波段外輻射

波段外輻射

光源輸出到光刻機中的EUV光具有一定的頻譜範圍,絕大多數是13.5nm波長,但也有其他波長的光。這種非13.5nm波長的成分被稱為波段外輻射(Out Of Band Radiation, OOB) 。

通常,OOB波長在150~400nm,其中DUV占EUV光強的比例約1%到30%。EUV光刻膠對EUV和OOB都敏感,因為EUV光刻膠是在193nm和248nm光刻膠的基礎上研發的 。

OOB可造成EUV光刻膠曝光,影響EUV曝光的解析度,導致工藝視窗縮小。以ASML NXE:3300B為模型,仿真計算了22nm 1:1密集線條的工藝視窗和線條均勻性隨波段外輻射中DUV成分的變化,結果如圖1所示。EUV光源中DUV波段的成分增大3.6%,導致線寬對曝光劑量的容忍度(Exposure Latitude,EL)減少1%左右,而曝光區域內部的線寬不均勻性(CDU)會升高0.1nm 。

波段外輻射 波段外輻射

圖1 EUV波段外輻射中DUV成分對EUV光刻工藝視窗和線寬均勻性影響的仿真結果

目前主要有三個辦法來解決OOB對曝光的影響;第一個辦法是在EUV光刻機的光學系統中添加譜線過濾器。這個譜線過濾器可以是Zr/Si的多層膜,它可以使DUV成分下降1000倍。但是,譜線過濾器也會導致EUV光子的損失,降低EUV光源的輸出功率。第二個辦法是在EUV膠面上添加一個頂蓋圖層來吸收OOB,也可以研發對DUV不夠敏感的EUV膠。第三個辦法是改進掩模,把邊緣的Mo/Si多層材料完全刻蝕掉,使之不反射DUV光,變成黑色的邊界,如圖2所示(P506,圖11.16) 。

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圖2 把掩模邊緣的Mo/Si多層材料完全刻蝕掉,使之不反射DUV光,變成黑色的邊界

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