光刻工作总结报告

CompanyLOGO工作总结报告ContentsResolutionlimitANDDOF2工艺问题处理4光刻机的发展31RETMAN程序设计33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工作能力下降减小了分辨能力，获得小的关键尺寸成问题接近式光刻机缓解了沾污问题。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，提供了高分辨率因为采用1:1的掩模版，若芯片中存在亚微米尺寸，掩模版不能做到无缺陷20世纪80年代初解决了沾污和边缘衍射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0.3－0.6步进扫描0.75-1.3分步重复光刻机步进扫描Resolution（微米）分步0.7－0.15步进扫描0.22－0.09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ResolutionLIGHESOURCEProcess/resistimprovementsImprovedopticalschemesLensdesignimprovementsResolutionlimitANDDOF代价Lowerk1HighNASmallerλ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，ResolutionlimitANDDOFWavelengthofLithographySystem390450我们目前所用光刻机的曝光波长是390－450纳米数值孔径NA为0.315K1的值在0.6－0.8之间理论值Resolution在0.8到1.2实际参考值为1.25DiagramFOCUSANDDOF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FOCUSANDDOFRETMANPROGRAM三.RETMANProgramDesignTheReticlemanagersoftwareprogram,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PARAMETERSINITIALIZEMODIFYRETMANPROGRAMMainfunctionsOptimizingdielayoutOutputwaferlayoutdataOptimizingwaferlayoutRETMANPROGRAMRETMANPROGRAMULTRATECHSTEPPERRETICLEMANAGERREADFROMDISKSAVETODISKWaferparametersInitializewaferModifywaferContdice/stepsReticleparametersInitializereticleModifyfieldListdwm3696RETMAN主操作界面RETMANPROGRAMMIN.STREETWIDTHSTREETOUTSIDEFIELDARRAYOFFSETX—KEYTOREFERENCEY--OFFET0.1Y0.014.2410KeyROTAT/CHECKPEINTERMIXWAFERRADIUSROWS?AMSNN75.001LENSRETICLEAUTOSTACK?TITLEHEIGHTCOLUMNW3N0.0013CHIP#TITLEXY1.CHIP2.OAT3.-UNDEFINED-4.-UNDEFINED-2.1004.01.14.00.1Y0.00.1RETMANPROGRAMINITIALIZERETICLEFIELDFILL99.5%DICE=5208STEP=63XFSTEP26.4mmYFSTEP10.8mmXCHIP2.200mmYCHIP1.200mmXSCRIBE0.1mmYSCRIBE0.1mmCOLS12ROWS9MODIFYRETICLEKEYDEFINITIONSC-CHANGESINGLECHIPA-CHANGEALLCHIPK-ADDKEYS,LEFT,RIGHT,BOTH,NONEO-ENTERACHIPOFFSETD-DELETECHIPE-ENLARGEVIEWR-ROTATECHIP90DEGREERETMANPROGRAMKEYHAMSSCAN/ALIGN1PEINTERMIXYWAFERRADIUS75.00KEYTOBSLN-0.1RETICLE3LOCALPREALIGNNAUTOSTACK?NTITLEHEIGHT0.0MIN.DICE/STEP1XYSCANKEYPOSIONSPRMARYOATSECONDOATSTEPPINGDISTANCESTEPARRAYOFFSETSTACKINGDISTANCE9.75-12.3910.019.809.8-------1.950.04.80------------2.00.0-------------------RETMANPROGRAM光刻工艺控制四.工艺问题处理a.Miss-Alignment:b,Fieldarrayc,显影后问题d.偏离焦面光刻工艺控制Mis-Alignment:Misplacementinx-directionMisplacementiny-direction光刻工艺控制Mis-Alignment:Run-out-steppingdistancetoolargeortoosmallRotation-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:(Whatyouseeisn’talwayswhatyouget!)PrintBias=(PrintedFeatureSize)-(MaskFeatureSize)Reasons:Underexposure,Overexposure,Underdevelop,OverdevelopPrintedFeatureSizePHOTOMASKSILICONSUBSTRATEPHOTORESISTMaskFeatureSizeCompanyLOGOAddyourcompanyslogan