Correção óptica de proximidade

A correção de proximidade óptica ou OPC (para Correção de Proximidade Ótica ) é uma técnica de aprimoramento da fotolitografia comumente utilizada na área de microeletrônica , para compensar erros devido à difração ou efeitos relacionados ao processo de fabricação.

Domínio do aplicativo

A necessidade de OPCs surge principalmente para a fabricação de dispositivos baseados em semicondutores devido à limitação da luz para resolver padrões cada vez mais finos em fotomáscaras que são usadas para gravar as camadas de passivação de semicondutores., E para criar os blocos que constituem os transistores e os outros elementos que participam na operação de circuitos integrados . Essas imagens projetadas aparecem com irregularidades, como cantos arredondados e linhas mais estreitas do que as presentes no desenho original. Tais distorções alteram significativamente as propriedades elétricas dos elementos assim fabricados se nenhuma técnica para compensar os efeitos da difração for empregada. Os OPCs antecipam irregularidades de formato e tamanho aplicando correções às fotomáscaras , que então reproduzem padrões que se aproximam mais precisamente dos padrões originalmente desejados.

As duas aplicações mais comuns de OPCs referem-se à homogeneização de larguras de linha em ambientes de densidade diferente (ou seja, entre o centro e a borda de uma malha ou entre uma linha isolada ou perto de vários vizinhos) e o encurtamento das extremidades da linha ( ou seja, a sobreposição da porta e do óxido).

Para casos mais antigos, apenas os padrões auxiliares (linhas não resolvidas colocadas perto das linhas resolvidas para aumentar o contraste das últimas) ou ajustes de largura simples foram aplicados aos padrões. Para casos mais recentes, "Orelhas de Mickey" (serifa ou cabeça de martelo) são anexadas ao final da linha no diagrama. Os OPCs têm um impacto financeiro na fabricação de fotomáscaras , pois a adição de correções OPC também significa padrões geométricos mais sensíveis que podem levar a defeitos. Além disso, o tamanho da memória de um esquema de fotomáscara aumenta exponencialmente usando OPCs.

Princípios

Impacto da resolução: o fator k 1

O limite clássico de resolução é dado pelo critério de Rayleigh como onde está a abertura numérica e o comprimento de onda da fonte de luz. É comum comparar a dimensão mínima de um padrão por esse valor, definindo um parâmetro, de forma que essa dimensão seja igual a padrões densos, como se beneficiam menos de OPCs do que uma estrutura isolada do mesmo tamanho. A razão vem do espectro de frequência espacial de estruturas densas que contém menos componentes do que os padrões isolados. Conforme a distância entre dois padrões diminui, mais componentes são truncados pela abertura numérica, tornando mais difícil alterar os padrões na direção desejada. ${\ displaystyle 0.61 \ lambda / NA,}$ ${\ displaystyle NA}$ $\ lambda$ ${\ displaystyle k_ {1},}$ ${\ displaystyle k_ {1} \ lambda / NA.}$ ${\ displaystyle k_ {1} <1}$

Impacto da coerência espacial

O grau de coerência de uma fonte de luz é determinado pela relação entre sua abertura angular e sua abertura numérica. Essa proporção costuma ser chamada de fator de consistência parcial ou . Também afeta a qualidade dos padrões e, portanto, a aplicação de OPC. O comprimento de coerência no plano da imagem é aproximadamente dado por dois pontos da imagem separados por um valor maior do que esta distância será efetivamente decorrelacionada, permitindo uma aplicação mais simples dos OPCs. Este valor é na realidade próximo ao critério de Rayleigh para valores próximos a 1. $\ sigma$ ${\ displaystyle 0.5 \ lambda / (\ sigma NA).}$ $\ sigma$

Impacto de múltiplas exposições

Como o fator foi gradualmente reduzido ao longo das últimas gerações de tecnologia, a necessidade de antecipar a geração de padrões no caminho por múltiplas exposições torna-se mais premente. Essa nova abordagem afetará a aplicação de OPCs, pois será necessário levar em consideração a soma das intensidades de cada exposição. Este é particularmente o caso da técnica de complementaridade de fotomáscara , onde as imagens de uma fotomáscara de mudança de fase e de uma fotomáscara binária convencional serão adicionadas. $k_ {1}$

Impacto da gravação múltipla

Ao contrário da exposição múltipla do mesmo fotorresiste , a gravação múltipla envolve a deposição e gravação de várias camadas de fotoresiste para imprimir um único nível do dispositivo. Isso torna possível usar regras de desenho mais relaxadas para imprimir no mesmo nível. Dependendo do dispositivo de fotolitografia usado para criar imagens desses padrões desenhados com regras mais flexíveis, os OPCs serão diferentes. A impressão de padrões por gravura múltipla pode se tornar uma técnica bastante moderna para os próximos nós tecnológicos. Uma forma particular de impressão por gravura múltipla, usando padrões de sacrifício, é atualmente o único meio demonstrado para imprimir sistematicamente padrões de menos de 10 nm. O meio período mínimo corresponde à espessura dos padrões de sacrifício depositados.

A aplicação de OPCs hoje

Hoje, a aplicação de OPCs raramente é feita sem o uso de software comercial de projeto auxiliado por computador para eletrônicos .

O uso de OPC não se reduz aos padrões baixos que são freqüentemente encontrados hoje, mas pode ser aplicado a qualquer esquema de correção de imagem que possa ser modelado com precisão. Por exemplo, a correção de efeitos de proximidade para litografia de feixe de elétrons é incluída automaticamente no software comercial de litografia de feixe de elétrons. Uma vez que muitos processos não litográficos têm seus próprios efeitos de proximidade, ou seja, polimento químico-mecânico ou gravação de plasma , esses efeitos podem ser comparados a OPCs convencionais. $k_ {1}$

Referências

K. Ronse et al., J. Vac. Sci. and Tech. B, vol. 12, pp. 589-600 (1994).
BEA Saleh e MC Teich, Fundamentals of Photonics , pp. 364-5 (Wiley, 1991).
ME Kling et al., Proc. SPIE vol. 3679, p.10-17 (1999)
YK Choi et al., J. Phys. Chem. B, vol. 107, pp. 3340-3343 (2003).

(fr) Este artigo foi retirado parcial ou totalmente do artigo da Wikipedia em inglês intitulado " Correção de proximidade óptica " ( veja a lista de autores ) .

links externos

Visão geral dos fundos mútuos, com gráficos, por Frank Gennari