首页 . 工学 . 电子科学与技术 . 集成电路 . 集成电路工艺 . 光刻技术

光学邻近效应修正

/optical proximity effect correction/
最后更新 2024-12-14
浏览 178
最后更新 2024-12-14
浏览 178
0 意见反馈 条目引用

集成电路制造中,对光学衍射效应造成图形转移的非线性和失真进行校正的技术。

英文名称
optical proximity effect correction
所属学科
电子科学与技术

投影式光学曝光原理可简单描述为:出射光透过掩模后发生衍射,再经过透镜投影系统在光刻胶表面成像,所以其本质上是衍射限制光学。光学衍射效应造成了图形转移的非线性和失真,如线宽变化、线端缩短、拐角变圆等畸变,这就是光学邻近效应。随着摩尔定律的延伸要求,光刻线宽不断缩小,失真也愈加严重。特别是在图形相互邻近的部位, 由于光波干涉和衍射作用明显, 图形偏差会相对较大。

光学邻近效应修正是一种重要的可制造化设计手段。根据光波衍射效应造成的像场光强分布偏差以及显影、刻蚀工艺引起的光刻图形畸变,建立光学邻近效应修正的目标函数,通过对集成电路掩模版上的图形预先进行修正,以补偿透镜投影系统的非线性滤波所造成的失真,尽量减小基片上光刻图形与预先设计图形之间的偏差与变形,满足光学邻近效应修正的目标函数要求。

光学邻近效应修正早在1970年就被应用于集成电路生产中,由于当时缺少光刻模拟软件和电子设计自动化工具,所以早期采用手工添加辅助图形为主的方式,在光掩模图形设计时,采用增减亚分辨力图形使掩模图形产生预畸变的几何修正方法,试图达到成像后的图形边界满足设计的要求,通常采用线端延长、线宽增减、外角添加或亚分辨力图形切除的办法改善成像图形的质量。

光学邻近效应修正的方法一般分为基于规则和基于模型两类。

基于规则的光学邻近效应修正需通过曝光模拟和实验结果预先建立一整套完整的规则图表,光学邻近效应修正软件可以根据这套规则,用查表的方式自动对掩模图形进行修改。这些规则图表主要包括对特定的图形加上特征线宽偏移、边缘凸凹部分、锤头、衬线和亚分辨图形。在0.18微米节点,大部分图形的校正仍然可以利用基于规则的光学邻近效应修正方法完成;在0.13微米节点,则需要增加更多的规则以区别不同类型的线端点和转角,不同线间距的偏置规则也需要丰富。

当集成电路发展到90纳米节点及以下时,对于随机逻辑器件来说,仅仅采用基于规则的光学邻近效应修正方法已无法满足要求,这时必须采用基于模型的光学邻近效应修正方法。这种方法是通过模拟曝光技术,在图形边缘分割出相应的关键单元,计算出这些关键单元在模拟曝光后的位置误差来确定单元线段变化的方位和尺度。其核心是快速光强计算模型的建立,必须在保证精度的同时,兼顾运算的速度。该方法具有较高的矫正精度, 适用于要求精度的版图或版图中的部分图形。基于模型的光学邻近效应修正的算法及模型的研究仍然在发展当中,对于复杂的芯片,连续运行几周的时间才能出结果是很正常的。

完整的工业级光学邻近效应修正流程如下:首先利用测试版图进行光刻、测试,然后将通过测试版图曝光所获得的光刻系统参数和测试的数据作为输入,建立可信的光学邻近效应校正试验模型(包括光源的波长,投影系统数值孔径,照明方式,投影缩小倍数,离焦平面等光学系统参数的设定);再控制校正的过程和校正的强度(其中包括光学模型影响半径,即计算某一点光强所考虑周围图形的影响范围),并对校正结果进行分析,之后进行调整直到达到最佳效果,满足条件后整个校正过程结束。

  • 何杰,夏建白.半导体科学与技术.2版.北京:科学出版社,2017.

相关条目

阅读历史

    意见反馈

    提 交

    感谢您的反馈

    我们会尽快处理您的反馈!
    您可以进入个人中心的反馈栏目查看反馈详情。
    谢谢!