透過Fresnel 光學模擬來找出先進節點7奈米製程的最佳焦距製程參數範圍

Abstract

近年來，由於疫情COVID-19影響和供應鏈短缺，並且伴隨著各種大量物聯網、車用半導體、雲端伺服器和深度學習伴隨著大量應用，因而造成半導體[2,3]需求大增，各國積極建設自己國家的半導體廠。其中，在中美貿易情況的惡劣環境下，中國大陸使用DUV可見光光刻機(193 nm波長光源)，即使在良率極低的情況下，依然曝出7 nm製程節點，這結果更是令人興奮。在這份研究中，我們使用Fresnel 所提出的光學繞射理論[1,4,5]，並搭配開發電腦MATLAB程式做數值計算，來計算並模擬分析DUV可見光光刻機在曝光7 nm製程電路設計圖案在光阻裡的模擬結果。希望能更進一步找出並了解DUV可見光光刻機曝光時候的7 nm製程下良率的最佳製程參數配置。

In this research, we used Matlab to simulate numerical calculation for the 7-nanometer deep ultraviolet (DUV) lithography process by the Fresnel diffraction theory. We used a 193-nanometer wavelength to etch the wafer pattern which was a simple vertical parallel arrangement of plural lines. As a result, we found the basic requirement for the 7-nanometer lithography process. It represented that the Fresnel propagation distance parameter had to meet 200-micrometer to 500-micrometer. We hoped it could be the suggestion for researchers or engineers to apply the DUV lithography process.