Детальная информация

В условиях масштабируемости фотолитографических технологий и перехода к разрешению менее 180 нм возникает необходимость в преодолении дифракционных ограничений, связанных с использованием глубокого ультрафиолетового излучения. Одно из эффективных решений этой проблемы - применение фазосдвигающих фотошаблонов, позволяющих повысить разрешающую способность за счет управления фазой проходящего света. Важным элементом таких фотошаблонов являются фазосдвигающие слои, оптические характеристики и стойкость к глубокому ультрафиолету которых критически влияют на качество элементов, формируемых в резисте. В работе проведен анализ выбранного состава фазосдвигающих слоев на основе Mo-Si и Ta-Si, полученных методом магнетронного распыления в азотсодержащей среде. Определены оптические характеристики, стабильность при воздействии глубокого ультрафиолетового излучения и пригодность данных материалов для использования в фотолитографии. Изучено влияние концентрации азота в рабочей газовой смеси на состав и свойства образующихся пленок. Измерены показатели преломления, коэффициента экстинкции, пропускания и фазового сдвига сформированных слоев. Проанализирована их радиационная стойкость при облучении KrF-лазером (248 нм). Показано, что слои на основе Mo-Si и Ta-Si незначительно изменяют свои оптические свойства в интервале доз облучения 0-2,5 кДж/см{2}. Это делает их пригодными для использования в производстве фотошаблонов. Выявлено, что при повышенных дозах облучения начинается деградация оптических свойств, обусловленная частичным окислением слоев. Проведено моделирование дифракционной картины и дана оценка оптического контраста, достижимого при использовании предложенных материалов в структуре фотошаблона. Моделирование показало, что при использовании полученных фазосдвигающих материалов на основе Mo-Si и Ta-Si можно получить высокий (близкий к 1) оптический контраст для линий и щелей с шагом 120 нм.

With the continuous scaling of photolithography technologies and the transition to resolutions below 180 nm, it becomes necessary to overcome diffraction limitations related to deep ultraviolet (DUV) radiation usage. One of the most effective solutions to this problem is the application of phase-shifting photomasks, which allow increasing resolution by controlling the phase of transmitted light. A key component of such photomasks is the phase-shifting layer, the optical characteristics and resistance to DUV radiation of which critically affect the quality of the features formed in the resist. In this work, the analysis of selected composition of phase-shifting layers based on Mo-Si and Ta-Si deposited by magnetron sputtering in a nitrogen-containing atmosphere is performed. The optical characteristics of these materials, their stability under DUV exposure, and suitability for photolithography applications were determined. The effect of nitrogen concentration in the process gas mixture on the composition and properties of the resulting films was investigated. The refractive index, extinction coefficient, transmittance, and phase shift of the formed layers were measured. These layers’ radiation stability under KrF laser radiation (248 nm) exposure was analyzed. It was demonstrated that layers based on Mo-Si and Ta-Si exhibit minimal changes in their optical properties at irradiation doses from 0 to 2.5 kJ/cm{2}. This makes them suitable for use in photomask fabrication. It was found out that at higher irradiation doses, degradation of optical properties starts, which is attributed to partial oxidation of the layers. The diffraction pattern simulation was performed and the optical contrast achievable when using the proposed materials in a photomask structure was evaluated. The simulation has demonstrated that the use of the proposed phase-shifting materials based on Mo-Si and Ta-Si makes it possible to get high optical contrast (close to 1) for 120 nm line and space patterns.

Известия высших учебных заведений. Электроника = Proceedings of universities. Electronics: научно-технический журнал. — Москва: МИЭТ, 2022 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 6 раз в год. — Размещен на платформе "eLIBRARY.RU", ООО НЭБ: https://elibrary.ru/. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://www.elibrary.ru/title_about_new.asp?id=7821>.

Известия высших учебных заведений. Электроника = Proceedings of universities. Electronics: научно-технический журнал. — Москва: МИЭТ, 2022 -. Т. 30, № 5, 2025. — (14 ст.). — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://elibrary.ru/contents.asp?id=83055274>.