Исследование процессов 3D-структурирование в электронной литографии
Диссертация - Компьютеры, программирование
Другие диссертации по предмету Компьютеры, программирование
?олщины требует использования специализированного оборудования и занимает довольно значительное время. К тому же из-за наличия шероховатости падает точность определения контрастности резиста. Новый метод не нуждается в построении дозовой кривой, а значит, исключается процедура определения остаточной толщин. Он опирается на зависимость скорости проявления резиста от дозы экспонирования задаваемую в формуле (1.5). Величина ? является контрастностью резиста. Основная идея метода заключается в том, чтобы, основываясь на уравнении (1), спроектировать такую тестовую структуру, которая при проявлении получается только тогда, когда заложенная при ее проектировании контрастность совпадает с контрастностью резиста. В итоге тестовая структура представляет собой набор прямоугольников, состыкованных друг с другом (рис.18). Доза экспонирования прямоугольников разная и увеличивается слева направо, причем доза экспонирования внутри прямоугольника остается постоянной. Соответственно, доза экспонирования первого (крайне левого) прямоугольника равна нулю, а последнего (крайне правого), проэкспонированного с максимальной дозой, равна Dmax. Такую тестовую структуру называют дозовым клином. Пусть закон, по которому меняется доза экспонирования Dn от прямоугольника к прямоугольнику, задается следующей формулой
, (3.1)
где n - это номер прямоугольника, N - это общее количество прямоугольников, а ?fit - некий параметр. Из формул (1.х) и (3.1) следует, что скорость проявления каждого прямоугольника будет задаваться выражением
.(3.2)
Таким образом, получается что, при проявлении этой структуры можно получить всего три различных профиля в резисте, что продемонстрировано на рис.19. Если ?fit больше контрастности резиста ?, то профиль структуры вогнутый, если наоборот ?fit меньше контрастности резиста ?, то профиль выгнутый, а в случае, когда ?fit равно ?, профиль имеет вид наклонной плоскости. Т.е. подобрав параметр ?fit так, чтобы дозовый клин получился с плоским профилем, можно определить контрастность резиста. Используемая в эксперименте тестовая структура состоит из нескольких дозовых клиньев, рассчитанных для разных значений ?fit. Это позволяет после проявления тестовой структуры сразу получить значение контрастности, определив клин, имеющий плоский профиль.
Тут возникает задача нахождения плоского профиля тестовой структуры. Для решения этой задачи удобно использовать оптический микроскоп, оснащенный световым фильтром, и цифровую фотокамеру. Если результат проявления тестовой структуры снять через световой фильтр, то получится изображение вида показанного на рис.20. Это изображение является снимком тестовой структуры, созданной в резисте П(MMA-MAA) сополимере (тестовая структура, рассчитанная для диапазона значений ?fit от 1.5 до 4.5 с шагом 0.5 и проявленная).
На рис.20 каждый дозовый клин имеет чередующиеся светлые и темные участки (максимумы и минимумы интенсивности светового сигнала). Это является следствием интерференции. Там где находятся максимумы интенсивности светового сигнала толщина резиста такова, что оптический путь электромагнитной волны с длиной пропускаемой световым фильтром от поверхности резиста к подложке и обратно равен целому числу ее длин волн. Там где находятся минимумы интенсивности светового сигнала толщина резиста такова, что тот же оптический путь равен нечетному числу половин длины волны. Поэтому дозовые клинья, у которых расстояния между соседними минимумами или максимумами интенсивности светового сигнала увеличивается с увеличением дозы, имеют вогнутый профиль, те у которых расстояние между такими участками уменьшается с увеличением дозы, имеют выпуклый профиль. Если расстояние между минимумами или максимумами интенсивности светового сигнала сохраняется постоянным, то толщина остаточного резиста изменяется линейно, а это и есть дозовый клин с плоским профилем.
Тестовая структура состоит из нескольких дозовых клиньев рассчитанных для разных значений контрастности, однако контрастность резиста практически всегда не совпадает ни с одним из этих значений, а лежит между двумя какими-нибудь из них. В этом случае после проявления тестовой структуры не будет дозовых клиньев с плоским профилем. Необходимо найти два соседних дозовых клина, один из которых является выпуклым, а другой - вогнутым. Контрастность резиста лежит в промежутке между значениями, для которых были рассчитаны эти дозовые клинья.
Для более точного определения формы дозового клина можно построить график изменения интенсивности светового сигнала вдоль направления изменения дозы экспонирования, или кратко - сечение интенсивности. График позволяет в числах дать расстояние между минимумами интенсивности светового сигнала, а значит и точно показать форму дозового клина.
Например, на рис.20 дозовые клинья рассчитанные для значения контрастности 3 и 3.5 на глаз имеют плоский профиль. Сечения интенсивности, построенные на рис.21, демонстрируют, что один из них является немного вогнутым, а другой выпуклым. Значит, контрастность резиста лежит в промежутке от 3 до 3.5.
С помощью тестовой структуры представленной на рис.20 были получены контрастности для резистов сополимера П(MMA-MAA) и ЭРП-40, при ускоряющем напряжении 25кВ. Оба резиста проявлялись в растворе ИПС-H2O 8:1. Значения контрастности для этих резистов представлены в таблице 2. Новый метод был также испо