5. E95 성능 변화에 따른 바이어스의 발생

레이저의 E95 성능이 노광기의 CD 성능에 영향을 미치는 것은 전장에서 설명했습니다. 본 장에서는 조밀(거칠거나 고운)이 혼재한 패턴에서 E95가 변화한 경우에 발생하는 바이어스에 대해 검토합니다.

Bossung Curve

Bossung Curve란 노광기에서 초점, 광량이 CD에 미치는 영향을 나타낸 곡선입니다. Bossung Curve는 프로세스 패턴, 조명 조건 등에 따라 형상이 달라지는 것으로 알려져 있습니다. 전형적인 Bossung Curve를 그림8에 표시합니다.

전형적인 Bossung Curve

그림8: 전형적인 Bossung Curve

일반적으로 고립(Isolated) 패턴에서는 밀집(Dense) 패턴보다도 CD에 미치는 초점의 영향이 커지는 경향이 있습니다.

스펙트럼 파형의 분해

레이저의 스펙트럼 파형은 단일 파형으로 부여됩니다만, 그 파형은 다양한 형상의 파형이 적산되어 형성되고 있습니다. 그림9에 그 개요도를 표시합니다만, 주로 (1)파장의 변동, (2)스펙트럼 형상의 변동, (3)광량(Dose)의 변동에 따라 스펙트럼 파형, 다시 말해 E95가 변화합니다. E95와 바이어스 관계는 스펙트럼의 형상 변화와 Bossung Curve를 묶어서 생각하면 이해하기 쉽습니다.

스펙트럼 파형의 분해

그림9: 스펙트럼 파형의 분해

E95와 바이어스의 관계

그림10에 스펙트럼 형상 변화에 따른 바이어스 발생의 개략도를 표시합니다.

그림 내 (1)은 파장의 변화에 따른 스펙트럼 형상 변화를 나타내고 있습니다. (2)는 노광장치의 렌즈로 결정되는 레이저 파장λ와 초점 위치의 관계를 나타내고 있습니다. 또한 (3)레이저 파장의 변화를 초점 위치 변화로 환산한 것입니다. 또한 이때 스펙트럼 파형의 파장에 대한 각 강도는 에너지의 강도를 나타내며, 광량(Dose)이 변화합니다. (4)는 고립 패턴(Isolated)과 밀집 패턴(Dense)의 Bossung Curve를 겹쳐 놓은 것입니다만, (3)의 초점 위치 변화, 광량 변화에서 (5)가 CD에 미치는 영향을 알 수 있습니다.

스펙트럼 형상 변화에 따른 바이어스 발생 개요

그림10: 스펙트럼 형상 변화에 따른 바이어스 발생 개요

그림11에 (5)의 부분을 확대한 것을 표시합니다.

(A)는 고립(Isolated) 패턴에서 파장이 변화하기 전의 CD를 나타내고 있으며, 파선으로 둘러싸인 면적이 CD의 편차를 나타내고 있습니다. (B)는 파장이 변화한 후의 CD로 편차가 커져 있습니다. 또한 (A), (B)의 차이(어긋남)가 파장 변화에 따른 바이어스 성분입니다.

밀집(Dense) 패턴을 살펴보면 고립(Isolated)과는 경향이 다르며, 파장 변화에 따라 CD에 미치는 영향이 작다는 것을 알 수 있습니다. 고립(Isolated) 패턴과 밀집(Dense) 패턴을 합쳐서 생각하면 파장 변경 후에는 (C)에서 나타난 바이어스가 발생하고 있으며, 이것이 이른바 Iso dense bias(IDB)를 나타내고 있습니다.

바이어스 발생

그림11: 바이어스 발생

이상이 E95 성능 변화에 따른 바이어스 발생의 메커니즘입니다.