《光刻工艺介绍》PPT课件

光刻工艺介绍1 GeneralPhotolithographyProcess 涂胶 Coating 显影 Developing 曝光 Exposure 套刻 Overlay 前工序 显检 Inspect 条宽 CriticalDimension 后工序 涂胶 显影概况 光刻胶 显影液 其他 SPR6812 XHRIC 11 IX925G 14CP SPR513 Durimide7510 MIR701 29CP SPR660 1 0 AZ6130 AZAQUATAR AR3 600 MIR701 49CP UV135 HMDS EBR7030 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 HOTPLATEIND INDEXERAH ADHESIONCHAMBERWITHHPAC ADHESIONCHAMBERWITHCPSC SPINCOATERTR TRANSFERUNIT DNS涂胶系统图 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 23 C 环境湿度 40 排风净压力 5mmaq 光刻胶温度 23 C 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 SoftBake 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 PostExposureBake Developer HardBake 显影基本流程 HP HOTPLATECP COOLINGPLATEIND INDEXERSDP SPINDEVELPERTR TRANSFERUNIT DNS显影系统图 显影菜单 DNS5 介绍 FLOWDATA 1 2 3 4 5 6HP 7 9CP 3 4DEV 8 10HP 显影前烘焙 PostExposureBake 目的 降低或消除驻波效应PEB温度一般要求比软烘高15 20 CPEB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 StandingWave 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 PEB加抗反射层 用有机 TARC BARC 无机材料 TIN 染色剂 NOPEB PEB FootingandUndercut 显影 Develop 目的 简单的说就是去除已曝光部分的光刻胶显影方法 浸润显影 TANK 喷雾显影 SPRAY 静态显影 PUDDLE 影响显影的因素 显影液成份 显影液温度环境温度 环境湿度显影液量 显影方式 程序 坚膜 HardBake 目的 去除残余的显影液 水 有机溶剂提高粘附性预防刻蚀时胶形貌变形方法 接近式热板控制关键点是温度和时间的工艺条件为 112 C 60s PR HMDS影响 PR厚度 粘性系数 HMDS处理是否恰当 温度设置 HMDS原料等 都是影响显影缺陷的因素 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PR20 菜单 DEV5 搭配与DEV10 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 脱胶原因 1 圆片表面潮湿或者不干净2 HMDS管道板堵3 没有做HMDS处理4 AH HP板温度异常5 Metal层次涂胶时间过长 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 胶回溅 EBR回溅 脱胶 显影不清 常见Track异常 Step and RepeatSystem StepperIntroduce NIKON机光路图 ReticleBlind 漏光对Mask图形的影响 Mask 光源 光源通过blind后的形状如上图所示 其中99 的强度集中在中心pattern区域 还有1 以半圆形集中在图形外测 光刻胶有理想响应 曝光能量强度Dcr 能量 时间 当shutter打开的时间默认为无差异 则能量的大小为主要影响因素 如果光强持续增大 则pattern外围缺陷就会出现 对于一般的产品pattern外区域为不透光的铬 因此一般没有影响 但是对于带有插花的产品 dropinchip 或者blocksize比较大 Barcode和对版标记 影响是明显的 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 DepthOfFocus IDOF UDOF Independence Useable ImageDefocus DefocusEffect Focus ExposureMatrix 焦点和曝光量在光阻线条上的效应 固定CD对焦点和曝光量的等高图 对应于可接受的外部极限的两条CD曲线 CD规格 在线宽 形貌和胶的损失量三个规格基础上构建的焦点曝光量工艺窗口 各层次MATRIXSTEP参考条件 Defocus产生的原因 ParticleEdge OFEffectAutoFocusAutoLeveling 边缘效应 边缘效应 Red AutofocusBlue Autofocus AutolevelingOK AutoFocus 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 AutoFocus 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SHIFTFOCUS时 选择INTRASHOT来执行SHIFTFOCUS比较容易得到正确的信息 AutoLeveling Max 20mm 19mm 限制 圆片边缘12 5mm无法进行AL AutoLeveling AutoLeveling AutoLeveling 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 AlignmentProcess 初始化基准标记位置 FoundCoordinates 光刻版对位 AligntoFiducialMark 圆片对位 Baseon