铜互联工艺中的DFM方法研究

论文摘要

随着半导体技术代的快速发展，传统的SOC芯片设计逐渐变得无法制造，这个问题在铜互联技术中表现的尤为突出。本文针对铜互联工艺的几项关键技术，展开了相关的DFM基础研究，论文主要包括以下内容：（1）光刻OPC建模和检验。利用光学仿真，得到传统照明条件和6％透射率的移相掩模板组合是最佳的双重曝光组合，实际的试验结果也与模拟相同。经过优化，光刻胶B在传统照明条件（248nm 0．68NA／0．5sigma）和6％透射率的移相掩模板组合的曝光条件下表现最为优异，其工艺窗口符合双重曝光需求，经过OPC修正后，各种不同Pitch下的线宽差异减小到+／-5nm以内，并且版图、OPC模拟图像和SEM照片完美重合，使得设计具备了可制造性，可以进行量产试验。（2）钨CMP工艺建模及检验。提出钨CMP时侵蚀的模型，该模型与试验数据能很好地吻合。赝侵蚀是该模型的重要概念。模型可用于指导CMP工艺中的关于凹陷和侵蚀的分析，由此减少工艺监控环节，降低成本。（3）铜CMP侵蚀模型研究。研究了铜化学机械抛光时的侵蚀现象，提出了相关数学模型，模型能解释不同的图形密度、设计规则对化学机械抛光后侵蚀的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 内容简介
• 第二章 半导体铜互联工艺概述
• 2.1 铜布线工艺概述
• 2.2 铜布线中的关键工艺
• 2.3 先进互联技术集成所面对的挑战
• 参考文献
• 第三章 DFM技术综述
• 3.1 前言
• 3.2 DFM工具和解决方案
• 3.3 以RET/OPC为核心的光刻DFM
• 3.4 以铜互联工艺模型为核心的DFM技术
• 3.5 小结
• 参考文献
• 第四章 光刻OPC建模和检验
• 4.1 前言
• 4.2 OPC测试结构
• 4.3 双重曝光实验设备和条件
• 4.4 OPC光学模拟
• 4.5 光刻实验流片
• 4.6 光刻工艺参数提取
• 4.7 OPC建模
• 4.8 小结
• 第五章 钨CMP工艺建模及检验
• 5.1 前言
• 5.1 前言
• 5.2 W CMP工艺测试结构
• 5.3 W CMP工艺流片
• 5.4 W CMP工艺参数测试提取
• 5.5 W CMP工艺模型结果和分析
• 第六章 铜CMP侵蚀模型研究
• 6.1 前言
• 6.2 工艺测试结构
• 6.3 工艺流片
• 6.4 工艺参数测试提取
• 6.5 工艺模型结果和分析
• 6.6 前道工艺（电化学镀）的影响
• 6.7 小结
• 第七章 总结
• 7.1 总结
• 7.2 下一步研究工作
• 发表文章
• 致谢