EUV光刻技术在半导体制造中扮演着至关重要的角色,但其随机性质给光刻过程带来了挑战。

首先,EUV光刻受随机效应影响,尤其是在吸收光子数量的可变性方面,这可能导致潜在缺陷。例如,一个10 mJ/cm²的吸收剂量相当于在EUV光刻胶的一个平方纳米区域内吸收了6.8个92 eV的能量光子。根据泊松统计,该区域的吸收光子数的标准差为2.6个光子,基本上是剂量的38%。这种“射击噪声”会导致局部剂量减少或增加,进而可能导致缺陷,这通常限制了EUV光刻中允许的剂量范围。

其次,EUV系统的随机照明角度导致光子分布不均,造成图像偏移,对精确光刻图案构成挑战。如图1所示,即使目标入射角度在瞳孔平面上形成两个叶片形状,对应每个角度通道的光子数,但实际上光子在通道之间的分布是随机的,一些通道没有光子,而其他通道则接收过多的光子。这种随机照明导致图像偏移。

为了缓解这种随机失真,可以减少pupil填充。如图2和图3所示,降低pupil填充可以减少照明形状的随机失真。然而,这种低pupil填充意味着大量光源的光被EUV照明器本身切割掉,迫使平台减慢速度以积累每单位面积的准确剂量。这严重限制了系统的吞吐量。虽然较高的pupil填充具有传统优势,可以成像更多种类的节距和形状,但随机因素再次迫使进行权衡。