Curvilinear Mask Patterning For Maximizing Lithography Capability

Republicado por Platão

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As máscaras sempre foram uma parte essencial do processo de litografia na indústria de semicondutores. Com os menores recursos impressos já sendo subwavelength para ambos os casos DUV e EUV no limite, os padrões de máscara desempenham um papel mais crucial do que nunca. Além disso, no caso da litografia EUV, o rendimento é uma preocupação, portanto, a eficiência da projeção de luz da máscara para o wafer precisa ser maximizada.

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.

Padronização de máscara curvilínea 1

Figura 1. Uma imagem de contato densa de iluminação quadrupolo ou QUASAR, resultando em um padrão de interferência de quatro feixes.

Quatro feixes de interferência não podem produzir cantos agudos no wafer, mas um canto um tanto arredondado (derivado de termos senoidais). Um canto pontiagudo na máscara produziria a mesma redondeza, mas com menos luz chegando ao wafer; uma boa parte da luz foi espalhada. Uma transferência de luz mais eficiente para o wafer pode ser alcançada se o recurso de máscara tiver uma borda curvilínea com a mesma redondeza, como na Figura 2.

característica redonda E Fig 2

Figura 2. Recurso de máscara mostrando borda curvilínea semelhante à imagem no wafer mostrado na Figura 1. O arredondamento da borda idealmente deve ser o mesmo.

A quantidade de luz espalhada pode ser minimizada para 0 idealmente com bordas curvilíneas. No entanto, apesar da vantagem das bordas curvilíneas, tem sido difícil fazer máscaras com esses recursos, pois as bordas curvilíneas exigem que mais informações do gravador de máscara sejam armazenadas em comparação com os recursos de Manhattan, reduzindo o rendimento do sistema devido ao tempo extra de processamento. O volume de dados necessário para representar formas curvilíneas pode ser uma ordem de grandeza maior do que as formas correspondentes de Manhattan. Os gravadores de máscara multifeixe, que só recentemente se tornaram disponíveis, compensam a perda de rendimento.

A síntese da máscara (desenhar os recursos na máscara) e a preparação dos dados da máscara (converter os referidos recursos nos dados usados diretamente pelo criador da máscara) também precisam ser atualizadas para acomodar os recursos curvilíneos. A Synopsys descreveu recentemente os resultados de sua atualização curvilínea. Dois recursos destacados para síntese de máscara são aprendizado de máquina e curva paramétrica OPC. O aprendizado de máquina é usado para treinar um modelo de aprendizado profundo contínuo em clipes selecionados. Curva Paramétrica OPC representa a saída da camada curvilínea como uma sequência de formas de curvas paramétricas, a fim de minimizar o volume de dados. A preparação de dados de máscara compreende quatro partes: Correção de erro de máscara (MEC), Correspondência de padrão, Verificação de regra de máscara (MRC) e Fratura. O MEC deve compensar os erros do processo de escrita da máscara, como o espalhamento de elétrons da multicamada EUV. As operações de correspondência de padrão procuram formas correspondentes e se tornam mais complicadas sem restrições a apenas arestas de 90 e 45 graus. Da mesma forma, o MRC precisa de novas regras para detectar violações envolvendo formas curvas. Por fim, a fratura precisa não apenas preservar as bordas curvas, mas também oferecer suporte a gravadores de máscara multifeixe.

A Synopsys inclui todos esses recursos em seu sistema de processamento de dados curvilíneos de chip completo, que são totalmente descritos no white paper aqui: https://www.synopsys.com/silicon/resources/whitepapers/curvilinear_mask_patterning.html.