Optisk nærhedskorrektion

Den optiske nærhedskorrektion eller OPC (for Optical Proximity Correction ) er en teknik til forbedring af fotolitografi, der almindeligvis anvendes inden for mikroelektronik , for at kompensere for fejl på grund af diffraktion eller effekter relateret til fremstillingsprocessen.

Ansøgningsdomæne

Behovet for OPC'er opstår primært til fremstilling af halvlederbaserede enheder på grund af begrænsningen af lys til at løse stadig finere mønstre på fotomasker , der bruges til at ætse passivationslagene af halvledere. Og skabe blokke, der udgør transistorer og de andre elementer som deltager i driften af integrerede kredsløb . Disse projicerede billeder vises med uregelmæssigheder, såsom afrundede hjørner og smallere linjer end dem, der er til stede i den originale tegning. Sådanne forvrængninger ændrer væsentligt de elektriske egenskaber af de således fremstillede elementer, hvis der ikke anvendes nogen teknik til at kompensere for virkningerne af diffraktion . OPC'er forudser uregelmæssigheder i form og størrelse ved at anvende korrektioner på fotomaskerne , som derefter gengiver mønstre, der mere præcist tilnærmer de oprindeligt ønskede mønstre.

De to mest almindelige anvendelser af OPC'er vedrører homogenisering af linjebredder i miljøer med forskellig tæthed (dvs. mellem centrum og kanten af et maske eller mellem en isoleret linje eller tæt på flere naboer) og afkortningen af linjen ender ( dvs. overlapningen af porten og oxidet).

I ældre tilfælde blev der kun anvendt hjælpemønstre (uopløste linjer placeret nær opløste linjer for at øge kontrasten for sidstnævnte) eller enkle breddejusteringer på mønstrene. I nyere tilfælde er "Mickey Ears" (serif eller hammerhead) fastgjort i slutningen af linjen i diagrammet. OPC'er har en økonomisk indvirkning på fremstilling af fotomasker , da tilføjelsen af OPC-korrektioner også betyder mere følsomme geometriske mønstre, der kan føre til mangler. Derudover vokser hukommelsesstørrelsen for et fotomaskereskema eksponentielt ved hjælp af OPC'er.

Principper

Virkning af opløsningen: faktoren k 1

Den klassiske opløsningsgrænsen er givet ved Rayleigh kriteriet som hvor er den numeriske apertur og den bølgelængde af lyskilden. Det er almindeligt at sammenligne den minimale dimension af et mønster med denne værdi ved at indstille en parameter, således at denne dimension er lig med tætte mønstre, som f.eks. Drager mindre fordel af OPC'er end en isoleret struktur af samme størrelse. Årsagen kommer fra det rumlige frekvensspektrum af tætte strukturer, som indeholder færre komponenter end isolerede mønstre. Da afstanden mellem to mønstre falder, afkortes flere komponenter af den numeriske blænde, hvilket gør det vanskeligere at ændre mønstrene i den ønskede retning. ${\ displaystyle 0.61 \ lambda / NA,}$ ${\ displaystyle NA}$ $\ lambda$ ${\ displaystyle k_ {1},}$ ${\ displaystyle k_ {1} \ lambda / NA.}$ ${\ displaystyle k_ {1} <1}$

Virkningen af rumlig sammenhæng

Den grad af sammenhæng af en lyskilde er bestemt af forholdet mellem dets vinkelåbning til dens numeriske apertur. Dette forhold kaldes ofte den delvise konsistensfaktor , eller . Det påvirker også kvaliteten af mønstrene og derfor anvendelsen af OPC. Koherenslængden i billedplanet er groft givet af to punkter i billedet adskilt af en værdi, der er større end denne afstand, vil effektivt blive afkorreleret, hvilket muliggør en enklere anvendelse af OPC'erne. Denne værdi er i virkeligheden tæt på kriteriet for Rayleigh for værdier tæt på 1. $\ sigma$ ${\ displaystyle 0.5 \ lambda / (\ sigma NA).}$ $\ sigma$

Virkningen af flere eksponeringer

Da faktoren gradvist er blevet reduceret gennem de seneste generationer af teknologi, bliver behovet for at foregribe at generere on-track mønstre ved flere eksponeringer mere presserende. Denne nye tilgang vil påvirke anvendelsen af OPC'er, fordi det vil være nødvendigt at tage højde for summen af intensiteten af hver eksponering. Dette er især tilfældet med fotomaske- komplementaritetsteknikken , hvor billederne af en fotomask med faseændring og af en konventionel binær fotomaske tilføjes. $k_ {1}$

Virkningen af flere graveringer

I modsætning til multipel eksponering af den samme fotoresist involverer flere ætsninger aflejring og ætsning af flere lag fotoresist for at aftrykke et enkelt niveau af enheden. Dette gør det muligt at bruge mere afslappede tegningsregler til at udskrive det samme niveau. Afhængigt af den fotolitografiske enhed, der bruges til at afbilde disse mønstre tegnet med løsere regler, vil OPC'erne være forskellige. Udskrivning af mønstre ved flere graveringer kan blive en ganske moderne teknik til de næste teknologiske knudepunkter. En bestemt form for trykning med flere dybtryk ved hjælp af offermønstre er i øjeblikket det eneste middel, der demonstreres for systematisk at udskrive mønstre på mindre end 10 nm. Minimumshalvperioden svarer til tykkelsen af de deponerede offermønstre.

Anvendelsen af OPC'er i dag

I dag er anvendelsen af OPC'er sjældent udført uden brug af kommerciel computerstøttet designsoftware til elektronik .

Brugen af OPC er ikke reduceret til de lave mønstre , der ofte ses i dag, men kan anvendes til ethvert billedkorrektionsskema, der kan modelleres nøjagtigt. F.eks. Inkluderes korrektion for nærhedseffekter for elektronstrålelitografi automatisk i kommerciel elektronstrålelitografisoftware. Da mange ikke-litografiske processer har deres egne nærhedseffekter, dvs. kemisk-mekanisk polering eller plasmaætsning , kan disse effekter sammenlignes med konventionelle OPC'er. $k_ {1}$

Referencer

K. Ronse et al., J. Vac. Sci. og Tech. B, bind. 12, s. 589-600 (1994).
BEA Saleh og MC Teich, Fundamentals of Photonics , pp. 364-5 (Wiley, 1991).
ME Kling et al., Proc. SPIE vol. 3679, s.10-17 (1999)
YK Choi et al., J. Phys. Chem. B, bind. 107, s. 3340-3343 (2003).

(fr) Denne artikel er helt eller delvist taget fra den engelske Wikipedia- artikel med titlen " Optical Proximity Correction " ( se listen over forfattere ) .

Relaterede artikler

eksterne links

Oversigt over gensidige fonde med diagrammer af Frank Gennari