Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Фотомасканың ажыратымдылығын жақсарту туралы қаулы
Resolution improving photomask
Фазалық ауысу маскалары – фотолитографияда кескіннің ажыратымдылығын жақсарту үшін фазалық айырмашылықтардың тудырған интерференциясын пайдаланатын фотомаскалар. Кезектесетін және күшін жоятын фазалық ауысу маскалары болады. Фазалық ауысу маскасы, жарық мөлдір орта арқылы өткен кезде оның оптикалық қалыңдығына байланысты фазалық өзгеріске ұшырайтынына негізделген.
Phase shift masks are photomasks that take advantage of the interference generated by phase differences to improve image resolution in photolithography. There exist alternating and attenuated phase shift masks. A phase shift mask relies on the fact that light passing through a transparent media will undergo a phase change as a function of its optical thickness.
Түрлері мен әсерлері
Кәдімгі фотомаска – жарық түсіргенде жартылай өткізгіш пластинкада бейне жасау үшін, бөлігін жарық өткізбейтін материалмен жабатын, қалыңдығы барлық жерде бірдей мөлдір пластина. Кезекті фазалық ауысу маскаларында кейбір жарық өткізетін аймақтар жұқаратылып немесе қалыңдатылады. Бұл масканың сол аймақтары арқылы өтетін жарықтың фазалық ауысуына себеп болады (суретті қараңыз). Қалыңдығы дұрыс таңдалған жағдайда, фазалық ауысқан жарықтың масканың өзгертілмеген аймақтарынан келетін жарықпен араласуы пластинканың кейбір бөліктеріндегі контрасты жақсартады, бұл нәтижесінде пластинкадағы ажыратымдылықты арттыруы мүмкін. Идеалды жағдайда 180 градус фазалық ауысу болады, онда барлық түсетін жарық шашырайды. Дегенмен, тіпті кішігірім фазалық ауысулар кезінде де шашырау мөлшері мардымсыз емес. Фазалық шектің тек 37 градусқа немесе одан аз фазалық ауысу кезінде түсетін жарықтың 10% немесе одан аз бөлігі шашырауы мүмкін екені көрсетіледі. Дәлдігін төмендетілген фазалық ауысу маскалары басқа тәсілді қолданады. Масканың жарықты тоқтатуға арналған кейбір бөліктері, жарықтың аз ғана мөлшерін (әдетте бірнеше пайыз) өтетіндей етіп өзгертіледі. Бұл жарық пластинкада бейне жасау үшін жеткілікті күшті емес, бірақ масканың мөлдір бөліктерінен келетін жарықпен араласып, пластинкадағы контрасты жақсартуға көмектеседі. Дәлдігін төмендетілген фазалық ауысу маскалары олардың қарапайым құрылысы мен жұмыс істеуіне байланысты, әсіресе жад бейнелері үшін оңтайландырылған жарықтандырумен бірге кеңінен қолданылады. Керісінше, кезекті фазалық ауысу маскаларын жасау қиын, бұл олардың таралуын баяулатты, бірақ олардың қолданылуы кеңейіп келеді. Мысалы, Intel компаниясы 65 нм және одан кейінгі технологиялық нормаларға сәйкес транзисторлардың қақпаларын жасау үшін кезекті фазалық ауысу маскаларын пайдаланады. Кезекті фазалық ауысу маскалары дәлдігін төмендетілген фазалық ауысу маскаларына қарағанда ажыратымдылықты жақсартудың күштірек тәсілі болғанымен, оларды қолданудың күрделі салдары бар. Мысалы, 180 градус фазалық шек немесе жиек әдетте бейнеленеді. Бұл бейнеленген жиек көбінесе қажетсіз элемент болып табылады және әдетте екінші экспозиция арқылы жойылады.
A conventional photomask is a transparent plate with the same thickness everywhere, parts of which are covered with non transmitting material in order to create a pattern on the semiconductor wafer when illuminated. In alternating phase shift masks, certain transmitting regions are made thinner or thicker. That induces a phase shift in the light traveling through those regions of the mask (see the illustration). When the thickness is suitably chosen, the interference of the phase shifted light with the light coming from unmodified regions of the mask has the effect of improving the contrast on some parts of the wafer, which may ultimately increase the resolution on the wafer. The ideal case is a phase shift of 180 degrees, which results in all the incident light being scattered. However, even for smaller phase shifts, the amount of scattering is not negligible. It can be shown that only for phase shifts of 37 degrees or less will a phase edge scatter 10% or less of the incident light. Attenuated phase shift masks employ a different approach. Certain light blocking parts of the mask are modified to allow a small amount of light to be transmitted through (typically just a few percent). That light is not strong enough to create a pattern on the wafer, but it can interfere with the light coming from the transparent parts of the mask, with the goal again of improving the contrast on the wafer. Attenuated phase shift masks are already extensively used, due to their simpler construction and operation, particularly in combination with optimized illumination for memory patterns. On the other hand, alternating phase shift masks are more difficult to manufacture and this has slowed their adoption, but their use is becoming more widespread. For example, the alternating phase shift mask technique is being used by Intel to print gates for their 65 nm and subsequent node transistors. While alternating phase shift masks are a stronger form of resolution enhancement than attenuated phase shift masks, their use has more complex consequences. For example, a 180 degree phase edge or boundary will generally print. This printed edge is usually an unwanted feature and is usually removed by a second exposure.
Қолдану
Литографияда фазалық ығысу маскаларын қолданудың артықшылығы – масканың өзіндегі элементтердің өлшемдерінің өзгеруіне сезімталдықтың төмендеуі. Бұл ең көп кездесетін жағдайда кезектесетін фазалық ығысу маскаларында қолданылады, онда сызық ені маскадағы хромның еніне азая түседі, хромның ені кішірейген сайын. Шындығында, жоғарыда айтылғандай, хром болмаса да, фазалық жиек әлі де басылып шыға алады. Кейбір әлсіздетілген фазалық ығысу маскалары да осы артықшылықты көрсетеді (суретті қараңыз). Әлсіздетілген фазалық ығысу маскалары кеңейтілген қараңғы элементтері бар өте жоғары дозамен экспозициялауды қажет етпей, кескіннің логарифмдік еңістігін де жақсартады. Жоғары өткізу қабілеті бұл әсерді күшейтеді. Фазалық ығысу маскалары кішірек және кішірек элементтерді басып шығару үшін қолданылғанда, оларды «Panoramic Technology» немесе «Sigma C» сияқты қатаң симуляциялық бағдарламалық құралдарды пайдалану арқылы дәл модельдеу маңыздырақ болады. Бұл маска топографиясы жарықтың шашырауында маңызды рөл атқара бастағанда және жарық өзі үлкен бұрыштарда тарала бастағанда ерекше маңызды. Фазалық ығысу маскаларының өнімділігін әуелік кескіндік микроскоптарды пайдалану арқылы алдын ала қарауға болады. Ақауларды тексеру – фазалық ығысу маскасы технологиясының маңызды аспектісі, өйткені басылып шығарылатын маска ақауларының жиынтығы дәстүрлі өткізу әсерлерімен қатар фазалық әсерлерді де қамтиды. Әлсіздетілген фазалық ығысу маскалары 90 нм түйінінен бері өндірісте қолданылуда.
A benefit of using phase shift masks in lithography is the reduced sensitivity to variations of feature sizes on the mask itself. This is most commonly used in alternating phase shift masks, where the linewidth becomes less and less sensitive to the chrome width on the mask, as the chrome width decreases. In fact, even with no chrome the phase edge can still print, as noted above. Some cases of attenuated phase shifting masks also demonstrate the same benefit (see figure). Attenuated phase shift masks also improve the image log slope without requiring a very high exposure dose with a widened dark feature. A higher transmission enhances the effect. As phase shift masks are applied to printing smaller and smaller features, it becomes more and more important to model them accurately using rigorous simulation software, such as Panoramic Technology or Sigma C. It becomes especially important as the mask topography starts to play an important role in scattering the light, and the light itself starts to propagate at larger angles. The performance of phase shift masks can also be previewed with the use of aerial image microscopes. Defect inspection remains a critical aspect of phase shift mask technology, as the set of printable mask defects has expanded to include those with phase effects in addition to conventional transmission effects. Attenuated phase shift masks have been in use in production since the 90 nm node.