Оптическая коррекция близости

Оптическая коррекция близости ( OPC ) — это метод улучшения фотолитографии, обычно используемый для компенсации ошибок изображения, вызванных дифракцией или эффектами процесса. Потребность в OPC наблюдается в основном при производстве полупроводниковых устройств и обусловлена ограничениями света, необходимыми для сохранения целостности размещения краев исходного дизайна после обработки в выгравированном изображении на кремниевой пластине. Эти проецируемые изображения имеют неровности, например, ширина линий уже или шире, чем предполагалось. Их можно компенсировать путем изменения рисунка на фотошаблоне, используемом для изображения. Другие искажения, такие как закругленные углы, вызваны разрешением инструмента оптического изображения, и их труднее компенсировать. Такие искажения, если их не исправить, могут существенно изменить электрические свойства изготавливаемого изделия. Оптическая коррекция близости исправляет эти ошибки, перемещая края или добавляя дополнительные полигоны к рисунку, написанному на фотошаблоне. Это может осуществляться с помощью предварительно рассчитанных справочных таблиц на основе ширины и расстояния между объектами (известных как OPC на основе правил) или с помощью компактных моделей для динамического моделирования окончательного шаблона и тем самым управления движением краев, обычно разбитых на секции. чтобы найти лучшее решение (это известно как OPC на основе модели). Цель состоит в том, чтобы максимально точно воспроизвести исходный макет, нарисованный дизайнером на полупроводниковой пластине.

Двумя наиболее заметными преимуществами OPC являются корректировка различий в ширине линий, наблюдаемых между объектами в областях с разной плотностью (например, центр и край массива или вложенные и изолированные линии), а также укорочение концов линий (например, перекрытие затворов на полевом оксиде). ). В первом случае это можно использовать вместе с технологиями повышения разрешения, такими как полосы рассеяния (линии пониженного разрешения, расположенные рядом с разрешаемыми линиями) вместе с корректировкой ширины линии. В последнем случае элементы «собачьего уха» (засечки или молоток) могут быть созданы в конце линии дизайна. OPC влияет на стоимость изготовления фотомаски , поскольку время записи маски связано со сложностью маски и файлов данных, и аналогичным образом проверка маски на наличие дефектов занимает больше времени, поскольку для более точного контроля краев требуется меньший размер пятна.

разрешения k ₁ фактор Влияние :

Обычное дифракционное разрешение определяется критерием Рэлея как $0.61\lambda /NA,$ где $NA$ числовая апертура и $\lambda$ – длина волны источника освещения. Часто критическую ширину объекта сравнивают с этим значением, определяя параметр: $k_{1},$ такая, что ширина объекта равна $k_{1}\lambda /NA.$ Вложенные функции с $k_{1}<1$ меньшая выгода от OPC, чем от изолированных функций того же размера. Причина в том, что спектр пространственных частот вложенных объектов содержит меньше компонентов, чем изолированных объектов. По мере уменьшения шага элемента числовая апертура усекает больше компонентов, что затрудняет воздействие на шаблон желаемым образом.

**OPC применяется к рисунку контактов.** Из-за изменения края макета маски (вверху) центральный контакт в правом столбце имеет заниженный размер на изображении, напечатанном на пластине (внизу).

освещенности и Влияние согласованности пространственной

Степень когерентности источника освещения определяется отношением его угловой протяженности к числовой апертуре. Это соотношение часто называют коэффициентом частичной когерентности , или $\sigma$ . ^[1] Это также влияет на качество рисунка и, следовательно, на применение OPC. Расстояние когерентности в плоскости изображения примерно определяется выражением $0.5\lambda /(\sigma NA).$ ^[2] Две точки изображения, разделенные расстоянием, превышающим это расстояние, будут фактически некоррелированы, что позволит упростить применение OPC. Это расстояние фактически близко к критерию Рэлея для значений $\sigma$ близко к 1.

С этим связан тот факт, что использование OPC не меняет требований к освещенности. Если требуется внеосевое освещение, OPC нельзя использовать для переключения на осевое освещение, поскольку при осевом освещении информация изображения рассеивается за пределами конечной апертуры, когда требуется внеосевое освещение, что предотвращает любое изображение.

Влияние аберраций [ править ]

Аберрации в оптических проекционных системах искажают волновые фронты, спектр или разброс углов освещения, что может повлиять на глубину резкости. Хотя использование OPC может обеспечить значительные преимущества для глубины резкости, аберрации могут более чем свести на нет эти преимущества. ^[3] Хорошая глубина фокуса требует, чтобы дифрагированный свет распространялся под сопоставимыми углами с оптической осью, а для этого требуется соответствующий угол освещения. ^[4] Предполагая правильный угол освещения, OPC может направить больше дифрагированного света под прямыми углами для заданного шага, но без правильного угла освещения такие углы даже не возникнут.

Влияние многократного воздействия

Как $k_{1}$ Этот фактор неуклонно снижается на протяжении последних поколений технологий, ожидаемая потребность в переходе к многократному воздействию для создания схемных структур становится все более реальной. Этот подход повлияет на применение OPC, поскольку необходимо будет учитывать сумму интенсивностей изображения от каждой экспозиции. Это относится к технике дополнительной фотомаски . ^[5] где изображения фазосдвигающей маски с переменной апертурой и обычной бинарной маски складываются вместе.

Влияние рисунка многократного травления [ править ]

В отличие от многократного экспонирования одной и той же пленки фоторезиста , создание многослойного рисунка влечет за собой повторное нанесение фоторезиста, осаждение и травление для формирования рисунка одного и того же слоя устройства. Это дает возможность использовать более свободные правила проектирования для создания узора на одном и том же слое. В зависимости от инструмента литографии, используемого для изображения по этим более мягким правилам проектирования, OPC будет отличаться. Нанесение рисунка многократного травления может стать популярным методом для будущих поколений технологий. Особая форма формирования рисунка многократного травления с использованием жертвенных элементов боковой стенки в настоящее время является единственным продемонстрированным способом систематического формирования рисунка размером менее 10 нм. ^[6] Минимальный полушаг соответствует толщине наплавки жертвенного элемента.

Применение OPC сегодня [ править ]

Сегодня OPC редко практикуется без использования коммерческих пакетов от поставщиков автоматизации электронного проектирования (EDA). Достижения в области алгоритмов, методов моделирования и использование крупных вычислительных ферм позволили исправить наиболее важные слои структуры в одночасье, начиная с правил проектирования 130 нм (когда впервые было использовано OPC на основе модели). ^[7] вплоть до самых передовых правил проектирования. Количество слоев, требующих сложного OPC, увеличилось с появлением усовершенствованных узлов, поскольку ранее некритичные уровни теперь требуют компенсации.

Использование OPC не ограничивается низкими частотами. $k_{1}$ функции, которые обычно встречаются сегодня, но могут быть применены к любой желаемой схеме коррекции изображения, которую можно точно смоделировать. Например, коррекция эффекта близости в электронно-лучевой литографии включена в качестве автоматизированной возможности в коммерческие инструменты электронно-лучевой литографии. Поскольку многие нелитографические процессы проявляют свои собственные эффекты близости, например, химико-механическая полировка или плазменное травление , эти эффекты можно смешивать с исходным OPC.

поддержки субразрешения ( SRAF Функции )

Оптическая коррекция близости главной цепи и ее вспомогательные функции.

Вспомогательные функции пониженного разрешения (SRAF) — это функции, которые отделены от целевых функций, но помогают в их печати, но не печатаются сами. Печать SRAF является критическим фактором, снижающим производительность, и требует дополнительных моделей OPC для определения и удаления SRAF, в которых может возникнуть нежелательная печать. ^[8] SRAF оказывают более выраженное влияние на дифракционный спектр, чем целевое изменение размера и/или присоединение объектов. Требование не печатать ограничивает их использование только низкими дозами. Это может создать проблемы со стохастическим эффектом. ^[9]^{[ ненадежный источник? ]} Следовательно, их основное применение — улучшить глубину фокуса для изолированных объектов (плотные объекты не оставляют достаточно места для размещения SRAF). Поскольку SRAF перераспределяют энергию в сторону более высоких пространственных частот или порядков дифракции, глубина фокуса в большей степени зависит от угла освещения (центра спектра пространственных частот или порядков дифракции), а также от шага (разделения пространственных частот или порядков дифракции). В частности, разные SRAF (положение, форма, размер) могут привести к разным характеристикам освещения. ^[10]^[11] Фактически, определенные шаги запрещают использование SRAF для определенных углов освещения. ^[12] Поскольку шаг обычно задан заранее, некоторых углов освещения следует избегать даже при использовании SRAF OPC. Однако в целом SRAF не может быть полным решением и может только приближаться к плотному случаю, а не соответствовать ему. ^[13]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ Ронсе, К. (1994). «Основные принципы фазосдвигающих масок по оптике Фурье: теория и экспериментальная проверка». Журнал вакуумной науки и технологий B: Микроэлектроника и нанометровые структуры . 12 (2). Американское вакуумное общество: 589–600. дои : 10.1116/1.587395 . ISSN 0734-211X .
^ Салех, Восток; Тейх, MC (1991). Основы фотоники Нью-Йорк: Уайли. стр. 100-1 364–365. ISBN 978-0-471-83965-1 . ОСЛК 22511619 .
^ Кроян, Армен; Левенсон, Дэвид; Титтель, Фрэнк К. (29 июня 1998 г.). Ван ден Хов, Люк (ред.). Борьба с воздействием аберраций линз в контексте инженерии волнового фронта . Том. 3334. ШПИОН. п. 832. дои : 10.1117/12.310817 . ISSN 0277-786X .
^ Левинсон, Гарри Дж. (2005). Принципы литографии (2-е изд.). Беллингем, Вашингтон: SPIE. стр. 274–276. ISBN 978-0-8194-5660-1 . OCLC 435971871 .
^ Клинг, Майкл Э.; Кейв, Найджел; Фалч, Брэдли Дж.; Фу, Чонг-Ченг; Грин, Кент Г.; и др. (26 июля 1999 г.). Ван ден Хов, Люк (ред.). Практика расширения оптической литографии DUV с длиной волны 248 нм с использованием трим-маски PSM . Том. 3679. ШПИОН. стр. 10–17. дои : 10.1117/12.354297 . ISSN 0277-786X .
^ Чой, Ян-Кю; Чжу, Цзи; Грунес, Джефф; Бокор, Джеффри ; Соморжай, Габор. А. (20 марта 2003 г.). «Изготовление матриц кремниевых нанопроволок размером менее 10 нм методом литографии с уменьшением размера». Журнал физической химии Б. 107 (15). Американское химическое общество (ACS): 3340–3343. дои : 10.1021/jp0222649 . ISSN 1520-6106 .
^ Стирниман, Джон П.; Ригер, Майкл Л. (17 мая 1994 г.). Бруннер, Тимоти А. (ред.). Быстрая коррекция близости с выборкой зон . Том. 2197. ШПИОН. стр. 294–301. дои : 10.1117/12.175423 . ISSN 0277-786X .
^ Кохли, Крити К.; Джобс, Марк; Граур, Иоана (17 марта 2017 г.). Эрдманн, Андреас; Кай, Чонвук (ред.). Автоматическое обнаружение и классификация вспомогательных функций печати с пониженным разрешением с использованием алгоритмов машинного обучения . Том. 10147. ШПИОН. п. 101470О. дои : 10.1117/12.2261417 . ISSN 0277-786X .
^ Стохастическая печать функций помощи при субразрешении
^ Панг, Линьонг; Ху, Питер; Пэн, Даньпин; Чен, Дунсюэ; Сесил, Том; и др. (03.12.2009). Чен, Алек С.; Хан, Ву-Сон; Лин, Берн Дж.; Йен, Энтони (ред.). Оптимизация исходной маски (SMO) в масштабе всего чипа с использованием технологии обратной литографии (ILT) на основе методов набора уровней . Том. 7520. ШПИОН. п. 75200Х. дои : 10.1117/12.843578 . ISSN 0277-786X .
^ Нагахара, Сейджи; Ёсимоти, Казуюки; Ямадзаки, Хироши; Такеда, Кадзухиро; Утияма, Такаюки; и др. (11 марта 2010 г.). Дуса, Мирча В.; Конли, Уилл (ред.). SMO для 28-нм логических устройств и выше: влияние сложности источника и маски на производительность литографии . Том. 7640. ШПИОН. п. 76401H. дои : 10.1117/12.846473 . ISSN 0277-786X .
^ Ши, Сюэлун; Сюй, Стивен; Чен, Дж. Фунг; Сюй, Чунгвэй Майкл; Соча, Роберт Дж.; Дуса, Мирча В. (1 июля 2002 г.). Герр, Дэниел Дж.С. (ред.). Понимание феномена запрещенного шага и помощь в размещении функций . Том. 4689. ШПИОН. п. 985. дои : 10.1117/12.473427 . ISSN 0277-786X .
^ Моти, Якопо; Филипсен, Вики; Галлахер, Эмили; Хендрикс, Эрик; Ляхова, Катерина; и др. (18 марта 2016 г.). Пэннинг, Эрик М.; Голдберг, Кеннет А. (ред.). Вспомогательные функции: размещение, воздействие и актуальность для EUV-визуализации . Том. 9776. ШПИОН. п. 97761С. дои : 10.1117/12.2220025 . ISSN 0277-786X .

Внешние ссылки [ править ]

Обзор OPC с диаграммами, автор Фрэнк Дженнари.

[1] Ронсе, К. (1994). «Основные принципы фазосдвигающих масок по оптике Фурье: теория и экспериментальная проверка». Журнал вакуумной науки и технологий B: Микроэлектроника и нанометровые структуры . 12 (2). Американское вакуумное общество: 589–600. дои : 10.1116/1.587395 . ISSN 0734-211X .

[2] Салех, Восток; Тейх, MC (1991). Основы фотоники Нью-Йорк: Уайли. стр. 100-1 364–365. ISBN 978-0-471-83965-1 . ОСЛК 22511619 .

[3] Кроян, Армен; Левенсон, Дэвид; Титтель, Фрэнк К. (29 июня 1998 г.). Ван ден Хов, Люк (ред.). Борьба с воздействием аберраций линз в контексте инженерии волнового фронта . Том. 3334. ШПИОН. п. 832. дои : 10.1117/12.310817 . ISSN 0277-786X .

[4] Левинсон, Гарри Дж. (2005). Принципы литографии (2-е изд.). Беллингем, Вашингтон: SPIE. стр. 274–276. ISBN 978-0-8194-5660-1 . OCLC 435971871 .

[5] Клинг, Майкл Э.; Кейв, Найджел; Фалч, Брэдли Дж.; Фу, Чонг-Ченг; Грин, Кент Г.; и др. (26 июля 1999 г.). Ван ден Хов, Люк (ред.). Практика расширения оптической литографии DUV с длиной волны 248 нм с использованием трим-маски PSM . Том. 3679. ШПИОН. стр. 10–17. дои : 10.1117/12.354297 . ISSN 0277-786X .

[6] Чой, Ян-Кю; Чжу, Цзи; Грунес, Джефф; Бокор, Джеффри ; Соморжай, Габор. А. (20 марта 2003 г.). «Изготовление матриц кремниевых нанопроволок размером менее 10 нм методом литографии с уменьшением размера». Журнал физической химии Б. 107 (15). Американское химическое общество (ACS): 3340–3343. дои : 10.1021/jp0222649 . ISSN 1520-6106 .

[7] Стирниман, Джон П.; Ригер, Майкл Л. (17 мая 1994 г.). Бруннер, Тимоти А. (ред.). Быстрая коррекция близости с выборкой зон . Том. 2197. ШПИОН. стр. 294–301. дои : 10.1117/12.175423 . ISSN 0277-786X .

[8] Кохли, Крити К.; Джобс, Марк; Граур, Иоана (17 марта 2017 г.). Эрдманн, Андреас; Кай, Чонвук (ред.). Автоматическое обнаружение и классификация вспомогательных функций печати с пониженным разрешением с использованием алгоритмов машинного обучения . Том. 10147. ШПИОН. п. 101470О. дои : 10.1117/12.2261417 . ISSN 0277-786X .

[9] Стохастическая печать функций помощи при субразрешении

[10] Панг, Линьонг; Ху, Питер; Пэн, Даньпин; Чен, Дунсюэ; Сесил, Том; и др. (03.12.2009). Чен, Алек С.; Хан, Ву-Сон; Лин, Берн Дж.; Йен, Энтони (ред.). Оптимизация исходной маски (SMO) в масштабе всего чипа с использованием технологии обратной литографии (ILT) на основе методов набора уровней . Том. 7520. ШПИОН. п. 75200Х. дои : 10.1117/12.843578 . ISSN 0277-786X .

[11] Нагахара, Сейджи; Ёсимоти, Казуюки; Ямадзаки, Хироши; Такеда, Кадзухиро; Утияма, Такаюки; и др. (11 марта 2010 г.). Дуса, Мирча В.; Конли, Уилл (ред.). SMO для 28-нм логических устройств и выше: влияние сложности источника и маски на производительность литографии . Том. 7640. ШПИОН. п. 76401H. дои : 10.1117/12.846473 . ISSN 0277-786X .

[12] Ши, Сюэлун; Сюй, Стивен; Чен, Дж. Фунг; Сюй, Чунгвэй Майкл; Соча, Роберт Дж.; Дуса, Мирча В. (1 июля 2002 г.). Герр, Дэниел Дж.С. (ред.). Понимание феномена запрещенного шага и помощь в размещении функций . Том. 4689. ШПИОН. п. 985. дои : 10.1117/12.473427 . ISSN 0277-786X .

[13] Моти, Якопо; Филипсен, Вики; Галлахер, Эмили; Хендрикс, Эрик; Ляхова, Катерина; и др. (18 марта 2016 г.). Пэннинг, Эрик М.; Голдберг, Кеннет А. (ред.). Вспомогательные функции: размещение, воздействие и актуальность для EUV-визуализации . Том. 9776. ШПИОН. п. 97761С. дои : 10.1117/12.2220025 . ISSN 0277-786X .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

разрешения k 1 фактор Влияние : ​