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3.1 禁止間距模擬設計 3.1.1 模擬參數與步驟

使用之模擬參數如表2.3,模擬設計步驟如下:

1. A4 組合:

組合類型為四扇面偏軸發光、減光型像移圖罩、搭配濕浸式微影系統、

及 Y 偏振光源。經由模擬計算求出最適化後所需之照射能量(Exposure Energy),改變間距,量測焦深,繪製禁止間距圖。

2. B4 組合:

組合類型為環形偏軸發光、減光型像移圖罩、搭配濕浸式微影系統、

及 Y 偏振光源。進行模擬計算求出最適化後所需之照射能量,改變間距,

測焦深,繪製禁止間距圖。

3. C4 組合:

組合類型為雙孔偏軸發光、減光型像移圖罩、搭配濕浸式微影系統、

及 Y 偏振光源。進行模擬計算求出最適化後所需之照射能量,改變間距,

測焦深,繪製禁止間距圖。

4. 相互比較:

上述三種類型的偏軸發光形式,進行模擬計算求出最佳化的類型,將 三條曲線合成一張圖作比較。由以上之結果,我們得知,在偏軸發光中,

以四扇面之效果最佳,故將使用四扇面偏軸發光改變不同的聚光當量值。

繪製禁止間距的草圖。

5. 加入散條初步修正:

使用四扇面偏軸發光,搭配 Y 偏振光、減光型相移圖罩、濕式系統。

並進行模擬計算求出最適化後所需之照射能量,並由上述所繪製之禁止間 距圖,參考焦深最高和低之距離,於孤立線時,在適當之距離加入全條遮 光、全條減光、陣列減光三種散條作修正。

6. 全條減光的尺寸選定:

經由前述方法以找出適當區間範圍,參考先前學長所設定的尺寸,於 孤立線時,在適當之距離加入合適大小的全條減光,此時暫定透射度為0.5、

相移角度30 度,並且繪製禁止間距圖。

7. 陣列減光的尺寸選定:

與前述方法相同,在適當間距範圍內,依照先前學長所設定的尺寸當 作經驗值,於65 奈米線寬條件下時,加入合適大小的陣列減光散條,此時 暫定透射度為0.5、相移角度 0 度,並且繪製禁止間距圖。

8. 陣列減光群組模擬:

A4 的組合藉由第七步驟找出適合的陣列減光尺寸,一樣改變不同的透 射度,因為陣列減光已不考慮相移角度的問題,所以改變透射度從 0.3 到 0.6 與第八步驟相同,每次調高 0.1,繪製禁止間距圖。

9. 全條減光群組模擬:

此處使用四扇面偏軸發光,搭配 Y-偏振光、減光型相移圖罩、濕浸式 系統,即A4 的組合進行模擬。藉由第六步驟求出最適化的減光型散條修正 尺寸,改變不同透射度來搭配不同的相移角度,參考焦深最高和低之距離,

於孤立線時,在適當之距離加入全條減光,可能是一條或兩條並且繪製禁 止間距圖。透射度的變化從 0.3 到 0.6,每 0.1 作一次改變,並搭配相移角 度從20 到 50 度。對 40、50、60 奈米尺寸全都進行模擬,繪至焦深與間距 的關係圖。

針對焦深可容許範圍之設定,因阻劑厚度設為 195 奈米,焦深需較阻 劑厚度大,故設定200 奈米(0.2 micron)為可接受值。

模擬規劃步驟流程圖如下:

聚光當量 0.85、0.95、1.05、1.15 A4

確定全條減光的尺寸為 40、50 以及 60 奈米;陣列減光則是 100、110、

120 奈米。

透射度 0.3、0.4、0.5、0.6 相移角 20、30、40、50 度 全條減光尺寸 40、50、60 奈米

透射度 0.3、0.4、0.5、0.6 陣列減光尺寸 100、110、120 奈米

選出焦深提高最多的組合,及配合不同相移角度和透射度的那一組。

為65 奈米線寬大小時,搭配本論文內設定之模擬參數條件下,效果最好的 散條修正類型。

3.2 嘗試性模擬

3.2.1 NA=1.2042 與 0.8515 模擬

聚光當量設定為1.2042 的意義在於阻劑內折射角為 45 度,搭配阻劑的折 射率1.7 所得結果。當折射角 45 度代表使用橫磁偏振光(X-polarized)會產生 90 度的夾角,無干涉作用發生,不利於成像。因此,特地做此一角度下的 NA 值模擬。而 0.8515 則是把角度變小點,等於偏振光的夾角為 60 度(阻劑 內折射角30 度),可以與前者相較。當夾角為 90 度時,橫磁的對比度大約 只是橫電的 0.75,而夾角縮小後可以增進到 0.85,用此說明聚光當量值越 大,成像並非越佳。見圖2.6。

3.3 應用公式

一. 符號說明:

λ:照射波長 R

:反射率

T

:透射率

n:折射率

k:吸收係數(消光係數) n

1:空氣之折射率

n

2:基材(石英)之折射率

d:嵌附層之厚度

d

180:相移 180 度所需之嵌附層厚度

NA:數值孔徑(聚光當量)

K

1:與解像度相關之製程參數

K

2:與焦深相關之製程參數 Contrast:空間影像對比度

I

max:光強極大值

I

min:光強極小值

σ:光圈(空間)相擾度,偏軸時以外徑為基準

E:光子能量

∆θ

:相位差

∆δ

:光程差

二. 相關公式及定義:

1. 理論解像度

R= K

1

λ/sin θ

(沿軸發光+雙光強圖罩

σ

=0, K1=1/2;

σ

=1, K1=1/4) (偏軸發光+雙光強圖罩

σ

=0, K1=1/3;

σ

=1, K1=1/4)

2. 源自瑞利規範原始焦深

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