Evaluation de Réticules Avancés : Propriétés optiques des réticules et prise en compte de leur processus de fabrication dans l’amélioration des modèles OPC pour étendre les fenêtres de procédés en lithographie optique par immersion, pour les noeuds technologiques 28nm et 14nm

par Nacer Zine el abidine

Thèse de doctorat en Nano electronique et nano technologies

Sous la direction de Isabelle Schanen Duport.

Le président du jury était Panagiota Morfouli.

Le jury était composé de Patrick Schiavone, Frank Sundermann, Bertrand Le Gratiet.

Les rapporteurs étaient Raphaël Clerc, Carole Deumié-Raviol.


  • Résumé

    Pour les technologies avancées, la lithographie optique par immersion utilisant des sources 193nm atteint ses limites en termes de résolutions. Les nouvelles techniques de lithographie telles que l’Extrême UV ou l’écriture à faisceaux multiples n’étant pas encore au point d’un point de vue industriel, un ensemble de techniques d’améliorations de la résolution (RET) en évolution constante permet de continuer à travailler avec les équipements à immersion. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse en se focalisant sur un des éléments principaux : le réticule. La première partie regroupe l’état de l’art de la photolithographie optique et des techniques d’amélioration de la résolution, ainsi qu’un ensemble de notions utile à la compréhension des parties B et C. La partie B concerne la réduction des effets de focalisation, plus connu sous l’appellation anglaise ‘’Best focus shift mitigation’’, observés sur des niveaux denses de type ‘’Metal’’ pour les technologies avancées. Cette partie permet de comprendre l’influence des organes physiques sur le trajet optique et propose comme solution au Best focus Shift un changement de réticule, validé d’abord via simulation puis par voie expérimentale sur plaquette. La partie C de ce manuscrit présente la prise en compte des effets inhérents à la fabrication des réticules dans l’étape de correction des effets de proximité optique, de la description des effets impliqués à la calibration et l’utilisation d’un modèle dédié.

  • Titre traduit

    Masks optical properties and consideration of their manufacturing process in the improvement of OPC models and process window expand for immersion lithography tools for 28nm and 14nm nodes


  • Résumé

    For advanced technologies nodes, immersion optical lithography using 193nm sources reaches its limits in terms of resolutions. Since new lithography techniques such as Extreme UV or multi-beam writing are not yet ready from an industrial point of view, a continuous evolving set of tools known as Resolution Enhancement Technics (RET) allows to continue working with immersion equipment, pushing the resolution limits as much as possible. With the increasing design complexity, this task is more and more challenging. Within this frame this dissertation is addressed to improve the lithographic process variability by focusing on one of the main elements: the reticles.The first part brings together the state of the art of optical photolithography and resolution improvement techniques, as well as a set of concepts useful for parts B and C understanding. Part B deals with the reduction of focusing effects, better known as "Best focus shift mitigation", observed on dense levels such as "Metal" for advanced technologies. This part helps to understand the influence of the physical organs on the optical path and proposes as a solution to the Best focus Shift a reticle change, firstly validated via simulation and then experimentally at wafer level. Part C presents how the inherent effects of reticle fabrication can be taken into account in the Optical Proximity effects Corrections steps, from the description of the effects involved to the calibration and the use of a dedicated mask model


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