأحادي للأشعة فوق البنفسجية القصوى سيرفع التكلفة بشكل أكبر. مع ذلك، على الأقل حتى  نصف خطوة 12 نانومتر، يبدو أن تقنية LELE متبوعة بتقنية SADP (SID) نهجًا واعدًا، باستخدام قناعين فقط، بالإضافة إلى استخدام أكثر تقنيات النقش المزدوج نضجًا، وهما LELE وSADP. [ 119 ]

تكاليف تصميم النماذج

نمط متعدد مُحسَّن بالألوان. من الناحية المثالية، يتم توزيع المجموعات الثلاث ذات الألوان المختلفة من العناصر بشكل متساوٍ قدر الإمكان، وتتبع درجة لون ثابتة.
أسلوب التنميطتكلفة الرقاقة المعيارية [ 120 ]
193i SE1
193i LELE2.5
193i LELELE3.5
193i SADP2
193i SAQP3
EUV SE4
EUV SADP6

بالمقارنة مع تقنية SADP 193i، فإن تكلفة تقنية SADP بتقنية EUV تعتمد بشكل أساسي على تعريض أداة EUV، بينما ينشأ فرق التكلفة في تقنية SAQP 193i من عمليات الترسيب والحفر الإضافية. من المتوقع أن تكون تكلفة المعالجة وفقدان الإنتاجية عند أداة الطباعة الحجرية هي الأعلى في مسار المعالجة المتكامل بأكمله نظرًا للحاجة إلى تحريك الرقاقة إلى مواقع محددة بسرعة عالية. كما تعاني تقنية EUV من حد ضوضاء الطلقات، مما يجبر على زيادة الجرعة مع الانتقال إلى العقد المتتالية. [ 121 ] من ناحية أخرى، تعالج عمليات الترسيب والحفر الرقاقات بأكملها دفعة واحدة، دون الحاجة إلى تحريك منصة الرقاقة في حجرة المعالجة. في الواقع، يمكن إضافة طبقات متعددة أسفل طبقة المقاوم لأغراض منع الانعكاس أو حفر قناع صلب، وذلك فقط من أجل التعريض الأحادي التقليدي.

عروض توضيحية منشورة للسيليكون

يقذفمخطط التنميطأقنعةتم إثبات ذلك من خلالمرجع
64  نانومترليلي2آي بي إم/توشيبا/رينيساس2011 IITC
56  نانومترليلي2STMicroelectronics/IBM/Toshibaالهندسة الإلكترونية الدقيقة 107، 138 (2013)
48  نانومترSADP + قناع الكتلة2آي بي إم/سامسونج/جلوبال فاوندريزمؤتمر تكنولوجيا المعلومات الهندي 2013
40  نانومترSADP + شبكة قطع مقسمة بالدرجة + نمط اختيار القطع3تيلا/كانون/تيل/سيكويابروك. سبي 8683، 868305 (2013)
40  نانومترSADP + كتلة ذاتية المحاذاة (LELE)3هاتفProc. SPIE 10149, 101490O (2017)

ممارسات تصميم الدوائر المتكاملة متعددة الأنماط/المنطق المتطور

أربع أقنعة لتقسيم الحد الأدنى للمسافة بين الخطوط على 3. لنقش نمط بمسافة تساوي ثلث الحد الأدنى للمسافة بين الخطوط، يمكن استخدام 4 أقنعة (يمثل كل منها هنا بلون مختلف). تُعرف هذه الطريقة أيضًا باسم "LELELELE" (أي 4 أضعاف تكرار الطباعة الحجرية والحفر). بدلاً من ذلك، يمكن تطبيق SADP باستخدام عدد أقل من الأقنعة.
شركةعملية منطقيةالحد الأدنى لخطوة المعدن (MMP)تقنية النقش MMPبدء الإنتاج
إنتل14  نانومتر52  نانومتر [ 122 ]SADP + قطع [ 122 ]2014 [ 122 ]
إنتل10  نانومتر36  نانومتر [ 123 ]ساكب + ساكب + ليلي [ 123 ] [ 124 ]2019
TSMC7FF40  نانومتر [ 118 ]SADP + قطع [ 125 ]أوائل عام 2017 [ 126 ]
سامسونج8LPP؛ يتبع إلى 7LPP [ 127 ] [ 128 ]44  نانومتر [ 129 ]ليليليلي [ 129 ]نهاية عام 2018

حتى مع إدخال تقنية الطباعة الحجرية فوق البنفسجية القصوى (EUV) في بعض الحالات، استمر استخدام تقنية الطباعة المتعددة في معظم الطبقات المنتجة. على سبيل المثال، لا تزال  سامسونج تستخدم الطباعة الرباعية في تقنية 7 نانومتر. [ 127 ]  كما تستخدم شركة TSMC تقنية الطباعة الحجرية فوق البنفسجية القصوى (EUV) في عملية تصنيع 7 نانومتر+ ضمن سياق الطباعة المتعددة. [ 130 ] ومع ذلك، لا تتأثر سوى بضع طبقات؛ [ 131 ] إذ لا تزال العديد من الطبقات الأخرى تعتمد على الطباعة المتعددة التقليدية.

تكاليف الكمامات

يستفيد استخدام تقنية الطباعة المتعددة بشكل كبير من خفض تكلفة القناع. يتميز قناع الطباعة بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) أحادي التعريض بخصائص أصغر حجمًا، مما يستغرق وقتًا أطول بكثير في الكتابة مقارنةً بقناع الطباعة بالغمر. على الرغم من أن خصائص القناع أكبر بأربع مرات من خصائص الرقاقة، إلا أن عدد مرات الطباعة يزداد بشكل كبير مع صغر حجم الخصائص. علاوة على ذلك، فإن  الخصائص التي يقل حجمها عن 100 نانومتر على القناع أصعب بكثير في الطباعة، حيث يبلغ ارتفاع طبقة الامتصاص حوالي 70  نانومتر. [ 132 ]

إنتاجية الرقاقات

أداةالأشعة فوق البنفسجية القصوىالأشعة فوق البنفسجية القصوىغمرغمر
WPH (رقائق في الساعة)8585275275
# أدوات6624 [ 133 ]24
وقت التشغيل70%70%90%90%
عدد قليل من التجاوزات1224
عدد الرقائق في الشهر (WPM)257,040128,5202,138,4001,069,200
معدل الكلمات في الدقيقة المعياري10.584

ملاحظة: معدل الكتابة في الدقيقة = معدل الكتابة في الساعة × عدد الأدوات × وقت التشغيل / عدد مرات المرور × 24 ساعة/يوم × 30 يوم/شهر. معدل الكتابة في الدقيقة المعياري = معدل الكتابة في الدقيقة / (معدل الكتابة في الدقيقة لعملية الطباعة بتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى لمرة واحدة).

من المتوقع أن يكون للنمط المتعدد باستخدام الماسحات الضوئية الغاطسة إنتاجية أعلى للرقاقة مقارنة بتقنية EUV، حتى مع ما يصل إلى 4 تمريرات لكل طبقة، وذلك بسبب معدل إنتاجية تعريض الرقاقة الأسرع (WPH)، وتوافر عدد أكبر من الأدوات، وزيادة وقت التشغيل.

مشاكل نمطية متعددة

يُمنع استخدام القطع المائلة. كما يُمنع استخدام القطع الخطية المائلة، نظرًا لتشوه مظهرها الناتج عن "الزوايا المتلامسة". ويُنصح بتجنب استخدامها حتى مع تقنية الطباعة أحادية النمط بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV).
مشكلةليليليليليSID SADPSAQP
طبقةبين التعريض الأول والثاني، خاصة عند دمج الصورمن بين جميع أنواع التعريض الثلاثة، وخاصة عند دمج الصوربين التعرضات الأساسية والقطعبين التعرضات الأساسية والقطع
عرض الميزة المكشوفة(1) التعرض الأول (2) التعرض الثاني(1) التعرض الأول (2) التعرض الثاني (3) التعرض الثالثالميزة الأساسية(1) الميزة الأساسية (2) شكل القطع
ميزة تقليل عرض الهدف1/4 درجة التعريض1/6 درجة التعريض1/4 خطوة أساسية1/8 خطوة أساسية
عرض الفاصلغير متوفرغير متوفرفاصل واحد(1) الفاصل الأول (2) الفاصل الثاني

تتطلب عملية التشكيل المتعدد استخدام خطوات معالجة متعددة لتكوين طبقة منقوشة، بينما في السابق كان يكفي استخدام عملية تعريض ضوئي واحدة، وتسلسل ترسيب واحد، وتسلسل حفر واحد. ونتيجة لذلك، تزداد مصادر التباين واحتمالية فقدان الإنتاجية في عملية التشكيل المتعدد. عند استخدام أكثر من عملية تعريض ضوئي، كما في تقنية LELE أو عمليات القطع في تقنية SAQP، يجب أن يكون التوافق بين عمليات التعريض دقيقًا للغاية. تبلغ إمكانيات التراكب الحالية ≈0.6  نانومتر لعمليات التعريض ذات الكثافة المتساوية (مثل LELE) و≈2.0  نانومتر للخطوط الكثيفة مقابل عمليات القطع/الوصلات (مثل SADP أو SAQP) باستخدام أدوات مخصصة أو متوافقة. [ 134 ] بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يفي كل تعريض ضوئي بعرض محدد. عند استخدام فواصل، يعتمد عرض الفاصل على الترسيب الأولي ومدة الحفر اللاحقة. وعند استخدام أكثر من فاصل، قد يُحدث كل فاصل تباينًا في عرضه. قد يؤدي خطأ تراكب موقع القطع أيضًا إلى تشويه نهايات الخطوط (مما يؤدي إلى تقوسها) أو التعدي على خط مجاور. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

أساليب التنميط المختلط

يتطور أسلوب الطباعة المتعددة نحو الجمع بين التعريضات المتعددة، وطباعة الفواصل، و/أو الطباعة فوق البنفسجية القصوى (EUV). ونظرًا لصعوبة تحقيق التناسب بين طرفي الرقاقة في تعريض واحد باستخدام أدوات الطباعة فوق البنفسجية القصوى الحالية، [ 12 ] فقد يكون من الضروري اتباع أسلوب قطع الخطوط. وقد أفاد مركز IMEC بأن الطباعة المزدوجة أصبحت شرطًا أساسيًا للطباعة فوق البنفسجية القصوى. [ 135 ]

تعريف الشبكةالتعريض الضوئي للقطع الأولالتعريض الثاني
SADP/SAQPقناع الحجب ذاتي المحاذاة الأولقناع الحجب الثاني ذاتي المحاذاة
SADP/SAQPقص الشبكة [ 136 ] [ 137 ] [ 138 ] [ 139 ]نمط اختيار القطع [ 136 ] [ 137 ] [ 138 ] [ 139 ]
التعرض للأشعة فوق البنفسجية القصوىقناع الحجب ذاتي المحاذاة الأولقناع الحجب الثاني ذاتي المحاذاة
SAQPشبكة فاصلة متراكبة أولى [ 140 ] [ 141 ]شبكة فاصلة متراكبة ثانية [ 140 ] [ 141 ] [ 90 ] [ 142 ]
تحديد القطع الشبكي. تحديد مناطق القطع بالخط البرتقالي عن طريق تقاطع خطوط القطع (الزرقاء) مع الأقطار التي تحدد الطول، وقناع التحديد النهائي.

فيما يخص تشكيل الخطوط، قد يكون لتقنية SADP/SAQP ميزة على تقنية EUV، نظرًا لتكلفة الأولى ونضجها، بالإضافة إلى مشاكل فقدان العناصر أو وصلها العشوائية في الثانية. [ 143 ] أما بالنسبة لتشكيل مواقع الشبكة، فإن استخدام تقنية DUV لمرة واحدة بعد تشكيل الشبكة يتميز أيضًا بمزايا التكلفة والنضج (على سبيل المثال، قد لا تكون الطباعة الحجرية بالغمر ضرورية لتشكيل الفواصل في بعض الحالات)، كما أنه يخلو من المخاوف العشوائية المرتبطة بتقنية EUV. ويُعد اختيار مواقع الشبكة أفضل من القطع المباشر للنقاط، لأن الأخير حساس لأخطاء التراكب ووضع الحواف العشوائية، مما قد يشوه نهايات الخطوط. [ 16 ] [ 17 ] ومن المتوقع أيضًا وجود فتحات التوصيل في مواقع متداخلة على الشبكة لتسهيل التوجيه والتشكيل. [ 144 ] [ 145 ]

SALELE (الطباعة الحجرية ذاتية المحاذاة - الحفر - الطباعة الحجرية - الحفر. عرض تخطيطي لخطوات عملية SALELE، مجتمعة.

تقنية الطباعة الحجرية ذاتية المحاذاة - الحفر - الطباعة الحجرية - الحفر (SALELE) هي تقنية هجينة من SADP/LELE بدأ تطبيقها في 7  نانومتر [ 146 ] واستمر استخدامها في 5  نانومتر. [ 147 ]

تحسينات الإنتاجية من خلال تعدد الأنماط

منذ عام ٢٠١٧، أشارت العديد من المنشورات إلى طرق لتحسين إنتاجية الطباعة متعددة الأنماط. يسمح الحجب ذاتي المحاذاة بتقاطع أنماط الحجب أو القطع مع الخطوط المتجاورة. [ ١٤٨ ] كما يسمح إعادة توزيع القطع بتعديل المسافات بين القطع لتقليل عدد أقنعة القطع. [ ١٤٩ ] [ ١٥٠ ] ويمكن أيضًا دمج هذه التقنيات مع الثقوب ذاتية المحاذاة، الموصوفة سابقًا. [ ١٥١ ]

يمكن أن يؤدي استخدام شبكة التوصيلات المحددة بخطوط قطرية متقاطعة إلى تبسيط عملية تصميم كل من طبقات المعدن والتوصيلات. [ 152 ] [ 153 ]

يمكن أن يؤدي تخفيف المسافة بين طرفي الخيط إلى تقليل عدد الأقنعة اللازمة للنقش المتعدد بشكل كبير. [ 154 ]

التبني الصناعي

يُدرس تطور تقنية الطباعة المتعددة بالتوازي مع ظهور تقنية الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV). ورغم أن هذه التقنية تُحقق  دقة تتراوح بين 10 و20 نانومترًا استنادًا إلى اعتبارات بصرية أساسية، إلا أن ظهور العيوب العشوائية [ 155 ] ، فضلًا عن ثغرات البنية التحتية الأخرى واعتبارات الإنتاجية، تحول دون اعتمادها حاليًا. ونتيجةً لذلك، فقد تم تصنيع رقاقات 7 نانومتر إلى حد كبير دون استخدام تقنية الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى [ 156 ] . بعبارة أخرى، لا تُعد الطباعة المتعددة عائقًا كبيرًا، بل هي أقرب إلى كونها مصدر إزعاج وتكلفة متزايدة.

ترانزستورات FinFET بقياس 7 نانومتر و 5 نانومتر

تُعدّ تقنية النقش الرباعي ذاتي المحاذاة (SAQP) عمليةً مُعتمدةً لنقش الزعانف في ترانزستورات FinFET بتقنيتي 7 نانومتر و 5 نانومتر . [ 157 ] تُوفّر كل خطوة نقش في هذه التقنية قيمة توحيد الأبعاد الحرجة (CDU) في نطاق النانومتر الفرعي (3 سيجما). وحتى عام 2017، كانت شركة إنتل هي الشركة الوحيدة من بين مُصنّعي الدوائر المنطقية/المسابك التي تُطبّق تقنية SAQP على الطبقات المعدنية. [ 158 ]

يمكن تطبيق تقنية الطباعة المتعددة المكثفة باستخدام الأشعة فوق البنفسجية العميقة فقط على نطاق 5  نانومتر. [ 159 ] [ 160 ]

في عام 2023، حصلت شركة SiCarrier على براءة اختراع لطريقة لتحقيق  قواعد تصميم 5 نانومتر بدون استخدام الأشعة فوق البنفسجية القصوى، مما يحقق فعليًا نفس النتيجة التي يتم تحقيقها باستخدام SAQP. [ 161 ]

عقدة 3 نانومتر

يمكن تطبيق تقنية الطباعة المتعددة المكثفة باستخدام الأشعة فوق البنفسجية العميقة (DUV) حتى على 3  نانومتر. [ 162 ] ونظرًا لارتفاع تكلفة الطباعة المتعددة باستخدام الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV)، لم تعد الطباعة المتعددة باستخدام الأشعة فوق البنفسجية العميقة (DUV) تُشكل عائقًا من حيث التكلفة. ويمكن لتقنية تقليل عدد الأقنعة بشكل مكثف أن تُزيل فعليًا الفرق في عدد الأقنعة بين تقنيتي DUV وEUV في طباعة الطبقات الخلفية (BEOL). [ 163 ] [ 160 ] [ 161 ]

عقدة 2 نانومتر

بالنسبة لتقنية 2  نانومتر وما بعدها، عندما تصل المسافة بين البوابات المتصلة إلى 40  نانومتر والمسافة بين المسارات إلى 20  نانومتر، فمن المتوقع أن تتطلب تقنية الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) نقشًا متعددًا كبيرًا، مع اختلافات طفيفة في عدد الأقنعة عن تقنية الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية العميقة (DUV). [ 164 ]

درهم

على غرار ذاكرة NAND Flash، تستخدم ذاكرة DRAM أيضًا تقنية النقش المتعدد بشكل منتظم. فعلى الرغم من أن المناطق النشطة تُشكّل مصفوفة ثنائية الأبعاد، إلا أن قناع قطع واحد يكفي لتقنية 20  نانومتر. [ 165 ] علاوة على ذلك، يمكن استخدام قناع القطع في الوقت نفسه لنقش المحيط، وبالتالي لا يُحتسب كقناع إضافي. [ 166 ] عندما يكون طول المسافة بين نقاط المنطقة النشطة حوالي 3.5 ضعف طول المسافة بين نقاطها، تُشكّل الفواصل في المنطقة النشطة مصفوفة سداسية، وهي مناسبة لنقش الفواصل الشبكية المثلثية المذكورة أعلاه. وقد بدأت سامسونج بالفعل في تصنيع  ذاكرة DRAM بتقنية 18 نانومتر. [ 167 ] يُستخدم النقش المزدوج المُخيط لتوجيه المعدن المحيطي لذاكرة DRAM، [ 50 ] ولكن بالنسبة  للمسافات الأقل من 40 نانومتر، قد يكون من الضروري استخدام فاصل مزدوج. [ 168 ]

تُستخدم تقنية النقش الرباعي المتقاطع ذاتي المحاذاة لنقش مصفوفات المكثفات في أحدث تقنيات ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)، اعتبارًا من عام 2025. [ 169 ] [ 170 ]

ذاكرة فلاش NAND

تحتوي ذاكرة الفلاش NAND المسطحة على عدة طبقات تستخدم SADP  بمسافة أقل من 80 نانومتر و SAQP  بمسافة أقل من 40 نانومتر.

استخدمت ذاكرة الفلاش ثلاثية الأبعاد NAND تقنية SADP لبعض الطبقات. ورغم أنها لا تتوسع أفقيًا بنفس القدر، فإن استخدام تقنية تكديس السلاسل في ذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد يعني استخدام أنماط متعددة (نمط الطباعة الحجرية والحفر) لتشكيل القنوات الرأسية.

عادةً، بالنسبة لذاكرة NAND، تقوم تقنية SADP برسم مجموعة من الخطوط من قناع أساسي، متبوعة باستخدام قناع تقليم لإزالة نهايات الحلقة، وتوصيل الوسادات بقناع ثالث. [ 171 ]

الطباعة متعددة الأنماط بتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى

مقارنة بين الطباعة متعددة الأنماط بتقنية الأشعة فوق البنفسجية العميقة (DUV) وتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV). عند استخدام تقنية الطباعة متعددة الأنماط بمسافة أقل من 40 نانومتر، يُتوقع أن تتطلب تقنية EUV طباعة متعددة الأنماط نظرًا لضرورة الحفاظ على مسافة صغيرة كافية بين نهايات الخطوط دون إتلاف أجزاء منها. يمكن أن يتطابق عدد الأقنعة المطلوبة مع عددها في تقنية DUV، كما هو الحال في هذا النمط المستهدف.
تقنية النقش المتعدد بمسافة 28 نانومتر. عند مسافة 30 نانومتر تقريبًا، تتطلب كلتا طريقتي DUV و EUV نقشًا متعددًا.

لا يُستبعد استخدام تقنية الطباعة المتعددة بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV)، خاصةً في  عقدة 5 نانومتر. ويعود ذلك لعدة أسباب. أولًا، هناك شرط تضييق المسافة بين طرفي الخطوط المعدنية (T2T)، والذي يُمثل الحد الأدنى للمسافة بين نهايات الخطوط المعدنية. [ 172 ] إضافةً إلى ذلك، يجب ألا تكون المسافة بين القطع صغيرة جدًا بحيث تُعرّض أجزاءً من الخطوط الموجودة بينها.

عندما يتم تقليل الحد الأدنى للخطوة إلى 32  نانومتر أو أقل، تصبح العيوب العشوائية منتشرة بدرجة كافية [ 173 ] لإعادة النظر في النقش المزدوج عند عرض التصميم الأكبر.

عند أبعاد تبلغ حوالي 30  نانومتر أو أقل، يقتصر الإضاءة أيضًا على مستويات تعبئة منخفضة للغاية للبؤبؤ تقل عن 20%، [ 174 ] [ 175 ] مما يؤدي إلى عدم استخدام جزء كبير من طاقة مصدر الأشعة فوق البنفسجية القصوى. وهذا يقلل الإنتاجية بشكل كبير.

وبالتالي، فإن استخدام أنماط متعددة لتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) وفقًا لقواعد تصميم أوسع يعتبر حاليًا اعتبارًا عمليًا لأسباب تتعلق بالإنتاجية والإنتاجية.

في عام 2025، تم الكشف عن أن  أنماط التوصيل العشوائية بطول 36 نانومتر تتطلب نمطًا مزدوجًا باستخدام الأشعة فوق البنفسجية القصوى لتجنب الجرعات الزائدة، [ 176 ] [ 177 ] في حين أن النمط المزدوج باستخدام الأشعة فوق البنفسجية العميقة كان كافيًا. [ 178 ]

مراجع

  1. معالج Intel 45nm HKMG
  2. TSMC 28nm cutpoly
  3. تشاو، ويلون؛ كيم، جيهون؛ أندرسون، إريك هـ.؛ فيشر، بيتر؛ ريكاوا، سيناجيث؛ أتوود، ديفيد ت. (9 يناير 2009). عمليات النقش المزدوج بتقنية HSQ لألواح المناطق لتحقيق أداء محدود بالحيود عند 10 نانومتر . المؤتمر الدولي الثالث والخمسون حول حزم الإلكترونات والأيونات والفوتونات والطباعة النانوية، جزيرة ماركو، فلوريدا، 26-29 مايو 2009.
  4. دوان، هويغاو؛ وينستون، دونالد؛ يانغ، جويل كيه دبليو؛ كورد، برايان إم؛ مانفريناتو، فيتور آر؛ بيرغرين، كارل كيه (نوفمبر 2010). "طباعة حجرية بشعاع إلكتروني بنصف خطوة أقل من 10 نانومتر باستخدام بولي (ميثيل ميثاكريلات) كمقاوم سلبي" (ملف PDF) . مجلة علوم وتكنولوجيا الفراغ ب، تكنولوجيا النانو والإلكترونيات الدقيقة: المواد، والمعالجة، والقياس، والظواهر . 28 (6): C6C58–C6C62. Bibcode : 2010JVSTB..28C..58D . doi : 10.1116/1.3501353 . hdl : 1721.1/73447 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 19 يناير 2012.
  5. دي سي فلاندرز؛ إن إن إفريموف (1983). "توليد محززات دورية أقل من 50 نانومتر باستخدام تقنيات تحديد الحواف". مجلة علوم وتكنولوجيا الفراغ ب . 1 (4): 1105-1108 . رمز Bibcode : 1983JVSTB...1.1105F . doi : 10.1116/1.582643 .
  6. كريس بينشر؛ يونغمي تشين؛ هوي شيونغ داي؛ وارن مونتغمري؛ ليور هولي (2008). "نقش بنصف خطوة 22 نانومتر باستخدام تقنية النقش المزدوج ذاتي المحاذاة للفواصل بتقنية الترسيب الكيميائي للبخار (SADP)". الطباعة الحجرية الضوئية الدقيقة XXI . 6924. الطباعة الحجرية الضوئية الدقيقة XXI؛ 69244E: 69244E. Bibcode : 2008SPIE.6924E..4EB . doi : 10.1117/12.772953 . S2CID 121968664 . 
  7. أ. فانلينهوف؛ د. فان ستينوينكل (2007). فلاجيلو، دونيس ج (محرر). "نهج الطباعة الحجرية فقط للنقش المزدوج". سلسلة مؤتمرات جمعية مهندسي الأجهزة الضوئية (SPIE) . الطباعة الحجرية الضوئية الدقيقة XX. 6520. الطباعة الحجرية الضوئية الدقيقة XX؛ 65202F: 65202F. Bibcode : 2007SPIE.6520E..2FV . doi : 10.1117/12.713914 . S2CID 119829809 . 
  8. "الحائزون على جائزة أندرو إس. غروف من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات" . جائزة أندرو إس. غروف من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . مؤرشف من الأصل في 9 سبتمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 4 يوليو 2019 .
  9. "شركة مايكرون تُصنّف ضمن أفضل 100 شركة عالمية مبتكرة للعام السادس على التوالي" . مايكرون تكنولوجي . 15 فبراير 2018. تاريخ الاطلاع: 5 يوليو 2019 .
  10. دي سيمون، دانيلو؛ فاندنبيرغ، جيرت (2019). "دراسة قابلية الطباعة للنمط المزدوج بالأشعة فوق البنفسجية القصوى لطبقات CMOS المعدنية". في غولدبيرغ، كينيث أ. (محرر). الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) X. ص 21. doi : 10.1117/12.2515603 . ISBN  978-1-5106-2561-7.
  11. ميلان فالا؛ جيري هومولا (2014). "طريقة مرنة تعتمد على الطباعة الحجرية التداخلية رباعية الحزم لتصنيع مساحات كبيرة من المصفوفات البلازمونية الدورية تمامًا" . مجلة أوبتكس إكسبرس . 22 (15): 18778-18789 . رمز Bibcode : 2014OExpr..2218778V . doi : 10.1364/OE.22.018778 . PMID 25089495 . 
  12. 1 2 3 فان سيتن، إيلكو؛ ويتبرود، فريسو؛ وآخرون (4 سبتمبر 2015). "خيارات النقش لمنطق N7: آفاق وتحديات تقنية الطباعة الحجرية فوق البنفسجية القصوى". في: بهرينجر، أوفه إف دبليو؛ فايندرز، جو (محرران). المؤتمر الأوروبي الحادي والثلاثون للأقنعة والطباعة الحجرية . المجلد 9661. الصفحات 96610G. رمز Bibcode : 2015SPIE.9661E..0GV . doi : 10.1117/12.2196426 . S2CID 106609033 .    
  13. 1 2 كيم، ريونغ هان؛ وود، أوبيرت؛ كراوس، مايكل؛ تشين، يولو؛ بلاكيكي، فينس؛ هسو، ستيفن؛ غرونلوند، كيث (2016). "تطبيق تقنيات تحسين دقة الأشعة فوق البنفسجية القصوى (RET) لتحسين وتوسيع نطاق الطباعة ثنائية الاتجاه أحادية التعريض لتصميمات المنطق 7 نانومتر وما بعدها". في: بانينغ، إريك م.؛ غولدبيرغ، كينيث أ. (محرران). الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) VII . المجلد 9776. الصفحات 97761R. doi : 10.1117/12.2219177 .  
  14. RL Jones and JD Byers, Proc. SPIE 5040, 1035 (2003).
  15. S. Kobayashi et al., Proc. SPIE 6521, 65210B (2007).
  16. 1 2 3 4 ر. قطب وآخرون، بروك. سبي 10583، 1058321 (2018).
  17. 1 2 3 ي. بورودوفسكي (2012). الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى عند الإدخال وما بعده (ملف PDF) . ورشة العمل الدولية حول الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى.
  18. 1 2 L. T.-N. Wang et al., Proc. SPIE 9781, 97810B (2016).
  19. ^ كاليفورنيا ماك، بروك. سبي 4226، 83 (2000).
  20. ماكليلان، بول (2017). "TSMC @ N7 مع كادنس" . مدونات مجتمع كادنس .
  21. ^ سي تي بودندورف، بروك. سبي 5992، 599224 (2005).
  22. M. Burkhardt et al., Proc. SPIE 6520, 65200K (2007).
  23. ^ إي. هندريكس وآخرون، بروك. سبي 6924، 69240L (2008).
  24. ^ WN Partlo وآخرون، البروفيسور SPIE 1927، 137 (1993).
  25. 1 2 T. Winkler et al., Proc. SPIE 5754, 1169 (2005).
  26. Y. Chen et al., J. Vac. Sci. & Tech. B 35, 06G601 (2017).
  27. ك. تسوجيتا وآخرون، بروك. سبي 6520، 652036 (2007).
  28. 1 2 ك. تيان وآخرون، بروك. سبي 7274، 72740C (2009).
  29. عدم توافق تباعد أنماط المعادن الطرفية لذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية
  30. تركيبة درجة صوت محظورة في عقد الطباعة الحجرية المتقدمة
  31. FM Schellenberg et al., DAC 2001, اعتماد OPC وتأثيره على التصميم والتخطيط.
  32. في. ويوكس وآخرون، بروك. سبي 5040، 270 (2003).
  33. ^ ب. بيلسكي وآخرون، بروك. سبي 10466، 1046605 (2017).
  34. ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية من سامسونج بتقنية 80 نانومتر
  35. عندما تتطلب الطباعة الحجرية أنماطًا متعددة: تجنب التشوهات التناظرية في طبقة المقاومة
  36. 1 2 الحفر الانتقائي للميزات في SAQP لتشكيل أنماط أقل من 20 نانومتر
  37. 1 2 N. Singh and M. Mukherjee-Roy, Proc. SPIE vol. 4691, 1054 (2002).
  38. J. Garofalo et al., J. Vac. Sci. & Tech. B 11, 2651 (1993).
  39. ^ ت. ماتسودا وآخرون، بروك. سبي 7973، 797316 (2011).
  40. مجلة إنتل للتكنولوجيا، عدد 45 نانومتر
  41. كيف أصبحت عمليات قص الخطوط خطوات منفصلة بالضرورة في الطباعة الحجرية
  42. م. إيرلينغز وآخرون، بروك. سبي 4404، 266 (2001).
  43. تلاشي نصف معاملات فورييه في المصفوفات المتداخلة
  44. إضاءة مُحسّنة لأنماط القطع المعدنية الكثيفة
  45. التباين العشوائي للأشعة فوق البنفسجية القصوى في قطع الخطوط
  46. تقنية الطباعة المتعددة بالأشعة فوق البنفسجية العميقة أو الأشعة فوق البنفسجية القصوى لتصميمات المعادن ثنائية الاتجاه المتقدمة للعقد
  47. S-Min Kim et al., Proc. SPIE 6520, 65200H (2007).
  48. ^ ي. كوهيرا وآخرون، بروك. سبي 9053، 90530T (2014).
  49. الطباعة الحجرية الخاصة بالتطبيقات: نقش معدني لمضخم الإشارة ومحرك خط الكلمة الفرعي في ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية
  50. 1 2 أنماط متعددة مخيطة لأقل مسافة بين الطبقات المعدنية في ملحقات ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية
  51. "الإلكترونيات النانوية المدفوعة بالتوسع - المقاومات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23-03-2010.
  52. لابيدوس، مارك (13 مارس 2008). "JSR تستعرض تقنية 'تجميد المادة' لإنتاج 22 نانومتر" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 يوليو 2014.
  53. X. Hua et al., J. Vac. Sci. Tech. B, vol. 24, pp. 1850-1858 (2006).
  54. YK Choi et al., J. Phys. Chem. B, vol. 107, pp. 3340-3343 (2003).
  55. تشاو، روبن؛ كوهلي، كريتي ك.؛ تشانغ، يونلين؛ مادان، أنيتا؛ موثينتي، غانغادارا راجا؛ هونغ، أوغسطين ج.؛ كونكلين، ديفيد؛ هولت، جودسون؛ بيلي، تود س. (2014-01-01). "طرق قياس متعددة التقنيات لتقييم انحراف الخطوة في ترانزستورات FinFET بتقنية 14 نانومتر وما بعدها". مجلة الطباعة الحجرية الدقيقة/النانوية، وأنظمة MEMS، وأنظمة MOEMS . 13 (4) 041411. Bibcode : 2014JMM & M..13d1411C . doi : 10.1117/1.JMM.13.4.041411 . ISSN 1932-5150 . S2CID 122374784 .  
  56. ^ آي بوشومز وآخرون. ، بروك. سبي 7274، 72741 ك (2009).
  57. براءة الاختراع الأمريكية رقم 6165880، المسجلة باسم شركة TSMC.
  58. ^ واي. لوكيه وآخرون. ميكروليك. م. 107، 138 (2013).
  59. براءة الاختراع الأمريكية رقم 8813012، المسجلة باسم شركة Synopsys.
  60. 1 2 R. Brain et al. , IITC 2009.
  61. P. Packan et al. , IEDM 2009.
  62. المرجع: براءة الاختراع الأمريكية رقم 8312394، المسجلة باسم شركة Synopsys.
  63. K. Oyama et al., Proc. SPIE 9051, 90510V (2014).
  64. ب. مباركي وآخرون ، براءة اختراع أمريكية رقم 8,084,310، مُخصصة لشركة Applied Materials.
  65. 1 2 M. C. Smayling et al. , Proc. SPIE 8683, 868305 (2013).
  66. JM Park et al. , IEDM 2015, 676 (2015).
  67. تعيينات الميزات للفواصل في SAQP
  68. تقنية الطباعة الحجرية الخاصة بالتطبيقات - توجيه ثنائي الأبعاد بمسافة 28 نانومتر
  69. توجيه المعادن ثنائي الأبعاد باستخدام نمط من فئة SAQP
  70. تغيير ارتفاع الخلية وقياس تباعد المسارات بما يتجاوز الطباعة الحجرية
  71. عرض تقديمي موجز في مؤتمر سيميكون ويست 2013، مؤرشف بتاريخ 24 سبتمبر 2015 على موقع Wayback Machine
  72. ^ زي شياو وآخرون. ، بروك. سبي 8880، 888017-3 (2013).
  73. ^ جي بيكارت وآخرون، بروك. سبي 9658، 965804 (2015).
  74. SH Park et al. , Soft Matter, 6, 120-125 (2010).
  75. CG Hardy و C. Tang، J. Polymer Sci. Pt. B: Polymer Phys.، المجلد 51، الصفحات 2-15 (2013).
  76. LW. Chang et al. IEDM 2010 Technical Digest, 752-755 (2010).
  77. تقرير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا لعام 2011 حول LER في PS-b-PMMA DSA
  78. AN Semenov, Macromolecules 26, 6617 (1993).
  79. أ. الغربي وآخرون، بروك. سبي 9777، 97770T (2016).
  80. مضاعفة كثافة نصف الخطوة دون 10 نانومتر عن طريق التجميع الذاتي الموجه
  81. هل حققت الصين طفرة في مجال الطباعة متعددة الأنماط؟ الطباعة بأربعة ثقوب عن طريق التجميع الذاتي الموجه على شبكة ثقوب متداخلة
  82. Z. وو وآخرون، بروك. سبي 13423، 134231O (2024).
  83. D. Civay et al. , J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS 14, 023501 (2015).
  84. ^ ك. سيكي وآخرون. ، بروك. سبي 9658، 96580 جي (2015).
  85. براءة الاختراع الأمريكية رقم 7842601، المسجلة باسم شركة سامسونج.
  86. ^ ي. تشن وآخرون. ، بروك. سبي 7973، 79731P (2011).
  87. M. Mirsaeedi et al. , IEEE Trans. VLSI Syst. 22, 1170 (2014).
  88. براءة الاختراع الأمريكية رقم 7846849، المسجلة باسم شركة Applied Materials.
  89. SW Kim et al., JVST B 34, 040608 (2016).
  90. 1 2 F. T. Chen et al. , Proc. SPIE 8326, 83262L (2012).
  91. س. ساخاري وآخرون، بروك. سبي 9427، 94270O (2015).
  92. ^ ن. موهانتي وآخرون، بروك. سبي 10147، 1014704 (2017).
  93. متطلبات مضاعفة مسافة الحفر لتصميمات المسارات المعدنية سهلة القطع: التخلص من الاعتماد على طول موجة الطباعة الحجرية
  94. 1 2 السل. تشيو وآخرون. ، بروك. سبي 9781، 978107 (2016).
  95. ^ تي إتش باو وآخرون. ، بروك. سبي 9781، 978102 (2016).
  96. 1 2 Y. Chen et al., J. Vac. Sci. Tech. B35, 06G601 (2017).
  97. ^ م. كروس وآخرون. ، بروك. SPIE 10148، 101480هـ (2017).
  98. ^ دبليو جيلينز وآخرون. ، بروك. سبي 10143، 1014314 (2017).
  99. T. Last et al. , Proc. SPIE 10143, 1014311 (2017).
  100. S. Hsu et al. , Proc. SPIE 9422, 94221I (2015).
  101. ميريت، ريك (7 أكتوبر 2015). "اختبار 5 نانومتر يُسلط الضوء على مسار الطباعة الحجرية الهجين 193i، ويُنظر إلى تقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى على أنها أفضل نهج" . EETimes .
  102. 1 2 3 ASML High-NA EUV
  103. الكشف عن معالج NVIDIA Pascal Tesla P100 - 15.3 مليار ترانزستور على شريحة بمساحة 610 مم² بتقنية 16 نانومتر
  104. الطباعة الحجرية الدقيقة: العلم والتكنولوجيا ، الطبعة الثانية، بي دبليو سميث وك. سوزوكي (محرران)، مطبعة سي آر سي، 2007، ص 94.
  105. دليل تكنولوجيا تصنيع أشباه الموصلات ، Y. Nishi و R. Doering (محرران)، CRC Press، 2000، ص 475.
  106. الطباعة الحجرية الخاصة بالتطبيقات: فصل الوصلات لتقنية 5 نانومتر وما بعدها
  107. W. Gao et al., Proc.SPIE 11323, 113231L (2020).
  108. ذاكرة NAND من نوع Hynix M1X
  109. براءة الاختراع الأمريكية رقم 9318369، المسجلة باسم شركة سامسونج.
  110. إنتل تناقش تقنية 10 نانومتر
  111. إنتل تكشف عن معالج 10 نانومتر
  112. إنتل تنتقل إلى تقنية 7 نانومتر بدون استخدام تقنية الطباعة الحجرية فوق البنفسجية المتطرفة
  113. "الطريق الوعر إلى تقنية FinFETs بتقنية 10 نانومتر" . 21 مايو 2015.
  114. أصبح النقش الثلاثي شائعًا عند 10 نانومتر
  115. سامسونج تعلن عن عملية FinFET بدقة 10 نانومتر لأنظمة SoC
  116. "Semimd - مجلة الصحة واللياقة البدنية 2020" . 10 نوفمبر 2023.
  117. سي وو وآخرون، IEDM 2016، ورقة 2.7.
  118. 1 2 مؤتمر IEDM 2016 تمهيد الطريق لتقنية 7/5 نانومتر
  119. ^ إف تي تشن وآخرون. ، بروك. سبي 8683، 868311 (2013).
  120. رالي، أنجليك؛ تيبو، صوفي؛ موهانتي، نيهار؛ سوباديب، كال؛ ناكامورا، ساتورو؛ كو، أكيتيرو؛ أوميرا، ديفيد؛ تابيللي، كاندابارا؛ كونسيلو، ستيف؛ بيولسي، بيتر (2016). "دمج النقش الرباعي ذاتي المحاذاة باستخدام تقسيم المسافة بين طبقات الفاصل على مستوى المقاوم لتطبيقات المسافة الأقل من 32 نانومتر". في: لين، تشينغ هوانغ؛ إنجلمان، سيباستيان يو. (محرران). تقنية الحفر المتقدمة للنقش النانوي ، المجلد 9782، الصفحات 97820F. doi : 10.1117/12.2219321 .  
  121. ^ إف تي تشن وآخرون. ، بروك. SPIE المجلد. 8326، 82362L (2012).
  122. 1 2 3 "عملية الطباعة الحجرية 14 نانومتر - ويكي تشيب" .
  123. 1 2أ. يوه وآخرون، المؤتمر الدولي للتكنولوجيا 2018.
  124. طلب براءة اختراع أمريكي رقم 20150179513
  125. سواتي شافان؛ جايش براجاباتي؛ أكاش فيرما. "نهج استدلالي لإصلاح انتهاكات فحص قواعد التصميم (DRC) في تصميمات الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) بتقنية FinFET 7 نانومتر" . التصميم وإعادة الاستخدام .
  126. TSMC في عام 2017
  127. 1 2 ج. كيم وآخرون، بروك. سبي 10962، 1096204 (2019).
  128. دعم برنامج Calibre لـ 8LPP و 7LPP
  129. 1 2H. Rhee et al., 2018 Symp. VLSI Tech., 217.
  130. توسع شركة Mentor دعم تقنية FinFET Plus بدقة 7 نانومتر
  131. مكالمة أرباح شركة TSMC للربع الثاني من عام 2019
  132. ^ ر.ر حق وآخرون. ، بروك. سبي 9776، 97760F (2016).
  133. تلقت سامسونج 24 أداة غمر من شركة ASML في عام 2010
  134. توسيع نطاق الطباعة الحجرية بالغمر إلى عقد 1x نانومتر
  135. أخطاء الأشعة فوق البنفسجية القصوى تحت الهجوم
  136. 1 2 M. C. Smayling et al., Proc. SPIE 8683, 868305 (2013).
  137. 1 2 تقليل النقش المتعدد باستخدام القطع الشبكية والوصلات
  138. 1 2 تبسيط عملية التشكيل المتعدد باستخدام القطع الشبكية والوصلات
  139. 1 2 استكشاف سيناريوهات التنميط المتعدد بمساعدة الشبكة لعقد 10A-14A
  140. 1 2 براءة اختراع أمريكية رقم 9240329
  141. 1 2 طلب براءة اختراع أمريكي رقم 20170221902
  142. براءة اختراع أمريكية رقم 8697538
  143. ^ بي بيشوب وإي هندريكس، بروك. سبي 10583، 105831 ك (2018).
  144. P. Woltgens et al., Proc. SPIE 12051, 120510I (2022).
  145. توفر الوصلات المتداخلة توجيهًا أفضل من الوصلات المتوازية
  146. كيو. لين، وقائع SPIE 11327، 113270X (2020).
  147. تقنية SALELE للنقش المزدوج لعقد 7 نانومتر و5 نانومتر
  148. ^ واو لازارينو وآخرون، بروك. سبي 10149، 1014908 (2017)
  149. زي شياو وآخرون، بروك. سبي 8880، 888017 (2013).
  150. إعادة توزيع وتوسيع الكتل ذاتية المحاذاة لتحسين إنتاجية الطباعة متعددة الأنماط
  151. ^ ج.ه. فرانك وآخرون، بروك. سبي 10145، 1014529 (2017).
  152. تبسيط التوجيه والنقش بتقنية 2 نانومتر باستخدام شبكة الثقوب القطرية
  153. تبسيط التوجيه والنمط باستخدام شبكة التوصيلات القطرية
  154. يمكن لتطبيق قواعد تصميم دقيقة أن يقلل بشكل كبير من تعدد الأنماط
  155. ^ بي دي بيشوب وإي هندريكس، بروك. سبي 10583، 105831 ك (2018).
  156. عمليات تصنيع الرقائق الإلكترونية لشركة TSMC في عام 2018
  157. SAQP لـ FinFETs
  158. ريادة إنتل في تقنية 14 نانومتر
  159. كيو. وو وآخرون، CSTIC 2023.
  160. 1 2 4 وظائف أقنعة الأشعة فوق البنفسجية العميقة لتشكيل أنماط BEOL 5 نانومتر/3 نانومتر
  161. تقنية النقش من فئة SAQP من SiCarrier : حل محلي محتمل لتقنية 5 نانومتر وما بعدها في الصين
  162. توسيع نطاق تقنية الطباعة متعددة الأنماط بالأشعة فوق البنفسجية العميقة (DUV) نحو 3 نانومتر
  163. تقليل قناع BEOL باستخدام الفتحات والقطع المحددة بواسطة الفواصل
  164. عبر تقنية الطباعة متعددة الأنماط بغض النظر عن الطول الموجي، حيث تصبح الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى ذات الفتحة العددية العالية عشوائية للغاية
  165. YS. Kang et al., J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS vol. 15(2), 021403 (2016).
  166. براءة اختراع أمريكية رقم 7253118.
  167. ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية من سامسونج بتقنية 18 نانومتر
  168. تصميم فواصل ذاتية المحاذاة للحصول على معدن ذي أقل مسافة بين الطبقات في ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية
  169. تقنية النقش المتعدد المتقاطع ذاتي المحاذاة لشبكات ذات مسافة أقل من 40 نانومتر: عملية مسجلة لذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية
  170. Md. S. Rahman et al., Proc. SPIE 13427, 134270G (2025).
  171. ^ ه. داي وآخرون، بروك. سبي 7275، 72751 إي (2009).
  172. ^ جي فان شوت وآخرون، بروك. سبي 11147، 1114710 (2019).
  173. ^ س. كانغ وآخرون، بروك. SPIE 11611، 1161129 (2021).
  174. ^ د. ريو وآخرون، بروك. SPIE 11609، 116090T (2021).
  175. ^ ج.ه. فرانك وآخرون، بروك. SPIE 11517, 1151716 (2020).
  176. ج. زحلتن، بروك. سبي 13424، 134240Z (2025).
  177. التعرض العشوائي للأشعة فوق البنفسجية القصوى بطول موجي 36 نانومتر عبر
  178. تسويق مكثف لتقنية الفتحة العددية العالية: الكشف عن ممارسات الطباعة متعددة الأنماط بتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى، دون التطرق إلى عمق التركيز