1. 概要

激光的光谱性能与曝光性能相关概念,已于“E95 与光刻制程”中做过说明。GIGAPHOTON 精确测量光谱性能,在光谱可变模块领域研发直接控制光谱的 Bandwidth Control Module (BCM),并自比既有机型更需要窄带宽化的 GT61A 起列为标准配备。既有机型则将以选配方式应对*。

* 不同机型的选配结构也有所不同。

再者,浸没式多重曝光装置专用次世代 ArF 准分子激光设备“GT63A”更预计采用达到广泛聚焦深度的光谱控制技术(sMPL)*1)

sMPL(光谱多复位位 LNM;Spectrum Multi Positioning LNM)技术可提高光谱控制带宽至既有 10 倍以上,达成以激光聚焦钻孔确保广泛聚焦深度的功能。搭载 sMPL 技术后,既有技术难以执行的接点、沟槽、通孔等曝光中放大制程窗口工作,可于不导致 CDU、迭合、生产性恶劣影响下完成。这一 sMPL 经曝光装置制造商、芯片制造商共同进行量产试验,有效性已得到证明。

*1) GT61A 以前的机型,将以选配方式提供 sMPL 安装。

本章中将介绍以 ArF 曝光为条件进行的模拟结果,并说明 BCM 的结构、原理,以及安装于实机时的光谱性能。

模拟

我们使用仿真器 prolith v9.3,以下列条件仿真激光光谱性能在接触窗曝光中对 CD 造成的影响。

图 1 模拟条件

图 1 模拟条件

=Simulation conditions=
1D Binary − Contact hole
A = 40 … 90 nm
B = 10 * A
Illumination: quadrupole
sigma 0.8/0.15
NA: 1.3 immersion
Wavelength: 193nm
E95: 0.35pm & 0.50pm
Resist thickness: 165nm

模拟结果如图 2 所示。
 

图 2 E95 对 CD 的影响
图 2 E95 对 CD 的影响

结果来说,激光光谱 E95 宽度变动 0.1 pm 时,对 CD 的影响(nm/0.1 pm)将随接触窗尺寸变小而呈负向成长。譬如说,90 nm 的接触窗以 E95=0.5 pm 进行曝光,CD 感度约为 -2 nm/0.1 pm,但 40 nm 接触窗则变为 -6 nm/0.1 pm,影响程度几近 3 倍。此外,激光光谱越粗,影响程度也呈现变大的趋势。同为接触窗 40 nm 进行曝光,E95 为 0.35 pm 以及 0.5 pm 时对 CD 的影响程度差距几近一倍。
由此结果可知,曝光越精密,越需要将激光光谱变动以及绝对值设为最小。GIGAPHOTON 为了提供抑制光谱变动至最小限度的激光,研发了 Bandwidth Control Module(BCM)并成功导入实际机型。