Im Fokus des Forschungsprojektes stand die Simulationssoftware Layout LAB als kommerziell erhältliche Plattform für die Lithographiesimulation von Mask Aligern. Sie gibt Bauelementeherstellern nun die Möglichkeit, Auflösungsgrenzen zu überschreiten.
In der Fertigung von Halbleiterbauelementen mit Strukturgrößen im sub-100-nm-Bereich wird jenseits der kleinsten theoretisch möglichen Auflösung gefertigt. Durch Lithographiesimulation kann die Projektionslithographie das „Unmögliche“ machbar machen. In der Kontakt- oder Proximity-Lithographie kommen Applikationen ebenfalls an die Auflösungsgrenze.
rechts: Vergleich von simulierten Lackprofilen (links) mit experimentellen Daten (rechts) für zwei verschiedene Beleuchtungsquellen (Quelle: GenISys GmbH)
Durch adaptierte Lithographiesimulation kann der Einsatz der dort verwendeten Mask Aligner jenseits der Auflösungsgrenze ermöglicht werden. Dies macht besonders Sinn im Verbund mit Mask Alignern, die Freiheitsgrade für eine Modulation des Lichtes bieten und eine individuelle Anpassung der Beleuchtungsquelle an die jeweilige Applikation ermöglichen. Im Projekt wurde dazu eine quantitative Beschreibung der Optik erarbeitet und in der Software implementiert. Dies erlaubt nun, die lithographische Wirksamkeit von freien Quellformen zu testen bzw. zu einer Applikation maßzuschneidern. Der Gültigkeitsbereich der Modelle (z. B. der skalaren Theorie) und der Implementierung wurde im Rahmen des Projektes gezeigt. Beim Photolack wurde gezeigt, dass neben der Beleuchtungsquelle auch Prozesseffekte wie Ausbleichen des Lackes, Oberflächeninhibierung und Entwicklungsparameter das Ergebnis beeinflussen. Hierfür wurde ein Gerät entwickelt, mit dem sich die Entwicklungsraten direkt vermessen lassen. Die Daten bildeten die Grundlage für die Entwicklung neuer Modelle für den Photolackprozess und für die Kalibrierung der Modellparameter. Mit deren Berücksichtigung ermöglicht die Lithographiesimulation eine genaue Vorhersage der Lichtintensitätsverteilung im Photolack sowie der Lackprofile nach der Entwicklung. Die Modelle und Daten wurden in die Simulationssoftware Layout LAB integriert. Zur Laufzeitoptimierung wurden Algorithmen zur schnelleren Berechnung der Intensitätsverteilungen entworfen, getunt sowie verteiltes Rechnen implementiert. Weiter wurden Methoden und Metriken zur Bewertung der lithographischen Qualität einer Struktur erarbeitet und in die Software integriert.
