Curvilinear Mask Patterning For Maximizing Lithography Capability

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Maskers zijn altijd een essentieel onderdeel geweest van het lithografieproces in de halfgeleiderindustrie. Nu de kleinste geprinte kenmerken al subgolflengte zijn voor zowel DUV- als EUV-gevallen aan de rand, spelen maskerpatronen een crucialere rol dan ooit. Bovendien is de doorvoer in het geval van EUV-lithografie een punt van zorg, dus de efficiëntie van het projecteren van licht van het masker naar de wafer moet worden gemaximaliseerd.

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.

Kromlijnige maskerpatronen 1

Figuur 1. Een dicht contactbeeld van quadrupool- of QUASAR-verlichting, resulterend in een interferentiepatroon met vier bundels.

Vier interfererende bundels kunnen bij de wafer geen scherpe hoeken produceren, maar een enigszins afgeronde hoek (afgeleid van sinusoïdale termen). Een scherpe kenmerkende hoek op het masker zou dezelfde ronding produceren, maar met minder licht dat op de wafel valt; een groot deel van het licht is verstrooid. Een efficiëntere overdracht van licht naar de wafer kan worden bereikt als het maskerkenmerk een kromlijnige rand heeft met dezelfde ronding, zoals in figuur 2.

rond kenmerk E Fig 2

Afbeelding 2. Maskerfunctie met kromlijnige rand vergelijkbaar met de afbeelding op de wafel die wordt weergegeven in afbeelding 1. Idealiter zou de ronding van de rand hetzelfde moeten zijn.

De hoeveelheid verstrooid licht kan worden geminimaliseerd tot 0, idealiter met kromlijnige randen. Maar ondanks het voordeel van kromlijnige randen, was het moeilijk om maskers met deze kenmerken te maken, aangezien kromlijnige randen vereisen dat er meer maskerschrijverinformatie wordt opgeslagen in vergelijking met Manhattan-kenmerken, waardoor de systeemdoorvoer door de extra verwerkingstijd wordt verminderd. Het gegevensvolume dat nodig is om kromlijnige vormen weer te geven, kan een orde van grootte groter zijn dan de overeenkomstige Manhattan-vormen. Multi-beam maskerschrijvers, die pas sinds kort beschikbaar zijn, compenseren het verlies aan doorvoer.

Maskersynthese (ontwerpen van de kenmerken op het masker) en voorbereiding van maskergegevens (converteren van de genoemde kenmerken naar de gegevens die rechtstreeks door de maskerschrijver worden gebruikt) moeten ook worden bijgewerkt om kromlijnige kenmerken mogelijk te maken. Synopsys beschreef onlangs de resultaten van zijn kromlijnige upgrade. Twee gemarkeerde functies voor maskersynthese zijn Machine Learning en Parametric Curve OPC. Machine learning wordt gebruikt om een continu deep learning-model te trainen op geselecteerde clips. Parametrische curve OPC vertegenwoordigt kromlijnige laaguitvoer als een reeks parametrische curvevormen om het gegevensvolume te minimaliseren. De voorbereiding van maskergegevens bestaat uit vier delen: Mask Error Correction (MEC), Pattern Matching, Mask Rule Check (MRC) en Fracture. MEC wordt verondersteld fouten van het maskerschrijfproces te compenseren, zoals elektronenverstrooiing van de EUV-meerlaags. Patroonvergelijkingsbewerkingen zoeken naar overeenkomende vormen en worden gecompliceerder zonder beperkingen tot alleen randen van 90 graden en 45 graden. Evenzo heeft MRC nieuwe regels nodig om overtredingen met gebogen vormen te detecteren. Ten slotte moet breuk niet alleen gebogen randen behouden, maar ook maskerschrijvers met meerdere bundels ondersteunen.

Synopsys neemt al deze functies op in zijn full-chip kromlijnige gegevensverwerkingssysteem, die hier volledig worden beschreven in het witboek: https://www.synopsys.com/silicon/resources/whitepapers/curvilinear_mask_patterning.html.