Физико-технические основы систем переноса изображения на эффекте обращения волнового фронта для микроэлектронной техн (1024968), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Данная технология применяется во многих современных УСЭ для улучшения разрешения разрешения объектива. Принцип внеосевого освещения состоит в следующем [3]. Рассмотрим шаблон с периодической структурой темных и светлых полос одинаковой ширины, которая имеет период, превышающий разрешение объектива. Это означает, что +1 и –1 дифракционные порядки не будут попадать во входной зрачок объектива, как изображено на рис. 1:

Рис. 1 Рис. 2

Если освещать шаблон двумя наклонными пучками света, как изображено на рис. 2, то –1 и +1 порядки будут попадать во входной зрачок, таким образом, изображение шаблона будет формироваться. Такой тип освещения называется дипольным, он достигается помещением в оптический тракт осветителя диафрагмы, изображенной на рис. 3(а). Однако, для периодической структуры линий, перпендикулярных к рассматриваемым, данный эффект повышения разрешения не будет распространяться. Поэтому, наряду с дипольным освещением, применяют квадрупольное и кольцевое, изображенные на рис. 3.

Рис. 3

Фазосдвигающие шаблоны

Фазосдвигающие шаблоны являются еще одним способом повышения разрешения [3], часто использующимся в современной технологии литографии.

Чередующиеся фазосдвигающие (ЧФ) шаблоны (сильные фазосдвигающие шаблоны)

Принцип чередующегося фазового сдвига был предложен в 1982 г. М. Левенсоном из исследовательской лаборатории IBM, который занимался также литографией с помощью обращения волнового фронта. Однако тогда идея фазового сдвига оказалась невостребованной вследствие сложности изготовления таких шаблонов и сильного развития УСЭ. Технология ЧФ применяется для периодической структуры темных и светлых полос, позволяя уменьшить эффект дифракционного размытия элементов вследствие интерференции потоков излучения с противоположными фазами (рис. 4(а)).

Рис. 4

Недостатком данного способа является то, что вследствие конечной длины полос появляется проблема с уничтожением излучения на краях структуры (рис. 5).

Р ис. 5

Ослабляющие фазосдвигающие(ОФ) шаблоны

Указанный выше недостаток не возникает при использовании ОФ шаблонов, хотя эффект подавления уширения изображения будет меньшим. Конструкция шаблона состоит в том, что темные участки шаблона не полностью не пропускают излучение, а ослабляют его интенсивность и сдвигают фазу таким образом, что на выходе из шаблона излучение от темных участков сдвинуто по фазе на относительно излучения от светлых участков, как изображено на рис 4(б). Для случая, изображенного на рисунке, в профиле распределения интенсивности излучения на поверхности пластины есть две точки, где интенсивность равна нулю. Для сравнения, пунктирной линией изображены профили, соответствующие аналогичному традиционному шаблону, в котором темные участки не пропускают излучение. Основываясь на идее, приведенной в данном примере, с использованием ОФ шаблона возможна проработка периодической структуры “темная полоса/светлая полоса” с меньшим периодом, чем минимально возможный при использовании обычного шаблона.

Коррекция оптической близости

Разрешение УСЭ также может быть исскуственно повышено, применяя на шаблоне эффект коррекции оптической близости элементов [3]. При формировании изображения плотно расположенной группы элементов возможно искажение формы элемента вследствие дифракционного размытия и интерференции потоков излучения данного и соседних элементов. В этом случае может оказаться возможным, изменяя форму элементов на шаблоне, получать более приближенное к требуемому изображение. Корректировка форм элементов может проводиться как опытным путем, анализируя получающиеся в резисте структуры, так и теоретическим расчетом на ЭВМ.

Затронем вопрос об УСЭ, производимых на постсоветском пространстве. Самыми современными являются минские ЭМ-5084, работающие на излучении h-линии ртути 404 нм и с разрешением 0,8 мкм. В стадии разработки находятся минские УСЭ с разрешением 0,5 мкм.

2. Тенденции развития литографии

Roadmap

Актуальным является вопрос о перспективах развития промышленных способов литографии. Помимо частых публикаций в многочисленных печатных изданиях, перспективы развития отражены международной полупроводниковой ассоциацией в проектах Roadmap’01 [6] и Корректировка Roadmap’01, 2002 [7]. Проект Roadmap выпущен рабочей группой, включающей в себя представителей фирм-изготовителей микросхем, исследовательских институтов, поставщиков оборудования, материалов и других организаций из США (39%), Японии (26%), Тайваня (19%), Европы (8%), Кореи (8%). Roadmap представляет оценку проблем и потребностей, с которыми предстоит столкнуться полупроводниковой индустрии в ближайшее время.

В соответствии с Roadmap, развитие процесса литографии будет протекать по сценарию, описанному ниже в этой главе.

Диаграмма 1

Обозначения:

248 нм, 193 нм, 157 нм - оптическая литография с длиной волны излучения 248 нм, 193 нм и 157 нм соответственно

“+ФШ” – с использованием фазосдвигающего шаблона

ИПЛ - ионная литография (ion projection lithography)

ЭЛЗ – электронная литография с зазором (proximity electron lithography)*

РЛЗ – рентгеновская литография с зазором (proximity x-ray lithography)

ЭУФ - литография в экстремальном УФ (extreme ultraviolet lithography)

МЛ2 - литография электронным лучом (maskless electron-beam direct–write lithography)

ЭПЛ – вероятно, электронная проекционная литография (electron projection lithography)*

Следующим после этапа фотолитографии с использованием излучения ArF лазера, будет этап фотолитографии на излучении F₂ лазера с длиной волны 157 нм для изготовления микросхем с минимальным размером элемента <100 нм. Разработка соответствующих УСЭ находится в завершающей стадии.

Согласно Roadmap, вариантами для производства интегральных схем с минимальными размерами элементов меньше 100 нм являются следующие технологии литографии: электронная проекционная литография (ЭПЛ), ионная проекционная литография (ИПЛ), рентгеновская литография (РЛЗ), экстремально-ультрафиолетовая литография (ЭУФ) и литография электронным лучом. Наиболее вероятными технологиями промышленного ИС производства после F₂-литографии являются ЭУФ и ЭПЛ.

Каждая из описываемых в Roadmap технологий имеет сильную поддержку в различных регионах. ЭПЛ разрабатывается в Америке и Японии, ЭУФ- в Америке, Японии и Европе. В области РЛЗ лидирует Япония, наряду с литографией электронным лучом. ИПЛ разрабатывается в Европе. Наиболее существенная индустриальная поддержка оказывается технологиям ЭУФ и ЭПЛ.

Ниже приведены наиболее крупные проекты литографии следующего поколения.

ЭУФ

Консорциум EUV LCC, образованный в 1997 г. фирмами Advanced Micro Devices, Intel и Motorola, оказывает финансовую поддержку Отделению Действительной Национальной Лаборатории Энергии, разрабатывающему проект ЭУФ-литографии [8].

Схема процесса литографии состоит в следующем (рис. 1). Излучение образуется из плазмы, полученной в результате фокусировки YAG-лазерного излучения на ксеноновой мишени. Коллектор С1, состоящий из шести одинаковых асферических зеркал, отражает ЭУФ-излучение. Далее пучок отражается зеркалами С2 и С3 и проходит через спектральный фильтр мембранного типа. Потом пучок, отраженный зеркалом С4, падает на отражающий шаблон. Изображение формируется на пластине проецирующей системой зеркального типа, с уменьшением в 4 раза. Обработка пластины осуществляется в режиме пошагового сканирования. Параметры схемы: =13.4 нм, NA=0.1, k₁=0,5, мин. размер элемента 70 нм.

Характеристики

Список файлов диссертации