使用带电粒子多束波光刻系统制造独特芯片技术方案

使用无掩模光刻曝光系统制造电子器件的方法，无掩模光刻曝光系统使用无掩模图案写入器，其中生成用于控制无掩模图案写入器曝光晶片以用于创建电子器件的束波控制数据。基于设计版图数据和选择数据生成束波控制数据，设计版图数据定义适用于要从晶片制造的电子器件的多个结构(例如，过孔)，选择数据定义设计版图数据的哪些结构适用于要从晶片制造的每个电子器件，选择数据定义用于电子器件的不同子集的结构的不同集合。根据束波控制数据对晶片的曝光导致针对电子器件的不同子集曝光具有结构的不同集合的图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用带电粒子多束波光刻系统制造独特芯片
本专利技术涉及一种制造方法，即制造诸如半导体芯片的电子器件的方法。更具体地，本专利技术涉及使用带电粒子多束波光刻机来制造独特芯片，其中芯片的独特性由芯片上的结构(诸如过孔结构)限定。因此，本专利技术同样涉及使用这种新的制造方法生产的独特芯片，以及所谓的“代工厂”，即应用这种新方法的制造设施，以及适用于执行改进的制造方法的无掩模光刻曝光系统。本专利技术进一步涉及用于产生束波控制数据的计算机实现的方法，束波控制数据用于控制无掩模图案写入器以曝光用于创建电子器件的晶片。本专利技术还涉及一种用于生成在束波控制数据的生成中使用的选择数据的计算机实现的方法。本专利技术进一步涉及与计算机实现的方法有关的数据处理系统、计算机程序产品和计算机可读存储介质。
技术介绍
在半导体工业中，光刻系统用于创建，即制造这种电子器件，通常是在硅晶片上形成的集成电路的形式，通常称为半导体芯片。作为制造过程的一部分，光刻利用可重复使用的光学掩模将表示期望的电路结构的图案的图像投影到硅晶片上。重复使用掩模以在硅晶片的不同部分上和后续晶片上对相同的电路结构成像，从而导致利用每个晶片制造的一系列相同的芯片，每个芯片具有相同的电路设计。在当今，与数据安全性、可追溯性以及防伪有关的各种技术产生了对于具有独特电路或代码的独特芯片或用于芯片多样化的其它独特硬件特征的日益增长的需求。这种独特芯片是已知的，并且经常以要求芯片真正独特的模糊的方式实现安全相关的操作。已知的独特芯片通常在芯片的制造之后实现，例如通过使用基于掩模的光刻制造一系列相同的芯片，然后在制造之后破坏芯片中的某些连接，或者通过在检查和控制某些特征之后评估芯片的独特性。在该过程中使用的掩模生产成本高，并且针对每个单个芯片制造独特的掩模显然太昂贵，因此基于掩模的光刻被认为不适合制造独特的芯片。因此，已经建议利用无掩模光刻来创建独特的芯片。对于无掩模光刻，不使用掩模，而是将表示电路设计的所需图案以数据文件(例如，包含要传输到目标(例如，晶片)的电路设计版图的GDSII或OASIS文件)的形式输入到无掩模光刻系统，以通过无掩模光刻系统曝光。在WO2010/134026中以本专利技术的申请人的名义公开了无掩模光刻和数据输入系统。WO2010/134026通过引用整体并入本文。所公开的无掩模系统使用诸如电子束波的带电粒子束波直接将图案写到晶片上。因为用于曝光每个芯片的期望的图案被表示为数据而不是掩模，所以可以利用这种系统来制造独特的芯片。通过对要创建的每个独特的电子器件使用不同的GDSII输入文件，可以使输入到曝光系统的图案数据(表示要创建的独特的电子器件或芯片)独特。WO2011/117253和WO2011/051301(均转让给本专利技术的申请人并且通过引用整体并入本文)公开了可以使用带电粒子光刻系统创建的电子器件或芯片的各种示例。然而，一种创建安全的(至少是独特的)器件的直接方法(即使用已知的无掩模曝光系统)，可以不是最优化的但至少适于安全地生产独特的电子器件。不利地，与此相关的GDSII或OASIS文件的处理通常在光刻系统的操作者的操作之外执行。此外，可以在更长的时间段内使用和存储所处理的GSDII/OASIS文件。根据本专利技术的基础和实际部分的见解，为安全起见，最小化用于创建独特电子器件或芯片的独特过孔设计数据的曝光和曝光时间是合乎需要的，因为电子器件或芯片的独特性通常用于数据安全性、可追溯性和防伪应用。
技术实现思路
本专利技术通过在不同芯片中实现不同结构来提供用于制造独特电子电路的解决方案，其中可以最小化在创建芯片时使用的特定结构的共用曝光。这种结构的非限制性示例是金属层之间的连接(也称为过孔)、金属层和栅极之间的连接(例如，在接触层中)、本地互连层中的连接、以及晶体管或二极管的某些部分的P或N注入。使得芯片独特的一种方法是通过在不同的芯片中实现不同的结构。例如，对于每个芯片，过孔的数目和过孔的位置可以是不同的。由过孔产生的不同路径导致相同的数据输入被呈现给芯片，从而为每个芯片产生不同的数据输出。至此，对于电子器件的版图中的特定部分，可以提供选择数据以定义在芯片中启用哪些过孔，从而在芯片中产生个性化区域。从中进行选择以使芯片或一批芯片个性化的所有可能结构可以是通用设计版图数据(例如，GDSII或OASIS文件)的一部分。可选结构的位置可以作为位置元数据被提供。通过基于位置元数据和选择数据针对电子器件的不同子集实现结构的不同集合，可以使特定部分个性化。可以靠近无掩模光刻曝光系统或在无掩模光刻曝光系统内在后处理阶段进行结构的选择，从而最小化用于个性化电子器件的特定结构的共用曝光。在使用无掩模光刻工艺来形成诸如金属层之间的连接的非共用结构的情况下，这些可以通过合并两个导电过孔以形成双过孔来形成。根据本专利技术的一个方面，提出了一种使用无掩模光刻曝光系统制造电子器件的方法。无掩模光刻曝光系统可以使用无掩模图案写入器。该方法可以包括生成用于控制无掩模图案写入器曝光晶片以用于创建电子器件的束波控制数据。可以基于设计版图数据生成束波控制数据，设计版图数据定义用于要从晶片制造的电子器件的多个结构。可以进一步基于选择数据生成束波控制数据，选择数据定义设计版图数据的哪些结构适用于要从晶片制造的每个电子器件，选择数据定义用于电子器件的不同子集的结构的不同集合。根据束波控制数据对晶片的曝光可以导致针对电子器件的不同子集曝光具有结构的不同集合的图案。根据本专利技术的一个方面，提出了一种用于生成束波控制数据的计算机实现的方法。束波控制数据可以用于控制无掩模图案写入器曝光晶片以用于使用无掩模光刻曝光系统来创建电子器件，无掩模光刻曝光系统使用无掩模图案写入器，使得根据束波控制数据对晶片的曝光导致针对电子器件的不同子集曝光具有结构的不同集合的图案。方法可以包括接收设计版图数据，设计版图数据定义用于要从晶片制造的电子器件的多个结构。方法可以进一步包括接收选择数据，选择数据定义设计版图数据的哪些结构适用于要从晶片制造的每个电子器件。选择数据可以定义用于电子器件的不同子集的结构的不同集合。方法可以进一步包括基于所接收的设计版图数据和所接收的选择数据来生成束波控制数据。无掩模图案写入器可以是基于光栅扫描的无掩模图案写入器，在这种情况下，束波控制数据可以采用图案位图数据的形式。无掩模图案写入器可以是基于矢量扫描的无掩模图案写入器，在这种情况下，可以以适合于矢量扫描的方式格式化束波控制数据。电子器件可以通过启用结构的不同集合来个性化或使其独特，例如通过在每个电子器件中创建不同的过孔。有利地，方法使得能够将电子器件的个性化区域的创建保持在无掩模光刻曝光系统的操作内，并且使个性化区域的设计数据的共用曝光时间最小化。有利的副作用是所需的处理功率和存储器可能保持较低，因为设计版图数据可以重复用于创建多个芯片，其中利用创建独特芯片的已知的方法需要用于每个独特芯片的设计版图数据，因此需要用于制造的每个独特芯片设计的容量和处理时间。在实施例中，设计版图数据可以包括共用设计版图数据，其定义适用于所有电子器件的结构。设计版图数据可以进一步包括非共用设计版图数据，其定义适用于某些电子器件的结构，所述结构的所述不同集合能够根据选择数据从适用于某些所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用无掩模光刻曝光系统制造电子器件的方法，所述无掩模光刻曝光系统使用无掩模图案写入器，所述方法包括：生成用于控制所述无掩模图案写入器曝光晶片以用于创建所述电子器件的束波控制数据，其中所述束波控制数据基于以下项生成：设计版图数据，定义用于要从所述晶片制造的所述电子器件的多个结构；以及选择数据，定义所述设计版图数据的所述结构中的哪些结构适用于要从所述晶片制造的每个电子器件，所述选择数据定义用于所述电子器件的不同子集的所述结构的不同集合，其中根据所述束波控制数据对所述晶片的曝光导致针对所述电子器件的不同子集曝光具有所述结构的不同集合的图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 US 62/385,049;2016.10.27 US 62/413,470;1.一种使用无掩模光刻曝光系统制造电子器件的方法，所述无掩模光刻曝光系统使用无掩模图案写入器，所述方法包括：生成用于控制所述无掩模图案写入器曝光晶片以用于创建所述电子器件的束波控制数据，其中所述束波控制数据基于以下项生成：设计版图数据，定义用于要从所述晶片制造的所述电子器件的多个结构；以及选择数据，定义所述设计版图数据的所述结构中的哪些结构适用于要从所述晶片制造的每个电子器件，所述选择数据定义用于所述电子器件的不同子集的所述结构的不同集合，其中根据所述束波控制数据对所述晶片的曝光导致针对所述电子器件的不同子集曝光具有所述结构的不同集合的图案。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述设计版图数据包括：共用设计版图数据，定义适用于所有所述电子器件的结构；以及非共用设计版图数据，定义适用于某些所述电子器件的结构，所述结构的所述不同集合能够根据所述选择数据从适用于某些所述电子器件的结构中选择。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述选择数据针对所述电子器件中的每个电子器件指定所述束波控制数据是包括还是不包括定义在所述设计版图数据中所定义的所述结构中的一个或多个结构的数据。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中所述设计版图数据仅包括定义能够根据所述选择数据选择的所述结构的设计版图数据。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，进一步包括：经由第一网络路径在所述无掩模光刻曝光系统中接收所述设计版图数据；以及经由与所述第一网络路径分离的第二网络路径在所述无掩模光刻曝光系统中接收所述选择数据。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中生成所述束波控制数据的步骤附加地基于位置元数据，其中所述位置元数据指定在所述设计版图数据中定义的所述结构的位置。7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括基于所述位置元数据和所述选择数据生成擦除掩模数据，并且其中所述束波控制数据的生成包括将所述擦除掩模数据与所述设计版图数据或所述设计版图数据的导数合并，以从所述设计版图数据删除非选择的结构。8.根据权利要求1-7中的任一项所述的方法，其中所述电子器件是半导体芯片，并且其中所述无掩模图案写入器是带电粒子多束波光刻机。9.根据权利要求1-8中的任一项所述的方法，其中所述结构包括以下项中的至少一项：金属层之间的连接，也称为过孔；金属层与接触层中的栅极之间的连接；本地互连层中的连接；晶体管或二极管的某些部分的P或N注入。10.一种使用利用无掩模光刻曝光系统制造电子器件的方法创建的电子器件，所述无掩模光刻曝光系统使用无掩模图案写入器，所述方法包括：生成用于控制所述无掩模图案写入器曝光晶片以用于创建所述电子器件的束波控制数据，其中所述束波控制数据基于以下项生成：设计版图数据，定义用于要从所述晶片制造的所述电子器件的多个结构；以及选择数据，定义所述设计版图数据的所述结构中的哪些结构适用于要从所述晶片制造的每个电子器件，所述选择数据定义用于所述电子器件的不同子集的所述结构的不同集合，其中根据所述束波控制数据对所述晶片的曝光导致针对所述电子器件的不同子集曝光具有所述结构的不同集合的图案。11.根据权利要求10所述的方法制造的所述电子器件，其中所述电子器件是与任何其它所创建的半导体芯片不同的真正独特的半导体芯片。12.根据权利要求10或11所述的电子器件，包括金属层和相邻层，其中由所述非共用设计版图数据定义的所述结构包括所述金属层与所述相邻层之间的连接。13.一种无掩模光刻曝光系统，被配置为使用无掩模光刻曝光系统来执行制造电子器件的方法，所述无掩模光刻曝光系统使用无掩模图案写入器，所述方法包括：生成用于控制所述无掩模图案写入器曝光晶片以用于创建所述电子器件的束波控制数据，其中所述束波控制数据基于以下项生成：设计版图数据，定义用于要从所述晶片制造的所述电子器件的多个结构；以及选择数据，定义所述设计版图数据的所述结构中的哪些结构适用于要从所述晶片制造的每个电子器件，所述选择数据定义用于所述电子器件的不同子集的所述结构的不同集合，其中根据所述束波控制数据对所述晶片的曝光导致针对所述电子器件的不同子集曝光具有所述结构的不同集合的图案。14.根据权利要求13所述的无掩模光刻曝光系统，包括被配置为生成所述选择数据的黑盒装置，所述选择数据定义所述设计版图数据的所述结构中的哪些结构适用于要从所述晶片制造的每个电子器件，所述选择数据定义用于所述电子器件的不同子集的所述结构的不同集合。15.一种半导体制造设备，包括根据权利要求13或14所述的无掩模光刻曝光系统。16.一种光刻子系统，包括光栅化器和无掩模图案写入器，其中所述光栅化器被配置为生成用于控制所述无掩模图案写入器曝光晶片以用于创建电子器件的束波控制数据，其中所述束波控制数据基于以下项生成：设计版图数据，定义用于要从所述晶片制造的所述电子器件的多个结构；以及选择数据，定义所述设计版图数据的所述结构中的哪些结构适用于要从所述晶片制造的每个电子器件，所述选择数据定义用于所述电子器件的不同子集的所述结构的不同集合，其中根据所述束波控制数据对所述晶片的曝光导致针对所述电子器件的不同子集曝光具有所述结构的不同集合的图案。17.根据权利要求16所述的光刻子系统，其中所述光栅化器被配置为：接收从所述设计版图数据生成的光刻子系统特定格式的图案矢量数据；接收所述选择数据；接收位置元数据，所述位置元数据指定在所述设计版图数据中定义并且能够根据所述选择数据选择的所述结构中的每个结构的位置；以及处理所述图案矢量数据、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·N·J·范科尔维克，V·S·凯伯，M·JJ·维兰德，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL