投影光刻中相位光栅对准标记变形解决方案

描述了相位光栅对准法在步进重复投影光刻机中的运用,通过比较同轴对准系统和离轴对准系统的原理,工作过程,阐述了当对准标记产生变形时离轴对准系统能更好地修正偏差从而保证光刻工艺中套刻精度的要求.     

分步重复自动对准光刻工艺技术研究

介绍了投影光刻机的分步重复自动对准光刻系统,分析了其工作原理;从对准标记的设计、工艺与对准的关系两方面进行了论述,阐述了采用这类自动对准系统的光刻机可能遇到的工艺问题,并提出了相应的解决措施.     

分步投影光刻机对准系统应用与研究

分步投影光刻设备对准系统是由嵌在工作台上的一组基准标记、一套离轴对准系统和一套掩模对准系统组成。当工作台上的基准标记运行到投影镜头下面时,通过掩模对准系统在预定范围内扫描测量标记位置值。当工作台上的基准标记或硅片上的标记运行到离轴对准系统测量光束下面时,用系统扫描可以测量出标记的坐标值。即可通过测量值计算出每个曝光场的中心坐标值。通过EGA对准数据,可计算出硅片的平移偏移量、旋转量、比例量和正交性量的补偿值。     

用氩离子激光摆动照明对硅片直接检测光刻自动对准

一种用于微米和亚微米光刻的新对准系统己在日立公司研制成功。该系统使用了氩离子激光和电荷偶合器件(CCD)检测硅片和掩模的相对位置。在硅片分割区域线上的每一个标记都通过缩小物镜直接检测并保持对准状态直至曝光完成。利用掩模上一镀铬面作为安置在掩模下方的检测光学系统的反射器以完成对硅片的直接检测。这种结构能实现轴上TTL对准,即不需移动检测光学系统又不会阻挡曝光光线。 因为氩离子激尤能透过多层介质膜传输,因而被光刻胶覆盖的标记也能检测。硅片标记的激光摆动照明和存贮型光检测器(CCD)使表面粗糙的硅片也能获得高精度检测。 由于氩离子激光器发出的光线通过缩小投影物镜后有色差存在,硅片标记在反射后成像于模掩下方。在使用简单检测光学系统时,这种现象妨碍了硅片和掩模的相对位置检测。然而在掩模上使用双曲线光栅后,这个问题己不复存在。双曲线光栅被氩离子激光照明后在硅片标记图象面上投影出一线形图象,而这条线的位置即表示了模掩的位置。 对多次光刻过的硅片,对准系统获得了优于0.2μm的套刻精度(3σ),稳定度偏离(五天内)优于0.05μm。对准时间大约0.3秒。     

电子束缩小投影曝光机对准模拟软件应用

介绍了用于电子束缩小投影曝光机的标记对准模拟软件及标记图形，模拟出标准对准的背散射信号，并与实际实验信号图形进行了对比。     

电子束缩小投影曝光机对准模拟软件设计

文章介绍了对准技术，设计出用于电子束缩小投影曝光机的标记对准模拟软件，阐述其数学模型和算法设计，并模拟出标记对准的背散射信号。     

珀金—爱尔默公司500型光刻机的套刻性能

本文主要通过珀金—爱尔默公司的微对准500系列光刻机叙述了鉴定光刻机套刻性能的过程和结果,讨论了机器在接触复印中以及两台机器匹配混合光刻中的套刻、稳定性和自动对准情况。初步的自动对准结果表明应用98％这一极限其中包括对准和畸变误差,可以使总套刻测量精变保持在0.3微米以内。     

计算机控制的电子束投影掩模对准曝光机

微电子学中的光学曝光方法已达到其分辨率极限,因此,提出了电子束曝光和x射线曝光两种新技术。虽然这两种技术在实验室里已证明是可行的,但还不适用于生产过程。本文介绍一种用于生产的电子束投影系统,此系统能在三吋直径的成象平面上制作亚微米图形。所描述的电子投影系统配有控制掩模同片子对准的计算机以及真空系统中加工片子的自动操作系统。     

平面三座标光电自动对准系统

在现代电子工业中,随着超精细结构加工水平的发展,线宽为微米甚至亚微米的几何图形的制作已逐渐进入工业实用阶段,因此,对光刻时套准精度也就相应提出更高要求,例如光刻最细线宽为1微米,对准精度则不应低于±0.2～±0.25微米,目前所用常规光学对准系统,由于最终受人眼功能的限制,难以保证上述要求。本文介绍的两种光电对准系统,可分为对轮廓成象和反射目标进行自动对准,精度均优于±0.25微米,并已用于投影光刻机中代替人眼对准,这一原理同样也能用于其他超精细加工中的检测和瞄准。     

用于光学光刻生产的提高型整片对准技术

本文从对准系统与对准过程、提高型整片对准计算、激光步进对准测量系统、以及激光步进对准探测中对准标记形貌的作用等几个方面，介绍了Ｎｉｋｏｎ公司研制的一种用于光学光刻生产的提高型整片对准技术（ＥＧＡ）。研究结果表明，该技术的生产效率接近标准的整片对准技术，套刻精度达到逐场对准的技术水平     

标记非对称变形导致的对准误差修正方法及其在套刻测量中的应用

硅片对准标记经过光刻工艺后产生的非对称变形会导致对准测量误差,目前普遍采用工艺验证的方法修正此对准测量误差,但该方法存在一定的工艺适应性问题。针对该对准测量误差,提出了一种新的修正方法,即利用非对称变形对准标记在不同照明波长和偏振态情况下的对准位置差异,修正对准标记非对称变形导致的对准误差,提高了对准的工艺适应性。并将该方法拓展应用于套刻测量误差修正,提高了套刻测量的工艺适应性。     

投影装置中的激光扫描自动对准

众所周知,采用激光扫描方法进行自动对准,对于接触式和接近式都是一种有利的技术,并且该方法现已用于实际中了。该方法采用激光光点作为探针同时探测来自掩模和硅片的信息。激光光束在物体上形成一很小的光点,并且通过旋转的多梭反射镜和F—θ光学系统对物体进行恒速扫描。物体上的对准标记沿着扫描线设置。为了增大物体信息信号—噪声的比率系数,可用光学滤波方法对标记的部份散射光进行有选择的探测,采用此方法可获得硅片信息的高效率探测,以及高精度的自动探测。该激光光点扫描方法也可同样方便的用于投影复印技术中,如透镜或反射镜系统中。在充分利于投影装置的特性方面,该方法又具其独特的优点。例如,通过混合使用一个四分之一波片或相移反射镜以及利用激光器的偏振特性,便可消除掩模与硅片之间盼干涉现象,因而可获得稳定的输出信号,并可使对准精度达到0.3微米(2σ)。     

精密远紫外光刻中的对准优化

随着芯片特征尺寸的减小 ,光刻成像技术的不断提高 ,而关键尺寸 (ＣＤｓ)的缩小则产生了更为精确的套刻精度。这些套刻精度在已随着工作台技术和对准系统的改进而得到了满足 ,但这些技术的发展还不能与不断提高的套刻精度保持同步 ,因此需要探索控制套刻和对准的新方法。有价值的对准特性信息由曝光设备获得。在片子对准时 ,对片子上的多点位置测量而获得。根据这些测量信息 ,计算出一种对准模型并用于调整曝光图形。之后这种模型再被用于计算曝光过程对准部分的剩余误差 ,并给出对准质量的象征。为满足严格的套刻容差 ,更多的精力应放在这…     

用于光刻装置的多光栅标记对准系统

提出了一种用于光刻装置的Si片-工件台对准系统。该对准系统采用多光栅对准标记,标记的每个方向有序排列着四个子光栅。对准时,单波长对准光束照射在标记上,各级衍射光以不同的衍射角反射出。通过空间滤波器,零级和高级衍射光被滤除,而±1级衍射光被保留并相干涉成像在参考光栅的表面。两个较大周期子光栅的对准信号用于对准标记的捕获和粗对准,两个较小周期子光栅的对准信号用于获得粗对准基础上的精确对准。由于该对准系统无须采用楔板组,与ATHENA对准技术相比,降低了制造成本,提高了工程的可实现性。     

基于光学对准的光刻机投影物镜密集线焦深原位检测技术

提出了一种检测光刻机投影物镜密集线焦深(DOF)的新技术。该技术将具有精细结构的测量标记曝光在硅片上,硅片显影后,由光学对准系统获取曝光在硅片上的测量标记图形的对准位置信息,根据对准位置信息计算得到视场中各点的焦深。与传统的FEM焦深测试技术相比,该技术具有测量精度高、速度快、成本低、操作简单等优点,在光刻工艺参数优化及光刻设备性能评价等方面有很好的应用前景。     

80nm应用中的高数位孔径,双载具193nm TWINSCAN扫描分步投影机

针对次100nm的生产,ASML研发了一个新光刻系统,其中克服了许多底k1解晰度的挑战.其中包含0.85NA双载具193nm TWINSCAN的设计、性能与一些初步的量测数据.80nm的生产必须要有多方面的量测与控制来达到高准确度的线宽(CD)与对准(Overlay)的要求水平.本机台拥有高成熟度的双载具平台,稳定的系统动态质(MSD),一惯性的光量递输等功能,并包含了一个内建侦测回送系统来自动调控投影镜的像差(aberrations),来达到最佳的影像保真度.     

对ZGK-50型自动对准投影光刻机自动对准系统电气最佳状态的讨论

河北半导体研究所与清华大学联合研制了我国第一台自动对准投影光刻机—ZGK-50型.其自动对准精度为±0.25μm,套刻精度为±1μm,这是对我国半导体工业的一个贡献.本文仅对ZGK-50的自动对准系统电气部分中两个重要问题作了比较深入的分析.其一是如何取出一个稳定的,并能灵敏地反应工作台位置的最佳对准信号,其二是利用功能化简法将逻辑控制电路化简到最简式.     

集成电路投影曝光设备中的对准装置

集成电路投影曝光设备中的对准装置包括观察硅片和掩模表面参考标记用的投影透镜系统。硅片上的标记是一组一个方向具有预定周期的周期图形结构;掩模上的标记可以相对于硅片参考标记调整定位。投影系统能通过掩模在硅片表面形成可见光图象。该装置还包括用作探测从硅片表面穿过投影透镜系统的反射光的观察光学系统。该装置还能选择硅片上参考标记图形形成的衍射光的特殊分量,并把这些特殊分量引入观察光学系统。在该套装置的观察光学系统的光瞳附近设置了遮光元件。它是一带状传光孔,在与硅片表面上的周期性参考标记垂直的方向延伸分布。     

片子分步机实现高反差对准的关键——双衍射光栅

以逐个芯片曝光方式工作的分步重复投影复印法,要得到良好的芯片就需要一个快速而精确的对准系统,这在其它的图象转换系统中尤为重要。目前的对准精度要求是图形特征尺寸的1/5到1/10,对于1微米的线宽来说,其对准精度应为0.2～0.1微米。为保证每小时有60到100片的高生产效率,每枚片子总的对准(X、Y向和角度)时间应小于几秒钟。这样,每个芯片或每个陈列局部的反复对准时间约为0.1秒。多次反复地对准时间与片子的畸变程度有关。如果各道光刻工序不是在同一台机器上进行,那么它还与各光刻机的一致性有关。另外重要的一点是在电路的整个制造过程中,应始终保持精度和速度的一致性。也就是说,在工艺过程中无论所涂复的厚度和层数如何度化,所涂复的片子对准标记必须保持良好的反差。本文主要描述了一个把衍射光栅制作在掩模和片子上的“同轴”对准法。该衍射光栅标记的相关就给出了一个具备下列三个条件的对准信号:1、这样的对准标记结构可以消除由于片子上散射和反射而产生的光噪声,从而给出了一个高反差信号;2、该反差与涂层的反射率无关;3、此相关信号能用一个快速光探测器来探测。     

基于自相干叠栅条纹的光刻机对准技术

随着光刻技术向10nm及以下工艺节点的延伸,光刻工艺对套刻精度提出了更高的要求,相应的对准精度的要求已经达到亚纳米量级。提出一种基于自相干叠栅条纹的光刻机对准方法,其原理是利用对准系统的光学结构将位相型光栅对准标记的同级次衍射光束进行分束和转像,在对准系统像面上形成两组周期不同的干涉条纹,这两组干涉条纹进一步干涉叠加形成自相干叠栅条纹,组成自相干叠栅条纹的两组干涉条纹随对准标记的移动向相反方向移动,并将对准标记的位移量进行放大,从而提高对准标记位置测量的精度。通过对自相干叠栅条纹图像进行傅里叶变换和相位提取,分析其相位信息得到对准标记的位置。仿真结果表明,对准精度和对准重复精度分别可以达到0.07nm和0.11nm。