考慮曝光後烘烤之微影最佳化以及光酸效應對10奈米及更先進之節點的影響

林沛諄

doi:10.6342/NTU201700106

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考虑曝光後烘烤之微影最佳化以及光酸效应对10奈米及更先进之节点的影响

Lithography Optimization considering Post-Exposure Bake and the Photo-Acid Effect for 10-nm Node and Beyond

林沛谆 , 博士　　导师：陈中平　　

英文 DOI： 10.6342/NTU201700106

微影系统模拟；曝光後烘烤；希儿薇亚方程式；电子束微影技术；光酸扩散； Lithography Simulation ； Post-Exposure Bake ； Sylvester Equation ； E-beam Lithography ； Acid Diffusion.

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摘要 │ 参考文献 (71) │ 国际计量

摘要〈TOP〉

并列摘要〈TOP〉

As one of the critical stages of a very large scale integration fabrication process, post-exposure bake (PEB) plays a crucial role in determining the final three-dimensional (3-D) profiles and lessening the standing wave effects. However, the full 3-D chemically amplified resist simulation is not widely adopted during the post-layout optimization due to the long run-time and huge memory usage. An efficient simulation method is proposed to simulate the PEB while considering standing wave effects and resolution enhancement techniques, such as source mask optimization and sub-resolution assist features based on the Sylvester equation and Abbe-principal component analysis method. Simulation results show that our algorithm is 20× faster than the conventional Gaussian convolution method.
Resist modeling for electron beam lithography is relatively scarce compared to the traditional optical lithography photoresist modeling. Besides, the sub-nanometer modeling accuracy requirement for single digital node technology differs drastically from the conventional empirical modeling method. We proposed a simulator to simulate the E-beam lithography. And consider about the effect from the photo-acid when the acid diffusion length is longer than the half of the critical dimension. The result shows these differences of these two methods are larger than the allowed lithography process deviation for the advanced technology nodes. These differences increase with acid diffusion length, reach the lithography CD control error specification 10% CD proposed by ITRS when the acid diffusion length is larger than half of the CD, which would significantly reduce the process window and CD error budget.

参考文献 ( 71 ) 〈TOP〉

[3] M. J.Wieland, H. Derks, H. Gupta, T. van de Peut, F.M. Postma, A. H. V. van Veen, and Y. Zhang, “Throughput enhancement technique for MAPPER maskless lithography,” in Proc. SPIE, vol. 7637, Alternative Lithographic Technologies II,(Apr. 2010).
连结：
[6] Ming-Fong Tsai, "Abbe-PCA: Compact Abbe’s Kernel Generation for Micro lithography Aerial Image Simulation using Principal Components Analysis." Master Thesis, National Taiwan University, (2009).
连结：
[10] Burn Lin, " Multiple-electron-beam direct-write comes of age, " Micro/Nano Lithography, SPIE Newsroom, (January 2013).
连结：
[12] Michael L. Rieger, "Communication theory in optical lithography." J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS. 11(1), 013003 (Mar 01, 2012).
连结：
[13] B. J. Lin. “Phase-shifting masks gain an edge.” IEEE Circuits and Systems Society, (1993).
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