Short distance Exposure (Mask Aligner)

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1 Short distance Exposure (Mask Aligner)
Exposition DWL Short distance Exposure (Mask Aligner) Calcul des doses d’exposition Centre de MicroNanoTechnologie, EPFL Exposition MA Prensentation Eng. Meeting CMI 10 juillet 2003 Compléments d’information 9 juillet 2003 CMI/GAR

2 Exposition DWL Réponse spectrale Les aligneuses du CMI sont équipées en optique compatible g-, h-, i-line, l’intensité relative des lignes est non représentative Exposition MA Nomenclature des diverses sources UV. Les aligneuses du CMI travaillent en h-line, i-line (pas de filtres spécifique). Pas de g-line (filtré), pas de deep UV (optique en verre) CMI/GAR

3 Courbe de contraste Fenêtre d’exposition en lithographie « binaire »
Exposition DWL Courbe de contraste Fenêtre d’exposition en lithographie « binaire » , , , Log D T Normalisée 1 D0 La valeur de seuil D0 et la pente g sont les critères déterminant la fenêtre d’exposition. Exposition MA La dose d’exposition est calibrée expérimentalement pour tenir compte de la totalité des paramètres de procédé photo; de la sensibilité spectrale au temps de développement. Les courbes de contraste sont établies pr chaque type de PR et chaque épaisseur. Cette calibration doit être effectuée selon un protocole strict. Tout les points d’une courbe doivent être obtenue sur la même plaquette pour assurer un minimum de dispersion dans les résultats.  Utilisation exclusive de l’écrivain laser ! CMI/GAR

4 La fenêtre d’exposition et profils
Exposition DWL La fenêtre d’exposition et profils Fenêtre d’exposition en lithographie « binaire » , , , Log D T Normalisée 1 La fenêtre d’exposition est déterminée selon les critères suivants: Min: Perte de côte minimale mais uniformité sur toute la plaque mieux que 20% Optimum: Critère du réseau de ligne, sécurité vis-à-vis des variation du procédé de litho (épaisseur du PR, bake, etc…) Max: Seuil avant sur-exposition évidente (perte importante de résolution) Les pertes de côte Ds et le profil du PR sont toujours liés (voir ex. ci-après) La courbe de contraste est mesurée en mode monochromatique (413nm). La réponse spectrale du photorésiste est ensuite estimée par une série d’exposition en mode « Broadband » D0 Fenêtre Min Optimum Max Log D D /g D /g D /g D=D0 + (%) (g=2.0) 21 36 72 Masque ou données masquée Ds PR Exposition MA Attention; travailler en échelle LOG (série test en progression géomètrique !) CMI/GAR

5 Profil en fonction de la dose; S18xx
Exposition DWL Profil en fonction de la dose; S18xx Les tests d’exposition sont constitués de différents objets. Le critère de résolution est défini par la séparation des réseaux de lignes. Exposition (par rapport au seuil) ½ Période Largeur parois inférieure Largeur parois supérieure 140 (+15%) 1.5mm 0.94mm 0.28mm 240 (+95%) 1.36mm 0.32mm Tableau I: Géométrie des lignes complémentaires du réseau (parois) 15% en dessus du seuil: Réseau 1mm non séparé (résidus) sur le substrat 95% en dessus du seuil: Réseau séparé; profil trapézoïdal Exposition MA La largeur de ligne obtenue est toujours supérieure à la dimension sur « layout » = perte de côte positive; la parois entre deux ligne inférieure. Le profil est toujours trapézoïdal. CMI/GAR

6 Calcul de l’exposition:
Exposition DWL Calcul de l’exposition: La courbe de contraste est mesurée directement sur une série de wafers tests (4 énergies par wafer) dans un seul « run » condensée dans une journée (6 heures maximum) .Une comparaison en mode monochromatique (DWL200 écriture laser) est effectuée pour vérifier la proportionalité des mode monochromatique et « large bande » Le résultat est publié sur le site du cmi: Exposition MA Le choix des options est filtrés selon le domaine de validité du modèle. La validation des modèles est en cours (toute nouvelle donnée bienvenue) Une indication de le résolution (choix optimal vitesse-dimension critique) est en cours d’élaboration CMI/GAR

7 Modèles et paramètres En raison de la réponse spectrale complexe des produits photosensibles, aucun modèle de correction (épaisseur du résiste, réflectivité du substrat, topographie) n’est pour l’instant proposé Les corrections d’exposition proposées par la feuille de calcul pour les exposition en mode monochromatique peuvent servir à déterminer la fenêtre d’exposition. Une série d’exposition test est cependant nécessaire pour confirmer la prédiction. Exposition MA