Bereik van de focus waarbinnen een patroon met aanvaardbare kwaliteit kan worden overgedragen. Een grotere numerieke apertuur verhoogt het oplossend vermogen maar verkleint de scherptediepte, dus het vlak maken van de wafer wordt belangrijk.
Japanse benaming: 焦点深度(DOF)
“Scherptediepte (DOF)” komt voor in 7 oefenvragen uit 4 onderwerpen, bijv. Lithografie, CMP en reiniging, Siliciumwafers.
Vakgebied: Lithografie
Lithografie wordt beheerst door twee Rayleigh-relaties: resolutie R = k1·λ/NA en scherptediepte DOF = k2·λ/NA², waarbij λ de belichtingsgolflengte is, NA de numerieke apertuur van de projectielens, en k1 en k2 procesafhankelijke factoren. Een hogere NA verbetert de resolutie evenredig met NA, maar verkleint de DOF met het kwadraat ervan. Een kortere golflengte helpt de resolutie, terwijl de DOF maar lineair afneemt. Bij leading-edge processen blijft een DOF van ruwweg 100 nm over, die elke bron van hoogte- en focusfouten moet opvangen.
De bruikbare DOF moet de onvlakheid van de wafer binnen elk belichtingsveld opvangen, evenals topografie van onderliggende lagen, de resistdikte, vervorming door het vastklemmen op de chuck, de veldkromming van de lens en de eigen focusregelfouten van de scanner. De lokale vlakheid (site flatness) over een veld van bijvoorbeeld 26 × 33 mm wordt daarom binnen tientallen nanometers of minder gehouden. Engineers meten het procesvenster met een focus-exposure matrix: de lijnbreedte wordt voor meerdere doses uitgezet tegen de focus (Bossung-curves), en het overlappende bereik waarin lijnbreedte en profiel binnen specificatie blijven, bepaalt de praktische DOF en de belichtingsmarge (exposure latitude).
Chemisch-mechanisch polijsten (CMP) vlakt elk interconnectniveau globaal, waarmee topografie op de schaal van millimeters tot centimeters wordt verwijderd die met reflow of etch-back niet weg te krijgen is; dat maakte stapels van tien of meer bedradingsniveaus haalbaar. Scanners meten vóór elke shot de hoogte en kanteling van de wafer en nivelleren de wafer zodat het beeldvlak het oppervlak volgt. Dunnere resistlagen verkleinen het verticale bereik dat scherp moet blijven. Resolution enhancement techniques zoals off-axis-belichting kunnen de DOF voor dichte periodieke patronen ook vergroten.
Standaard-EUV-scanners gebruiken NA 0,33 bij een golflengte van 13,5 nm, en High-NA EUV verhoogt de NA naar 0,55 voor een ongeveer 1,7× betere resolutie. Omdat de DOF schaalt met 1/NA², geeft dezelfde k2 ruwweg (0,55/0,33)² ≈ 2,8 keer minder scherptediepte. Dat maakt elke post in het focusbudget krapper en dwingt tot dunnere resists, vlakkere wafers en nauwkeurigere focusregeling. Hoge resolutie en een ruime DOF trekken in tegengestelde richtingen, en een groot deel van de lithografie-engineering bestaat uit het managen van dat conflict.
Antwoord: B. Wordt ondieper
De scherptediepte is DOF = k2·λ/NA² en omgekeerd evenredig met het kwadraat van NA, dus bij een grotere NA wordt ze snel ondieper. Bij geavanceerde belichting is ze slechts rond 100 nm, en aan vlakheid van de wafer, stappen in het patroon en variatie in resistdikte worden strengere eisen gesteld. Dit is een van de redenen waarom planarisatie met CMP belangrijk is. Het belichtingsapparaat meet per shot de hoogte en kanteling van de wafer en stelt de lensfocus automatisch af.
De gebruikelijke uitdrukking is DOF = k2·λ/NA², waarbij λ de golflengte is, NA de numerieke apertuur en k2 een procesfactor. Die laat zien dat de DOF afneemt met het kwadraat van NA.
Nee. Depth of field (scherptediepte aan objectzijde) is het bereik van objectafstanden dat scherp lijkt, terwijl depth of focus de tolerantie in de positie van het beeldvlak is. In de lithografie ligt de wafer in het beeldvlak, dus depth of focus is de relevante grootheid.
Een hogere NA vangt licht op over een bredere kegel van hoeken, zodat de stralen steiler op het beeld samenkomen. Een kleine verschuiving weg van de beste focus spreidt die stralen dan meer, waardoor het beeld eerder vervaagt.
De scherptediepte is DOF = k2·λ/NA² en omgekeerd evenredig met het kwadraat van NA, dus bij een grotere NA wordt ze snel ondieper.
Wat gebeurt er in het algemeen met de scherptediepte (DOF) …Hoe fijner het patroon dat wordt belicht, hoe geringer de scherptediepte; bij geavanceerde belichting is deze slechts circa 100 nm.
Wat is de juiste belangrijkste reden waarom siliciumwafers …Daar staat tegenover dat de scherptediepte ondieper wordt en door de afhankelijkheid van de verkleining van de richting het belichtbare gebied (shot) de helft van het conventionele is.
Welke eigenschap van „High-NA EUV”, ontwikkeld als volgende…Als het licht schuin wordt ingestraald, kunnen zowel het nulde-ordelicht als de eerste-orde-diffractie aan één kant in de lens worden opgenomen, zodat in theorie een tot ongeveer de helft fijnere pitch kan worden opgelost en ook de scherptediepte groter wordt.
Welke techniek verhoogt de resolutie van fijne patronen doo…Hierdoor kan het oppervlak binnen de scherptediepte van de belichting blijven, wat multilaag-metallisatie met meer dan 10 lagen en koperbedrading mogelijk maakte.
Welke uitspraak over het voordeel van CMP ten opzichte van …Numerieke apertuur (NA) CMP High-NA EUV SIMS (secundaire-ionenmassaspectrometrie) EDX (energiedispersieve röntgenspectroscopie) Antireflectiecoating (BARC) ArF-excimeerlaser Chemisch versterkte resist (CAR) EUV-belichting Fasenverschuivingsmasker (phase-shift mask)