基于光刻模型的OPC切分研究

摘要

随着集成电路的工艺发展到超深亚微米阶段，集成电路的复杂度越来越高，特征尺寸也变得越来越小，目前最先进的工艺已经达到了22nm。在光刻机使用的光源波长（通常为193nm）远大于版图上的特征尺寸时，在硅片上制造出的图形会发生明显的畸变。工业界使用各种分辨率增强技术(Resolution Enhancement Technology, RET)来应对这一挑战。光学邻近校正技术(Optical Proximity Correction, OPC)是一种在目前的集成电路芯片生产过程中被广泛应用，同时必不可少的技术。在光学邻近校正的过程中，对集成电路版图中多边形采取的切分方案是光学邻近校正技术应用中的一个关键，它对光学邻近校正的结果有直接而重大的影响。目前，光学邻近校正配方中的切分方案都是经验性质的规则切分。然而这种切分方案在复杂的二维图形环境中缺乏全局的适用性，而不完备的切分配方会导致各种制造缺陷。从而，工程师需要耗费大量的时间调试配方，进而影响产品的生产周期。
　　 本文研究并首次提出了一种基于光刻模型的切分算法：纹波抑制法。该算法直接以抑制当前仿真图像上出现的纹波起伏为目标。首先利用光刻模型在指定位置上获取的空间光强曲线，然后提取出该曲线上的极值点，进而通过对每个极值点分配一定长度的切分片段来获得新的切分方案，之后再利用格点搜索或者最速下降算法确定算法中关键的参数。本文同时又研究了将基于光刻模型的切分算法结合到目前主流的光学邻近校正流程的问题，提出一种混合的切分方案。最后，通过实验证实了基于光刻模型的纹波抑制切分算法的有效性和混合切分方案的实用性。实验结果表明，与参考的规则切分配方的结果相比，纹波抑制切分算法可以有效的提高1％至18％的校正精度，同时提供稳定的配方调试时间；应用混合方案能提高2％的校正精度，同时减少一定的掩模复杂度，但会在光学邻近校正的运行时间上受到一些惩罚。

目录

文摘

英文文摘

致谢

图表目录

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题现状分析

1.3 本文的主要工作

2 0PC技术

2.1 集成电路光刻工艺

2.1.1 集成电路生产工艺

2.1.2 光刻工艺

2.2 0PC

2.2.1 光学邻近效应

2.2.2 基于规则的OPC

2.2.3 基于模型的OPC

2.2.4 0PC工作流程

2.2.5 0PC采样方式

3 基于模型的切分研究

3.1 切分问题的数学抽象

3.2 规则切分的不足

3.2.1 规则切分方式

3.2.2 规则切分的缺点

3.3 纹波抑制算法

3.3.1 算法基础

3.3.2 算法参数

3.3.3 优化搜索

3.3.4 优化程序说明

3.4 实验与结果分析

3.4.1 实验配置

3.4.2 实验1

3.4.3 实验1结果分析

3.4.4 实验1小结

3.4.5 实验2

3.4.6 实验2小结

3.5 本章总结

4 混合切分的OPC流程

4.1 基于Calibre的混合切分方案

4.2 纹波影响分析

4.3 实验与讨论

4.3.1 实验版图

4.3.2 实验程序说明

4.3.3 结果与讨论

5 结束语

5.1 总结

5.2 展望

参考文献