Evolution des masques en lithographie optique : étude et application des masques à transition de phase

Opticallithograpphy mask evolution : phase shift mask study and application

• Auteur / Autrice : Emilien Robert
• Direction : Mireille Commandré, Daniel Henry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique, optoélectronique et micro-ondes
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux logiques programmables

Lithographie

Microélectronique

Mots clés libres

Masque à décalage de phase

Double exposition dipolaire

Figure de diffraction

Résumé

La réduction de la taille élémentaire des motifs imprimable par procédé lithographique a été obtenue par le passé par la réduction de la longueur d'onde d'exposition combinée avec une augmentation de l'ouverture numérique. Cependant, les évolutions des outils lithographiques ont été dépassées par la course effrénée à la miniaturisation des circuits intégrés obligeant ainsi les lithographes à imprimer des motifs sub-longueur d'onde. Parallèlement, le coût des outils lithographiques s'est accru de manière exponentielle. Ainsi, les lithographes sont amenés à utiliser pleinement les capacités des outils lithographiques en repoussant sans cesse les limites d'impressions. Une des solutions envisagées depuis une dizaine d'années est l'évolution des masques permettant ainsi aux lithographes de moduler le faisceau lumineux incident non plus seulement en amplitude mais aussi en phase. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse se concentre essentiellement sur l'étude des masques à décalage de phase de type atténué à 100% de transmission. Au travers d'une approche théorique confIrmée par des expositions sur plaquette nous avons évalué le gain des performances acquises par l'utilisation de ces masques pour des lignes denses ainsi que l'ajout de techniques de double exposition

The reduction of the dimensions is generally achieved with a shorter exposure wavelength combined with a larger numerical aperture. But the acceleration of the integrated circuit miniaturisation has passed over the scanners' improvement and so has challenged lithographers to push over the opticallithography limits by resolving the structure below the exposure wavelength. At the same time, the scanners' cost has exponentionaly increased. Therefore lithographers tend to use to there full extent lithographic tools, surpassing the printing limits. One of the solutions considered for the past ten years is the mask evolution allowing lithographers to control not only the amplitude but also the phase of the incident beam. Ln this context, the purpose of this thesis is essentially focused on the study of the 100% attenuated phase shift mask. Through a theoretical approach, confmned by wafers exposures, we evaluated the enhancement due to the use of these masks for dense lines but also the challenges caused by the use of double exposure.