Canon KrF扫描光刻机套准精度的改进方法研究

论文摘要

随着IC制造业的迅速发展,光刻成像技术的不断提高,芯片的特征尺寸也不断的缩小,而关键尺寸的缩小则产生了对套刻精度更高的要求。套准精度(Overlay)是现代高精度步进扫描投影光刻机的重要性能指标之一,也是新型光刻技术需要考虑的一个重要部分。套准精度将会严重影响产品的良率和性能。提高光刻机的套准精度,亦是决定最小单元尺寸的关键。我们有必要研究IC制造工艺与光刻对准的关系,从而挖掘出影响光刻对准精度的因素,并加以改进。套准精度就是微影制程中,当前层与前层之间的叠对精度。如果微影制程的套准精度超过误差容忍度,则层间设计电路可能会因为位移产生断路或短路,从而影响产品良率。套准误差产生的原因有很多种形式,其中包括平移、旋转、扩张等各种形式,而不同的误差形式都会对曝光位置的偏移量造成不同的影响。本文通过对光刻机的理论分析和实验结果,了解影响光刻机套准精度的一些方面,并加以改善。我们将从三个方面加以探讨和研究:讨论光刻机外在温度对晶圆的影响而引起的套准误差,并从光刻机硬件方面考虑和改造来改善其套准精度;通过对光刻机结构的探讨和研究,了解激光干涉仪对曝光平台的步进控制原理,改善曝光台的步进精度,从而改善机台的套准误差;通过对光刻机软件参数的补偿,能够比较容易的调整套准精度,较少套准误差,来对光刻的套准精度进行改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 光刻技术的发展
• 1.1.2 套准精度的重要意义
• 1.2 本文篇章结构
• 第2章 Canon KrF 光刻机套准精度分析
• 2.1 套准精度的定义
• 2.2 套准误差的组成
• 2.3 影响套准精度因素分析
• 2.3.1 环境温度影响
• 2.3.2 曝光平台步进精度分析
• 2.3.3 套准精度偏移
• 2.4 本章小结
• 第3章 Canon KrF 光刻机套准精度改善方案
• 3.1 晶圆环境温度控制对套准精度的改善
• 3.1.1 晶圆传送温度控制
• 3.1.2 光刻机硬件改造分析
• 3.1.3 温度控制对套准精度的改善
• 3.1.4 小结
• 3.2 提高曝光平台步进精度对套准精度的改善
• 3.2.1 曝光平台步进原理分析
• 3.2.2 曝光平台步进精度提高
• 3.2.3 步进精度提高对套准精度的改善
• 3.2.4 小结
• 3.3 补偿机台参数改善套准精度
• 3.3.1 影响套准精度的参数
• 3.3.2 补偿机台参数改善套准精度
• 3.3.3 小结
• 第4章 结论
• 附件一 佳能KrF 扫描光刻机条状镜组补偿程序
• 附件二 佳能KrF 扫描光刻机ABBE 系数补偿程序
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文