Иммерсионная литография КУФ диапазона

Предел разрешения оптической литографии с использованием эксимерного ArF лазера с длиной волны 193 нм при близких к предельным величинам NA и k ₁ (0,93 и 0,25, соответственно) согласно формуле (5.1) составляет 52 нм. Эта величина достаточна для реализации ИС с топологической нормой 65 нм. При этом возможность создания ИС с нормой 45 нм находится под сомнением, а для реализации топологической нормы 32 нм необходимо использовать другие технические решения.

Одним из таких решений является иммерсионная литография. Иммерсионная литография позволяет улучшить разрешающую способность за счёт замены воздуха (показатель преломления n = 1) в зазоре между крайней проекционной линзой и полупроводниковой пластиной на жидкую среду с n > 1. При этом величина Δ LW, согласно выражениям 5.1–5.2 уменьшится пропорционально росту значения n. Так, например, при использовании в качестве иммерсионной жидкости деионизованной воды с n = 1,43662 (λ = 193 нм и температура 21,5 °С), предельное значение Δ LW уменьшится на 44 % и составит 36 нм.

На рис.5.7 приведено схематическое изображение зазора между последней проекционной линзой и полупроводниковой структурой, заполненного иммерсионной жидкостью. Обычно пластина полностью не покрывается слоем жидкости. Жидкость в виде непрерывного потока подаётся и отбирается из той области, которая в настоящий момент экспонируется. Затем пластина перемещается и экспонируется следующая область. Так как скорость сканирования обычно равна 500 мм / с, то длительность контакта иммерсионной жидкости с резистом невелика, что минимизирует вероятность их химического взаимодействия.

В ближайшей перспективе в качестве иммерсионной жидкости предполагается использовать деионизованную воду. Это связано с высокой прозрачностью воды (поглощение света с λ = 193 нм на пути равном 6 мм не превышает 5 %), неплохой химической совместимостью воды с фоторезистом, полупроводниковой структурой и с материалом линз. Кроме того, ультрачистая деионизованная вода всегда имеется в больших количествах на любом полупроводниковом производстве.

Рис.5.7 – Схематическое изображение зазора между последней проекционной линзой и полупроводниковой структурой, заполненного потоком иммерсионной жидкости; величина зазора около 1 мм иммерсионная жидкость

Дальнейшее уменьшение Δ LW возможно при использовании других иммерсионных жидкостей (например, органических) с более высоким показателем преломления (вплоть до n = 1,9). Сложности на этом пути связаны с тем, что такая жидкость не должна менять своих свойств под действием ультрафиолетового излучения, быть для него прозрачной, хорошо совместимой с резистом и с линзами, а также иметь низкую стоимость.

Дата добавления: 2014-01-15