光刻工藝中的焦距異常發(fā)生原因分析及解決辦法.pdf

1、在摩爾定律的指引下,半導(dǎo)體工藝的發(fā)展經(jīng)歷了從0.35微米到0.25微米,0.18微米,0.13微米,直到現(xiàn)在國內(nèi)大量生產(chǎn)的最先進(jìn)的工藝0.09微米和0.065微米,同時0.045微米也正處在積極研發(fā)試驗(yàn)當(dāng)中。而國際上英特爾等公司正在將技術(shù)節(jié)點(diǎn)向0.032微米,0.022微米推進(jìn)。
　　 半導(dǎo)體集成電路制作過程中,光刻工藝是非常重要的一道工序。它的重要性在于準(zhǔn)確定義集成電路的圖形形態(tài),尺寸,以及前后層之間的對準(zhǔn)。光刻工藝的好壞,對

2、后道制程中蝕刻,離子注入等工藝的準(zhǔn)確進(jìn)行至關(guān)重要。
　　 在光刻工藝過程中,我們經(jīng)常會碰到一個缺陷,那就是焦距異常,焦距異常就是曝光機(jī)在晶圓的某些特定的位置上的曝光焦距超出了該層次的焦深,通常焦距異常會導(dǎo)致光刻工藝后得到的光阻profile異常及CD值異常,從而進(jìn)一步導(dǎo)致刻蝕后得到的圖形異常。我們通常在ADI階段可以攔下來的焦距異常最多只能占焦距異常晶圓中的20％～30％,其他的晶圓被放下去之后都會對最終良率造成不同程度的不良影

3、響。
　　 本課題的研究主要著重于分析焦距異常的種類及其形成的根本原因,同時我也致力于研究如何在制程中對焦距異?，F(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測并在曝光程式中加以調(diào)整以預(yù)防的方法。目前常見的焦距異常大致可以歸為以下三類:
　　 1.Local Defocus
　　 Local defocus是非常常見的一種焦距異?，F(xiàn)象,它一旦發(fā)生就將會影響數(shù)量不等的一系列晶圓,而這些晶圓都需要進(jìn)行返工。本文的研究在于尋找發(fā)生local defocu

4、s的根本原因,并尋求能夠在曝光過程中實(shí)時監(jiān)測的方法,盡量將其影響減小到最小的范圍。
　　 2.Edge defocus
　　 Edge defocus就是發(fā)生在晶圓邊緣的焦距異常現(xiàn)象,據(jù)統(tǒng)計,Edge defocus對良率的影響大概在0.5％～2％之間,雖然不是很大,但是幾乎所有的晶圓都有發(fā)生,從總數(shù)來看,這種焦距異常對良率的影響是很大的。本文針對Edge defocus發(fā)生的兩種根本原因進(jìn)行研究,從而找到在曝光機(jī)程式中

5、可以改善該現(xiàn)象的方法。
　　 3.Zero Mark area defocus
　　 經(jīng)過研究,我們發(fā)現(xiàn)Zero Mark area defocus是一種特殊的Local defocus,由于其發(fā)生在Zero Mark區(qū)域,那里沒有圖形,因此是很難檢測到,一旦發(fā)生,通常的ADI目檢無法發(fā)現(xiàn)問題,Overlay會發(fā)生較大的shift,Lot如果繼續(xù)process,輕則影響量率,重則需要報廢。本文的研究在于尋求能夠在曝光過程