Фазовая маска

Маски фазового сдвига — это фотомаски , которые используют интерференцию, создаваемую разностью фаз , для улучшения разрешения изображения в фотолитографии . Существуют чередующиеся ^[1] и ослабленные маски фазового сдвига . ^[2] Маска фазового сдвига основана на том факте, что свет, проходящий через прозрачную среду, претерпевает фазовое изменение в зависимости от ее оптической толщины.

Виды и эффекты

Обычный фотошаблон представляет собой прозрачную пластину, всюду одинаковой толщины, части которой покрыты непроницаемым материалом для создания рисунка на полупроводниковой пластине при освещении.

В масках с переменным фазовым сдвигом определенные области передачи делаются тоньше или толще. Это вызывает фазовый сдвиг света, проходящего через эти области маски (см. рисунок). Когда толщина выбрана соответствующим образом, интерференция сдвинутого по фазе света со светом, исходящим из неизмененных областей маски, приводит к улучшению контраста на некоторых частях пластины, что в конечном итоге может повысить разрешение на пластине. Идеальный случай — фазовый сдвиг на 180 градусов, в результате которого весь падающий свет рассеивается. Однако даже при меньших фазовых сдвигах величиной рассеяния можно пренебречь. Можно показать , что только при фазовых сдвигах в 37 градусов или менее фронт фазы будет рассеивать 10% или менее падающего света.

В масках с ослабленным фазовым сдвигом используется другой подход. Некоторые светоблокирующие части маски модифицированы так, чтобы пропускать небольшое количество света (обычно всего несколько процентов). Этот свет недостаточно силен, чтобы создать узор на пластине, но он может мешать свету, исходящему от прозрачных частей маски, с целью снова улучшить контрастность пластины.

Маски с ослабленным фазовым сдвигом уже широко используются из-за их более простой конструкции и работы, особенно в сочетании с оптимизированным освещением для структур памяти. С другой стороны, маски с переменным фазовым сдвигом сложнее производить, и это замедлило их внедрение, но их использование становится все более распространенным. Например, технология чередующейся маски фазового сдвига используется Intel для печати затворов для своих 65-нм и последующих узловых транзисторов. ^[3]^[4]Хотя маски с переменным фазовым сдвигом являются более сильной формой повышения разрешения, чем маски с ослабленным фазовым сдвигом, их использование имеет более сложные последствия. Например, обычно печатается фронт фазы или граница в 180 градусов. Этот отпечатанный край обычно является нежелательным элементом и обычно удаляется при втором экспонировании.

Приложение

Преимуществом использования масок фазового сдвига в литографии является пониженная чувствительность к изменениям размеров элементов самой маски. Чаще всего это используется в масках с переменным фазовым сдвигом, где ширина линии становится все менее и менее чувствительной к ширине хрома на маске по мере уменьшения ширины хрома. Фактически, как отмечалось выше, даже без хромирования фронт фазы все равно может печататься. Некоторые случаи использования ослабленных фазосдвигающих масок также демонстрируют такое же преимущество (см. рисунок). Маски с ослабленным фазовым сдвигом также улучшают логарифмический наклон изображения, не требуя очень высокой дозы облучения с расширенным темным элементом. ^[5] Более высокая передача усиливает эффект. ^[6]

Поскольку маски фазового сдвига применяются для печати все меньших и меньших элементов, становится все более важным их точное моделирование с использованием строгого программного обеспечения для моделирования, такого как Panoramic Technology или Sigma-C. Это становится особенно важным, поскольку топография маски начинает играть важную роль в рассеянии света, а сам свет начинает распространяться под большими углами. Рабочие характеристики фазовых масок также можно просмотреть с помощью микроскопов аэрофотоснимков. Проверка дефектов остается важнейшим аспектом технологии масок с фазовым сдвигом, поскольку набор дефектов масок для печати расширился и теперь включает дефекты с фазовыми эффектами в дополнение к обычным эффектам пропускания.

Маски ослабленного фазового сдвига используются в производстве с 90-нм узла. ^[7]

Ссылки

^ «Переменные маски фазового сдвига на FreePatentsOnline» .
^ «Маски ослабленного фазового сдвига на FreePatentsOnline» .
^ А. Тричков, С. Джонг и К. Кеньон, «Возможность литографии для формирования рисунка слоя затвора узла 65 нм с чередующимся PSM», Proc. SPIE том. 5754, стр. 215-225 (2005).
^ С. Перлиц и др. , «Новое решение для внутрикристального фазового контроля при оптических настройках, эквивалентных сканеру, для узла 45 нм и ниже», Proc. SPIE том. 6607 (2007).
^ Маски с фазовым сдвигом - помеха для EUV?
^ Улучшение NILS с помощью масок фазового сдвига с более высокой передачей
^ Ч. Чанг и др., Proc. SPIE 5377, 902 (2004).

Дальнейшее чтение

Левинсон, Гарри (2004). Принципы литографии (2-е изд.). SPIE — Международное общество оптической инженерии. ISBN 0-8194-5660-8 .
Рай-Чоудхури, П., редактор (1997). Справочник по микролитографии, микрообработке и микрообработке. Том 1: Микролитография . Беллингем, Вашингтон: SPIE Optical Engineering Press. ISBN 0-85296-906-6 . {{cite book}}: |author= имеет общее имя ( справка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[1] «Переменные маски фазового сдвига на FreePatentsOnline» .

[2] «Маски ослабленного фазового сдвига на FreePatentsOnline» .

[3] А. Тричков, С. Джонг и К. Кеньон, «Возможность литографии для формирования рисунка слоя затвора узла 65 нм с чередующимся PSM», Proc. SPIE том. 5754, стр. 215-225 (2005).

[4] С. Перлиц и др. , «Новое решение для внутрикристального фазового контроля при оптических настройках, эквивалентных сканеру, для узла 45 нм и ниже», Proc. SPIE том. 6607 (2007).

[5] Маски с фазовым сдвигом - помеха для EUV?

[6] Улучшение NILS с помощью масок фазового сдвига с более высокой передачей

[7] Ч. Чанг и др., Proc. SPIE 5377, 902 (2004).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]