45纳米掩膜版缺陷的可成像性研究

论文摘要

随着沉浸式步进扫描光刻机台ASML 1900Gi的引入,国内晶圆制造将逐步进入45纳米世代。由于关键尺寸的不断缩小,很多先进的分辨率增强技术,如光学临近修正(OPC)、相位移掩膜版(PSM)、及偏振效应在沉浸式光刻工艺中得到了广泛的应用。然而先进的分辨率增强技术同时也在很大程度上加强了光罩制作的复杂程度,同时加剧了光罩缺陷的影响程度。掩膜版上的缺陷大部分是可以修补的,如果有致命的缺陷被忽视,这些缺陷会成像到晶片上,在硅片上产生重复性缺陷;但一方面,一片光罩的修补次数又会直接影响到光罩的制作成本,风险和生命周期。所以对掩膜版缺陷的把握尤为重要。虽然光罩上的缺陷可以通过电脑软件模拟得到硅片上的成像效果,但模拟软件很难真实模拟出光阻效应和蚀刻效应。在这本文中,作者将重点研究45纳米光罩缺陷对光刻的影响.实验通过设计并制作一片有系列缺陷的45纳米ArF相位移光罩,该光罩包含有疏密线状图形的凹凸缺陷,CD整体变异缺陷,和辅助图形缺陷;然后用这片光罩在300纳米硅片上用ASML 1900Gi光刻成像,量测不同缺陷在硅片上的CD结果,与光罩上相应的缺陷进行对比分析。研究表明,通过优化光罩检测机台不同的参数组合,可以提高检测机台的缺陷抓取效率;可以找出电脑模拟软件模拟出来的结果和实际硅片上的结果的相关性,来确定45纳米光罩缺陷的判断标准。该实验结果给45纳米光罩缺陷的判断提供了依据,大大改善了光罩制作中的缺陷分类问题,缺陷漏抓问题,缺陷是否需要修补的判断,及缺陷修补结果的判断问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 光罩简介
• 1.1.1 光罩的作用
• 1.1.2 MASK 的结构
• 1.1.3 MASK 的缩影和尺寸
• 1.1.4 MASK 的损伤来源及保护
• 1.1.5 光学增强技术
• 1.2 Mask 制作流程简介
• 1.2.1 Mask 数据处理流程
• 1.2.2 MASK 工艺制作流程
• 1.3 MASK 缺陷检测及修补简介
• 1.3.1 缺陷的检测方法分类
• 1.3.2 缺陷的判断及分类
• 1.3.3 MASK 缺陷的修补
• 1.4 缺陷的模拟成像及判断
• 1.5 本文的研究目的与内容
• 1.5.1 缺陷检测及判断面临的主要问题
• 1.5.2 实验研究目的与内容
• 2 45 纳米掩膜版缺陷研究的背景及理论基础
• 2.1 目前国内外研究背景
• 2.2 MASK 缺陷可成像性研究的意义
• 2.2.1 缺陷检验面临的挑战
• 2.2.2 AIMS 模拟机台的局限性
• 2.3 本课题研究的详细步骤
• 2.4 小结
• 3 45 纳米 MASK 缺陷研究实验光罩的设计与制备
• 3.1 图形，缺陷设计
• 3.1.1 基本图型，缺陷的选取
• 3.1.2 缺陷尺寸及步长设计
• 3.1.3 缺陷图形布局设计
• 3.1.4 图形格式转换
• 3.2 45 纳米缺陷光罩的工艺制作
• 3.2.1 光罩原材料的选取
• 3.2.2 实验光罩图形刻写
• 3.2.3 实验光罩的工艺流程
• 3.2.4 实验光罩的规格控制及实验区域的选择
• 3.2.5 实验光罩的缺陷图样结果及分析
• 3.3 本章小结
• 4 45 纳米缺陷光罩在硅片上的光刻成像
• 4.1 光刻机台简介
• 4.2 45 纳米缺陷光罩光刻参数调整及设定
• 4.3 45 纳米缺陷光罩的硅片上的工艺流程
• 4.4 45 纳米缺陷光罩在硅片上的成像结果及CD 数值
• 4.4.1 实验光罩在硅片上的成像结果分析
• 4.4.2 硅片上的CD 量测结果分析
• 4.5 本章小结
• 5 45 纳光罩缺陷研究结果在光罩缺陷检测及判断上的应用
• 5.1 缺陷检测结果及参数调整
• 5.1.1 实验缺陷检测机台简介
• 5.1.2 检测机台能力的验证与调整
• 5.1.3 检测机台参数调整后在产品中的效果验证
• 5.2 AIMS 量测结果与硅片 ADI CD 的对比
• 5.3 本章小节
• 6 结论及展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 上海交通大学学位论文答辩决议书