微影成像對比加強材料性質之直接模擬

Abstract

1982年, Griffing及West首先發展出對比加強光學成像製程 (Contrast enhancenent photolithographic process) , 以非線性光漂白薄膜塗佈在傳統的光阻劑上, 可改 善窗間影像 (aerial image) 之對比(Contrast), 顯影後得到側壁輪廓垂直之阻劑圖 案。國外研究對比加強製程皆使用Dill模式參數A、B及 C做為非線性光漂白曲線的特 性參數, 但此參數與厚度間並無規則性關係, 使得在對比加強模擬上非常不便, 無法 達成自動尋找最佳對比加強層厚度, 曝光劑量與最佳化製程條件。本研究目的在探討 不同的對比加強材料的性質, 並且提出非線性光漂白物質的曝光曲線數學模式, 改良 目前常用之Dill模式之缺點。 吾人以非線性光漂白物質聚二已基矽烷 (polydihexylsilane)及重氮鹽化合物 (p-d- azo-N, N-dimethylaniline chloride zinc chloride)作為對比加強材料, 由自製之 連續曝光裝置研究其曝光曲線, 并導出非線性曝光曲線的數學模式。公式所用的四個 參數 (P,Q,R,S)與薄膜厚度成線性關係。基於此線性關係( 在常用對比加強層厚度範 圍內) , 用於模擬對比改善效果與厚度、曝光劑量的關係, 可以幫助尋找製程上最佳 條件。配合微影成像製程模擬程式, 可快速模擬空間影像改善效果及顯影後側壁輪廓 , 用於探討微細線寬控制 (CD control) 、阻劑厚度變化、曝光寬容度及顯影時間寬 容度等。因此藉助於電腦模擬可以減少實驗的負擔。 本公式亦可模擬文獻上商用對比加強材料奇異(GE)公司CEM-2 之曝光曲線, 與文獻結 果相同, 證明了木公式的可靠性。