本文選題：分辨率增強技術 + 光學鄰近校正��； 參考：《浙江大學》2015年博士論文

【摘要】：隨著芯片的集成度越來越高,特征尺寸越來越小,集成電路已經進入納米級時代。這必將對集成電路的制造技術提出更高的要求。由于光源技術發(fā)展的滯后,193納米波長光刻仍然是納米級集成電路制造的主要選擇。當集成電路發(fā)展到90納米及以下工藝節(jié)點時,使用193納米波長的光源來生產集成電路,會存在嚴重的光學鄰近效應。業(yè)界提出了大量的分辨率增強技術(Resolution Enhancement Techniques, RETs)來彌補光學鄰近效應所帶來的版圖失真,如離軸照明技術、光學鄰近校正技術、移相掩模技術以及雙重圖形技術等。但是隨著集成電路工藝節(jié)點發(fā)展到45nm以下,傳統(tǒng)的分辨率增強技術遇到了很大的挑戰(zhàn)。計算光刻技術(Computational lithography, CL),作為一種全新的分辨率增強技術,成為22nm以下技術節(jié)點光刻工藝的解決方案之一。目前較為主流的計算光刻算法大致分為兩類,基于梯度法的計算法光刻算法和基于水平集的計算光刻算法。由于基于水平集的計算光刻算法目前為業(yè)界和學術界廣泛研究,本文主要圍繞基于水平集的計算光刻技術展開以下幾個方面的研究工作：規(guī)則化水平集計算光刻算法。計算光刻技術又被稱為基于點的光學鄰近校正技術,其對版圖的修改擁有更大的靈活性,可以獲得更好的校正結果。但是計算光刻技術得到的掩模圖案一般都過于復雜。這些復雜的圖形給掩模板的生產制造帶來了巨大挑戰(zhàn)。針對這一問題,本文提出了一種規(guī)則化的水平集反向光刻算法。通過TV和拉普拉斯算子的引入,該算法在優(yōu)化掩模形狀的同時,較好地抑制了不規(guī)則圖形的產生,其將掩模的復雜度平均降低了近40%,提高了掩模板的可制造性。用于增強工藝魯棒性的水平集計算光刻算法。在受制造工藝參數變化干擾的條件下,掩模圖形還需要有較高的圖形保真度。本文提出了一種用于增強工藝魯棒性的水平集計算光刻算法,以解決上述問題。新算法,通過工藝變化帶的目標函數的引入,在優(yōu)化掩模圖形的同時對制程變化可能帶來的影響也給予充分地考慮。這樣在制造過程中,無論是成像平面的偏移,還是曝光能量的微變,在非標準光刻工藝條件下,掩模優(yōu)化結果都具有較好的圖形保真度。同普通的水平集計算光刻算法相比,該算法將制程制造指數(Process Manufacturability Index,PMI)平均減小了41.37%�；诨旌瞎曹椞荻鹊乃郊嬎愎饪趟惴ā４蠖鄶涤嬎愎饪趟惴ǘ挤浅：臅r,在優(yōu)化過程中的收斂速度都比較慢。為了更好的解決這一問題,我們提出了一種基于混合共軛梯度的水平集計算光刻算法。該方法較好的克服了FR方法和PRP方法在應用中的不足。同傳統(tǒng)的最速下降法相比,新的算法將掩模優(yōu)化時間平均減少了36.5%,同時得到的掩模結果還具有較好的圖形保真度,以及較強的制程魯棒性。
[Abstract]:With the increasing integration of chips and smaller feature size, integrated circuits have entered the nanoscale era.This is bound to put forward higher requirements for IC manufacturing technology.Because of the development of light source technology, the lagged 193 nm wavelength lithography is still the main choice in the manufacture of nanoscale integrated circuits.When the integrated circuit is developed to 90 nm and below the process node, the optical proximity effect will be serious when the light source of 193 nm wavelength is used to produce the integrated circuit.A large number of resolution Enhancement techniques (rets) have been proposed to compensate for the distortion caused by optical proximity, such as off-axis illumination, optical proximity correction, phase shift mask and dual graphics.However, with the development of IC process node below 45nm, the traditional resolution enhancement technology has met a great challenge.Computational lithography, as a new resolution enhancement technology, has become one of the solutions of 22nm technology node lithography.At present, the popular computational lithography algorithms can be divided into two categories, one is based on gradient method and the other is based on horizontal set.Because the level set based computing lithography algorithm is widely studied by the industry and academic circles, this paper mainly focuses on the level set based computing lithography technology in the following aspects: regularized level set calculation lithography algorithm.Computational photolithography is also known as point-based optical proximity correction technology, which has more flexibility to modify the layout and can obtain better correction results.However, the mask patterns obtained by calculating photolithography are generally too complicated.These complex graphics pose a great challenge to the manufacture of mask templates.In order to solve this problem, a regularized level set reverse lithography algorithm is proposed in this paper.With the introduction of TV and Laplace operator, the algorithm not only optimizes the mask shape, but also restrains the production of irregular graphics. It reduces the complexity of mask by nearly 40 percent on average, and improves the manufacturability of mask.Level set calculation lithography algorithm for enhancing process robustness.Under the interference of manufacturing process parameters, the mask graphics also need to have a high graphic fidelity.In this paper, a level set calculation lithography algorithm for enhancing process robustness is proposed to solve the above problems.The new algorithm, by introducing the objective function of the process change band, optimizes the mask pattern and gives full consideration to the possible influence of the process change.In the process of fabrication, both the offset of the imaging plane and the micro-variation of the exposure energy, the optimized results of mask have good graphic fidelity under the condition of non-standard lithography process.Compared with the ordinary level set calculation lithography algorithm, this algorithm reduces the process Manufacturability index (PMI) by 41.37 on average.A level set calculation lithography algorithm based on mixed conjugate gradient.Most computational photolithography algorithms are time-consuming and slow to converge in the optimization process.In order to solve this problem better, we propose a level set calculation lithography algorithm based on mixed conjugate gradient.This method overcomes the deficiency of FR method and PRP method in application.Compared with the traditional steepest descent method, the new algorithm reduces the average mask optimization time by 36.5, and the obtained mask results also have good graphic fidelity and strong process robustness.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN305.7

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本文編號：1758462