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微電子所在14納米產(chǎn)學(xué)研合作中取得顯著成果

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微電子所在14納米產(chǎn)學(xué)研合作中取得顯著成果

摘要: 　　近期，中國科學(xué)院微電子學(xué)習(xí)所先導(dǎo)工藝研發(fā)中心學(xué)習(xí)員韋亞一團(tuán)隊(duì)與中芯國際集成電路新技術(shù)研發(fā)（上海）有限公司在負(fù)顯影光刻膠建模和光源掩模協(xié)同優(yōu)化方面開展深入合作，圍繞14納米節(jié)點(diǎn)中光刻研發(fā)所面臨的各項(xiàng)工 ...

　　近期，中國科學(xué)院微電子學(xué)習(xí)所先導(dǎo)工藝研發(fā)中心學(xué)習(xí)員韋亞一團(tuán)隊(duì)與中芯國際集成電路新技術(shù)研發(fā)（上海）有限公司在負(fù)顯影光刻膠建模和光源掩模協(xié)同優(yōu)化方面開展深入合作，圍繞14納米節(jié)點(diǎn)中光刻研發(fā)所面臨的各項(xiàng)工藝挑戰(zhàn)進(jìn)行聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)并取得顯著進(jìn)展，完成了后段制程中特定關(guān)鍵層的模型校準(zhǔn)工作。結(jié)果表明，對于負(fù)顯影工藝在光源掩模協(xié)同優(yōu)化中引入光刻膠模型，能夠減少仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差，有利于提高光學(xué)仿真的準(zhǔn)確性，為調(diào)整光源及優(yōu)化掩模在仿真階段的快速收斂奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而保證先進(jìn)節(jié)點(diǎn)中光刻工藝的穩(wěn)定性，確保后續(xù)研發(fā)進(jìn)程的順利進(jìn)行。
　　負(fù)顯影工藝是14納米及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)必不可少的一項(xiàng)技術(shù)，能夠有效提升曝光的對比度，在后段制程中被廣泛采用。與傳統(tǒng)的正顯影工藝相比，負(fù)顯影工藝具有光刻膠微縮效應(yīng)，使仿真結(jié)果不再準(zhǔn)確，因此，有必要在光學(xué)仿真中建立負(fù)顯影光刻膠模型來模擬這些效應(yīng)，根據(jù)特定層的設(shè)計(jì)規(guī)則繪制測試圖形，在確定掩模結(jié)構(gòu)、光刻膠層屬性和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行光學(xué)仿真并流片，利用相應(yīng)的仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型校準(zhǔn)。校準(zhǔn)后的模型在光學(xué)仿真中能夠最大程度地反映實(shí)際的物理化學(xué)過程，進(jìn)而提高光學(xué)仿真的可預(yù)測性。圖1展示的是一個建立光刻膠模型的流程。
　　在14納米光刻技術(shù)研發(fā)中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用先進(jìn)的光源掩模協(xié)同優(yōu)化技術(shù)對各關(guān)鍵層的光源形狀進(jìn)行優(yōu)化，解決了傳統(tǒng)光源分辨率低、極限尺寸下圖形工藝窗口小等問題（圖2）。目前已完成后段制程中Metal 1X，Metal 1.25X，Via0和前段制程中AR等關(guān)鍵層的光源優(yōu)化工作，優(yōu)化后的光源能夠顯著增大光刻工藝窗口，提高了圖形曝光質(zhì)量，有效控制缺陷的產(chǎn)生。完成第一輪光源優(yōu)化后，團(tuán)隊(duì)在第二輪工藝仿真中引入負(fù)顯影光刻膠模型，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行擬合，學(xué)習(xí)負(fù)顯影工藝中由于光刻膠的收縮對圖形尺寸和工藝窗口的影響，進(jìn)一步提升仿真計(jì)算的準(zhǔn)確性和光源、掩模優(yōu)化的效率。以上工作經(jīng)晶圓數(shù)據(jù)驗(yàn)證，對光刻工藝的關(guān)鍵指標(biāo)有顯著提升，如Metal 1X層單次曝光工藝窗口增大20-30%，曝光容忍度增大25%左右，同時解決了包括光刻膠倒膠、線端尺寸過大、雙線或三線結(jié)構(gòu)曝光容忍度過小等多個技術(shù)難題。
　　合作研發(fā)過程中，學(xué)習(xí)所的技術(shù)創(chuàng)新能力和企業(yè)的工程研發(fā)能力形成良好互補(bǔ)，產(chǎn)學(xué)研合作模式獲得了充分肯定，成果得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。

　　圖1.光刻膠模型建立流程

　　圖2.光源掩模聯(lián)合優(yōu)化合作微電子所在14納米產(chǎn)學(xué)研合作中取得顯著成果  |  責(zé)任編輯：蟲子
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