レーザのE95性能が露光機のCD性能へ影響を及ぼすことは前章で述べた。本章では粗密が混在したパターンにおいてE95が変化した場合に発生するバイアスについて検討する。

Bossung curve

Bossung curveとは露光機においてFocus、DoseのCDへの影響を表した曲線である。Bossung curveはプロセスパターン、照明条件などにより形状が変わってくることが知られている。典型的なBossung curveを図8に示す。

図8:典型的なBossung curve

一般的にIsolated(粗)パターンではDense(密)パターンよりもCDに対するFocusの影響が大きくなる傾向がある。

スペクトル波形の分解

レーザのスペクトル波形は単一の波形で与えられるが、その波形はさまざまな形状の波形が積算されて形成されている。図9にその概要図を示すが、主に、(1)波長の変動、(2)スペクトル形状の変動、(3)光量（Dose）の変動によりスペクトル波形、すなわちE95が変化する。E95とバイアス関係は、スペクトルの形状変化とBossung curveを組み合わせとして考えると分かりやすい。

図9:スペクトル波形の分解

E95とバイアスの関係

図10にスペクトル形状変化によるバイアス発生の概略図を示す。
図内(1)は波長の変化によるスペクトル形状変化を示している。(2)は露光装置のレンズで決まる、レーザ波長λと焦点位置の関係を示している。また、(3)はレーザ波長の変化を焦点位置変化に換算したものである。またこのとき、スペクトル波形の波長にたいする各強度はエネルギーの強度を表すことになり、Doseの変化となる。(4)はIsolated(粗)パターンとDense(密)パターンのBossung curveを重ねたものであるが、(3)の焦点位置変化、Dose変化から、(5)のCDへの影響を知ることが出来る。

図10:スペクトル形状変化によるバイアス発生概要

図11に(5)の部分を拡大したものを示す。
(A)はIsolated(粗)パターンにおける波長変化前のCDを表しており、破線で囲んだ面積がCDのばらつきを示している。(B)が波長が変化した後のCDであり、ばらつきが大きくなっている。また、(A)、(B)のずれが波長変化によるバイアス成分である。
Dense(密)パターンを見てみると、Isolate(粗)とは傾向がことなり、波長変化によるCDへの影響が小さいことがわかる。Isolated(粗)パターンとDense(密)パターンを合わせて考えると、波長変更後は(C)で表されるバイアスが発生しており、これがいわゆるIso dense bias(IDB)を表している。

図11:バイアスの発生

以上がE95性能変化によるバイアスの発生のメカニズムである。

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