Las máscaras de cambio de fase son fotomáscaras que aprovechan la interferencia generada por las diferencias de fase para mejorar la resolución de la imagen en fotolitografía . Existen máscaras de desplazamiento de fase alternas [1] y atenuadas . [2] Una máscara de cambio de fase se basa en el hecho de que la luz que pasa a través de un medio transparente experimentará un cambio de fase en función de su espesor óptico.
Tipos y efectos
Una fotomáscara convencional es una placa transparente con el mismo grosor en todas partes, partes de la cual están cubiertas con material no transmisor para crear un patrón en la oblea semiconductora cuando se ilumina.
En las máscaras de cambio de fase alternas , ciertas regiones de transmisión se hacen más delgadas o más gruesas. Eso induce un cambio de fase en la luz que viaja a través de esas regiones de la máscara (vea la ilustración). Cuando se elige adecuadamente el grosor, la interferencia de la luz desfasada con la luz procedente de regiones no modificadas de la máscara tiene el efecto de mejorar el contraste en algunas partes de la oblea, lo que finalmente puede aumentar la resolución en la oblea. El caso ideal es un cambio de fase de 180 grados, lo que da como resultado que toda la luz incidente se disperse. Sin embargo, incluso para cambios de fase más pequeños, la cantidad de dispersión no es despreciable. Se puede demostrar que solo para cambios de fase de 37 grados o menos un borde de fase dispersará el 10% o menos de la luz incidente.
Las máscaras de cambio de fase atenuado emplean un enfoque diferente. Ciertas partes de la máscara que bloquean la luz se modifican para permitir que se transmita una pequeña cantidad de luz (por lo general, solo un pequeño porcentaje). Esa luz no es lo suficientemente fuerte como para crear un patrón en la oblea, pero puede interferir con la luz proveniente de las partes transparentes de la máscara, con el objetivo nuevamente de mejorar el contraste en la oblea.
Las máscaras de cambio de fase atenuado ya se utilizan ampliamente, debido a su construcción y operación más simples, particularmente en combinación con iluminación optimizada para patrones de memoria. Por otro lado, las máscaras de cambio de fase alterna son más difíciles de fabricar y esto ha ralentizado su adopción, pero su uso se está generalizando. Por ejemplo, Intel está utilizando la técnica de máscara de cambio de fase alterna para imprimir puertas para sus transistores de nodos de 65 nm y subsiguientes. [3] [4] Si bien las máscaras de cambio de fase alternas son una forma más fuerte de mejora de la resolución que las máscaras de cambio de fase atenuadas, su uso tiene consecuencias más complejas. Por ejemplo, generalmente se imprimirá un borde o límite de fase de 180 grados. Este borde impreso suele ser una característica no deseada y, por lo general, se elimina con una segunda exposición.
Solicitud
Un beneficio de usar máscaras de cambio de fase en litografía es la sensibilidad reducida a variaciones de tamaños de características en la propia máscara. Esto se usa más comúnmente en máscaras de desplazamiento de fase alternas, donde el ancho de línea se vuelve cada vez menos sensible al ancho del cromo en la máscara, a medida que disminuye el ancho del cromo. De hecho, incluso sin cromo, el borde de fase aún se puede imprimir, como se indicó anteriormente. Algunos casos de máscaras de cambio de fase atenuadas también demuestran el mismo beneficio (ver a la izquierda).
A medida que se aplican máscaras de cambio de fase para imprimir características cada vez más pequeñas, se vuelve cada vez más importante modelarlas con precisión utilizando un software de simulación riguroso, como Panoramic Technology o Sigma-C. Se vuelve especialmente importante a medida que la topografía de la máscara comienza a desempeñar un papel importante en la dispersión de la luz y la propia luz comienza a propagarse en ángulos más grandes. El rendimiento de las máscaras de cambio de fase también se puede previsualizar con el uso de microscopios de imágenes aéreas. La inspección de defectos sigue siendo un aspecto crítico de la tecnología de máscara de desplazamiento de fase, ya que el conjunto de defectos de máscara imprimible se ha expandido para incluir aquellos con efectos de fase además de los efectos de transmisión convencionales.
Las máscaras de desplazamiento de fase atenuada se han utilizado en la producción desde el nodo de 90 nm. [5]
Referencias
- ^ "Máscaras de cambio de fase alterna en FreePatentsOnline" .
- ^ "Máscaras de desplazamiento de fase atenuada en FreePatentsOnline" .
- ^ A. Tritchkov, S. Jeong y C. Kenyon, "Habilitación de litografía para el patrón de capa de puerta de nodo de 65 nm con PSM alterno", Proc. SPIE vol. 5754, páginas 215-225 (2005).
- ^ S. Perlitz y col. , "Solución novedosa para el control de fase en el troquel con ajustes ópticos equivalentes al escáner para un nodo de 45 nm e inferior", Proc. SPIE vol. 6607 (2007).
- ^ CH. Chang y col., Proc. SPIE 5377, 902 (2004).
Otras lecturas
- Levinson, Harry (2004). Principios de la litografía (2ª ed.). SPIE — La Sociedad Internacional de Ingeniería Óptica. ISBN 0-8194-5660-8.
- Rai-Choudhury, P., editor (1997). Manual de Microlitografía, Micromecanizado y Microfabricación. Volumen 1: Microlitografía . Bellingham, Washington: Prensa de ingeniería óptica SPIE. ISBN 0-85296-906-6.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )