《显影蚀刻工艺设计调试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《显影蚀刻工艺设计调试.docx（11页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、显影蚀刻工艺调试目录一. 名词解释31. CD32. DOF33. DOSE34. ISOFOCAL DOSE35. CD Uniformity36. CD Range: 37. ADI： 48. AEI： 49. ASI： 4二. 工艺调试内容51. Etch to clear 测试 51.1. 测试目的51.2. 测试条件51.3. 测试步骤，51.4. 数据处理52. ISOFOCAL DOSE 测试 52.1. 测试目的52.2. 测试步骤62.3. 数据处理62.4. 其它83. CD uniformity 测试 83.1. 测试目的83.2. 测试条件93.3. 测试步骤93.4.
2、 数据处理10一.名词解释1. CDCritical Dimension,关键尺寸，也称线宽。衡量芯片制造工艺的指标。线宽越小，芯片的集 成度越高，其性能越好。2. DOFDepth of Focus,焦深，指光学镜头的可聚焦X围。在该X围内图像能够清晰成 像。为能够保证光胶完全曝光，焦深必须能够覆盖光刻胶层的上下外表。3. DOSE曝光剂量。DOSE=曝光强度X曝光时间，单位：mJ/ cm2。4. ISOFOCAL DOSE最正确感光剂量。用此剂量曝光，聚焦误差对CD影响最小。曝光机在生成图形 时，由于存在机械运动，会造成FOCUS偏移。采用ISOFOCAL DOSE曝光，可 获得CD Un
3、iformity最优的图形。5. CD UniformityCD均匀性。是对所有CD测量值统计的标准偏差6. CD Range:CD误差。是所有CD测量值最大值和最小值的差值。7. ADI:After Develop Inspection。显影后CD测量。ADI 一般用于检测曝光机和显影机的 性能指标。由于不能通过透射光测量，所以ADI 一般通过电子束或扫描电镜等 手段测量。8. AEI：After Etch Inspection。蚀刻后CD测量。AEI 一般用于检测蚀刻机台的性能指标。 在生产上，也有两步蚀刻工艺用到AEI。即显影后先做初步蚀刻，然后根据AEI 结果确定最终蚀刻工艺时间。这种
4、工艺在蚀刻性能受环境影响比拟大的设备上能 够获得比拟好的工艺结果。9. ASI：After Strip Inspection。去胶后CD测量，也是成品的CD测量。一般用于成品出 厂检验。二工艺调试内容1. Etch to clear 测试1.1. 测试目的初步确定蚀刻工艺的时间。1.2. 测试条件 一块带有铬层的空白掩模版1.3. 测试步骤， 清洗测试版，去除掩模版外表污物，确保外表能够完全浸润。 将掩模版放置于卡盘上，设定卡盘旋转速度100rpm要求与蚀刻工艺转速一 样。 翻开蚀刻喷嘴，并开场计时。观察到铬层颜色发生突变几乎透明时，停顿计时。 关闭蚀刻喷嘴，清洗测试版和腔体。1.4. 数据处
5、理蚀刻工艺时间可初步定位测试计时的1.2倍。2. ISOFOCAL DOSE 测试2.1. 测试目的确定最正确曝光剂量。2.2. 测试步骤 设置曝光程序，生成测试图形阵列。要求每一列对应不同DOSE，每一行对 应不同FOCUSo 曝光生产测试版，并进展显影、蚀刻和去胶处理。 测量测试版上阵列中每个点的CDo分析测量数据。2.3. 数据处理分析案例如下:-.DoseFocus73.3177.1681.2285.5090.0094.7499.72104.97110.508001.9932.0422.0862.1132.1452.1802.1892.2372.2576002.0022.0412.08
6、62.1162.1462.1742.1852.2292.2514001.9992.0562.0822.1132.1432.1722.1882.2272.2482002.0092.0402.0792.1122.1392.1742.1912.2262.25202.0072.0412.0812.1132.1442.1732.2012.2302.247-2001.9962.0392.0742.1122.1452.1742.2052.2402.257-4001.9902.0232.0692.1042.1412.1802.2102.2392.268-6001.9702.0242.0622.1042.139
7、2.1802.2102.2442.271-8002.0252.0402.0962.1472.1842.2132.2562.2922.322根据上表测量数据绘制CD-Focus曲线如下:上图显示，Focus为-800时，所有的CD偏离过大，予以剔出。处理后曲线如下:处理后数据分析如下:DoseFocu卜.73.3177.1681.2285.5090.0094.7499.72104.97110.508001.9932.0422.0862.1132.1452.1802.1892.2372.2576002.0022.0412.0862.1162.1462.1742.1852.2292.2514001.
8、9992.0562.0822.1132.1432.1722.1882.2272.2482002.0092.0402.0792.1122.1392.1742.1912.2262.25202.0072.0412.0812.1132.1442.1732.2012.2302.247-2001.9962.0392.0742.1122.1452.1742.2052.2402.257-4001.9902.0232.0692.1042.1412.1802.2102.2392.268-6001.9702.0242.0622.1042.1392.1802.2102.2442.271Range0.0390.0340
9、.0240.0120.0080.0080.0250.0180.024可见，在DOSE为90和94.74时，FOCUS对CD的影响最小。因此在此案例中取 95 为 ISOFOCAL DOSE。2.4. 其它在完成ISOFOCAL DOSE测试后，一般还需要绘制CD-DOSE曲线，用于今后 生产中做DOSE微调参考依据。3. CD uniformity 测试3.1.测试目的 建立显影工艺Recipe。 检测曝光机台和显影机台的工艺性能。3.2. 测试条件 测试空白版假设干 测试图形数据 数据分析软件CD_Analysis.XLS3.3. 测试步骤 根据空白版供给商推荐的显影时间建立显影工艺的初始R
10、ecipe。一般初始Recipe内容如下：掩模版停在高位，冲洗显影喷嘴和蚀刻喷嘴先喷药液5秒，然后喷水 10 秒。 掩模版降至底部，转速设置100rpm，显影喷嘴喷水浸润掩模10秒。 显影喷嘴切换到显影液，显影时间参考空白版供给商建议。 完成显影后，显影喷嘴切换到水冲洗15秒。 改用Top beam喷嘴冲水清洗掩模版，掩模版应上下移动以确保整个掩模 版被冲洗干净。 冲洗完成后，蚀刻喷嘴喷水冲洗10秒，然后切换到蚀刻液。 蚀刻时间参考Etch to clear测试结果。 完成蚀刻后，蚀刻喷嘴切换到水冲洗15秒。 改用Top beam喷嘴冲洗掩模版。 完成冲洗后，1000rpm旋转甩干。 用初始R
11、ecipe生产测试版，并量测CD做数据分析。 根据数据分析结果中Radio误差数据，调整显影工艺段Recipe，通过显影补偿手段使得Radio误差数据最优。 通过调整曝光机Bias，显影时间和蚀刻时间等参数使得CD Mean指标达标。 使用优化后的Recipe生产测试版，重复CD Uniformity测试，检验现有工艺条件下该指标的性能。3.4. 数据处理 CD测量数据。一般CD Uniformity测试数据是一个矩阵。测量点数有7 X7、 9X9、11X11或13X13。CD测量数据一般分X方向和Y方向的数据。由于 曝光机的特性，通常Y方向的CD精度高于X方向的精度。所以在做显影机 性能指标
12、分析时，采用Y方向的CD值分析。 数据分析软件。该软件是一个Excel文档，通过执行文档中的宏命令对CD 数据矩阵分析，别离出各种因素对CD均匀性的影响。通常CD均匀性可分 解成径向误差，侧向误差和随机误差。由于我们的显影设备是旋转式喷淋， 所以我们需别离出径向误差加以分析，通过一定补偿方法提高CD均匀性指 标。 径向误差补偿方法。在PMD1000设备中，显影液是通过安装在腔体上方的喷嘴以扇形喷洒到掩模版上。当掩模版处于最低位置时，喷嘴角度被调整到对准掩模版中心。在掩模版旋转过程中，掩模版中心一直处于新鲜显影液覆盖X围，因此掩模版中心位置的显影程度会高于周边位置，从而造成中心CD比周边大。如果径向误差分析显示这种情况，需要通过调整掩模版显影高度来对周边进展补偿。
