KrF化學增幅光刻膠在90nm邏輯工藝上的性能評價與優(yōu)化的工藝條件.pdf

1、集成電路一直遵循著摩爾定律向前發(fā)展,特征尺寸也不斷地縮小。目前,對300mm的芯片生產(chǎn)廠商而言,主流技術(shù)為90到45nm。在整個集成電路的發(fā)展中,光刻技術(shù)的發(fā)展是其驅(qū)動力。光刻在集成電路制造中處于非常重要的位置,是極其昂貴和復雜的關鍵步驟,占總制造成本的1/3以上,尤其是在技術(shù)向著90nm,65nm,45nm以及32nm的發(fā)展,光刻成本還將不斷地提高。對于大多數(shù)的生產(chǎn)廠商,如何利用現(xiàn)有資源進行開發(fā)和生產(chǎn),降低其運營成本,獲得最大的效益是

2、非常重要的。本文將進行利用KrF光刻技術(shù)進行90nm技術(shù)應用的研究,一方面可以為200mm芯片生產(chǎn)廠商新工藝的研發(fā)提供幫助,減小其研發(fā)的生產(chǎn)成本和時間成本,另一方面可以為300mm的生產(chǎn)廠商將現(xiàn)有的90hm的平臺由ArF光刻轉(zhuǎn)為KrF光刻提供參考,從而降低其生產(chǎn)成本,獲得更大的效益。
　　 KrF化學增幅光刻膠本身是為110nm以上的圖形的光刻而研發(fā)的,對于110nm以下,其相關特性還需要做確認。所以本文將從KrF光刻膠的主要特

3、性入手,影響光刻膠性能的主要因素有:顯影性能,反應閾值能量,光酸擴散,抗刻蝕性能等等,其中與線條的均勻性有關的主要是光酸擴散,所以本文將主要研究KrF光刻膠的光酸擴散特性,其擴散方式主要表現(xiàn)為單高斯擴散。本文將選擇3種典型的,它們分別是用作線條、槽寬和孔的光刻膠,分析其工藝窗口,如掩膜版誤差因子,再計算出其光酸的高斯擴散長度。同時,在90nm的光刻工藝技術(shù)時,光學鄰近效應也越來越明顯,對其研究也越發(fā)地重要,特別是很多復雜的情況如圖形為兩

4、維的結(jié)構(gòu),即X和Y方向,這時光刻膠的兩維特性如光刻膠線端縮短效應等變得十分重要,本文也將對其進行研究,以便為后面90nm工藝條件的選擇提供依據(jù)。
　　 我們的研究發(fā)現(xiàn),對于不同的光刻膠,其掩膜版誤差因子和光酸擴散長度是不一樣的。對于某一特定的光刻膠,在不同的空間周期時,其掩膜版誤差因子和高斯擴散長度也是可變的。在未進行OPC修正時,在100nm線寬時,單邊光刻膠的端末縮短小于100nm,在120nm線寬時小于75nm,這對于90

5、nm工藝是可以接受的。同時發(fā)現(xiàn)NA的設定對密集線的影響大于孤立線的影響,而PEB的影響確是相反,且溫度越低,影響越小。
　　 對于KrF化學增幅光刻膠工藝在90nm邏輯工藝時的工藝的應用,主要選擇90nm邏輯工藝的三個關鍵層次(柵層、接觸孔層和第一層金屬層)的光刻能力進行確認,主要確認其工藝窗口,包括掩膜版誤差因子,光學鄰近效應等主要的光刻評價指標。我們的研究發(fā)現(xiàn),第一層金屬層的工藝窗口最大,柵層和接觸孔的工藝窗口較小,但還是可