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フォトマスクの微細加工および平坦度について

発行：エスオーエル株式会社
https://www.sol-j.co.jp/

連載「知って得する干渉計測定技術！」
2012年10月30日号　VOL.063

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今回のテーマは
『フォトマスクの微細加工および平坦度について』です。


マスクパターンは、ステッパー(最小投影露光装置でウェーハ上の
フォトレジストの一部に光を照射する装置)を用いて転写されます。
露光装置中には20枚以上のレンズが組み込まれていまれています。
レンズの収差を軽減させるためにこんなにレンズを使うんです。


マスクパターンの解像度はレイリー(Rayleigh)の式で表現されます。
解像度をd、露光波長をλ、比例定数をk1,k2、レンズの開口数をNA、
焦点深度をDOFとすると

d = k1・λ/NA　　　・・・・① 
DOF= K2・λ/(NA)^2　・・・・②

となります。k1,k2はプロセス条件と光学系で決まる定数です。 
開口数NAは、マスク上の一点から出た光がウェーハ表面に入射する
時の角をθとすると、

NA=n・sinθ　　・・・・・・③　　　　

となります。
nは光学系とウェーハ表面間の物質の屈折率を指すので、空気ならば
値は約1.0、水ならば値は約1.5です。

解像度を上げるためには下記３項目が重要になってきます！
①開口数NA
②波長λ
③比例定数k1,k2

微細加工していく(解像度を上げる)ためには、開口数を大きくし、
露光波長を短くしていくことが要求されています。（①より）

しかし、高NA化すると焦点深度が小さく(浅く)なります(②③より)。
すると、もしウェーハの平面度が焦点深度以下でないと焦点ズレを
起こしてしまいます。その結果、その場所のチップは不良となって
しまうのです。

ウェーハだけではなく、マスクも平坦度が良くなければ焦点深度、
像歪みに悪影響を及ぼします。従って、最小線幅に応じた平坦度が
要求されるのです。

露光装置の性能向上も要求されていますが、マスクやウェーハの
高平坦化も要求されるようになってくるんですね。


マスクやウェーハの平坦度に関しましては、弊社でお客様の手助けが
出来るかもしれません！

最後まで見てくださった方々、ありがとうございます！
次回のメールマガジンでお会いしましょう！


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F.N