ASML步进光刻机编程作业指导书

ASML步进光刻机编程作业指导书1.ASML步进光刻机的Job（工作）的定义一般流程如图1所示：2.ASML步进光刻机的Job（工作）的定义具体步骤：2.1主菜单（MainMenu）的各项说明如菜单1所示：MainMenu菜单1Logout（退出登陆）StartupShutdown（开启/关闭机器）StartBatch（开始批次加工）FactoryConstants（工厂常数）Jobdefinition（工作定义）Miscellaneous（杂项）UserMaintenance（操作维护）MachineConstants（机器常数）ServiceMaintenance（设备维护）2.2在菜单1中选择4工作定义（Jobdefinition）项，按ENTER键进入菜单2：Jobdefinition菜单20-ExitCreateJob（创建工作）ModifyJob（修改工作）ViewJob（浏览工作）CopyJob（复制工作）DeleteJob（删除工作）ListJobs（列表显示工作）JobUpgrader（优化工作）ModifyMultipleJobs（修改多重工作）制定：审核：批准：版次：2.0日期：2010.04.09以下讲解编辑Job的过程都是以品种BD06、晶向<100>为例进行详细的讲解2.3在菜单2中选择1（CreateJob）进入Job编辑，如菜单3所示：Destination：F（F表示软盘）菜单3Jobname：BD06-<100>（Job名称）WaferDiameter：100.0000（硅片直径为系统默认值）FlatEdgeLength：32.5000（定位面长度为系统默认值）Comment：Comment：Comment：（此三行内可以输入想要注明的内容）2.4在菜单3中按要求输入相关的内容后，回车进入菜单4：JobContents菜单4ExitWaferLayout（硅片布局）LayerLayout（层次布局）2.5在菜单4中先选择进入硅片布局（Waferlayout），如菜单5所示：WaferLayout菜单5Exit（退出）Marks（硅片标记）CellStructure（单元结构）ImageDefinition（像定义）ImageDistribution（像分配）ViewWaferLayout（浏览硅片布局）SetGraphics（图形设定）2.5.1在菜单5中首先进入6---SetGraphics（图形设定），如菜单6所示：将菜单6中的Graphics一栏的Y（Yes）改为N（No），如菜单7所示（否则容易死机）：在ASML5进行Job编辑时需要进行以上的修改，而ASML6则不需要。Graphics：Y菜单6DisplayMode：MEditMode：WGraphics：N菜单7DisplayMode：MEditMode：W2.5.2在菜单7中改为N后，按ENTER键回到菜单5。在菜单5中选择1---Marks，进入硅片标记的设定：No.ofPrimaryMarks：2菜单8PrimaryMarkCoordinatesMark1X：45.0000Y：0.0000Mark2X：-45.0000Y：0.0000FieldbyFieldAlignment：NMarkClearOut：Y2.5.2.1菜单8中的FieldbyFieldAlignment（场与场对准）一般为：N（No）。2.5.2.2菜单8中的MarkClearOut（开出标记）一般为：Y（Yes）。2.5.3在菜单5中选择2---CellStructure，进入单元结构的定义。备注：一般给定的数据资料里包含有主Cell、PCM、Mark-clearout三部分，包含有各自的尺寸大小、与中心（0，0）的距离等参数。如下表所示：TapeoutdescriptionPatternName（GDSIIFILE）MainChipPcm+frameTopCellBD06-end.gdsBD06-frame.gdsDateSize（byte）1490944288kDateWindow请填入坐标LeftDown（µm）（0，0）（0，0）RightUp（µm）（2250，2320）（11550，14280）LayernameCDSignCDWidthDigitizeDateLayerNumberLayerNumber层次名标记号线宽黑白层次号BLN012CL1L1DN032CL3L3ISO042CL4L4PR052CL5L5PBASE062CL6L6PPLUS072CL7L7NPLUS081.7CL8L8CAP092CL9L9CONT101.7CL10L10M1212.2DL21L21VIA122CL12L12M2132.2DL13L13PAD142CL14L14表1图2备注：表1和图2为客户提供的数据和图表2.5.3.1各种数据的计算：首先由于客户没有为我们提供主Cell总共有多少行和列，以及划片槽的大小，因而我们可以直接从掩模版上数出：行列BD06总体框架65主Cell45PCM15①确认了行列之后，我们可以根据表1中提供的数据（2250，2320）{为BD06的Die的大小，没有包含划片槽}和（11550，14280）{BD06总体框架的大小}来计算：每个管芯（Chip）的大小：X=11550/5=2310，Y=14280/6=2380划片槽的大小：X=2310-2250=60，Y=2380-2320=60主Cell的大小：X=2310*5=11550，Y=2380*4=9520PCM的大小：X=2310*5=11550，Y=2380*1=2380②以上数据为硅片上的参数值，由于ASML步进光刻机放大倍率为5：1，故而掩模版上的数据应该为硅片上的参数值的5倍：主Cell的大小：X=11550*5=57750，Y=9520*5=47600PCM的大小：X=11550*5=57750，Y=2380*5=11900③主Cell、PCM中心与掩模中心（0，0）的距离的计算：由于BD06总体框架的中心与掩模版中心重合，且其为6行。故而可以得知：主Cell的中心为：X=0，Y=11900*（-1）=-11900(看版编程。实际图形为4行，中心下移一行)PCM的中心为：X=0，Y=11900*3-11900/2=29750图3示出了主Cell、PCM、Mark-clearout中心与掩模中心的位置关系：图3从以上的计算我们可以得出表2的具体参数：参数尺寸大小与（0，0）的距离WaferReticleXYX（mm)Y(mm)X(mm)Y(mm)PM0.4130.4132.0652.0650.00000.0000主Cell11.5509.52057.75047.6000.0000-11.9000PCM11.5502.38057.75011.9000.000029.7500Markclearout1.0001.0005.0005.0000.000042.5000表22.5.3.2CellStructure（单元结构）中CellSize（单元尺寸）大小为硅片上(Wafer)主Cell的大小。2.5.3.3MinHor/VerRect为限制硅片边缘部分场次的曝光而进行设定的。(具体大小要根据实际情况来定)。2.5.3.4PlacementMode一般采用电脑计算模式C(Computer)，而不采用手动模式O(Operator)。2.5.3.5单元结构的参数设定如菜单9所示：CellSizeX：11.5500Y：9.5200菜单9ClearanceR：2.0000F：0.5000（R指硅片边缘一圈不曝光的尺寸大小；F指基准面不曝光的尺寸大小）WaferCover：WMinHorRectX：5.0000Y：3.0000（具体数值根据场大小及曝光的硅片而定）MinVerRectX：5.0000Y：3.0000（具体数值根据场大小及曝光的硅片而定）PlacementMode：CMatrixShiftX：0.0000Y：-1.9040（电脑自动计算出来的，一般视曝光出来的硅片是否需要作调整而定）#InnerCells：51#EdgeCells：17#TotalCells：68NextPlacement：N2.5.4在菜单5中选择3---ImageDefinition，进入像定义,包含了PM、主Cell、PCM、Markclearout四部分的定义。菜单10—菜单13分别为PM、主Cell、PCM、Markclearout具体的像定义。2.5.4.1ReticleImage一栏中的Size为掩模版上各图形尺寸的大小，Shift为该图形中心到掩模版中心(0,0)的距离，具体参数值在表2和图3中已详细列出。2.5.4.2MaskingWindow一栏中的Size的取值一般比ReticleImage一栏中的Size的取值大0.5---1.0左右。2.5.4.3MaskingWindow一栏中的Shift数值与ReticleImage一栏中Shift数值相同。ImageNumber:PM菜单10ImageID:0ReticleImageSizeX:2.0650Y:2.0650ShiftX:0.0000Y:0.0000MaskingWindowSizeX:3.0000Y:3.0000ShiftX:0.0000Y:0.0000NextImage:Y在菜单10中NextImage一栏中输入Y后，进入ImageNumber为PF的设定。PF一般不作设定，在ImageNumber一栏中输入1，即可将PF改为1，进行1的设定。如菜单11所示：ImageNumber:1菜单11ImageID:BD06ReticleImageSizeX:57.7500Y:47.6000ShiftX:0.00000Y:-11.9000MaskingWindowSizeX:58.5000Y:48.5000ShiftX:0.0000Y:-11.9000Updatelayers:NNextImage:YImageNumber:2菜单12ImageID:PCMReticleImageSizeX:57.7500Y:11.9000ShiftX:0.00000Y:29.7500MaskingWindowSizeX:58.5000Y:12.5000ShiftX:0.00000Y:29.7500Updatelayers:NNextImage:YImageNumber:3菜单13ImageID:MARKCLEAROUTReticleImageSizeX:5.0000Y:5.0000ShiftX:0.0000Y:42.5000MaskingWindowSizeX:6.0000Y:6.0000ShiftX:0.0000Y:42.5000Updatelayers:NNextImage:N2.5.5在菜单5中选择4---ImageDistribution，进入像分配的定义：2.5.5.1进行像分配(Imagedefinition)定义时，采用坐标（indices）来进行定义。首先进行硅片主Cell(BD06)总体的分配，用*来表示。如菜单14所示：CellSelection菜单14CellIndicesX:*Y:*ImageNumber:1（只设1，不设2，连续按NEXTINAGENONEXTCELLNO）ImageID:BD06Action:I(I=Insert,D=Delete,S=Shift)ImagetoCellShiftX:0.0000Y:0.0000NextImage:NNextCell:Y图4备注：图4中划斜线的区域为符合要求、可以曝光的区域2.5.5.2PCM的定义：将品种BD06的五个PCM图形放置在坐标（可任意设定的）为（0，0），（3，0），（-3，0），（0，4），（0，-4）区域，如图4所示。具体需要如何安排PCM位置时可以通过先编辑不含PCM的Job，然后先使用菜单6中的命令5---ViewWaferLayout来查看所有的方位情况，然后再作定夺。（1）现以坐标为（-3，0）的PCM为例进行PCM布置的详细说明。菜单15、16为编辑PCM时需要用到的两个界面。PCM的编辑关键在于坐标的偏移情况的计算。CellSelection菜单15CellIndicesX:-3Y:0ImageNumber:1ImageID:BD06Action:S(I=Insert,D=Delete,S=Shift)ImagetoCellShiftX:0.0000Y:-2.3800NextImage:YNextCell:YCellSelection菜单16CellIndicesX:-3Y:0ImageNumber:2ImageID:PCMAction:S(I=Insert,D=Delete,S=Shift)ImagetoCellShiftX:0.0000Y:3.5700NextImage:YNextCell:Y（2）菜单15中ImagetoCell一栏中的shift的Y数值（-2.3800）为主Cell（BD06）向下进行偏移2.3800mm。在它之下的坐标（0，-1），（0，-2），（0，-3），（0，-4）的主Cell都要向下偏移2.38mm。菜单16中ImagetoCell一栏中的shift的Y数值（3.5700）为PCM向上进行偏移3.5700mm。其结构变化为图5所示。{初始时主Cell（BD06）的中心与PCM的中心是互相重合在一起的。若将PCM图形上移到整个主Cell的最上方，则PCM要上移一行半；而主Cell则要下移一行}。备注：主Cell图形为4行5列。PCM为1行5列，刚好为主Cell的一行的大小。图52.5.5.3MARKCLEAROUT的定义：Wafermarks的坐标（-4，0）和（4，0）。（1）菜单19中ImagetoCell一栏中的shift数值与P-MarktoCell一栏中的数值要保持一致。CellSelection菜单17MarkCell：2CellIndicesX:-4Y:0P-MarktoCellShiftX：1.20000Y：1.90400ImageNumber:1ImageID:BD06Action:D(I=Insert,D=Delete,S=Shift)NextImage:YNextCell:YCellSelection菜单18MarkCell：2CellIndicesX:-4Y:0P-MarktoCellShiftX：1.20000（输入）Y：1.90400ImageNumber:2ImageID:PCMAction:D(I=Insert,D=Delete,S=Shift)NextImage:YNextCell:YCellSelection菜单19MarkCell：2CellIndicesX:-4Y:0P-MarktoCellShiftX：1.20000（输入）Y：1.90400ImageNumber:3ImageID:mark-clearoutAction:S(I=Insert,D=Delete,S=Shift)ImagetoCellShiftX:1.20000Y:1.90400(注意：shift数值与P-MarktoCell一栏中的数值要保持一致)NextImage:NNextCell:N（2）菜单17、18中的Action选项要选择D（Delete）命令，因为在Wafermark不能有其它的图形，否则会由于图形重合导致Wafermark会被破坏掉。2.5.6在菜单6中选择5---ViewWaferLayout，进入硅片布局的浏览。通过以上实例BD06对编程进行了详细的介绍，包括Marks、CellStructure、Imagedefinition、Imagedistribution进行了详细的说明。即完成了硅片布局（WaferLayout）的讲解。以下将进行层次布局（LayerLayout）的说明。2.6在菜单4中选择2---Layerlayout进入菜单20，进行工艺参数和掩模参数的设定。JobContents菜单40-Exit1-WaferLayout（硅片布局）2-LayerLayout（层次布局）LayerLayout菜单201----ProcessData2----ReticleData2.6.1在菜单20中选择1---ProcessData，进行工艺参数的设定.现以Layer0、1为例进行说明。2.6.1.1菜单21为Layer0的设定，其中NumberofLayers为总层数；LayerSelection为当前层的定义；LayerShift为在套刻不精确的情况下，进行微小的漂移，漂移范围为-1.0µm<x,y<1.0µm。NumberofLayers：15（总层次）菜单21LayerSelectionNumber：0ID：0LayerShift[µm]X：0.00Y：0.00NextLayer:Y2.6.1.2菜单22为Layer1的编辑（其余层次与此相同）。AlignmentMode（对准模式）一栏中包含光学予对准、硅片全局对准、掩模全局对准三部分。一般在工作编辑中只选择光学予对准（OpticalPre-Alignment）项为Y（yes），不采用全局对准方式。编辑完第一层后，可以跳至最后一层进行编辑。NumberofLayers：15菜单22LayerSelectionNumber：1ID：1AlignmentModeOpticalPre-Alignment:YGlobalWaferAlignment:NGlobalReticleAlignment:NLayerShift[µm]X：0.00Y：0.00NextLayer:Y2.6.2在菜单20中选择2---ReticleData，进行掩模参数的设定。掩模参数的设定包含了ReticleID、ReticleImage、MaskingWindow、Energy、FocusOffset等。2.6.2.1ReticleImage中的Size为掩模版上各图形（主Cell、PCM、Markclearout）的尺寸大小，Shift的数值为各图形（主Cell、PCM、Markclearout）中心到掩模版中心(0,0)的距离。具体数值详见表3。参数尺寸大小与（0，0）的距离WaferReticleXYX（mm)Y(mm)X(mm)Y(mm)PM0.4130.4132.0652.0650.00000.0000主Cell11.5509.52057.75047.6000.0000-11.9000PCM11.5502.38057.75011.9000.000029.7500Markclearout1.0001.0005.0005.0000.000042.5000表32.6.2.2MaskingWindow中的Size选择一般比ReticleImage中的Size大0.5—1.0。MaskingWindow的shift数值与ReticleImage的shift数值保持一致。2.6.2.3ReticleID为掩模版上的Barcode，需要在ASML上读取后才能知道。如BD06-13、BD06-12等2.6.2.4Energy值的输入一般为140mj/cm2，Focus值一般为0.0，二者没有定性的值，在硅片曝光前可以在程序中进行修改（当前能量）。2.6.2.5曝光能量的设定：硅栅：120mj/cm2，一铝：120mj/cm2，二铝：160mj/cm2，通孔：220mj/cm2，氧化片：140mj/cm2，硅光刻：140mj/cm2。2.6.2.6现以Layer14（二铝）为例进行说明。LayerSelectionNumber:14ID:14菜单23ImageSelectionNumber:1ID:BD06ExposeImage:YReticleID:BD06-13ReticleImageSizeX:57.7500Y:47.6000ShiftX:0.00000Y:-11.9000MaskingWindowSizeX:58.5000Y:48.5000ShiftX:0.00000Y:-11.9000Energy[mj/sqcm]:160FocusOffset[µm]:0.0NextImage:YNextLayer:YLayerSelectionNumber:14ID:14菜单24ImageSelectionNumber:2ID:PCMExposeImage:YReticleID:BD06-13ReticleImageSizeX:57.7500Y:11.9000ShiftX:0.00000Y:29.7500MaskingWindowSizeX:58.0000Y:12.5000ShiftX:0.00000Y:29.7500Energy[mj/sqcm]:160FocusOffset[µm]:0.0NextImage:YNextLayer:YLayerSelectionNumber:14ID:14菜单25ImageSelectionNumber:3ID:mark-clearoutExposeImage:YReticleID:BD06-13ReticleImageSizeX:5.0000Y:5.0000ShiftX:0.0000Y:42.5000MaskingWindowSizeX:6.0000Y:6.0000ShiftX:0.0000Y:42.5000Energy[mj/sqcm]:160FocusOffset[µm]:0.0NextImage:NNextLayer:Y一般工作编辑时，只有一铝、二铝两层要设置mark-clearout的曝光参数，如菜单25中所示。如果不要进行mark-clearout曝光的只需要在菜单25中将ExposeImage一栏中的Y改为N即可。备注：特别注意的是通孔层次一定不能进行mark-clearout的曝光。2.7外延漂移的设定请注意，晶向<111>与晶向<100>编程之间的区别。①晶向<111>外延后需进行漂移设定,晶向<100>不需要进行漂移设定,对晶向为<111>的硅片一律向左偏刻（偏刻数为正时，硅片向左偏刻）。偏刻数与随工单上的偏刻数要一致。编程时，需核对偏刻数是否与随工单上偏刻数是否一致，PCM中是否有偏刻及其偏刻数是否与随工单上一致。倘若外延前与外延后有使用同一块版的情况，应该注意ID区分，偏刻的区别。且要以表格的形式告知操作员。外延漂移的设定有两种方法可以达到要求。2.7.1方法一：在WaferLayout中的单元结构（CellStructure）的编辑中进行设置。（1）特点：快捷，简单。（2）弊病：a.会导致所有层次都漂移了，包括外延前的层次。b.会导致所有图形（主Cell、PCM、Markclearout）都漂移了。c.外延前的层次要单独用晶向<100>的工作（Job）进行曝光。外延后再用晶向<111>的Job进行曝光。（3）具体做法：如产品BD06的外延层厚度为4.0微米，整套工作版是设计成晶向<100>的。现在要求以硅片晶向为<111>的产品进行流通，就要进行外延后的漂移设置。在菜单9中将PlacementMode一栏中MatrixShift的X数值0.0000改为-0.004（要注意符号即漂移