info@panadisplay.com
Relation entre les paramètres du processus et le profil d'exposition

Relation entre les paramètres du processus et le profil d'exposition

Nov 17, 2017

Une grande quantité d'expériences d'exposition et de développement ont été réalisées pour obtenir les graphiques conformes à la cible du processus. Les résultats expérimentaux graphiques sont générés par l'application de l'imagerie MEB pour surveiller l'utilisation de l'équipement, la société japonaise JEOL JSM-6401F, l'émission de champ, la résolution 3 nm.


Dans le dispositif CMOS Fin FET silicium en vrac, le matériau de substrat imprimé à rainure fine est SiO 2 (film diélectrique multicouche), mais pour étudier la technologie de lithographie par faisceau d'électrons lui-même, il est également étudié dans le processus expérimental.

L'exposition, le processus de développement et les caractéristiques de l'UV3 sur le SiO 2 épais et le silicium massif (principalement dans le premier) sont étudiés.


1. Influence de l'épaisseur du film de résist

Dans le processus d'exposition par faisceau d'électrons, un chiffre de précision plus élevé peut être obtenu par l'épaisseur plus mince. C'est parce que les résines plus minces ne nécessitent qu'une dose critique inférieure; et les électrons ayant la même énergie sont plus susceptibles de pénétrer dans la réserve, de sorte que l'effet de diffusion d'électrons est réduit et la résolution du motif est améliorée.


Le processus spécifique de revêtement est: sur la machine d'homogénéisation à transfert automatique, tout d'abord, 10 ml de réserve sont gouttés sur la surface de la plaquette de silicium de 100 mm, puis tournent uniformément à la vitesse de 800 tr / min. Enfin, la colle est répartie uniformément à grande vitesse pendant 30 s. L'épaisseur de film de la réserve est déterminée par la vitesse de rotation et la viscosité de la résine elle-même (c'est-à-dire la composition de la résine). La vitesse maximale autorisée dans la machine en plastique uniforme (7000 RPM), afin d'obtenir une épaisseur de film mince, ce papier dilué sélectivement UV 3, agent diluant pour le lactate d'éthyle.


Dans les mêmes conditions d'exposition et de développement (conditions optimales), on compare l'effet de différentes épaisseurs d'adhésif sur la taille du motif de rainure, et les résultats sont présentés dans le tableau 1.


Les résultats expérimentaux montrent que plus la réserve est mince, plus la taille d'impression est petite. La limite inférieure de l'épaisseur de gel est que les propriétés chimiques du gel sont fondamentalement maintenues pendant le processus de dilution et peuvent être masquées suffisamment dans le processus de gravure ultérieur.

1.png

2. Influence des paramètres d'exposition du faisceau d'électrons

Exposition au processus d'exposition du faisceau d'électrons, les principaux paramètres affectant la précision de l'exposition exposition système d'énergie du faisceau, courant de faisceau, espacement de la grille de balayage, exposition au faisceau d'électrons focalisés UV3 positive reflètent miroir 2003, ils déterminent l'exposition .


Il existe une corrélation importante entre la taille du point et la précision du motif. La figure 1 montre le profil de rainure SEM dans trois conditions d'exposition. Les diamètres des spots de faisceau pour les trois conditions (50 keV, 4ème LO, courants de faisceau 25 pA, 50 pA et 100 pA) sont respectivement de 30 nm, 50 nm, 100 nm et 50 keV.


Pour la largeur de raie de conception de 50 nm, les résultats de son exposition sont représentés sur la figure 1, respectivement 160 nm, 180 nm, 230 nm. Les deux derniers bords graphiques sont lisses, tandis que le premier bord graphique a des effets d'escalier évidents.


En effet, l'effet de proximité de la tache de faisceau de plus petit diamètre (30 nm) a moins d'influence sur la zone environnante à certains pas de balayage, de sorte que la zone de transition entre les grilles est visible, provoquant la fluctuation du bord du motif.

2.png

La taille du champ affecte également le temps d'exposition réel. Pour un motif de grille rainurée sur une cellule standard de 2,8 mm × 2,1 mm, les temps d'exposition pour les trois conditions ci-dessus sont 60 min, 30 min et 15 min, respectivement, et avec le cinquième objectif, le temps est augmenté de 50% ci-dessus.


Un autre facteur important affectant la précision du modèle est l'effet de proximité inhérent de l'exposition au faisceau d'électrons. Processus d'exposition au faisceau d'électrons, l'électron dans le resist et le collisions multiples de substrat, la diffusion, de sorte que dans la zone exposée adjacente à la région pour produire une exposition indésirable, résultant dans le flou de l'image flou, déformation, baisse de pente, qui est Effet de proximité de l'exposition au faisceau d'électrons.


Les effets de proximité doivent être corrigés pour les formes complexes, sinon la précision de la forme sera dominée. Les principales méthodes de correction de l'effet de proximité sont la modulation de la dose, le biais de motif, le ST GHO, la synthèse de logiciel, etc.


Depuis la mise en page réelle de la disposition de l'appareil est relativement simple, presque tous les graphiques en ligne droite, et sont éloignés, donc pas de correction d'effet de proximité. De plus, un champ électrique accélérateur plus petit correspond à un effet de faisceau et de proximité plus important, et aucun changement n'a été étudié dans cet article.


Les conditions d'optimisation de l'exposition finale étaient: un champ électrique accélérateur de 50 keV, un faisceau de 50 pA, un espacement de grille de balayage de 12,5 nm, une focalisation de la quatrième lentille sans correction de l'effet de proximité.


3. Effet de la dose d'exposition

Pour les résists positifs, l'épaisseur de colle résiduelle sur le motif exposé augmente avec la dose d'exposition décroissante après le développement. Courbe de comparaison de la dose d'exposition au faisceau d'électrons UV3 représentée sur la figure 2 sur l'axe de gauche.


À 50 keV, un courant de faisceau de 50 pA, un espacement de grille de balayage de 12,5 nm, une exposition au faisceau d'électrons de la quatrième lentille et un développement de CD-26 pendant 1 min, la dose critique sur la topographie UV 3 était de 18 μC / cm 2 , Le rapport de contraste sensible à la dose de résistance de 2,84 (Définition 1 / (lo g10 Dc-log10 D0)).


D'autre part, la dose d'exposition affecte également la taille du motif, qui est causée par l'effet de proximité du faisceau d'électrons. L'axe droit de la figure 2 montre la relation entre la taille de la clé et la dose d'exposition. Bien que des expositions plus faibles soient disponibles à des doses d'exposition plus faibles, les bords du motif sont médiocres et il peut y avoir de la colle résiduelle dans les rainures; lorsque la dose augmente, la largeur de la ligne augmente. Par conséquent, nous devons optimiser la dose d'exposition

3.png