Refine
Year of publication
- 2006 (1)
Document Type
- Doctoral Thesis (1)
Language
- German (1)
Has Fulltext
- yes (1)
Keywords
- Calibration (1)
- Computersimulation (1)
- Correlation Analysis (1)
- Genetischer Algorithmus (1)
- Kalibrieren <Messtechnik> (1)
- Korrelationsanalyse (1)
- Lithographie <Halbleitertechnologie> (1)
- Lithography (1)
- Model Parameters (1)
- Optimierung (1)
Institute
Die Simulation ist für die Erforschung und Entwicklung optischer Lithographieprozesse unverzichtbar geworden. Auf Grund der Komplexität der betrachteten physikalischen und chemischen Prozesse müssen bis zu 40 Parameter bestimmt werden, bevor Simulationen durchgeführt werden können. Diese Arbeit beschreibt neue Methoden zur automatisch Kalibrierung von Modellparametern für die optische Lithographiesimulation. Neue Zielfunktionen wurden entwickelt, die für beliebige Modellparameter und Kombinationen zur Evaluation von Prozessgrößen wie Linienbreiten, Prozessfenster und Photolackprofile angewendet werden können. Des Weiteren wurden vereinfachte Photolackmodelle für eine schnelle Prozess-Simulation implementiert, kalibriert und erweitert. Ein Verfahren zum automatischen Anpassen der Simulation an die Prozesse nicht chemisch verstärkter Photolacke wurde entwickelt. Ein lokaler Simplex-Algorithmus wird verwendet, um die multiple Parameterkalibrierung zu automatisieren. Geeignete Startwerte wurden durch eine Vorkalibrierung bestimmt. Um mit dieser Methode einen optimalen Parametersatz zu erhalten, müssen weniger als 200 Fokus-Belichtungs-Matrizen simuliert werden. Weiterhin wurde ein neues Verfahren entwickelt, um Modelle chemisch verstärkter Photolacke mit dem Simplex-Algorithmus zu optimieren. Die Modelle wurden für Fokus-Belichtungs-Matrizen mit verschiedenen Maskenstrukturen und Photolackprofilen kalibriert. Es zeigt sich, dass die Anwendung dieses Verfahrens für diese Modelle nicht komfortabel ist: Die komplexen physikalischen und chemischen Prozesse chemisch verstärkter Photolacke müssen mit verfeinerten Modellen durch zusätzliche Parameter beschrieben werden. Deshalb wird ein genetischer Algorithmus für die Kalibrierung von chemisch verstärkten 248nm- und 193nm-Photolacken verwendet, da mehr Parameter kalibriert werden müssen. Der genetische Algorithmus verbessert die Genauigkeit der Kalibrierungsergebnisse. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Dimension des Parameterraumes, im Vergleich zur Optimierung mit dem Simplex-Algorithmus, um mehr als das Fünffache vergrößert werden kann. Zusätzlich verbessert eine Betrachtung der Messfehler die Ergebnisse der Kalibrierung signifikant. Die Modelle wurden gleichzeitig für eine Fokus-Belichtungs-Matrix, Daten für die optische Nahbereichskorrektur, den Maskenfehler-Verstärkungs-Faktor und die Linearität kalibriert. Außerdem wurden neue Algorithmen für die Prozessfenster-Evaluierung entwickelt. Der erste Algorithmus erlaubt eine analytische Darstellung von Fokus-Belichtungs-Matrizen mit Polynomen. Die Polynome können für eine quantitative Bewertung der Gebiete sich überlappender Prozessfenster von simulierten und experimentellen Daten verwendet werden. Der zweite Algorithmus erlaubt eine visuelle Bewertung der Prozessfenster. Unterschiedliche Darstellungen und die Analyse von Prozessfenstern erlauben verschiedene Anwendungen. Es ist wichtig, den Einfluss der Modellparameter auf die Simulationsergebnisse zu kennen, um die Komplexität der Kalibrierung zu reduzieren. Deshalb wird ein neuer Algorithmus präsentiert, der die Empfindlichkeit beliebiger Modellparameter in einem festgelegten Parameterraum automatisch analysiert. Der Algorithmus kombiniert verschiedene Methoden der Korrelationsanalyse mit der Simulation optischer Lithographieprozesse. Die Ergebnisse dieser Analyse zeigen, dass wesentliche Simulationseffekte mit 4 oder 5 Parametern beschrieben werden können. Auf Grund der Ergebnisse wurden vereinfachte Photolackmodelle implementiert, und die Modelle wurden für 1D- und 2D-Maskenstrukturen kalibriert. Es wird gezeigt, dass ein vereinfachtes 1D-Modell Fokus-Belichtungs-Matrizen für verschiedene Prozessbedingungen simulieren kann. Eine Erweiterung der Modelle ist notwendig, um ein Modell für eine Fokus-Belichtungs-Matrix, Daten für die optische Nahbereichskorrektur, den Maskenfehler-Verstärkungs-Faktor und die Linearität zu kalibrieren. Das 2D-Modell wurde für isolierte, Ketten und Felder von Kontaktlöchern für einen 193nm-Photolack kalibriert. Für die gezeigten Beispiele können die vereinfachten Photolackmodelle die experimentellen Daten ebenso gut vorhersagen wie die auf chemischen und physikalischen Gesetzmäßigkeiten basierenden Modelle. Im Gegensatz zu den auf chemischen und physikalischen Gesetzmäßigkeiten basierenden Modellen sind die vereinfachten Modelle 100-mal schneller.