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空间滤波技术提高光刻分辨率的研究及其仿真软件的实现

作　者: 李智峰
导　师: 史峥
学　校: 浙江大学
专　业: 电路与系统
关键词: 光刻分辨率增强技术光源离轴照明光瞳滤波
分类号: TN305.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 151次
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内容摘要

进入超深亚微米阶段后,集成电路制造工艺中普遍采用了亚波长光刻技术。然而随着特征尺寸逐渐接近光刻分辨率极限,制造过程中会发生光学邻近效应现象,导致硅片上的成像与原始版图有着巨大的差异,从而严重影响了集成电路的电学性能和成品率。为此,人们提出了分辨率增强技术。分辨率增强技术的广泛应用一定程度上解决了亚波长光刻中的许多可制造性问题,因此成为了人们研究的重点。空间滤波技术主要是指离轴照明技术和光瞳滤波技术,它们都是通过改变入瞳体或出瞳体的物体的频谱的分布,达到降低低频分量,相对提高高频分量,最终提高光强对比度,从而提高光刻分辨率。光刻模型是分辨率增强技术的基础,本文主要研究利用空间滤波技术提高光刻模型的精度,从而提高光刻分辨率。本文先介绍了集成电路的制造过程和光刻工艺的技术背景,提出了自主开发的光刻模拟工具Litholab,并以Litholab为研究平台,深入研究了光源模型的优化策略和光瞳函数的优化策略,提出了使用连续函数表征的光源模型和考虑了像差因素的光瞳模型。试验结果表明,新的光源模型和光瞳模型都能较好的提高光刻模型的精度。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-8
第一章绪论  8-16
  1.1 集成电路发展概述  8-9
  1.2 集成电路设计技术的发展  9-10
  1.3 集成电路的制造过程  10-11
  1.4 超深压微米下集成电路制造工艺的问题  11-13
  1.5 目前世界上的研究现状  13-14
  1.6 论文组织安排  14-16
第二章集成电路的光刻制造工艺  16-25
  2.1 集成电路的制造过程  16-17
  2.2 光刻工艺简介  17-20
    2.2.1 涂胶  17-18
    2.2.2 前烘  18-19
    2.2.3 对准和曝光  19
    2.2.4 显影  19
    2.2.5 蚀刻  19-20
  2.3 光刻成像系统  20-23
    2.3.1 光刻机  20-21
    2.3.2 照明光源  21
    2.3.3 透镜组  21-22
    2.3.4 掩模  22
    2.3.5 光刻胶  22-23
  2.4 光刻技术的发展趋势  23-25
第三章光刻分辨率增强技术  25-33
  3.1 光刻系统的性能评价  25-26
  3.2 光刻分辨率增强技术  26-31
    3.2.1 离轴照明  26-28
    3.2.2 光学邻近校正  28-29
    3.2.3 移相掩模  29-30
    3.2.4 次分辨率辅助图形  30-31
  3.3 空间滤波技术  31-33
第四章光刻系统建模及仿真工具LITHOLAB  33-47
  4.1 光刻系统建模  33-39
    4.1.1 纯光学系统模型  33-37
      4.1.1.1 光刻机系统的参数  33-34
      4.1.1.2 部分相干光源  34-35
      4.1.1.3 Hopkins部分相干成像理论  35-37
      4.1.1.4 光学成像系统的系统函数的实现流程  37
    4.1.2 光刻胶阈值模型  37-38
    4.1.3 可变偏差蚀刻模型VBM  38-39
  4.2 光刻仿真系统LITHOLAB  39-46
    4.2.1 Litholab的功能  39-40
    4.2.2 Litholab的结构  40-43
      4.2.2.1 计算程序库  40-41
      4.2.2.2 高层模块  41-43
      4.2.2.3 交互脚本语言  43
    4.2.3 Litholab的用户界面  43-46
  4.3 LITHOLAB的光刻建模流程  46-47
第五章光源模型的优化  47-59
  5.1 光刻模型影响因素分析  47-48
  5.2 光源模型优化方法  48-49
  5.3 光源模型的参数优化  49-52
  5.4 连续分布的光源函数模型  52-59
    5.4.1 光源光强的0-1分布形式和平滑分布形式  52-54
    5.4.2 光源特征函数的推导  54-56
    5.4.3 新光源特征函数模型  56-59
第六章光瞳模型的优化  59-68
  6.1 透镜像差  59-60
  6.2 透镜像差的数学表征  60-62
    6.2.1 离焦  60-61
    6.2.2 初级像差  61-62
    6.2.3 泽尔尼克多项式  62
  6.3 光瞳滤波原理及理论模型  62-64
  6.4 光瞳函数优化的光刻模型  64-68
第七章总结与展望  68-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
附录硕士研究生期间发表文章  74

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