光刻工作总结报告

CompanyLOGO工作总结报告第一页，共三十一页。ContentsResolution

limit

AND

DOF2工艺问题处理4光刻机的发展1313RETMAN程序设计3第二页，共三十一页。光刻机的发展·一.光刻机的发展主要从二十世纪70年代到现在，从早期的线宽5微米

以上到现在的亚微米尺寸，从汞灯光源到KrF等，按曝光方式大致将

光刻机分为五代。第三页，共三十一页。五代光刻机Future步进重复光刻机分步重复光刻机扫描投影光刻机接近式光刻机接触式光刻机第四页，共三十一页。因为接触容易污染，每5到25次需要更换掩模版。二十世纪70年代主要光刻手段。采用紫外光UV光曝光。可以减小失真，能够在硅片表面形成高分辨率的图形。接触式光刻机光刻机的发展第五页，共三十一页。光刻机的发展工作能力下降减小了分辨能力，获得小的关键尺寸成问题接近式光刻机缓解了沾污问题。机器容许偏差控制的要求，定位容差要求不超过几十纳米机器制造难度和镜头的制造难度大步进传动误差小

于特征尺寸的1/10是一种混合设备融合了扫描和分步光刻机解决了细线条下CD的均一度为了解决曝光场的限制和关键尺寸减小等问题20世纪80年代

后期，可以使用缩小透镜提高了套刻均一度，提供了高分辨率因为采用1:1的掩模版，若芯片中存在亚微米

尺寸，掩模版

不能做到无缺陷20世纪80年代初解决了沾污和

边缘衍射接近式光刻机扫描投影光刻机分步重复光刻机步进扫描光刻机第六页，共三十一页。光刻机的发展所伴随的参数变化数值孔径分辨率套准精度分步重复步进扫描NA0.3－0.60.75-1.3分步重复光刻机步进扫描Resolution（微米）分步

0.7－0.15步进扫描

0.22－0.09套准精度从小于70纳米到小于45纳米第七页，共三十一页。影响光刻机的一些因素温度：温度对掩模版台、光学元件、承片台和对准系统产生影响。所以高温照明系统和电源通常放在远离设备主体的地方。

湿度：湿度能影响空气密度，不利于光通过；从而对干涉计定位、透镜数值孔径和聚焦产生不利影响。振动：振动的发生将给定位、对准、聚焦和曝光带来问题。可能产生定位错误、对准错误、离焦和不均匀曝光。大气压力：大气压力的变化可能影响投影光学系统中空气的折射率。将导致不均匀线宽控制和极差的套准精度。第八页，共三十一页。Resolution

limit

AND

DOF·一.Resolution

Limit定义为清晰分辨出硅片上间隔很近的特征图形的能力。图形的分辨率与设备的光学特性采用的光刻胶及光刻工艺环境有关第九页，共三十一页。ResolutionLIGHE

SOURCEProcess/resist

improvementsImproved

optical

schemesLens

design

improvementsResolution

limit

AND

DOF第十页，共三十一页。代价Lower

k1High

NASmaller

λ更换光源光源的成本增加，准分子激光的输出功率较小，光刻胶也需要进行改进DOF越小，意味着镜头的材料改变工艺改进的问题，Resolution

limit

AND

DOF第十一页，共三十一页。Wavelength

of

Lithography

System390450第十二页，共三十一页。我们目前所用光刻机的曝光波长是390－450纳米数值孔径NA为0.315K1的值在0.6－0.8之间理论值Resolution在

0.8到1.2实际参考值为1.25Diagram第十三页，共三十一页。FOCUS

AND

DOF一.DOF的定义焦点周围的一个范围，在这个范围内图像连续的保持清晰，这个范围被称为焦深或DOF。描述焦深的方程式是：K2的数值范围在0.8到1.2之间第十四页，共三十一页。FOCUS

AND

DOF第十五页，共三十一页。RETMAN

PROGRAM三.RETMAN

Program

DesignThe

Reticle

manager

software

program,

designedfor

use

in

the

HP9826

computer.

The

retmanprogram

performs

some

main

functions.

Theretman

program

which

contain

alignment

marklocations,

focus,

and

exposure

information,

isused

by

themain

Stepper

program

to

accuratelythe

reticle

image

onto

the

wafer.第十六页，共三十一页。添加主要参数初始化信息显示所设计的图形PARAMETERSINITIALIZEMODIFYRETMAN

PROGRAM第十七页，共三十一页。MainfunctionsOptimizingdie

layoutOutput

waferlayout

dataOptimizingwafer

layoutRETMAN

PROGRAM第十八页，共三十一页。RETMAN

PROGRAMULTRATECHSTEPPERRETICLE

MANAGERREAD

FROMDISKSAVE

TODISKWafer

parametersInitialize

waferModify

waferCont

dice/stepsReticle

parametersInitialize

reticleModify

fieldList

dwm

3696RETMAN

主操作界面第十九页，共三十一页。MIN.STREET

WIDTHSTREET

OUTSIDEFIELD

ARRAY

OFFSETX—KEY

TO

REFERENCEY--OFFET0.1Y0.014.2410RETMAN

PROGRAMKey

?AMSLENSWROTAT/CHECK

NRETICLE3PE

INTERMIX

NAUTOSTACK?NWAFER

RADIUS

75.00TITLE

HEIGHT0.00ROWS

1COLUMN13CHIP

#

TITLEXY1.CHIP2.1001.12.OAT3.-UNDEFINED-4.04.04.-UNDEFINED-0.1Y0.00.1第二十页，共三十一页。RETMAN

PROGRAMINITIALIZERETICLEFIELD

FILL99.5%DICE=5208STEP=63X

FSTEP26.4mmY

FSTEP10.8mmX

CHIP2.200mmY

CHIP1.200mmX

SCRIBE0.1mmY

SCRIBE0.1mmCOLS12ROWS9第二十一页，共三十一页。MODIFY

RETICLE

KEY

DEFINITIONSC-

CHANGE

SINGLE

CHIPA-

CHANGE

ALL

CHIPK-

ADD

KEYS,LEFT

,RIGHT,BOTH,NONEO-

ENTER

A

CHIP

OFFSETD-

DELETE

CHIPE-

ENLARGE

VIEWR-

ROTATE

CHIP

90

DEGREERETMAN

PROGRAM第二十二页，共三十一页。KEYHAMSRETICLE3SCAN/ALIGN1LOCAL

PREALIGNNPE

INTERMIXYAUTOSTACK?NWAFER

RADIUS75.00TITLE

HEIGHT0.0KEY

TO

BSLN-0.1MIN.DICE/STEP1XYSCANKEY

POSIONS9.75PRMARY

OAT-12.391SECOND

OAT0.0STEPPING

DISTANCE19.8STEP

ARRAY

OFFSET0STACKING

DISTANCE9.8-------1.950.04.80------------2.00.0-------------------RETMAN

PROGRAM第二十三页，共三十一页。光刻工艺控制四.工艺问题处理a.

Miss-Alignment:b,

Field

arrayc,显影后问题d.偏离焦面第二十四页，共三十一页。光刻工艺控制Mis-Alignment:Misplacement

in

x-directionMisplacement

in

y-direction第二十五页，共三十一页。光刻工艺控制Mis-Alignment:Run-out

-

stepping

distance

too

large

or

too

smallRotation

-

pattern

isrotatedon

the

mask

or

reticle第二十六页，共三十一页。光刻工艺控制B.

Field

array第二十七页，共三十一页。光刻工艺控制C.

Develop

Defects:

Overdevelop:

resist

too

thin

(or

nonuniform),

develop

time

too

long,

poor

resist

quality(aged)

Underdevelop

(scumming):

resist

too

thick

(or

nonuniform),

develop

time

too

short,developer

chemical

too

weak

(aged)第二十八页，共三十一页。·

D.

Print

Bias:

(What

you

see

isn’t

always

what

you

get!)Print

Bias

=

(Printed

Feature

Size)

-

(Mask

Feature

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Underexposure,

Overexposure,

Underdevelop,

OverdevelopPrinted

Feature

SizePHOTOMASKSILICON

SUBSTRATEPHOTORESISTMask

Feature

Size第二十九页，共三十一页。CompanyLOGO·Add

your

company

sloganThank

You

!第三十页，共三十一页。内容总结工作总结报告。因为采用1:1的。分步重复0.3－0.6。温度：温度对掩模版台、光学元件、承片台和对准系统产生影响。振动：振动的发生将给定位、对准、聚焦和曝光带来问题。可能产生定位