光刻工艺介绍1

1、光刻工艺介绍1 General Photolithography Process HMDS Resist coating TARC coatingSoft bake Soft bake Develop Post exposure bake DI WaterHard bake 涂胶/显影概况 材 料 设 备 光刻胶 显影液 其他 DNSDNS TELTEL DUVDUV SPR6812XHRIC-11IX925G-14CPSPR513 Durimide7510MIR701-29CP SPR660-1.0 AZ 6130 AZ AQUATARAR3-600 MIR701-49CP UV135 HM

2、DS EBR 7030 CD26: 5 MF503: 10 HRD-2: 7 涂胶菜单 注：.关键层指：TO、GT、PC、BN+、ROM、W1、VIA、METAL、TU、BC、SGE、SN（MG）、GW（MG）。 .非关键层指：除关键层次和PAD之外的其他层次。 前处理（PRIMING） 涂胶（APPLY） 软烘（SB） 涂胶基本流程 HP：HOT PLATE IND：INDEXER AH：ADHESION CHAMBER WITH HP AC：ADHESION CHAMBER WITH CP SC：SPIN COATER TR： TRANSFER UNIT DNS 涂胶系统图： AH/AC

3、AH/AC HP/HP HP/HP IND4 IND3 IND2 IND1 TR SC SC INDINDAHAHACACINDINDSCSCHPHP 涂胶前处理（Priming） HMDS 处理 去水烘烤 HMDS 目的：增加圆片衬底与光刻胶的粘附性 原理：将圆片表面状态由亲水性转变为疏水性(亲油性) 化学试剂：HMDS (六甲基二硅胺) 气相涂布方法：高温低真空下的HMDS单片处理模块 确认HMDS的效果用接触角计测量，一般要求大于65 度 前处理注意事项： 来片衬底必须是干净和干燥的 HMDS处理后应及时涂胶 HMDS处理不能过度 安全使用HMDS 涂胶（Coating） 涂胶就是采用旋

4、转涂敷的方法，在圆片衬底上 均匀的涂上一层一定厚度的光刻胶。 旋转涂敷主要受到以下几个因素的影响，它们 彼此作用，或相互增强或相互减弱结果 光刻胶的流动性 光刻胶中树脂成份中分子间的束缚力 旋转离心力 光刻胶溶剂的挥发力 涂胶去边规范：AL、CP层次2-3mm 其他层次1-2mm 涂胶的关键在于控制膜厚及其均匀性 影响光刻胶厚度和均匀性的主要参数： 括号内的值为 实际工艺参数 设置 环境温度（23C) 环境湿度(40%) 排风净压力(5 mmaq) 光刻胶温度(23C+/-0.5） 光刻胶量（1.2-1.5cc) 旋转马达的精度和重复性 回吸量 预旋转速度 预旋转时间 最终旋转速度 最终旋转时

5、间 最终旋转加速 度 涂胶（Coating） 涂胶均匀性的影响因素(1) 涂胶均匀性的影响因素(2) 软烘（Soft Bake） 软烘目的： 去除光刻胶中的溶剂 增加粘附性 提高E0的稳定性 减少表面张力 软烘方法： 热对流烘箱 红外线辐射 接触式（接近式）热板 软烘的关键控制点是温度和时间(90/60s) Post Exposure Bake Developer Hard Bake 显影基本流程 HP：HOT PLATE CP：COOLING PLATE IND： INDEXER SDP：SPIN DEVELPER TR：TRANSFER UNIT DNS 显影系统图： HP/HP HP/C

6、P HP/CP HP/HP IND4 IND3 IND2 IND1 TR SDP SDP INDINDHPHPCPCPINDINDSDPSDPHPHP 显影菜单（DNS 5#）介绍 FLOW DATA： F-STEP NO. BASIC FLOWPARALLEL FLOW STNO.U-NO.U-NAMEJ-NO.U-NAMEJ-NO.U-NAMEJ-NO.U-NAME 1S11INDEX-A 215HP6HP 317CP9CP 413POSI-DEV4POSI-DEV 518HP10HP 6E11INDEX-A 1 2 3 4 5/6HP7/9CP 3/4 DEV8/10HP 显影前烘焙（P

7、ost Exposure Bake） 目的：降低或消除驻波效应 PEB温度一般要求比软烘高15-20C PEB一般采接近式热板烘焙 PEB的关键控制点是温度与时间 的工艺条件为：112/60s 驻波效应（Standing Wave） 驻波效应原理： 由于入射光与反射光产生干 涉使沿胶厚的方向的光强形 成波峰和波谷产生的 降低或消除驻波效应的方法：降低或消除驻波效应的方法： PEB 加抗反射层：用有机(TARC/BARC) Yellow: Auto focus OK, Auto leveling NG; Blue: Auto focus & Auto leveling OK. =125mm Au

8、to focus & Auto leveling Auto Focus 2mm 2.5um Max.: 20mm 限制：圆片边缘6mm无法进行AF，3-4mm范围内可能会因为 圆片边缘的台阶影响正常AF。 Auto Focus 一般情况下，圆片和光刻胶并不是理想化的平坦，于是当 处于边缘的BLOCK执行SHIFT FOCUS 时，选择INTRASHOT 来执行 SHIFT FOCUS 比较容易得到正确的信息。 Auto Leveling Max.: 20mm : 19mm 限制：圆片边缘12.5mm无法进行AL。 Auto Leveling Auto Leveling Auto Levelin

9、g(III) STAGE颗粒/圆片背面颗粒导致聚焦不良 AL 层次溅射吸笔等印记 Metal2层次 聚焦圆片 Fujitsu 客户在线圆片 背面情况 常见聚焦不良 STAGE颗粒/圆片背面颗粒导致聚焦不良 GT层次圆片边缘异常导致聚焦(1) 背面印记 (W2层次) 背面颗粒导致聚焦 （此物质能剥掉） 常见聚焦不良 GT层次圆片边缘异常导致聚焦(2) Alignment Process 初始化基准标记位置 (Found Coordinates) 光刻版对位 (Align to Fiducial Mark) 圆片对位 (Base on the Coordinates) Pre-Alignment

10、(Find the Orientation Flat) Search Alignment LSA (Laser Step Alignment) FIA (Field Image Alignment) g-EGA Alignment (Enhanced Global Alignment) LSA FIA Alignment System HMDS 目的：增加圆片衬底与光刻胶的粘附性 原理：将圆片表面状态由亲水性转变为疏水性(亲油性) 化学试剂：HMDS (六甲基二硅胺) 气相涂布方法：高温低真空下的HMDS单片处理模块 确认HMDS的效果用接触角计测量，一般要求大于65 度 前处理注意事项： 来

11、片衬底必须是干净和干燥的 HMDS处理后应及时涂胶 HMDS处理不能过度 安全使用HMDS 驻波效应（Standing Wave） 驻波效应原理： 由于入射光与反射光产生干 涉使沿胶厚的方向的光强形 成波峰和波谷产生的 降低或消除驻波效应的方法：降低或消除驻波效应的方法： PEB 加抗反射层：用有机(TARC/BARC)&无机材料(TIN) 染色剂 NO PEBPEB 解决PR/HMDS造成的显影缺陷的措施： 检查HMDS的流量是否正常，温度是否设置恰当，必要时，可以考虑试用不同厂家的 HMDS 不同PR和显影液菜单的组合，对显影缺陷的影响程度不一样，如PR 20#菜单/DEV 5#搭 配与DEV 10#菜单搭配对某些层次有不同的影响。如不同的搭配都可以用于某一层次，那 么，考虑最终选那一种方案，则要考虑对显影缺陷的影响。 常见Track异常-显影缺陷 多个胶点残留 单点胶残留 拐角处胶残留 颗粒图形坏色差 产品的异常表现 漏光的shot本身图形是正常的,但mask上透光的区域会对相邻的shot产生影响.周而 复始,类似于固定缺陷. 光线透过Barcode和对版标记位置,即使没有在圆片上成像,也会对正常图形的CD型 貌产生影响. Defocus 产生的原因 Particle Edge, OF Effect Auto F