. Моделирование процесса фотолитографии

Основные этапы численного моделирования фотолитографии. Оптическая литография – стандартный технологический процесс формирования топологических рисунков при создании интегральных схем. Оптическая проекционная литография, в которой изображение объекта (маски) проецируется на подложку через сложную, имеющую дифракционные ограничения оптическую систему, все еще остается доминирующей технологией создания топологического рисунка в микроэлектронике.

            Целью моделирования фотолитографии является получение расчетного профиля резистивной пленки по краю прорисовки как результата экспонирования и проявления резистивного слоя в ходе соответствующих технологических процессов. Такой профиль позволяет определять критические размеры элементов, формируемых в резистивной пленке, т.е. ширину линий и зазор, максимальную толщину резистивной пленки, наклон ее края и влияние эффектов стоячих волн на профиль пленки по краю прорисовки.

            Для получения профиля резистивной пленки необходимо промоделировать ряд физических и физико-химических процессов, используемых в ходе выполнения литографической обработки:

1.        Необходимо рассчитать распределение интенсивности света, падающего на поверхность резистивной пленки. Это распределение интенсивности, называемое также фронтальным изображением, зависит от оптической системы, используемой для проецирования изображения на поверхность. Для таких элементов топологии, как ширина линии в данном слое или зазор между линиями, необходим одномерный профиль распределения интенсивности на краю прорисовки. Для двумерных топологических объектов, например, контактных окон, требуется двумерное фронтальное изображение. Оно чаще всего прорисовывается в виде контуров равной интенсивности. Интенсивность I0 в каждой точке фронтального изображения считается постоянной в течение всего времени экспонирования резистивного слоя. Таким образом, распределение интенсивности света I0 зависит только от координат на поверхности резистивного слоя: I0 = I0(x, y).

2.        Необходимо рассчитать интенсивность света в пленке как функцию глубины. Полная интенсивность I0уменьшается с глубиной в результате поглощения света резистивным материалом. Далее, отражение света от подложки вызывает наложение стоячих волн в пленке на распределение интенсивности по глубине. Наконец, материал резистивного слоя претерпевает химические изменения в процесс экспонирования, поэтому распределение интенсивности по глубине также меняется во времени и должно рассчитываться в каждый момент времени отдельно по каждой из имеющихся длин волн. Таким образом, распределение интенсивности света с длиной волны λ в пленке есть функция уже не только трех координат, но и времени: Iλ = Iλ(x, y, z, t).

3.        На следующем шаге требуется рассчитать нормализованную концентрацию светочувствительного компонента (М) в позитивном резисте как функцию координат и времени. Окончательное значение М в каждой точке после завершения экспонирования есть один из параметров, определяющих скорость проявления резиста. При расчете концентрации светочувствительного компонента используются эмпирические соотношения, описывающие процесс отбеливания с коэффициентами, задаваемыми пользователем.

4.        Определяется скорость проявления R(x,y,z) в каждой точке резистивной пленки. Скорость проявления зависит от таких параметров как локальная концентрация светочувствительного компонента, характеристики процесса задубливания, тип проявителя и температура, внутренние свойства материала резистивного слоя. В некоторых резистивных материалах имеет место эффект замедления скорости проявления на поверхности пленки, в этом случае данный эффект необходимо учесть при моделировании.

Собственно процесс проявления рассчитывается с использованием алгоритма продвижения струны. Структура резиста после завершения процесса проявления представляется в виде профиля края прорисовки

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector