电子束光刻邻近效应校正技术研究

摘要

微细加工技术是制备超大规模集成电路的关键技术,随着集成电路特征尺寸的不断减小和三维微结构制造要求的不断提高,对分辨率的要求越来越高,这就对图形加工技术提出了更高的要求。电子束光刻技术是目前最好的图形制作技术之一,但电子散射引起的邻近效应降低了微细加工图形的精度,因此,为了获得精确的图形,必须进行邻近效应校正。
　　 本学位论文对电子束光刻技术在二维抗蚀剂图形制作和三维微结构加工中的邻近效应校正问题进行了较全面的分析研究。论文的主要工作集中于二维电子束光刻的邻近效应校正技术研究及其算法实现,三维电子束光刻仿真技术研究,分析了三维电子束光刻仿真模型的性能,主要工作概括如下:
　　 1.二维电子束光刻的邻近效应校正技术研究在二维电子束光刻技术中,依据电子束光刻邻近效应的产生机理,探讨有效提高校正速度的邻近效应校正方法,对图形内部、相邻图形和复杂图形之间产生的邻近效应分别进行讨论,有针对性地采用适合的方法实现邻近效应校正,获得符合设计图形要求的校正图形,提高了校正速度。
　　 2.重点研究了T型和L型复杂图形的相互邻近效应校正方法,设计并实现了复杂图形的校正软件,获得了符合设计图形要求的校正图形。
　　 3.研究了提高校正速度的方法,利用对局部曝光窗口中的图形能量沉积求累加和的方法代替目前直接卷积的方法,在校正精度不变的情况下,有效提高了校正速度。
　　 4.三维电子束光刻仿真模型的研究与优化分析研究了电子在三维抗蚀剂中的散射过程,利用Monte Carlo模拟软件获得了电子束在抗蚀剂中的三维能量沉积分布,研究了电子束光刻的三维分层模型,并对三维模型进行了性能分析。应用分层计算方法和重复增量扫描策略,对三维微结构进行了仿真。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 常用的邻近效应校正方法

1.2.2 三维邻近效应校正技术

1.3 本文的主要研究工作

1.4 论文的组织结构

第二章 图形内部邻近效应校正技术研究

2.1 邻近效应校正技术

2.1.1 电子束光刻技术

2.1.2 邻近效应的产生机理

2.1.3 邻近效应对电子束光刻的影响

2.2 邻近效应校正理论

2.2.1 能量沉积模型

2.2.2 电子束在抗蚀剂中的有效曝光剂量计算

2.3 邻近效应校正方法

2.3.1 累积分布函数在有效曝光剂量计算中的应用

2.3.2 内部邻近效应和相互邻近效应

2.3.3 图形内部邻近效应校正

2.4 内部邻近效应校正算法实现

2.4.1 内部替换校正模块

2.4.2 图形读入程序流程

2.4.3 校正条件设置模块详细设计

2.4.4 内部替换校正模块详细设计

2.5 小结

第三章 复杂图形邻近效应校正技术研究

3.1 集成电路中图形邻近效应校正

3.2 内部邻近效应和相互邻近效应

3.3 局部校正和全局校正

3.3.1 局部校正

3.3.2 全局校正

3.4 相互邻近效应校正的计算机模拟

3.5 快速邻近效应校正算法

3.5.1 重叠窗口算法

3.5.2 局部窗口校正算法

3.6 相互邻近校正模块

3.7 相互邻近校正模块详细设计

3.7.1 设计目标

3.7.2 算法描述

3.7.3 程序执行流程

3.8 小结

第四章 三维电子束光刻及仿真技术研究

4.1 三维电子束光刻技术应用

4.1.1 三维微细加工技术

4.1.2 三维电子束光刻技术研究

4.2 三维能量沉积分布模型

4.2.1 能量沉积密度在厚层抗蚀剂深度方向上的变化规律

4.2.2 分层的三维能量沉积分布模型

4.3 分层三维能量沉积模型的性能分析

4.3.1 厚层抗蚀剂分层计算性能分析与优化

4.3.2 重复增量扫描策略

4.4 三维电子束光刻的仿真技术研究

4.4.1 主要数据结构设计

4.4.2 模型数据结构

4.4.3 软件运行界面

4.5 三维电子束光刻相关实验分析

4.6 小结

第五章 总结

5.1 本文工作总结

5.2 下一步研究方向

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢