4.4 32 奈米線幅加入散條前後之空間影像對焦深的 影響
4.5 邊端效應對散條成像的影響
邊端效應亦影響散條自身的成像,如表 4.1,以透射度(T)=0.3、
相位差( )=20 度為例,使用正型阻劑,加入寬度 15 奈米的散條,在 間距小於 200 奈米時,散條自身不會成像,反而在間距 200 奈米到 210 奈米之間,散條會成像,可由圖 4.33 解釋,其為透射度(T)=0.3、
相位差( )=20、30、40 度的隙空間影像光強,可以看出在 190-230 奈米間距是光強相對較低的區域,此時由表 4.1 的圖對照,是最容易 產生成像的部分,此現象可由邊端效應重疊解釋,如圖 4.34,當在 間距 162 奈米時,加入散條,兩邊端產生的振鈴效應(Ringing Effect) 接近A 點時產生重疊分離,所以隙的空間最低光強相較於其他間距,
光強較高。然後隨著間距增加,由 A→B→C 點,此時在接近 C 點時 產生分離,此時隙的空間最低光強到達最低,是最容易成像的間距,
約在 210-220 奈米,由於此因素,所以在間距 180-190 奈米時加入散 條,雖然間距較小,但不會產生散條自身成像的狀況,而在間距較大 的 200-220 奈米之間,易產生成像。
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五. 結論
1. 偏軸發光可以增進解像度與焦深。橫雙圓孔在解像度需求較高的 32 奈米線幅,其焦深較斜四扇面效果好,能改善禁止間距問題。
2. 橫雙圓孔的σcenter與NA 增加皆能增進解像度,但太大皆會造成 焦深不足,產生禁止間距。σcenter太大,易造成圓心區的光增加;NA 增加,聚焦半夾角增加,增加光程差。本論文 45 奈米線幅使用
σcenter=0.65、σradius=0.20、NA=1.1500;32 奈米線幅使用
σcenter=0.65、σradius=0.20、NA=1.3248。
3. 正偏差修正法,可以提升焦深,因為線隙比增加,可以減低 0 級 光;反之,負偏差修正法,降低焦深。
4. 用接近劑量時,當照射劑量比特定線幅經估算的劑量(Dose to Size)劑量大時,使用正偏差修正,反之,則使用負偏差修正。因此 應選擇密集線範圍之中劑量較高者,為照射劑量,有利於焦深。
5. 相關的文獻僅限於在各個間距下,使用各別不同的最適化劑量,
只能探討焦深在各間距的趨勢。通常一片並非圖罩單一的間距,但同 一片圖罩皆在固定的劑量、固定的聚焦面下照射。本論文提出了利用 偏差法與散條作修正,使各間距劑量接近,因軟體的限制,無法固定
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劑量與聚焦面,僅能使用接近劑量,再利用柏桑曲線(Bossung Curve),
驗證焦深是否正確,達成無禁止間距的要求。
6. 在45 奈米與 32 奈米線幅,遮光全條較寬容易成像,太細很難製 備。減光全條優點可以利用其透射度(T)與相位差( )的調變,使散 條寬度可以接近主線條寬度,寬度較遮光全條約可增加一倍,對於 32、22 奈米線幅或更細的線幅,重要性將顯著提升。
7. 在 32 奈米線幅,減光全條透射度(T)較低,焦深通常增加,但易 成像;相位差( )對焦深的影響,較無規則,但相位差如太大,易造 成散條成像。模擬顯示,減光全條寬度 32 奈米、透射度(T)=0.4、相 位差( )低於 30 度,180-320 奈米間距皆無禁止間距,且不會成像。
8. 空間影像對比度(Contrast)與正規化成像對數斜率(NILS)直接影 響焦深大小,但非絕對成正比的關係。因模擬可以快速得到空間影像 NILS,求出間距中相對 NILS 最低點附近模擬得其焦深,可以快速判 斷在此條件是否有禁止間距。
9. 在間距較小時,加入散條易影響主線條空間影像,造成NILS 與 Contrast 降低,焦深減少,ELmax與DOFmax皆降低;隨著間距增加,
在加入散條的前與後,EL vs.DOF 圖中二條曲線開始出現交點,交點 隨著間距增加而升高,若 EL 的設定低於交點值,焦深可增加,所以 當交點高於 EL=6%,達到論文中設定需求,焦深即可增加,此時ELmax
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減少,DOFmax增加;間距再增加,主線條不受影響,NILS 反而增加,
此時ELmax與 DOFmax皆增加。
10. 在 32 奈米線幅,間距較小時加入減光全條散條時,隙的空間影 像,如邊端效應干涉波主極大重疊,相對光強較高,自身較不易成像;
間距較大時,如邊端效應干涉波主極大分離,相對光強較低,自身較 易成像。
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表 1.1 2007 年 ITRS 所定義的關鍵性微影需求
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45 nm Linewidth
Wavelength 193 nm Polarized Illumination Y- Polarized
Aperture X-Dipole, σcenter=0.65, σradius=0.20
Immersion Liquid Water n=1.44
NA 1.15
Mask Type T=6% Att-PSM, Y-Orientation Photoresist ArF Clariant AX1050=140 nm
Barc Shipley AR2=50 nm
Process Windows
CD±10%,EL=6%
Resist loss<10%
sidewall angle>80
表 3.1 45 奈米線幅微影模擬各項參數
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32 nm linewidth
Wavelength 193 nm Polarized Illumination Y- Polarized
Aperture X-Dipole, σcenter=0.65, σradius=0.20 Immersion Liquid Water n=1.44
NA 1.3248
Mask Type T=6% Att-PSM, Y-Orientation Photoresist ArF JSR AR165J=100 nm
Barc Shipley AR19=20 nm Shipley AR5=30 nm Process Windows CD±10%,EL=6%
Resist loss<10%
sidewall angle>80
表 3.2 32 奈米線幅微影模擬各項參數
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圖 2.1 解像度與焦深
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