Коррекция оптической близости ( OPC ) - это метод улучшения фотолитографии , обычно используемый для компенсации ошибок изображения из-за дифракции.или эффекты процесса. Потребность в OPC проявляется в основном в производстве полупроводниковых устройств и связана с ограничениями света для сохранения целостности размещения краев оригинальной конструкции после обработки в вытравленном изображении на кремниевой пластине. Эти проецируемые изображения появляются с неровностями, такими как ширина линий, которые уже или шире, чем предполагалось, их можно компенсировать путем изменения рисунка на фотомаске, используемой для создания изображений. Другие искажения, такие как закругленные углы, обусловлены разрешением инструмента формирования оптических изображений, и их труднее компенсировать. Такие искажения, если их не исправить, могут значительно изменить электрические свойства того, что производилось. Коррекция оптической близости исправляет эти ошибки, перемещая края или добавляя дополнительные многоугольники к рисунку, написанному на фотошаблоне. Это может быть вызвано предварительно вычисленными справочными таблицами на основе ширины и расстояния между элементами (известными как OPC на основе правил) или использованием компактных моделей для динамического моделирования окончательного рисунка и тем самым управления движением кромок, обычно разбитых на секции, чтобы найти лучшее решение (это называется OPC на основе модели). Задача состоит в том, чтобы как можно лучше воспроизвести на полупроводниковой пластине оригинальный макет, нарисованный дизайнером.
Двумя наиболее заметными преимуществами OPC являются исправление различий в ширине линий, наблюдаемых между элементами в областях с разной плотностью (например, центр по сравнению с краем массива или вложенные по сравнению с изолированными линиями), и сокращение конца линии (например, перекрытие затвора на оксиде поля). ). В первом случае это может использоваться вместе с технологиями повышения разрешения, такими как полосы рассеяния (линии субразрешения, расположенные рядом с разрешимыми линиями) вместе с регулировкой ширины линии. В последнем случае элементы "собачьего уха" (с засечками или головкой молотка) могут быть созданы на конце линии в дизайне. OPC влияет на стоимость изготовления фотомаски, поскольку время записи маски связано со сложностью маски и файлов данных, и аналогично проверка маски на наличие дефектов занимает больше времени, поскольку для более тонкого управления краями требуется меньший размер пятна.
Влияние разрешения: фактор k 1
Обычное разрешение, ограниченное дифракцией, определяется критерием Рэлея как где является числовой апертурой и- длина волны источника освещения. Часто принято сравнивать критическую ширину объекта с этим значением, определяя параметр, так что ширина элемента равна Вложенные функции с от OPC меньше пользы, чем от изолированных функций того же размера. Причина в том, что пространственно-частотный спектр вложенных объектов содержит меньше компонентов, чем изолированные объекты. По мере уменьшения шага элемента большее количество компонентов усекается числовой апертурой, что затрудняет изменение рисунка желаемым образом.
Влияние освещения и пространственной согласованности
Степень когерентности источника освещения определяется отношением его угловой степени к числовой апертуры. Это соотношение часто называют коэффициентом частичной когерентности или. [1] Это также влияет на качество рисунка и, следовательно, на применение OPC. Расстояние когерентности в плоскости изображения примерно определяется выражением[2] Две точки изображения, разделенные большим, чем это расстояние, будут фактически некоррелированными, что позволит упростить приложение OPC. Это расстояние фактически близко к критерию Рэлея для значений близко к 1.
Связанный с этим момент заключается в том, что использование OPC не меняет требований к освещенности. Если требуется внеосевое освещение, OPC нельзя использовать для переключения на осевое освещение, потому что для осевого освещения информация изображения рассеивается за пределами конечной апертуры, когда требуется внеосевое освещение, что предотвращает получение изображения.
Влияние аберраций
Аберрации в оптических проекционных системах искажают волновые фронты, спектр или разброс углов освещения, что может повлиять на глубину резкости. Хотя использование OPC может дать значительные преимущества для глубины резкости, аберрации могут более чем компенсировать эти преимущества. [3] Хорошая глубина фокуса требует, чтобы дифрагированный свет распространялся под углами, сравнимыми с оптической осью, а это требует соответствующего угла освещения. [4] Предполагая правильный угол освещения, OPC может направлять больше дифрагированного света под прямым углом для заданного шага, но без правильного угла освещения такие углы даже не возникнут.
Влияние многократного воздействия
Как Фактор неуклонно сокращался на протяжении последних поколений технологий, ожидаемое требование перехода к многократной экспозиции для генерации схемных схем становится более реальным. Этот подход повлияет на применение OPC, так как нужно будет учитывать сумму интенсивностей изображения от каждой экспозиции. Так обстоит дело с методом дополнительных фотошаблонов [5], где изображения фазосдвигающей маски с переменной апертурой и обычной двоичной маски складываются вместе.
Влияние множественного травления
В отличие от многократного экспонирования одной и той же пленки фоторезиста , многослойное формирование 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 одного и того же слоя. В зависимости от инструмента литографии, используемого для изображения при этих более свободных правилах проектирования, OPC будет отличаться. Многократное травление может стать популярной техникой для будущих поколений технологий. Конкретная форма формирования рисунка с множественным травлением с использованием жертвенных элементов боковой стенки в настоящее время является единственным продемонстрированным способом систематического рисунка элементов размером менее 10 нм. [6] Минимальный полушаг соответствует толщине нанесенного защитного элемента.
Приложение OPC сегодня
Сегодня OPC редко практикуется без использования коммерческих пакетов от поставщиков средств автоматизации электронного проектирования (EDA). Достижения в алгоритмах, методах моделирования и использовании больших вычислительных ферм позволили в мгновение ока скорректировать наиболее критические уровни формирования паттернов, начиная с правил проектирования 130 нм (когда впервые использовался OPC на основе моделей) [7] до самых передовых конструкций. сегодня с использованием правил проектирования 32 нм. Количество уровней, требующих сложного OPC, увеличилось с расширенными узлами, поскольку ранее некритичные уровни теперь требуют компенсации.
Использование OPC не ограничивается низкими функции, которые обычно встречаются сегодня, но могут быть применены к любой желаемой схеме коррекции изображения, которая может быть смоделирована точно. Например, коррекция эффекта близости в электронно-лучевой литографии включена как автоматизированная функция в коммерческие инструменты для электронно-лучевой литографии. Поскольку многие нелитографические процессы проявляют свои собственные эффекты близости, например химико-механическое полирование или плазменное травление , эти эффекты могут быть смешаны с исходным OPC.
Вспомогательные функции субразрешения (SRAF)
Вспомогательные функции субразрешения (SRAF) - это функции, которые отделены от целевых функций, но помогают при их печати, но не печатаются сами по себе. Печать файлов SRAF является важным фактором, снижающим ресурс, и для определения и удаления файлов SRAF, где может возникнуть нежелательная печать, требуются дополнительные модели OPC. [8] SRAF оказывают более выраженное влияние на дифракционный спектр, чем изменение размера целевого элемента и / или присоединения. Требование не печатать ограничивает их использование только небольшими дозами. Это может вызвать проблемы со стохастическими эффектами. [9] Следовательно, их основное применение - улучшение глубины резкости 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 больше зависит от угла освещения (центр спектра пространственных частот или порядков дифракции), а также шага (разделение пространственных частот или порядков дифракции). В частности, разные SRAF (положение, форма, размер) могут привести к разным характеристикам освещения. [10] [11] Фактически, некоторые высоты звука запрещают использование SRAF для определенных углов освещения. [12] Поскольку шаг обычно предопределен, некоторые углы освещения следует избегать даже при использовании SRAF OPC. Однако, как правило, SRAF не могут быть полным решением и могут подходить только к плотному корпусу, а не соответствовать ему. [13]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ К. Ронс и др., J. Vac. Sci. и Тех. В, т. 12. С. 589-600 (1994).
- ↑ BEA Saleh и MC Teich, Основы фотоники , стр. 364-5 (Wiley, 1991).
- ^ А. Кроян, М.Д. Левенсон и Ф.К. Титтель , Proc. SPIE 3334, 832 (1998).
- ^ HJ Левинсон, Принципы литографии (2-е изд.) , 2005, стр. 274-276.
- ^ ME Kling et al., Proc. SPIE vol. 3679, стр 10-17 (1999)
- ^ YK Choi et al., J. Phys. Chem. В, т. 107, стр. 3340-3343 (2003).
- ^ Дж. Стирниман и М. Ригер. Быстрая коррекция приближения с зональной выборкой. Proc. SPIE Vol 2197, pp 294-301, (1994).
- ^ K. Kohli et al., Proc. SPIE 10147, 101470O (2017)
- ^ Стохастическая печать вспомогательных функций суб-разрешения
- ^ L. Pang et al., Proc. SPIE 7520, 75200X (2009 г.).
- ^ С. Нагахара и др., Proc. SPIE 7640, 76401H (2010).
- ^ X. Shi et al., Proc. SPIE 4689, 985 (2002).
- ^ I. Mochi et al., Proc. SPIE 9776, 97761S (2016).