Разработка и исследование методов проектирования СБИС с учетом результатов моделирования процесса химико-механической планиризации

• Автор: Гладких, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Елава 1. Состояние проблемы моделирования процесса ХМП и алгоритмизации способов модификации топологического слоя СБИС
1.1. Конструктивные способы минимизации остаточного рельефа после процесса ХМП и программные системы моделирования
1.1.1. Способ минимизации остаточного рельефа путем введения в топологический слой структур заполнения
1.1.2. Способ минимизации остаточного рельефа в Б П-процессе
1.1.3. Программные системы моделирования процесса ХМП
1.2. Технологические маршруты, использующие процесс ХМП
1.2.1. Анализ механизма планаризации диэлектрического материала
1.2.2. БТЬпроцесс формирования межтранзисторной изоляции
1.2.3. Процесс формирования многоуровневой металлизации
1.3. Модель операции осаждения диоксида кремния на поверхность кристалла имеющую рельеф
1.4. Сравнительный анализ моделей процесса ХМП
1.4.1. Локальные модели процесса ХМП
1.4.2. Интегральные модели процесса ХМП на основе плотности заполнения топологического слоя
1.4.3. Сравнительный анализ интегральных моделей ХМП при
формировании многоуровневой металлизации на основе
эффективной плотности заполнения
1.4.4. Сравнительный анализ интегральных моделей ХМП для 8Т1-процессов
Выводы
Глава 2. Разработка моделей ХМП для процесса многоуровневой
металлизации и ЗТГпроцесса
2.1. Калибровка рассмотренных моделей процесса ХМП

2.1.1. Критерий оценки точности модели при калибровке по экспериментальным данным
2.1.2. Экспериментальное исследование ХМП при формировании многоуровневой металлизации
2.1.3. Калибровка модели операции осаждения диоксида кремния
2.1.4. Сравнительный анализ результатов калибровки существующих моделей
2.2. Разработка полиномиальной модели ХМП диоксида кремния для процесса многоуровневой металлизации
2.3. Ограничения полиномиальной модели для 8Т1-процесса
2.4. Разработка модели ХМП для БП-процесса без применения 81зЫ4 с травлением по обратной маске
Выводы
Глава 3. Разработка алгоритмов модификации топологического слоя СБИС
3.1. Алгоритм расчета локальной плотности заполнения
3.2. Алгоритм модификации топологического слоя СБИС на основе моделирования процесса ХМП при формировании многоуровневой металлизации
3.3. Алгоритм модификации топологического слоя обратной маски на основе моделирования ХМП для 8Т1-процесса
3.4. Разработка программного комплекса моделирования ХМП
3.4.1. Общее описание разработанного комплекса
3.4.2. Структура программного комплекса
3.4.3. Диаграмма компонентов программного комплекса
3.4.4. Функциональность программных инструментов для
исследования процесса ХМП в среде МаИлЬ
3.5. Взаимосвязь между разработанными модулями и методика применения разработанного комплекса
Выводы

Глава4. Применение разработанных алгоритмов и моделей процесса ХМП при проектировании СБИС
4.1. Сравнительный анализ результатов калибровки разработанной модели
с существующими моделями
4.2. Результаты калибровки модели 8Т1-процесса без применения 813114 с травлением по обратной маске
4.3. Сравнительный анализ разработанного алгоритма расчета локальной плотности заполнения с различными САПР
4.4. Сравнительный анализ результатов заполнения топологического слоя по алгоритму на основе правил и по разработанному алгоритму
4.5. Модификация топологического слоя обратной маски с целью минимизации разброса толщины диоксида кремния после ХМП для 8Т1-процесса без 813П4 и травлением по обратной маске
Выводы
Результаты работы и общие выводы
Список условных обозначений и сокращений
Список использованных источников
Приложение А. Результаты моделирования и оптимизации слоя первого
уровня металлизации
Приложение В. Результаты моделирования 8Т1-процесса и оптимизации обратной маски
Толщина оксида после ХМП

Массачусетского Технологического Института (МТИ), в которых использовались четыре тестовых фотошаблона (ФШ), было показано, что ключевым параметром, который влияет СПМ в процесс планаризации диоксида, является плотность заполнения нижележащего слоя.
Площадь

Плотность
Периметр Площадь
ъ*.. I '

ЮІС14О0 IC2

В ,.s

IC 1400 IC2
■О*

О 2 4 6 £
Площадь (Area)
О 250 500 750 1
Шаг (Pitch)
9 IC14O0 - IC2
-г**-

Й 0> гг

О 025 05 0.75
О 25 50 75 100 £
Плотность (Density) Периметр (Perimeter)
площадь
Рисунок 1.8 - Тестовые ФШ, использованные в МТИ для получения характеристик ХМП и результаты, полученные с их помощью
На рисунке 1.8 приведены тестовые ФШ и полученные с их помощью результаты [7, 62]. Из графиков видно, что для ФШ с изменяющейся площадью, шагом и отношением периметра к площади при планаризации диоксида выраженных зависимостей нет. Тогда как для шаблона с изменяющейся плотностью хорошо видна линейная (в первом приближении) зависимость остаточной толщины диоксида от плотности заполнения нижележащего слоя.
В результате анализа приведенных данных стало очевидным, что модель ХМП диоксида, должна быть основана на плотности заполнения функционального слоя проводников, на который наносится МСД.
Данное утверждение основано на том, что нанесение разделительного диоксида проводится по технологии SACVD или HDPCVD. Следовательно, плотность заполнения нижележащего слоя передается разделительному