Диссертация (1137255), страница 3
Текст из файла (страница 3)
1.1.8).Алюминиевые участки отражают падающее излучение с коэффициентомотраженияна длине волнынм. Темные участки выполнены23из подрезистивного антиотражающего покрытия ARC DUV 42/42P фирмыBrewer Scienc обладающего коэффициентом отраженияа) отражательный шаблон.б) просвечивающий шаблонРис. 1.1.8. Действие отражательного и просвечивающего шаблонаВ более коротковолновом – экстремальном ультрафиолетовом и мягкомрентгеновском диапазонах отсутствуют оптически прозрачные материалынм).(Поэтому наиболее целесообразно использовать эксимерный лазер ArF сдлиной волнынм, а шаблоны дополнить компенсирующимиэлементами.Под«объектами»вработепонимаютсяэлементырисункалитографических слоев в резисте, который представляет собой кварцевуюподложку с нанесенными слоями хрома и/или силицида молибдена.
Влитографическом оборудовании с фотошаблонов производится переносуменьшенного изображения в слой резиста на кремниевой пластине с цельюдальнейшего создания активных, коммутационных, изолирующих и прочихэлементов интегральной схемы. Для изготовления одного вида изделиятребуется комплект, состоящий, как правило, из нескольких десятков шаблоновразличного уровня сложности.24Двойное впечатывание.Двойное впечатывание применяют для преодоления дифракционныхограничений, возникающих при переносе групп линий с малым периодом вкритических слоях топологии СБИС: топологический рисунок разбивают на дванабора линий с большим периодом и печатают один за другим.
Таким образом,происходит экспонирование первого набора линий с последующим переносомзоны экспозиции до проведения других этапов технологического процесса всмежную область и экспонирование второго набора линий с травлениемпромежуточного слоя.Данные подход к формированию топологического рисунка достаточнодорог и длителен, но с технической точки зрения он сравнительно прост, хотя итребуетточностинеобходимостькоторогосовмещенияпримененияпозволялибы~2нм.нелинейногопоглощатьОсновнойегонедостатокрезиста, химическиеслабоеизлучение–свойствасоседнейзоныэкспонирования без формирования рисунка.Использованиедвойноговпечатыванияииммерсионнойультрафиолетовой литографии должно обеспечивать наибольшее снижениеуровня, определяемого технологическим производством.Применение методов коррекции оптического эффекта близости.Приемы коррекции оптического эффекта близости стали необходимымиусловиямиреализациисверхбольших(СБИС)технологическогоипроцессаультрабольших(УБИС)формированияинтегральныхсхем (рис.
1.1.9).Значение разрешающей способности в проекционной литографииопределяется минимальной толщиной линии, полученной на фоторезисте,которая выражается в соответствии с формулой (1.1.6)(1.1.6)25где– показатель преломления среды;– коэффициент пропорциональности,зависящий от типа фоторезиста и технологического процесса ();– числовая апертура [7].а) отражательный шаблонб) просвечивающий шаблонРис. 1.1.9. Коррекция оптического эффекта близости на шаблонахИспользование приемов коррекции оптического эффекта близостипозволяет наиболее эффективно преодолевать дифракционные ограничения наштатном литографическом оборудовании без внесения изменений в егоконструктивнуюсхемуитехнологическийпроцессультрафиолетовойлитографии. Коррекция оптического эффекта близости применима также влитографических установках, использующих эффект обращения волновогофронта и отражательную оптику, что делает этот метод универсальным,широко применимым и экономически эффективным.261.2.Применение метода иммерсии в ультрафиолетовой литографииДля повышения разрешающей способности фотолитографии широкоприменяется метод иммерсии, основанный на заполнении воздушного зазорамежду проекционным оптическим объективом и резистом иммерсионнойжидкостью, показатель преломления которой n > 1, для достижения большейглубины фокуса (при числовой апертуре объектива ниже 1).
При получениипроекционнойсистемысэффективнойчисловойапертуройболее1разрешающая способность улучшается [9].Таким образом, излучение, проходя через систему линз сверху вниз отисточника, попадает в иммерсионную жидкость, которая находится междукрайней объективной линзой и резистом на поверхности полупроводниковойпластины (рис.
1.2.1).В современных установках иммерсионнойлитографии (от англ.Immersion lithography) в качестве жидкости используют высокоочищенную(деионизированную) воду с показателем преломления, чтопозволяет работать с ТП менее 45 нм. Также в качестве иммерсионныхжидкостей могут использоваться монобромнафталин или йодистый метилен споказателями преломленияисоответственно. Дляулучшения данной технологии позиционирование пластины производится дозаполнения воздушного зазора иммерсионной жидкостью, а экспонирование –уже после (методика HydroLith) [9].С самого начала было ясно, что ключевая проблема иммерсионнойлитографии состоит в устранении дефектов, вызываемых несовместимостьюрезиста и иммерсионной жидкости (к примеру, воды).
Прогнозировали, чтоесли проблема дефектов будет устранена, то не остается сомнений в том, что193 нм иммерсионная литография будет основной для формирования рисунковс критическими размерами 45 нм и 32 нм и, надо сказать, прогнозыподтвердились.27Рис. 1.2.1. Схема применения метода иммерсии в литографииПродолжаются исследования по поиску новых иммерсионных жидкостейс более высоким показателем преломления, которые позволят продвинутьразрешающую способность литографии после 32 нм.Формирование изображения серийных линий и зазоров равной ширины иконтактных окон размером 32 нм и меньше является основной задачейсовременной проекционной литографии. Наиболее эффективные методыусиления разрешающей способности необходимо использовать вместе спроекционной оптикой с высоким значениемдля того, чтобы продвинутьультрафиолетовую литографию в режим, обеспечивающий низкое значениекоэффициентавуравнениипроекционной литографии.разрешающейспособностипроцесса28Совместное использование проекционной оптики с высоким значениемчисловой апертуры с иммерсионной литографией на длине волны 193 нмсоздает новые перспективы более высокого разрешения и улучшенногоуправления процессом литографии за счет большейоптической системы.
В отличие от(глубины фокуса), контраст изображения в точке лучшегофокуса не зависит от использования иммерсионной среды при том же значении, что и при сухой литографии. Следовательно, фактор усиления ошибки намаске – MEEF (Mask Error Enhancement Factor) – остается значимымпараметром процесса (1.2.1)(1.2.1)здесь–минимальныйкритическийразмеррезиста,а– минимальный критический размер маски [10].Больший угол падения света в комбинации с толщиной маскирующейпленки создает эффект затенения, что ведет к появлению поляризационногоэффектаматериалаподложкишаблона,такженазываемогодвойнымлучепреломлением подложки. Поляризационные характеристики, определяютсяпоказателемпреломления,коэффициентомэкстинкции(поглощения)маскирующего материала и топологическим рисунком шаблона.Для фазосдвигающих фотошаблонов чередующегося типа вариацииглубинытравленияподложкивзависимостиотразмеровэлементовтопологического рисунка, называемые также «микрозагрузкой» (microloading),оказывают значительное влияние на точность размещения рисунка приизменении положения фокуса, в связи с чем, требуется оптимизация глубинытравления.
Известно, что поворот фазы бесхромных фазосдвигающихфотошаблонов на 180о не обеспечивает оптимального качества рисунка, дляэтого требуется увеличение сдвига фаз до 200о [4]. Другие типы фотошаблонов,такие как бинарные маски и маски со встроенными фазосдвигающими29элементамиослабления(EAPSM),какоказалось,топографических эффектов при текущих значенияхнестрадаютот.Однако при переходе на литографию со сверхвысокими значениямитопографический рельеф таких масок также необходимо будет учитывать. Дажепри использовании исходного неполяризованного света сам поглощающийматериал маскирующего слоя фотошаблона изменяет трансмиссионную(пропускную) эффективность в зависимости от направления поляризации.Наконец,иммерсионнойосвещениеполяризованнымлитографиейрассматриваетсясветомкаквсочетаниисредствосувеличенияпроцессного окна.
Двойное лучепреломление подложки фотошаблона изменяетисходное состояние поляризации. Данное экспериментальное исследованиебыло проведено с использованием модели иммерсионного сканера XT:1400iспециалистами концерна ASML [11].Основное направление работ переориентировано на нахождение решенийпо снижению влияния характеристик фотошаблона на весь оптический трактформирования изображения и, таким образом, на общее улучшение качествалитографии. Это может быть сделано путем совершенствования набора слоевабсорбераприразработкеспецификацийфотошаблоновдлябудущихпоколений технологии.Развитие метода иммерсии получило стремительное развитие в 2004 году,но для успешного внедрения метода и дальнейших разработок необходимобыло решать вопрос метрологического обеспечения процесса.
Разработкаметрологических методов началась с 2005 года и вскоре был достигнутпрогрессвобластиметрологиикритическихразмеров(разработкойметрологического обеспечения занимались компании, входящие в IMEC –Interuniversity Microelectronics Centre – научный центр, занимающийсяисследованием приборов микро- и наноэлектроники, которые в дальнейшемдолжны войти в массовое производство).30В этой области обычные методы контроля, такие как растроваяэлектронная микроскопия (CD SEM), играют важную роль. Главныенаправления работ в этой сфере связаны с демонстрацией возможностейSEM метрологии для ультра малых размеров, то есть измерение размеров всуб-20 нм режиме.
Чтобы выполнить эту задачу, необходимо было сделатьнесколько стандартных, откалиброванных и сертифицированных образцов.Имея предварительно сертифицированные стандартные образцы, можнопривязать точность CD SEM измерений к стандартам Национального институтастандартов (NIST), что обеспечивает возможность разработки алгоритмаизмерения ультра малых размеров.Иммерсионная литография, по сути, появилась на последней стадииразвития проекционной (оптической) литографии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
