学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

超深亚微米集成电路制造过程中光学邻近效应模拟的研究

作　者: 陈志锦
导　师: 严晓浪
学　校: 浙江大学
专　业: 电路与系统
关键词: 光刻移相掩模光学邻近效应校正快速点光强计算变偏差蚀刻模型
分类号: TN405
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 178次
引　用: 6次
阅　读: 论文下载

内容摘要

信息技术的快速发展和集成电路设计的逐步完善，对半导体制造技术提出了更高的要求。集成电路的复杂度越来越高，最小线宽和最小间距变得越来越小。当集成电路的特征尺寸接近光刻机曝光系统的分辨极限时，在硅圆片表面制造出来的电路版图会有明显的畸变，即产生光学邻近效应(OPE—Optical Proximity Effect)，从而严重影响集成电路制造的成品率。为了减少光学邻近效应对集成电路技术发展的影响，工业界提出了光刻分辨率增强技术(RET—Reticle Enhancement Technology)，以使现有的集成电路生产设备在相同的生产条件下能制造出具有更小特征尺寸的集成电路。象其它的集成电路设计技术一样，光刻分辨率增强技术也需要基于计算机技术的EDA工具的支持。在光刻分辨率增强技术中，需要有光刻模拟过程来支持和指导。光学邻近校正技术(OPC—Optical Proximity Correction)和移相掩模技术(PSM—Phase Shifting Masks)是光刻分辨率增强技术的两种主要技术。不管是采用光学邻近校正技术的掩模图像的预失真或是采用移相掩模技术的掩模相位调整，都要预测在实际光刻条件下掩模在硅片表面的待刻电路层上所成的图像。本文在深入分析了集成电路制造过程的前提下，研究了各个工艺过程的模型，并逐个建立了对应的系统模型，使模拟集成电路的生产过程成为现实。本文在建立光刻过程的模型中，通过对光刻机的工作原理研究，成功地建立了光刻机照明系统的模型，实现了对曝光过程的模拟，并提出了以双线性系统模型为基础的查表法来加快空间点曝光的模拟；通过对光刻胶特性的研究，实现了高斯模型对光刻胶显影、烘烤过程进行模拟；通过对蚀刻过程的研究，实现了以数据统计为基础的变偏差蚀刻模型(VBM—Variable Bias Model)对蚀刻过程进行模拟。本文还提供了优化方法对各个系统模型进行必要的优化，并用数据统计的方法对优化结果进行统计，以确定最优的模型。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-6
目录  6-9
第一章绪论  9-16
  1．1 集成电路发展概况  9-10
  1．2 集成电路设计技术的发展  10-11
  1．3 集成电路的生产工艺  11-12
  1．4 超深亚微米集成电路制造工艺下出现的问题  12-13
  1．5 目前世界上的研究水平  13-15
  1．6 本文完成的主要工作  15-16
第二章集成电路的生产流程及其工艺  16-27
  2．1 集成电路制造简介  16
  2．2 光刻胶的制备  16-18
  2．3 光刻成像过程  18-19
  2．4 蚀刻过程  19-21
  2．5 掩模  21-22
  2．6 光刻分辨率增强技术  22-27
    2．6．1 移相掩模  23-25
    2．6．2 光学邻近校正  25-27
第三章光刻机模拟系统实现  27-40
  3．1 光刻机系统描述  27
  3．2 光刻机系统I／O  27-28
  3．3 模拟系统的实现  28-40
    3．3．1 纯光学模拟系统  28-31
      3．3．1．1 光刻机光学系统描述  28
      3．3．1．2 光学成像系统的I／O  28-29
      3．3．1．3 光学成像理论推导  29-30
      3．3．1．4 光学成像系统的系统函数  30
      3．3．1．5 光学成像系统的系统函数的计算  30-31
      3．3．1．6 光学成像系统的系统函数的实现流程  31
    3．3．2 考虑了光刻胶厚度的光刻系统  31-33
      3．3．2．1 光刻胶厚度对光刻成像的影响  31-32
      3．3．2．2 考虑光刻胶厚度的光刻系统的I／O  32
      3．3．2．3 离焦  32
      3．3．2．4 考虑离焦的光刻系统函数的调整公式  32-33
      3．3．2．5 考虑光刻胶厚度的光刻系统模型的实现  33
    3．3．3 光刻胶的显影、烘烤模型  33-35
      3．3．3．1 系统描述  33-34
      3．3．3．2 模型的I／O  34
      3．3．3．3 高斯模型  34
      3．3．3．4 简化的高斯模型  34-35
      3．3．3．5 包含光刻胶显影、烘烤模型的光刻机模拟系统实现  35
    3．3．4 优化模拟光学系统的参数  35-40
      3．3．4．1 光学系统参数优化的必要性  35-36
      3．3．4．2 优化的流程  36
      3．3．4．3 测试模版  36-37
      3．3．4．4 优化的目标函数  37-38
      3．3．4．5 优化的算法  38-40
第四章快速点光强计算  40-52
  4．1 点光强计算的必要性  40
  4．2 点光强计算的I／O  40
  4．3 快速点光强计算的方法  40-41
  4．4 点光强计算的理论基础  41-42
  4．5 快速点光强计算的实现  42-47
    4．5．1 空间卷积核  42-43
    4．5．2 建立光强贡献表  43
    4．5．3 光强贡献表的使用方法  43-45
    4．5．4 利用光强贡献表求点光强的程序流程  45-46
    4．5．5 查表法对不同掩模条件的统一化处理  46-47
  4．6 点光强计算的应用  47-52
    4．6．1 已知光刻阈值求关键尺寸  47-48
    4．6．2 已知关键尺寸求光刻阈值  48-49
    4．6．3 模拟光刻二维轮廓线提取  49-52
      4．6．3．1 二维轮廓线提取的问题描述  49
      4．6．3．2 解决方案  49-51
      4．6．3．3 程序实现流程  51
      4．6．3．4 二维轮廓线提取的意义  51-52
第五章蚀刻模拟系统  52-55
  5．1 蚀刻过程描述  52
  5．2 蚀刻模拟系统I／O  52
  5．3 蚀刻模拟系统的实现  52-55
    5．3．1 变偏差蚀刻模型（VBM）  52-53
    5．3．2 变偏差蚀刻模型的程序实现  53
    5．3．3 快速的VBM所需参数的提取  53-55
第六章结果讨论  55-64
  6．1 完整的模拟光刻过程  55
  6．2 模拟系统的使用方法  55-60
    6．2．1 光刻机系统的建立  55-56
    6．2．2 光刻机系统的优化  56-59
    6．2．3 蚀刻模拟系统的建立  59-60
    6．2．4 光强贡献表的建立  60
  6．3 模拟光刻系统的使用效果  60-61
  6．4 总结和展望  61-64
参考文献  64-68
作者在学期间发表的论文  68-69
致谢  69

超深亚微米集成电路制造过程中光学邻近效应模拟的研究

内容摘要

全文目录

相似论文