Strong Phase Shift Mask Patterning in 193 nm Lithography

Abstract

웨이퍼 크기가 점점 작아짐에 따라 광 매스크를 식각하는데 있어서 그 구조는 점점 더 복잡해진다. 그래서 강 위상변이 매스크의 두 가지 종류에 대해 연구하였다. Chromeless 위상 리소그래피 (Chromeless Phase Lithography, CPL)는 강 위상변이 매스크 중 하나이다. 최상의 해상도를 얻기 위해서 CPL은 적절한 광근접효과보정 (Optical Proximity Correction, OPC)가 필요하다. OPC의 가장 흔한 적용이 매스크 바이어스를 주는 것인 반면에, 이에 추가적인 기술은 바로 scattering bar (SB)와 zebra 패턴이다. 우리는 zebra 패턴과 SB로 보정한 65 nm line and space (L/S)와 45 nm isolated line (I/L)에 대한 시뮬레이션을 하였다. zebra 패턴 밀도를 최적화시키기 위해서, 우리는 zebra 패턴의 선폭과 pitch를 다양하게 했다. SB와 zebra 패턴을 사용해서 dense L/S와 I/L의 목표된 선폭과 조절법을 얻었다. 다른 기술인 Alt-PSM을 사용함으로써, 리소그래피의 180도 위상 반전된 투과율은 contrast의 향상을 위해 간섭효과를 이용함으로써 매스크에서 alternating 패턴에 의해 웨이퍼에 전사된다. Conventional 조명계와 함께 결합하여 사용하는 Alt-PSM은 65 nm 이하에서 이미징하는데 필요하다. Quartz 식각 깊이를 90 nm와 65 nm 의 single 및 dual 식각에서 최적화시켰다. 초점심도와 노광 latitude를 single과 dual 식각에 대해 비교하였다. 위의 시뮬레이션은 SOLID-E (Synopsys사의 상용 툴)을 이용하였다.; As wafer features shrink to ever smaller sizes, the specifications on the photomask etch performance become more and more stringent. So, we examined strong phase shift mask (PSM) of two types. Chromeless phase lithography (CPL) is one of strong PSM technologies. To obtain the best resolution, proper OPC is required with CPL. While the most common application of OPC is to provide mask bias, an additional technique is the use of scattering bars (SBs) and zebra patterns. We compared zebra patterns for 65 nm node lines and spaces (L/S) and 45 nm isolated line (I/L) with SBs. To optimize zebra pattern density, we vary the line width and pitch of the zebra patterns. We confirmed that the use of SB and zebra patterns could realize the target linewidth and control necessary for achieving dense L/S and I/L. By using the other technology, alternating phase shift mask (Alt-PSM), 180° phase shifted transmission of the lithography is created by alternating features on the mask utilizing interference effects to enhance the contrast at the wafer. Alt-PSM in combination with conventional illumination enables the imaging needed in the 65 nm node and beyond. The quartz etch depth was optimized at 90 and 65 nm nodes with single trench. We also optimized the phase of dual trench. Depth of focus (DOF) and exposure latitude (EL) are compared between single and dual trench Alt-PSM. SOLID-E (a commercial software from Synopsys) is used for simulation.