光刻工作总结报告.ppt

工作总结报告,Contents,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。,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,接触式光刻机,接近式光刻机,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,光刻机的发展,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,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,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,NA分步重复0.30.6步进扫描0.75-1.3,分步重复光刻机,步进扫描,Resolution（微米）分步0.70.15步进扫描0.220.09,套准精度从小于70纳米到小于45纳米,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。,ResolutionlimitANDDOF,一.ResolutionLimit,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,LIGHESOURCE,Process/resistimprovementsImprovedopticalschemes,Lensdesignimprovements,ResolutionlimitANDDOF,代价,Lowerk1,HighNA,Smaller,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，,ResolutionlimitANDDOF,WavelengthofLithographySystem,390,450,我们目前所用光刻机的曝光波长是390450纳米,数值孔径NA为0.315,K1的值在0.60.8之间,理论值Resolution在0.8到1.2实际参考值为1.25,Diagram,FOCUSANDDOF,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,FOCUSANDDOF,RETMANPROGRAM,三.RETMANProgramDesign,TheReticlemanagersoftwareprogram,designedforuseintheHP9826computer.Theretmanprogramperformssomemainfunctions.Theretmanprogramwhichcontainalignmentmarklocations,focus,andexposureinformation,isusedbythemainStepperprogramtoaccuratelythereticleimageontothewafer.,添加主要参数,初始化信息,显示所设计的图形,PARAMETERS,INITIALIZE,MODIFY,RETMANPROGRAM,Mainfunctions,Optimizingdielayout,Outputwaferlayoutdata,Optimizingwaferlayout,RETMANPROGRAM,RETMANPROGRAM,RETMAN主操作界面,RETMANPROGRAM,RETMANPROGRAM,MODIFYRETICLEKEYDEFINITIONSC-CHANGESINGLECHIPA-CHANGEALLCHIPK-ADDKEYS,LEFT,RIGHT,BOTH,NONEO-ENTERACHIPOFFSETD-DELETECHIPE-ENLARGEVIEWR-ROTATECHIP90DEGREE,RETMANPROGRAM,RETMANPROGRAM,光刻工艺控制,四.工艺问题处理,a.Miss-Alignment:,b,Fieldarray,c,显影后问题,d.偏离焦面,光刻工艺控制,Mis-Alignment:Misplacementinx-directionMisplacementiny-direction,光刻工艺控制,Mis-Alignment:Run-out-steppingdistancetoolargeortoosmallRotation-patternisrotatedonthemaskorreticle,光刻工艺控制,B.Fieldarray,光刻工艺控制,C.DevelopDefects:Overdevelop:resisttoothin(ornonuniform),developtimetoolong,poorresistquality(aged)Underdevelop(scumming):resisttoothick(ornonuniform),developtimetooshort,developerchemicaltooweak(aged),D.PrintBias:(Whatyouseeisntalwayswhatyouget!)PrintBia