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Relazione tra i parametri del processo e il modello di esposizione
Nov 17, 2017

Una grande quantità di esperimenti di esposizione e sviluppo sono stati effettuati per ottenere la grafica conforme al target del processo. I risultati sperimentali grafici sono generati dall'applicazione dell'imaging SEM per monitorare l'utilizzo dell'attrezzatura, la società giapponese JEOL JSM- 6401F, l'emissione sul campo, la risoluzione 3 nm.


Nel dispositivo CMOS Fin FET bulk silicon, il materiale di substrato stampato con motivo a scanalatura fine è SiO 2 (film dielettrico multistrato), ma per studiare la stessa tecnologia di litografia a fascio di elettroni, viene anche studiato nel processo di sperimentazione

Vengono studiati l'esposizione, il processo di sviluppo e le caratteristiche di UV3 su SiO 2 denso e silicio sfuso (principalmente nel primo).


1. Influenza dello spessore del film di resist

Nel processo di esposizione del fascio di elettroni, uno spessore più sottile può ottenere una cifra di precisione più elevata. Questo perché le resistenze più sottili richiedono solo una dose critica più bassa; e gli elettroni con la stessa energia sono più propensi a penetrare nel resist, così che l'effetto di scattering degli elettroni viene ridotto e la risoluzione del pattern è migliorata.


Il processo specifico di rivestimento è: sulla macchina di omogeneizzazione del trasferimento automatico, in primo luogo, 10 ml di resistenza sono gocciolati sulla superficie di un wafer di silicio da 100 mm, quindi girano in modo uniforme alla velocità di 800 giri / min. Infine, la colla viene uniformemente distribuita ad alta velocità per 30 secondi. Lo spessore del film del resist è determinato dalla velocità di rotazione e dalla viscosità del resist stesso (cioè la composizione del resist). La velocità massima consentita nella macchina in plastica uniforme (7000 RPM), al fine di ottenere uno spessore di film sottile, questa carta è stata diluita in modo selettivo con UV 3, agente fluidificante per lattato di etile.


Sotto le stesse condizioni di esposizione e di sviluppo (condizioni ottimali), viene confrontato l'effetto del diverso spessore adesivo sulle dimensioni del motivo del solco ei risultati sono mostrati nella tabella 1.


I risultati sperimentali mostrano che più sottile è il resist, più piccola è la dimensione di stampa. Il limite inferiore dello spessore del gel è che le proprietà chimiche del gel vengono sostanzialmente mantenute durante il processo di diluizione e possono essere mascherate sufficientemente nel successivo processo di incisione.

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2. Influenza dei parametri di esposizione del fascio di elettroni

Esposizione al processo di esposizione del fascio di elettroni, i principali parametri che influenzano l'accuratezza dell'esposizione del sistema di esposizione dell'immagine, corrente del fascio, spaziatura della griglia di scansione, esposizione del fascio di elettroni focalizzata Specchio del processo resist resistivo UV3 2003, determinano l'esposizione Dimensione del punto e area del campo .


Esiste una correlazione importante tra la dimensione dello spot e l'accuratezza del modello. La Figura 1 mostra il modello di scanalatura SEM in tre condizioni di esposizione. I diametri spot del fascio per le tre condizioni (50 keV, 4th LO, correnti del fascio 25 pA, 50 pA e 100 pA) sono 30 nm, 50 nm, 100 nm e 50 keV, rispettivamente.


Per la larghezza di riga del design a 50 nm, i risultati della sua esposizione sono mostrati nella Figura 1, rispettivamente 160 nm, 180 nm, 230 nm. Gli ultimi due bordi grafici sono lisci, mentre il primo bordo grafico presenta tracce evidenti.


Ciò è dovuto al fatto che l'effetto di prossimità del punto del raggio di diametro minore (30 nm) ha minore influenza sull'area circostante a determinati passi di scansione, pertanto l'area di transizione tra le griglie di scansione è evidente, provocando la fluttuazione del bordo del motivo.

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La dimensione del campo influisce anche sul tempo di esposizione effettivo. Per un modello di griglia di scanalatura su una cella standard di 2. 8 mm × 2.1 mm, i tempi di esposizione per le tre condizioni di cui sopra sono 60 min, 30 min e 15 min, rispettivamente, e con il quinto obiettivo, il tempo viene aumentato di 50% di cui sopra.


Un altro fattore importante che influenza la precisione del pattern è l'effetto di prossimità intrinseco dell'esposizione del fascio di elettroni. Processo di esposizione del fascio di elettroni, l'elettrone nel resistere e le collisioni multiple del substrato, dispersione, in modo che nell'area esposta adiacente alla regione si produca un'esposizione indesiderata, con conseguente sfocatura dell'immagine, deformazione, diminuzione della pendenza, che è Effetto di prossimità dell'esposizione del fascio di elettroni.


Gli effetti di prossimità devono essere corretti per forme complesse, altrimenti l'accuratezza della forma sarà dominata. I principali metodi per correggere l'effetto di prossimità sono la modulazione della dose, il pattern bias, GHO ST, la sintesi del software e così via.


Dal momento che il layout effettivo del layout del dispositivo è relativamente semplice, quasi tutti i grafici in linea retta, e sono distanti tra loro, quindi nessuna correzione dell'effetto di prossimità. Inoltre, un campo elettrico di accelerazione più piccolo corrisponde a un punto di raggio maggiore e ad un effetto di prossimità, e non sono state studiate modifiche in questo documento.


Le condizioni di ottimizzazione finale dell'esposizione sono state: un campo elettrico in accelerazione di 50 keV, un fascio di 50 pA, una spaziatura della griglia di scansione di 12,5 nm, una messa a fuoco del quarto obiettivo senza correzione dell'effetto di prossimità.


3. Effetto della dose di esposizione

Per resiste positive, lo spessore residuo della colla sul modello esposto aumenta con la diminuzione della dose di esposizione dopo lo sviluppo. Curva di confronto dose esposizione di raggio di elettroni UV3 mostrata in Figura 2 sull'asse sinistro.


A 50 keV, una corrente di fascio di 50 pA, una spaziatura della griglia di scansione di 12,5 nm, esposizione al fascio di elettroni della quarta lente e sviluppo di CD-26 per 1 min, la dose critica sulla topografia UV 3 era 18 μC / cm 2 , Il rapporto di contrasto dose-sensitive resist di 2,84 (Definizione 1 / (lo g10 Dc-log10 D0)).


D'altra parte, la dose di esposizione influenza anche la dimensione del pattern, che è causata dall'effetto di prossimità del fascio di elettroni. L'asse destro della figura 2 mostra la relazione tra la dimensione della cifra chiave e la dose di esposizione. Sebbene siano disponibili esposizioni più piccole a dosi di esposizione più basse, i bordi del motivo sono scarsi e potrebbe esserci della colla residua nelle scanalature; all'aumentare della dose, la larghezza della linea aumenta. Pertanto, dobbiamo ottimizzare la dose di esposizione

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