1. 概要

雷射光的頻譜性能與曝光性能相關概念,已於「E95 與微影製程」中做過說明。GIGAPHOTON 精確量測頻譜性能,在頻譜可變模組領域研發直接控制頻譜的 Bandwidth Control Module (BCM),並自比既有機種更需要窄頻寬化的 GT61A 起列為標準配備。既有機種則將以選配方式因應*。

* 不同機種的選配結構也有所不同。

再者,浸潤多重曝光裝置專用次世代 ArF 準分子雷射設備「GT63A」更預計採用達到廣泛聚焦深度之頻譜控制技術(sMPL)*1)

sMPL(頻譜多重定位 LNM;Spectrum Multi Positioning LNM)技術可提高頻譜控制頻寬至既有 10 倍以上,達成以雷射聚焦鑽孔確保廣泛聚焦深度之功能。搭載 sMPL 技術後,既有技術難以執行的接點、溝槽、通孔等曝光中放大製程視窗工作,可於不導致 CDU、疊合、生產性惡劣影響下完成。此一 sMPL 經曝光裝置製造商、晶片製造商共同進行量產試驗,有效性已獲明證。

*1) GT61A 以前的機種,將以選配方式提供 sMPL 安裝。

本章中將介紹以 ArF 曝光為條件進行的模擬結果,並說明 BCM 的結構、原理,以及安裝於實機時的頻譜性能。

模擬

我們使用模擬器 prolith v9.3,以下列條件模擬雷射光頻譜性能在接觸窗曝光中對 CD 造成的影響。

圖 1 模擬條件

圖 1 模擬條件

=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

模擬結果如圖 2 所示。
 

圖 2 E95 對 CD 的影響
圖 2 E95 對 CD 的影響

結果來說,雷射光頻譜 E95 寬度變動 0.1 pm 時,對 CD 的影響(nm/0.1 pm)將隨接觸窗尺寸變小而呈負向成長。譬如說,90 nm 的接觸窗以 E95=0.5 pm 進行曝光,CD 感度約為 -2 nm/0.1 pm,但 40 nm 接觸窗則變為 -6 nm/0.1 pm,影響程度幾近 3 倍。此外,雷射光頻譜越粗,影響程度也呈現變大的趨勢。同為接觸窗 40 nm 進行曝光,E95 為 0.35 pm 以及 0.5 pm 時對 CD 的影響程度差距幾近一倍。
由此結果可知,曝光越精密,越需要將雷射光頻譜變動以及絕對值設為最小。GIGAPHOTON 為了提供抑制頻譜變動至最小限度的雷射光,研發了 Bandwidth Control Module(BCM)並成功導入實際機種。