Curvilinear Mask Patterning For Maximizing Lithography Capability

Reeditado por Platón

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Las máscaras siempre han sido una parte esencial del proceso de litografía en la industria de los semiconductores. Dado que las características impresas más pequeñas ya tienen una longitud de onda inferior para los casos DUV y EUV en la vanguardia, los patrones de máscara juegan un papel más crucial que nunca. Además, en el caso de la litografía EUV, el rendimiento es una preocupación, por lo que se debe maximizar la eficiencia de la proyección de luz desde la máscara a la oblea.

Conventional Manhattan features (named after the Manhattan skyline) are known for their sharp corners, which naturally scatter light outside the numerical aperture of the optical system. In order to minimize such scattering, one may to turn to Inverse Lithography Technology (ILT), which will allow curvilinear feature edges on the mask to replace sharp corners. To give the simplest example where this may be useful, consider the target optical image (or aerial image) at the wafer in Figure 1, which is expected from a dense contact array with quadrupole or QUASAR illumination, resulting in a 4-beam interference pattern.

Patrón de máscara curvilínea 1

Figura 1. Una imagen de contacto densa de iluminación cuadrupolo o QUASAR, que da como resultado un patrón de interferencia de cuatro haces.

Cuatro haces de interferencia no pueden producir esquinas afiladas en la oblea, sino una esquina algo redondeada (derivada de términos sinusoidales). Una esquina afilada en la máscara produciría la misma redondez, pero llegaría menos luz a la oblea; una buena parte de la luz se ha dispersado. Se puede lograr una transferencia de luz más eficiente a la oblea si la máscara tiene un borde curvilíneo con la misma redondez, como en la Figura 2.

característica redonda E Fig. 2

Figura 2. Característica de máscara que muestra un borde curvilíneo similar a la imagen en la oblea que se muestra en la Figura 1. Idealmente, la redondez del borde debería ser la misma.

La cantidad de luz dispersada se puede minimizar a 0 idealmente con bordes curvilíneos. Sin embargo, a pesar de la ventaja de los bordes curvilíneos, ha sido difícil hacer máscaras con estas características, ya que los bordes curvilíneos requieren que se almacene más información del escritor de máscaras en comparación con las características de Manhattan, lo que reduce el rendimiento del sistema debido al tiempo de procesamiento adicional. El volumen de datos requerido para representar formas curvilíneas puede ser un orden de magnitud mayor que las correspondientes formas de Manhattan. Los escritores de máscaras multihaz, que están disponibles recientemente, compensan la pérdida de rendimiento.

La síntesis de máscaras (diseñar las características de la máscara) y la preparación de datos de máscaras (convertir dichas características en los datos utilizados directamente por el escritor de máscaras) también deben actualizarse para adaptarse a las características curvilíneas. Synopsys describió recientemente los resultados de su actualización curvilínea. Dos características destacadas para la síntesis de máscaras son Machine Learning y Parametric Curve OPC. El aprendizaje automático se utiliza para entrenar un modelo de aprendizaje profundo continuo en clips seleccionados. Parametric Curve OPC representa la salida de la capa curvilínea como una secuencia de formas de curvas paramétricas, con el fin de minimizar el volumen de datos. La preparación de datos de máscara consta de cuatro partes: Corrección de errores de máscara (MEC), Coincidencia de patrones, Verificación de regla de máscara (MRC) y Fractura. Se supone que MEC compensa los errores del proceso de escritura de la máscara, como la dispersión de electrones de la multicapa EUV. Las operaciones de coincidencia de patrones buscan formas coincidentes y se vuelven más complicadas sin restricciones a solo bordes de 90 grados y 45 grados. Asimismo, MRC necesita nuevas reglas para detectar violaciones que involucren formas curvas. Finalmente, la fractura no solo debe preservar los bordes curvos, sino también admitir escritores de máscaras de múltiples haces.

Synopsys incluye todas estas características en su sistema de procesamiento de datos curvilíneos de chip completo, que se describen completamente en el documento técnico aquí: https://www.synopsys.com/silicon/resources/whitepapers/curvilinear_mask_patterning.html.