LAB 仿真软件详细技朮介绍
(LAB Simulation Software Detailed Tecanical Introduction)

一个供线路布局和工艺优化的平台,适合不同的光刻模式。





线路的设计布局必须通过很多次的实验来进行最佳化;同样,工艺开发都是很耗时和非常昂贵的工程。光刻仿真却让你更快看到不同试验的虚拟结果,助你减低 R&D 和生产成本,过程中可以调节大量参数,加快对急速转变的市场作出反应。LAB造就不同的光刻方式(近境、投射、镭射和电子束)造出更小的图形,追求光刻工艺造出更小的图形这趋势普遍存在IC生产、平板显示屏、LED、MEMS、3D封装、掩模设计及生产,以致纳米技术生产行业。只需调整掩模线路布局和调校曝光参数,就能快速及准确地计算出曝光强度影像(intensity image),凭此技术催生了多种工具的运用,包括:
  • 线路设计布局的最佳化(OPC);
  • 掩模--图形确认法;
  • 多种工序条件最佳化(例如发光、光刻胶及其上下层物料 stack) 及;
  • 工艺窗口(例如散焦与曝光剂量关系);
光刻仿真的优点就是每天可完成以千计的实验,而且不需要额外制造掩模或消耗材料,和避免过分曝光影响晶片。

当获得了满意的对比 contrast 影像后,"3D光刻胶显影模型" 的功能就能接着把光刻胶图形转移的 3D 轮廓进一步优化。更复杂的制程效果都能够分析出来,例如侧边研发、电子束或镭射光刻的密度主导偏位,或镭射光刻。

投射式光刻

投射式光刻胶中的曝光强度是使用 Fraunhofer diffraction theory 解读 Hopkins equation, 后用列阵传递方法 transfer-matrix method(TMM)投射至光刻胶(光刻胶上下各物料层的反射都计算在内)。
  • 可在两种投射光刻模型中选择反射式或折射式,例如大面积投射式图形转移器、扫描机、兼容高NA值及浸水式的步进型光刻机。
  • 任何光源种类:镭射(单一波长)或随机光谱(宽带汞灯);任何形状(例如圆形、圈型或其它客制形状);更包括任何偏光度。
  • 二进、半透明中间色调,或移相掩模。
  • 任何基材物料,涂层,光刻胶或分布形貌。
  • 厚层光刻胶、光刻胶吸光变异和化学增幅型光刻胶。

近境式光刻

可自选离掩模距离获取光强影像,即由接触至较大的空隙都可以,光强度由Rayleigh Sommerfeld积分计算出来,掩模造成的衍射都在计算之列。
  • 可在两种近境光刻模型中选择反射式或折射式,例如大面积投射式图形转移器、平板显示彩色滤光片曝光工具和掩模对准式曝光机。
  • 可随意选择光源光谱和光源形状,例如宽带汞灯、镭射、平衡光束,或任何客制形状。
  • 支援 SUSS MO Exposure Optics®,用于光源形状和掩模最佳化(SMO)
  • 二进、半透明中间色调,或相移掩模。
  • 任何基材物料,涂层,光刻胶或分布形貌。
  • 厚层光刻胶、光刻胶吸光变异。

镭射光刻

利用部分相干光束的不相干超位置可以计算出光刻胶中的不同曝光强度(连同波长、数值孔径、光束在基材表面的大小、光束半径和光学工具的焦距)。
  • 以掩模或晶片曝光用的所有主要曝光系统作模型。
  • HIMT 曝光工具的发光光学器也包括在内。
  • 可仿真中间色调光刻效果。
  • 任何基材、涂层和光刻胶。
  • 带吸光效应的厚膜光刻胶。

电子束光刻

利用3D点--分功能(point-spread-function PSF)解读光刻胶层和其上下物料层的关联性能量分布,计算出电子束曝光于光刻胶内的光强度。
  • 高斯Gaussian模型或不同光束形状的工具
  • 界面配合各种 3D 蒙地卡罗 Monte Carlo PSF 选配,或客户自选多用途高斯 PSF
  • 按不同曝光剂量仿真线路布局(3D光刻、近境效果修正)

光刻胶模型

LAB 可以在所有光刻方法中采用精湛、有效的模型,例如 MACK 4、化学增幅光刻胶模型,或简单的扩散影像和临界点模型,以此提供光刻胶显影过程的 3D 仿真。

LAB 可将光刻胶模型调校至实验数据(例如对比曲线、CD 量度、或光刻胶图形)。各种物料和光刻胶的参数储存于资料库内,用户可以随意增加,而 GENISYS 则会不断充实光刻胶资料库内的默认资料。

LAB 最有实力的光刻仿真工具

LAB 采用的 VisualFlow™ 界面非常灵活,方便使用;只需‘拉’及‘放’就能将各功能模组连起来,大大提升工作的便利和效率。储存库里众多的功能模组强化了操作流程的韧性;用家亦可设置及储存常用功能模组。这些方便及简单的操作让用家能集中于关键的仿真工作。仿真结果利用强大的1D、2D、3D视像功能呈现眼前,例如1D&2D共用加上自选切线和高影像质素标准,当对斜坡或对数斜坡(log-slope)进行深度分析时帮助很大。CD测量可手控以1D/2D/3D进行,亦可由测量功能模组进行自动化测量。工艺窗口、聚焦深度分析、FEM 、MEEF、NILS对比和反射分析都显得轻而易得。掩模布局设计的最佳化可用《线路板图编辑》手动进行,或交给半自动式,能力超卓的掩模布局程式(《节录》(Extract),《偏位》(Bias), (Boolean…) ,或选配项目中供投射式曝光的《基于规则的光学近境效应校正》Rule-Based OPC和《基于模型的光学近境效应校正》Model Based OPC)

LAB 既有准确的仿真能力,又有强大的自动分析能力(对变化中的参数作出循环指令和进行最佳化), 测量能力和评估能力(1D、2D、3D视像、矩阵视像、工艺窗口….)

LAB 主要功能

线路布局操作:
  • 输入/输出所有主要线路设计图格式(GDSII, OASIS. CIF. DXF)
  • 上载所有掩模设计图资料
  • 摘录 Extraction(区域、层次、单元),转型(规模, 转移, 镜, 转动 Rotate)
  • Heal, 偏位, Boolean 操作, 汇合 Merge.
线路布局图编辑:
  • 创造新设计
  • 以人工 OPC 操作修改设计图。
掩模的定义:
  • 自订布局及大型掩模资料
  • 掩模圆角模型
  • 半透明掩模
  • 移相掩模
光刻胶层 stack 的定义:
  • 储于资料库内的任何带波长n/k值的基材和涂层
  • 抗反涂层(ARC)
  • 任何光刻胶只要知n/k波长, 吸光率, Dill 和溶解参数(Mack4, CAR, 渗滤临界点)
  • 3D 膜厚形貌(选配项)
投射式曝光:
  • 光源光谱(单线、宽带、半高峰宽)
  • 光源形状(圆形、一般步进光刻机标准形状,或客制形状)
  • 快而精的 2D 或 3D 光强分布图仿真使用了 Fraunhofer diffraction theory 解读 Hopkins equation, 后用列阵传递方法 transfer-matrix method(TMM)投射于光刻胶中。
  • 投射式对准机、扫描器,还有任何数值孔径值、浸水式的步进机
近境式曝光:
  • 光源光谱(单线、宽带、半高峰宽)
  • 光源形状(圆形且平衡光线、客户定制、SUSS 曝光仪器)
  • 掩模/发光倾斜向 X & Y
  • 快而准的 2D 或 3D 光强分布仿真依赖 Rayleigh Sommerfeld 积分计算法和列阵传递方法 transfer-matrix method(TMM)
  • 自订距离,即从接触0距离到较大空隙
镭射束曝光:
  • 以掩模或晶片曝光用的所有主要曝光系统作模型。
  • HIMT 曝光工具的发光光学器也包括在内。
  • 可仿真中间色调光刻效果
电子束式曝光:
  • 高斯 Gaussian 模型或不同光束形状的工具
  • 界面配合各种 3D 蒙地卡罗 Monte Carlo PSF 选配,或客户自选多用途高斯 PSF
  • 按不同曝光剂量仿真线路布局(3D 光刻、近境效果修正)
光刻胶显影:
  • 简单快捷的临界点和扩散空气层影像模型
  • Mack 4 正胶及反 Mack 负胶的显影模型
  • 化学增幅型光刻胶模型。具有强酸 dynamic acid/ 冷却扩散剂 Quencher diffusion/化学反应
  • 用显影速度表获得光刻胶显影模型
  • Mack 4 和渗滤模型参考表面阻溶数值
  • 节录光刻胶 2D 轮廓以作线路布局资料
测量—分析—校正:
  • 在多个位置作出自动量度
  • 用户可自己制定 CD 量度,如光刻胶高度、剩胶厚度
  • 曝光剂量与图形大小关系;光刻胶反光度和抗反涂层厚度的最佳化
  • 焦点曝光矩阵(FEM)、近境曝光的曝光空隙矩阵、工艺窗口(PW)、焦深(DOF)、MEEF,多个测量点执行
  • 用实验资料校正光刻胶参数(对比曲线 contrast curve, FE 矩阵,自选测量资料)
  • 利用最佳化模组 Optimizer module 流程中的参数可以配合特定目标进行最佳化
视像:
  • 2D 视像显示 空气层影像、光刻胶中光强影像、光致活化合物 PAC 浓度、光刻胶显影图形外观
  • 2D 连续彩色显示,或用户自定轮廓线条
  • 2D 观看自选切线,1D 沿切线观看
  • 1D & 2D 影像同时看
  • 以 1D & 2D 看套准掩模和目标布局图,或其中一个
  • 2D 矩阵视像, 1D 矩阵视像或套准视像
  • 影像质量分析:光强度、影像斜度、影像对数斜度
  • 光刻胶显影图形的 3D 视像
  • 以图表显示搜集得的测量结果,例如,FE 矩阵(Bossung plot)工艺窗口。
输入3D — 输出3D:
  • 储存及上载 3D 仿真资料(影像强度、精度)
  • CSV 输出

推至极限

按摩尔定律和市场需求,IC 生产所作出的应对是巨大的,当中投射式光刻 stepper 仿真技术是其中一大功臣。30年前预计<1微米为光刻工艺所得图形的极限,如今却以<30nm的在进行大量生产。

若不是使用了光刻仿真技术,依靠仿真软件开发出来,目的为提升分辨率技巧,如光学近境修正技术 OPC、光源形状制定和光源与掩模之间最佳化技术,就不能成为把 CD 做得更小的功臣了

LAB 仿真软件的贡献不单在 IC 产品方面,在其它范畴亦然,例如显示屏 FPD、LED、MEMS 和特殊器件。 GENISYS 以灵活的特许使用证和套装,及在 R&D 经常性投放以迎接市场最新需求, GENISYS 最骄傲的是拥有一支热诚勤奋的支援队伍在世界各地与用户建立合作关系。

LAB 融会贯通,将不同的光刻方法(近境、投射、镭射、电子束)置于一套软件中,有利用户作出比较,同时能借助不同光刻方法开发出新的混合式工艺。

LAB 混合套装

LAB 特许使用套装配备了不同的光刻方式、线路布局操作,选配项有光学近境修正 OPC,另有灵活而强效的 VisualFLOW 界面。每款套装都能让用户更快更轻松地使用所有的参数、高性能的分析工具以及半自动的确认及最佳化功能,做好所需的仿真效果。若用户希望将计算能力进一步提升,可选择增加平衡用户或增加平衡处理器核数。

配合外来工具和档案格式的支援
  • 以不同的近境光刻机作模型(掩模对准曝光机,接触式图形转移器,近境图形转移器)例子,SUSS, EVG, 大面积平板显示屏FPD用曝光工具
  • 支援投射式光刻机,如步进式光刻机或投射式扫描机
  • 掩模制造用的镭射曝光工具和直写工具(例如,Heidelberg 仪器及其它镭射曝光工具)
  • 以电子束光刻工具组成模型(多种光束形状,高斯点子光束),用作掩模制造或直写
  • 输入和输出各主要线路布局格式
  • 开放式格式便于与其它软件进行资料交流 (CSV,GDS, 及用户要求)
灵活的特许使用证和平台支援
  • USB特许证开启匙
  • 便利现成PC (建议 > 4GB RAM)
  • 视窗7/8/10 64bit, Linus64 Red Hat 5.4+, Ubuntu 14.04+
  • 多种接驳
维护及支援
  • 技术支援热线(电邮,Skype, 电话)
  • 经常性更新, 新功能,改良提升
  • 培训、工作坊及用户会议
  • 特许使用证包括12个月维护
  • 用户要求将成为优先更新项目

如希望进一步了解,请瀏览:

https://genisys-gmbh.com/web/products/lab.html