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基于32nm光刻双重图形技术的研究和工艺实践

基于32nm光刻双重图形技术的研究和工艺实践

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作者：姚树歆复旦大学

学位级别：硕士

近十年来,随着半导体技术的不断进步,器件的功能也不断强大。然而随之而来的制造难度也与日俱增。为了便于半导体生产商突破制造技术的瓶颈,生产导向型设计（DFM）应运而生。而作为生产导向型设计的重要组成部分,光刻分辨率增强技术（RE... 详细信息

近十年来,随着半导体技术的不断进步,器件的功能也不断强大。然而随之而来的制造难度也与日俱增。为了便于半导体生产商突破制造技术的瓶颈,生产导向型设计（DFM）应运而生。而作为生产导向型设计的重要组成部分,光刻分辨率增强技术（RET）和光学临近效应修正技术（OPC）得到了业界的普遍重视。随着半导体技术大步迈向32纳米技术节点,通常的RET和OPC已经无法满足更高技术代的要求,双重图形光刻技术（Double Patterning Lithography）、高折射率浸没式光刻技术（High Index Immersion Lithography）以及极紫外光刻技术（Extremely Ultra Violet Lithography）等光刻分辨率增强技术应运而生。然而,高折射率浸没式光刻所选择的液体和镜头组的开发仍然没有定论;EUV受制于过低的光源功率、光刻版的缺陷率、光刻胶的选择、过低的产能等诸多难题,在短时间内量产的可能性不大。目前,作为这些光刻分辨率增强技术之一的双重图形浸没式光刻技术,被认为是在2011年前实现32纳米甚至22纳米技术的唯一可行性解决方案。双重图形的原理是将一套高密度的电路图形分解成两套分立的、密度低一些的图形,然后将它们印制到目标圆晶上。双重图形被当作是一种能够使本已很难再降低的k1因子（表征光刻工艺复杂度的参数）得以继续减小的主流方案,在2006年,它已经加入ITRS中。目前此技术仍处在研发阶段,尚有若干技术问题需要研究解决。国外知名的研发机构乃至有实力的半导体大公司都在投入大量人力物力进行研发使其能成为解决32nm技术节点的可行性量产技术。国内由于技术代和国际上的差距,虽然现阶段无法量产32nm,但对其研发终究会指导未来的技术走向,并在现有设备前提不变的条件下或只需对现有光刻基础设施进行很小的改动,就可以有效地填补45nm到32nm,浸没式光刻与EUV之间的甚至更小节点的光刻技术空白。利用该技术提高设备的工艺能力,为解决光刻机的设备资本高投入从而降低成本做出贡献。

关键词：双重图形光刻-刻蚀-光刻-刻蚀光刻-工艺-光刻-刻蚀自对准双重图形生产导向型设计分辨率增强技术光学临近效应拆分缝合冲突极紫外光刻对准精度线宽均一性国际半导体技术发展路线图

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65nm先进节点OPC后续修补方法的研究

65nm先进节点OPC后续修补方法的研究

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作者：马银凤复旦大学

学位级别：硕士

在半导体制造过程中,光刻技术是集成电路的关键技术之一,在整个产品制造中是重要的经济影响因子,光刻成本占据了整个制造成本的30～35%。光刻技术也是决定了集成电路按照摩尔定律发展的一个重要原因。随着光刻工艺图形线宽越来越小,光... 详细信息

在半导体制造过程中,光刻技术是集成电路的关键技术之一,在整个产品制造中是重要的经济影响因子,光刻成本占据了整个制造成本的30～35%。光刻技术也是决定了集成电路按照摩尔定律发展的一个重要原因。随着光刻工艺图形线宽越来越小,光刻图形线宽值及其均匀性问题对工业生产影响越来越大。半导体进入“亚波长”光刻以来,光学临近校正(Optical Proximity Correction,OPC)技术就得到广泛应用。从0.18um的基于规则的OPC到0.13um基于模型的OPC,再到最近Intel发布了32/28nm的CPU,可以说目前生产的每颗先进制程的芯片都应用到了OPC技术。而由于芯片设计的复杂度随着节点呈现指数上升,同时OPC模型也越来越复杂。不可避免每个设计在制造厂的OPC运行时间越来越长,所需要的CPU也越来越多。现代社会产品竞争激烈,时间对于客户来说至关重要。设计公司希望自己的产品能尽可能早的投放市场赢得先机。这就对半导体代工企业(foundry)要求越来越高,以至于每一步生产的时间都要精确控制。这就要求foundry OPC部门尽最大努力压缩OPC运行时间。而由于foundry需要运行来自很多公司的设计版图,版图设计千变万化。有时候foundry一套程序无法考虑到所有情况,这样出来的OPC版图总可能存在修正错误或修正不足的情况。这会在每片晶圆上产生错误。而由于每个基于模型的OPC程序运行时间很长,优化程序后重新运行代价有时过大,会延迟时间计划。在本论文中,我们介绍了和OPC紧密联系的光刻机的原理和工艺流程,实施讨论了光刻中对于OPC的要求,比较介绍了几种分辨率提高技术和OPC技术。同时重点讨论了几种不同的方法对于OPC后的版图进行进一步修正。研究工作主要获得了以下结果：1.采用手动OPC后修补,速度快,可以人为精确控制。不足之处在于如果缺陷点过多,则劳动量巨大,甚至无法应用。2.采用基于规则的OPC后修补,速度快,同时可以修补多个点。目前得到用户的认可并应用于产品。

关键词： OPC 光学临近效应分辨率提高技术(RET) Repair-flow 掩膜

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