1. 개요

레이저의 스펙트럼 성능과 노광 성능에 관한 개념은 ‘E95와 리소그래피 프로세스’에서 이미 설명했습니다. 기가포톤은 스펙트럼 성능을 정밀하게 계측하여 스펙트럼 가변 모듈로 스펙트럼을 직접 제어하는 대역폭 컨트롤 모듈(BCM)을 개발하는 등 기존 기종보다도 더욱 협대역화가 요구된 GT61A에서 표준으로 BCM을 탑재하고 있습니다. 기존 기종에 대한 적용은 옵션으로 대응하고 있습니다*.

* 기종에 따라 옵션 구성은 다릅니다.

또한 멀티 패터닝용 액침 노광장치를 위한 차세대 ArF 엑시머 레이저 ‘GT63A’에서는 넓은 초점 심도를 실현하기 위한 스펙트럼 제어 기술(sMPL)*1)을 적용할 예정입니다.

sMPL(Spectrum Multi Positioning LNM) 기술은 스펙트럼 제어 폭을 기존의 10배 이상으로 높여 포커스 드릴링을 통해 넓은 초점 심도를 실현합니다. 이 sMPL 기술을 탑재하면 기존의 기술에서는 어려웠던 콘택트, 트렌치, 바이어 등의 노광상의 프로세스 윈도우 확대를, CDU, 오버레이, 생산성 등에 미치는 악영향 없이 실현할 수 있습니다. 이 sMPL 기술은 노광기 제조업체 및 반도체 제조업체와 공동으로 양산 시험을 실시하여 그 유효성은 확인을 마쳤습니다.

*1) GT61A 이전의 기종에서는 sMPL은 옵션으로 제공됩니다.

본 장에서는 ArF 노광을 조건으로 실시한 시뮬레이션 결과의 소개 및 BCM의 구성ㆍ원리, 실제 기계에 탑재한 경우의 스펙트럼 성능에 대해 설명합니다.

시뮬레이션

시뮬레이터 prolith v9.3을 사용하여 아래와 같은 조건으로 레이저의 스펙트럼 성능이 접점 구멍(contact hole) 노광에서 CD에 미치는 영향에 대해 시뮬레이션을 실시했습니다.

그림1 시뮬레이션 조건

그림1 시뮬레이션 조건

=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

시뮬레이션 결과를 그림2에 표시합니다.
 

그림2 E95가 CD에 미치는 영향
그림2 E95가 CD에 미치는 영향

결과적으로 레이저 스펙트럼 E95 폭이 0.1pm 변화했을 때의 CD에 미치는 영향(nm/0.1pm)은 접점 구멍의 크기가 작아짐에 따라 마이너스 방향으로 커집니다. 예를 들어 90nm의 접점 구멍을 E95=0.5pm로 노광한 경우, CD 감도는 약-2nm/0.1pm입니다만, 40nm의 접점 구멍에서는 약-6nm/0.1pm로 영향도는 거의 3배가 됩니다. 또한 레이저의 스펙트럼이 굵은 경우, 그 영향도도 커지는 경향이 있습니다. 같은 접점 구멍 40nm를 노광하는 경우에도 E95가 0.35pm와 이 결과에서도 알 수 있는 바와 같이 더욱 미세화가 진행된 노광의 경우, 레이저 스펙트럼의 변동 및 절대값을 최소화하는 중요성이 높아지고 있습니다. 기가포톤은 스펙트럼 변동을 최소한으로 억제한 레이저광을 제공하기 위해 대역폭 컨트롤 모듈(BCM)을 개발하여 실제 기계에 도입하는 데 성공했습니다.