Contemporary micro- and nanoelectronic production is based on projection lithography technology defining the possibility to form nanosized topological features. Close proximity of elements on photomask leads to negative diffraction effects affecting quality and size of resulting images. In this work, the simulation of diffraction pattern resulting fr om the passage of deep ultraviolet radiation through a photomask with 180° phase-shifting partially transparent lines for different geometric parameters of the mask structure and different transparency of the lines was performed. The calculation is based on Fourier optics. One-dimensional regular mask structures with an even number of transparent gaps of infinite length with phase-shifting material lines between them are considered. The electromagnetic wave incident on the photomask is assumed to be plane and linearly polarized. The cases of radiation with wavelength of 193, 248 and 365 nm are considered. The type of diffraction pattern is investigated and its contrast is calculated depending on the width of the lines and gaps, on their ratio, on the value of the transmission coefficient of the phase-shifting material lines, and on the number of gaps and lines. It was shown that the use of phase-shifting material lines significantly increases the contrast in cases wh ere the dimensions of the elements are much smaller than the wavelength of the incident radiation. With that it was found that the phase shift deviation fr om the ideal value of 180° by 15° in both directions has little effect on the diffraction pattern contrast. It has been established that for a large number of structural elements in the case of incident radiation in the form of a plane wave, the fundamental lower lim it for the spatial period of the structure is the radiation wavelength (without regard for the numerical aperture of the focusing system). It was demonstrated that by disrupting the regularity of the structure – decreasing the width of the gaps in the outer parts of the structure – it is possible to improve the uniformity of the diffraction pattern contrast distribution.
Производство современных изделий микро- и наноэлектроники основывается на технологии проекционной литографии, определяющей возможность формирования топологических элементов с нанометровыми размерами. Близкое расположение элементов на фотошаблоне приводит к негативным дифракционным эффектам, влияющим на качество и размер получаемых изображений. В работе проведено моделирование дифракционной картины, получающейся при прохождении глубокого ультрафиолетового излучения через фотошаблон с фазосдвигающими на 180° частично прозрачными полосами при различных геометрических параметрах шаблонной структуры и разной прозрачности полос. Расчет проведен на основе фурье-оптики. Рассмотрены одномерные регулярные шаблонные структуры с четным количеством прозрачных щелей бесконечной длины с фазосдвигающими полосами между ними. Падающая на фотошаблон электромагнитная волна считается плоской и линейно поляризованной. Рассмотрены случаи излучения с длиной волны 193, 248 и 365 нм. Исследован вид дифракционной картины и вычислена ее контрастность в зависимости от ширины полос и щелей, их отношения, коэффициента пропускания фазосдвигающих полос, количества щелей и полос. Показано, что применение фазосдвигающих полос существенно увеличивает контрастность в случаях, когда размеры элементов намного меньше длины волны падающего излучения. При этом получено, что отклонение сдвига фазы от идеального значения 180° на 15° в обе стороны незначительно влияет на контрастность дифракционной картины. Установлено, что при большом количестве элементов структуры в случае падающего излучения в виде плоской волны принципиальным ограничением снизу для пространственного периода структуры является длина волны излучения (без учета числовой апертуры фокусирующей системы). Продемонстрировано, что с помощью нарушения регулярности структуры – уменьшения ширины щелей в крайних частях структуры – можно улучшить однородность распределения контрастности дифракционной картины.