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)試驗當中。而國際上英特爾等公司正在將技術節(jié)點向0.032微米,0.022微米推進。
　　 半導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。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確進行至關重要。
　　 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,通常焦距異常會導致光刻工藝后得到的光阻profile異常及CD值異常,從而進一步導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)象進行監(jiān)測并在曝光程式中加以調(diào)整以預防的方法。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?，F(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行研究,從而找到在曝光機程式中

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