80nm應(yīng)用中的高數(shù)位孔徑，雙載具93nm TWINSCAN 掃描分步投影機(jī)
發(fā)布時間:2008/6/5 0:00:00 訪問次數(shù):772
程天風(fēng) | ||||||||||||
（asml 阿斯麥光刻設(shè)備有限公司） | ||||||||||||
摘要：針對次100nm的生產(chǎn),asml 研發(fā)了一個新光刻系統(tǒng),其中克服了許多底k1解晰度的挑戰(zhàn)。其中包含0.85na雙載具193nm twinscan的設(shè)計、性能與一些初步的量測數(shù)據(jù)。80nm的生產(chǎn)必須要有多方面的量測與控制來達(dá)到高準(zhǔn)確度的線寬（cd)與對準(zhǔn)（overlay)的要求水平。本機(jī)臺擁有高成熟度的雙載具平臺，穩(wěn)定的系統(tǒng)動態(tài)質(zhì)（msd)，一慣性的光量遞輸?shù)裙δ埽瑤瞻艘粋�內(nèi)建偵測回送系統(tǒng)來自動調(diào)控投影鏡的像差(aberrations)，來達(dá)到最佳的影像保真度。 關(guān)鍵詞：光刻系統(tǒng)；投影；影像；對準(zhǔn) 中圖分類號：tn305 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：b 文章編號：1003-353x(2004)02-0007-05 1前言 193nm波長光刻技術(shù)在近五年內(nèi)有顯著的進(jìn)步，第一臺arf的掃描分步機(jī)應(yīng)用0.63na于1999年推出，促使早期的研發(fā)與試產(chǎn)項目。之后arf基礎(chǔ)逐漸成熟使業(yè)界開始應(yīng)用193nm掃描分步機(jī)來進(jìn)行量產(chǎn)重要層曝光，因而arf已經(jīng)成為100nm和之后的先進(jìn)設(shè)計的重點科技。 2002年itrs的路徑圖中顯示出在短期內(nèi)光刻技術(shù)的解晰度需求會以每年10nm的速度縮減，表1中顯示從2003年的半周期100nm開始到2006年的70nm。在這段期間arf波長是所有主要半導(dǎo)體產(chǎn)品族群，包括dram，mpu，和asic/lp，唯一可被通用的科技選項。 2系統(tǒng)介紹 本系統(tǒng)組合了高產(chǎn)能雙載具的twinscan的平臺和carl zeiss (czo)的第三代arf投影鏡，它含有一個新的、193nm，4倍縮小，0.60-0.85na可調(diào)度na的starlith 投影鏡，連接到一個新品aeri al ii高彈性。高透明度的照明光源，幷加上一個超窄頻寬多頻率控調(diào)的20w arf準(zhǔn)分子激光。系統(tǒng)的雙載具提供200mm、300mm晶圓幷行運(yùn)作而達(dá)到最高的產(chǎn)能。其它機(jī)臺特性包括載具動力控制，對焦和對準(zhǔn)同步量測平行處理，和光量控制的改善，幷加上多彈性的投影鏡瞳孔調(diào)控，與內(nèi)建的空間影像量測儀幷調(diào)控器可調(diào)到最低的鏡片像差和雜光。這些功能都必須應(yīng)用到系統(tǒng)上來達(dá)到80nm工藝中所需求的低k1影像的效果。 3 投影 半導(dǎo)體線寬控制是由許多因素影響的，這些因素有獨立的也有相互關(guān)聯(lián)的。若是以蝕刻后檢驗（aei）來看，曝光機(jī)之外的因數(shù)有如掩模版上線寬的不均勻， 晶圓表層的高低地勢，光刻膠涂布的不均勻等，此外涂膠機(jī)，腐蝕機(jī)，cd量測機(jī)各有可能有系統(tǒng)性或非系統(tǒng)性的誤差。任何一個因素都可導(dǎo)制致命性的影響，曝光機(jī)當(dāng)然本身也具有影響cd的因素： 3.1 載具動力 以一個掃描分步機(jī)來看，晶圓載具和掩模版載具的定位測量可以圖2顯示。載具在1比4的速度以反方向來復(fù)的運(yùn)行，在任何時候載具與載具之間必須要非常準(zhǔn)確的保持相對的位置。載具的震動使其偏移可以被定義為動向的基本偏差值。msd會損壞從投影鏡形成的空間影像的對比，因此焦距和曝光量井深縮小使得cd失控。圖3的摸擬顯示出msd 對一般線寬cd控制的影響。目前本機(jī)臺在最快的掃描速度以109個曝光區(qū)分布300mm晶圓上來測量到的msdx和msdy，足夠控制cd均勻度小于0.1nm （3σ）。 3.2 曝光量 asml介紹一個新的測試：光量系統(tǒng)性能測量，我們用現(xiàn)有的光能探測儀，所謂的spot sensor，來測量整個曝光場和在時間上的光量差別。在整個30分鐘的量測里面我們5和100mj/cm2的能量反復(fù)的在曝光場里不同的位置上測試,圖4顯示了我們測驗光隙均勻度的節(jié)果。表2列出一個用30mj/cm2能量，在na＝0.85,σo/σi＝0.88/0.58的設(shè)定下，曝光場區(qū)內(nèi)和整批25片曝光的光量差別。我們將所有的誤差加起來當(dāng)作最差的情況的估計，假設(shè)這加數(shù)等于是3σ值，那么所量到的 0.68％會導(dǎo)致在80nm獨立線寬上不到1.0nm（3σ）的曝光場區(qū)內(nèi)的cd誤差。
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