14納米CMOS量產工藝中光源掩模協(xié)同優(yōu)化技術研發(fā)取得進展

　　近日，中國科學院微電子研究所先導中心研究員韋亞一團隊與中芯國際研究團隊圍繞14納米CMOS量產工藝中光源掩模協(xié)同優(yōu)化技術開展聯(lián)合攻關并取得顯著進展，完成了后段制程中多層關鍵層的光源優(yōu)化工作，包括Metal 1X、Metal 1.25X、Via 1X等。優(yōu)化后光源通過晶圓數(shù)據(jù)驗證評估，較原有光源在各項關鍵指標上有顯著提升，保證了先進節(jié)點中光刻工藝的穩(wěn)定性，確保后續(xù)研發(fā)進程的順利進行。

　　SMO技術是14納米及以下技術節(jié)點必不可少的一項分辨率增強技術，針對特定層的設計規(guī)則、掩模結構、光刻膠層屬性和結構等，根據(jù)光學模型對光源形狀、強度分布和掩模形狀進行同時優(yōu)化，以獲得具有最大光刻工藝窗口的定制型光源和修正后的掩模形狀。下圖展示的就是一個簡單SMO的例子。左圖中是光刻的目標圖形，經過光源掩模協(xié)同優(yōu)化后獲得右圖中的修飾后掩模圖形和像素化的光源形狀，優(yōu)化后光源能夠顯著擴展光刻的工藝窗口，提高圖形曝光質量，有效控制缺陷的產生，提升良率。

　　基于該技術，韋亞一團隊與中芯國際開展緊密合作，針對各關鍵層中極限尺寸下的線端對線端、線端對線條、forbidden pitch等難點結構進行聯(lián)合攻關，提出了有效的解決方案，成功解決了相應結構的光刻難題，有效擴展了當前工藝節(jié)點下的分辨率極限。同時，在時間緊、任務重的情況下，采用精簡的高斯模型替代復雜的光刻膠模型，在保證仿真精度的前提下，極大縮減了第一輪SMO工作的時間周期，所得仿真結果能夠很好地與晶圓數(shù)據(jù)匹配。晶圓驗證結果表明，優(yōu)化后光源對光刻工藝中的DOF、MEEF、EL、NILS等關鍵指標有顯著提升，單次曝光工藝窗口可達80納米，曝光容忍度10%以上，光刻分辨率、圖形質量、工藝穩(wěn)定性均達到預期目標，為后續(xù)研發(fā)工作奠定了堅實的基礎。

SMO舉例