위상 편이 마스크

Phase-shift mask
다양한 유형의 마스크: (a) 일반(이진) 마스크, (b) 교번 위상 편이 마스크, (c) 감쇠 위상 편이 마스크.
왼쪽: 아래로 이동하는 비행기 파장의 실제 부분.오른쪽: 파도의 경로에 180° 위상 변화 부위의 투명 마스크를 도입하는 효과.(오른쪽 그림은 파동이 전파됨에 따라 유의성이 증가하는 회절의 효과를 무시한다.)
Phase-Shift Mask Types: (1) Binary mask, (2) Phase Shift mask, (3) Etched Quartz mask (Levenson mask), (4) Half-tone mask. (Top) Mask, (Red) Light Energy/Phase on Mask, (Blue) Light Energy/Phase on Wafer, (Green) Light Power on Wafer, (Bottom) Resist on Silicon Wafer

위상 편이 마스크는 위상 차이에 의해 발생하는 간섭을 이용하여 광석학에서 영상 분해능을 향상시키는 포토마스크다.번갈아[1] 가며 감쇠된 위상 편이 마스크가 존재한다.[2]위상 편이 마스크는 투명한 매체를 통과하는 빛이 광학 두께의 함수로 위상 변화를 겪게 된다는 사실에 의존한다.

유형 및 효과

기존 포토마스크는 도처에 같은 두께의 투명판이며, 그 일부가 반도체 웨이퍼에 조명 시 패턴을 만들기 위해 비반송 재질로 덮여 있다.

위상 편이 마스크의 경우 특정 전송 영역이 얇거나 두꺼워진다.이는 마스크의 해당 영역을 통과하는 빛의 위상 변화를 유도한다(그림 참조).두께를 적절하게 선택하면 위상변형 조명이 마스크의 수정되지 않은 영역에서 나오는 빛과 간섭하면 웨이퍼의 일부 부분에 대한 대비가 개선되는 효과가 있어 궁극적으로 웨이퍼의 분해능이 높아질 수 있다.이상적인 경우는 180도의 위상 전환으로 모든 입사광이 흩어지게 된다.그러나 작은 위상 이동에도 산란량은 무시할 수 없다.위상 편이 37도 이하인 경우에만 위상 가장자리가 입사광의 10% 이하를 산란한다는 것을 알 수 있다.

위상 가장자리의 위상 함수로서 산란된 빛(사건 빛에 대해 정규화됨)의 그림.

감쇠된 위상 편이 마스크는 다른 접근법을 사용한다.마스크의 특정 광 차단 부분은 소량의 빛이 (일반적으로 몇 퍼센트만) 통과될 수 있도록 수정된다.이 빛은 웨이퍼에 패턴을 만들 정도로 강하지는 않지만, 마스크의 투명한 부분에서 나오는 빛을 방해할 수 있어 웨이퍼의 대비도를 개선한다는 목표를 다시 세웠다.

감쇠된 위상 편이 마스크는 특히 메모리 패턴에 최적화된 조도와 조합하여 제작 및 조작이 간단하기 때문에 이미 광범위하게 사용되고 있다.반면 교대 상이식 마스크는 제작이 더 어렵고 이로 인해 채택이 늦어지고 있지만 사용이 확산되는 추세다.예를 들어, 65 nm 및 후속 노드 트랜지스터의 게이트를 인쇄하기 위해 인텔이 교대 위상 편이 마스크 기법을 사용하고 있다.[3][4]교번 위상 편이 마스크가 감쇠된 위상 편이 마스크보다 분해능 강화의 강한 형태인 반면, 마스크의 사용은 더 복잡한 결과를 초래한다.예를 들어, 180도 위상 가장자리 또는 경계가 일반적으로 인쇄된다.이 인쇄된 가장자리는 일반적으로 원하지 않는 특징이며 보통 두 번째 노출에 의해 제거된다.

적용

석판화에서 위상 편이 마스크를 사용할 경우 마스크 자체의 형상 크기 변화에 대한 민감도가 감소한다는 장점이 있다.이것은 크롬 폭이 감소함에 따라 선폭이 마스크의 크롬 폭에 점점 덜 민감해지는 교차 위상 편이 마스크에 가장 많이 사용된다.실제로 크롬이 없어도 위상 가장자리는 위에서 설명한 것처럼 여전히 인쇄할 수 있다.감쇠된 위상 변화 마스크의 일부 사례도 동일한 장점을 보여준다(왼쪽 참조).

위상 편이 마스크는 작고 작은 형상을 인쇄할 때 적용되기 때문에 파노라마 테크놀로지나 시그마-C와 같은 엄격한 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 정확하게 모델링하는 것이 점점 더 중요해지고 있다.특히 마스크 지형이 빛을 산란시키는 데 중요한 역할을 하기 시작하고, 빛 자체가 더 큰 각도로 전파되기 시작하면서 더욱 중요해진다.위상 편이 마스크의 성능은 또한 항공 이미지 현미경을 사용하여 미리 볼 수 있다.인쇄 가능한 마스크 결함의 집합이 기존의 전송 효과 외에 위상 효과를 가지는 결함을 포함하도록 확대되었기 때문에 결함 검사는 위상 편이 마스크 기술의 중요한 측면으로 남아 있다.

감쇠된 위상 편이 마스크는 90nm 노드 이후 생산에 사용되고 있다.[5]

참조

  1. ^ "Alternating phase shift masks at FreePatentsOnline".
  2. ^ "Attenuated phase shift masks at FreePatentsOnline".
  3. ^ A. 트릿코프, S. 정, C.Kenyon, "Rithography Enableing for 65nm 노드 게이트 레이어 패터링 PSM," Proc.SPIE vol.5754, 페이지 215-170(2005년).
  4. ^ S. Perlitz 외, "45 nm 노드 이하의 스캐너 등가 광학 설정 하에서 내부 위상 제어를 위한 Novel 솔루션" Proc.SPIE vol.6607 (2007).
  5. ^ C-H. Chang 외, Proc.SPIE 5377, 902(2004).

추가 읽기

  • Levinson, Harry (2004). Principles of Lithography (2nd ed.). SPIE—The International Society for Optical Engineering. ISBN 0-8194-5660-8.
  • Rai-Choudhury, P., editor (1997). Handbook of Microlithography, Micromachining, and Microfabrication. Volume 1: Microlithography. Bellingham, Washington: SPIE Optical Engineering Press. ISBN 0-85296-906-6. {{cite book}}: author=일반 이름 포함(도움말)CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)