Photo Introduction.ppt

1、Photo Introduction,Abstract,Litho key word Litho process Litho theory Lithography ability improvement Overlay introduction Photo Trouble shooting introduction,Machine,Scanner: 扫描式曝光机 SMIC 绝大多数的Scanner 是ASML 生产的，他们的型号通常为：750E，750F，400C，400D 等等 (据说，750系列就代表此机台售价750万美金云云.) 此外Scanner厂商还有Cannon, Nikon等 S

2、tepper: 步进式曝光机 ASML 现在几乎已经不再生产落后的Stepper，但SMIC还是有一些Stepper， 它们是Canon生产的I-line stepper。 Stepper 在OVL control 和 Lens uniformity 方面不如Scanner,但速度的快捷和价格的低廉使其在一些非关键的层曝光上有成本的优势。,ASML Scanner,Track: 涂敷显影机 Track内除了涂敷和显影之外，还有相关的热板和冷板，以及TARC或者BARC涂敷单元。SMIC 使用的Track为 TEL所制。 在现今的 Fab, 以上曝光机和显影机会联在一起成为一个 “Photo I

3、n-line machine” 相对而言的， BARC coater, PI coater 和 PI developer 等Track机台，因为不和Scanner 或者Stepper相联，所以称为“ Off-line Track” OVL:量测层与层叠对的机台。Vendor 是Accent 或者KLA等 CD SEM:Vendor是Hitachi，KLA等 ADI: 显影后检查用的光学显微镜。 Vendor是Nikon等,Track,Machine,Energy（能量） 影响线宽的最重要因素是曝光能量， 通常对于Line 来说，曝光能量越大， 线宽越小（正光阻）。 调整能量也是制程工程师控制和

4、调整线宽的最重要手段,Focus（焦距） 焦距也是曝光过程中一个举足轻重的参数。 它影响图形的横切面的形状， 进而影响到下一步制程的结果。 制程工程师一个很重要的工作就是找到某个层曝光的最佳Focus， 并使制程条件保持在这附近。,Key parameter of photo,正光阻：曝光区域显影后光阻被去除 负光阻：曝光区域显影后光阻保留，非曝光区域光阻被去除（例：Polyimide） BARC: 底层防反射膜 Bottom-anti-reflective coating TARC: 顶层防反射膜 Top-anti-reflective coating,Chemical,Develop（显影

5、） 曝光后的光阻呈酸性， 可以用碱性 的显影液洗去，这就是显影过程。 显影液由中央供应系统提供，一个 Fab中所有的光刻制程采用相同的 显影液。 Nozzle: E2, H, E3, LD (more advance-) Puddle: wafer 在喷上显影液之后通常会静止浸泡一段时间，称为 puddle. Rinse: 显影结束之后用DI-water 喷淋，去除光阻残余。此步骤是决定photo defect level 的重要关键。,Develop（显影）,LHP: Low Temperature Hot Plate HHP: High Temperature Hot Plate 以上两者

6、如右上图，只有温度范围不同 CHP: Chilling Hot Plate PCH: Precision Chilling Hot Plate PHP: Precision Hot Plate 以上三者如右下图，是专为PEB（温度 Scanner having 8 spot sensor is better(in wafer edge performance) than that has 4 spot sensor only.,Photo Trouble shooting,Special map : Circle/ring map: Coater or DEV issue Actinomorp

7、hic map: DEV rinse issue Arrow (from center) map: Coater issue Parallel map: scratch, PLS check Arms Half to half map: Cooling/Hot plate issue Repeating map: Mask issue, leveling issue DOF issue Single shot map: Dynamic error, focus control error(Canon), Scanner job missing due to version not match,

8、Photo Trouble shooting,Sample,Residule,OM module replacement course OVL residue jump,OVL Residue 一般来说是量测问题，检查map和recipe就可以确定；但排除量测问题后，问题就很大,Photo Trouble shooting,PEB problem course CDU NG,某Fab发现某产品有byfour的CD mean和CD uniformity 异常。 CD map如下:,随后的检查显示，是第三个PEB unit位置异常，造成wafer置于热板上后受热不均匀造成,OK,OK,OK,NG,

9、NG(small),Photo Trouble shooting,DEV Nozzle position NG course center round defect,OK,Photo Trouble shooting,问题描述： 某厂某产品发现连续数十批 Lot low yield，并且越来越严重 原因： 通过切片发现，这些Lot的某一层OVL有shift，而且也是越来越严重。 检查这一层photo OVL条件，发现APC系统中的OVL补值很大！ 再检查OVL量测程式，发现最初建的时候错误，建在了不正确的MARK上。如下图，这样，“shot Mag”这个量测得的值，完全正负相反！APC按照错误

10、的测量值反馈，使得补值越来越大，但因spec较大，没有OOS,Wrong OVL recipe course OVL long term big shift,Photo Trouble shooting,Scanner soft ware version not match course shot missing,某日，ADI 的 MA发现一批wafer上每一片都有一个shot没有，位置固定。值班工程师开始怀疑是scanner e-chuck上有大particle，造成整个shot defocus，但检查了monitor 和其他产品，没有发现问题。 仔细检查wafer，发现那个shot 完全没

11、有曝光，batch report也证实这一点，于是工程师检查scanner job，没有发现任何问题！,而后工程师又试run一批，守在机台边看着，竟然眼睁睁看着机器跳过那个shot 不曝光，而job里面设定是有这个shot的！ 最后澄清是因为： scanner work station 软件版本已经升级，而scanner还没有 问题是random出现的，重新建job就OK了,Photo Trouble shooting,问题描述： PIE发现slot 2025 low yield 原因： 通过切片发现，这些wafer的某一层OVL有shift。 检查lot history 无异常，但发现sca

12、nner batch report中后6片有Dynamic jump。再检查此Lot后一批lot history，OVL OOS rework，原因是 ：“Scanner detect the wrong zero mark location due to wafer backside have particle below top-right zero mark, the scanner take error overlay compensation”（Scanner检测到错误的Zero Mark 位置，原因是晶背zero mark位置上有particle！于是Scanner做了错误的OVL

13、预补偿）. 这意味着，Scanner E-chuck上面的Particle是low yield那批Lot带进机器的，而工程师发现后一批异常后没有想到前一批也可能有问题 解决方法：此类OVL shift，或者Defocus，必须加检前批最后一片,Back side Particle under Zero-mark course OVL OOS,Photo Trouble shooting,问题描述： 某厂某Lot rework 6次，不得不报废 原因： 第一次 Rework：OVL OOS，送Rework 并补值 第二次 Rework：发现Defect，送Rework 第三次 Rework：工程

14、师用来作Defect trouble shooting的试验lot，做完试验送Rework； 第四次 Rework：因为前一次送Rework的工程师没有注意之前有OVL问题，没有作补值设定，OVL再次OOS Rework 第五次 Rework：CD OOS 第六次Rework：上一次又没有作OVL补值！这次值班工程师发现了，lot报废,Rule,sense,responsibility and discipline missing course lot scrap,Photo Trouble shooting,给每次rework做分析： 第一次 Rework：OVL OOS，送Rework 并补值 第二次 Rework：发现Defect，送Rework为何不检查前次有无R/C或rework？ 第三次 Rework：工程师用来作Defect trouble shooting的试验lot，做完试验送Rework；还是不检查的问题。另外已经Rework两次的lot不得用于做试验 第四次 Rework：因为前一次送Rework的工程师没有注意之前有OVL问题，没有作补值设定，OVL再次