RCWA方法及其在集成電路檢測中的運(yùn)用.pdf

1、隨著集成電路(IC，Integrated Circuit)工藝水平從超亞微米級發(fā)展到納米級，以及亞波長光刻、銅互連等復(fù)雜工藝技術(shù)和新型材料的采用，使得集成電路制造技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)越來越大，而先進(jìn)工藝控制是影響工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)品成品率的關(guān)鍵，其中對關(guān)鍵尺寸(CD: Critical Dimension)的控制尤為重要。在CD測量領(lǐng)域，近幾年出現(xiàn)的OCD(Optical Critical Dimension)設(shè)備，相對傳統(tǒng)的電鏡測量具有明顯的優(yōu)

2、勢，而 OCD設(shè)備采用的最有效的快速電磁場算法是嚴(yán)格耦合波分析方法(RCWA:Rigorous Coupled Wave Analysis)，因此對RCWA的研究就顯得至關(guān)重要。
　　本論文詳細(xì)且全面深入的研究了一維RCWA，并將該方法運(yùn)用到OCD設(shè)備中，用于檢測集成電路中元器件的CD，主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　首先，全面深入的歸納、概括了針對周期性結(jié)構(gòu)元件的衍射理論——RCWA理論，主要包括：對稱和不對稱情況下，矩形光

3、柵在不同光偏振態(tài)下求解反射率的嚴(yán)格穩(wěn)定的數(shù)值解，以及多層臺階型光柵在不同光偏振態(tài)下求解反射率的數(shù)值解法。
　　其次，根據(jù)詳細(xì)的推導(dǎo)公式，通過編寫C++代碼，實(shí)現(xiàn)了一維RCWA算法，并開發(fā)了仿真平臺集成到OCD設(shè)備中。該仿真平臺具有友好的界面，可以對樣品建模，輸入樣品參數(shù)，通過簡單的按鈕就能實(shí)現(xiàn)對樣品 CD的分析等。通過與GSOLVER仿真結(jié)果的比較，得出了該仿真平臺的計(jì)算結(jié)果正確且收斂性好的結(jié)論。
　　再次，介紹了RCWA理

4、論在集成電路CD測量技術(shù)中的具體應(yīng)用。驗(yàn)證了OCD設(shè)備的穩(wěn)定性。用仿真平臺分析了硅溝槽和淺溝槽隔離(STI，Shallow Trench Isolation)的CD，通過與SEM以及KLA公司的分析結(jié)果對比，得出該仿真軟件可以很好的分析集成電路中元件CD。
　　最后，利用RCWA理論的特點(diǎn)研究了快速的建庫方法。首先通過模擬得到了部分光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)與RCWA收斂層數(shù)的規(guī)律，然后詳細(xì)介紹了建庫流程和方法，最后比較了利用數(shù)據(jù)庫分析樣品和實(shí)