苏州汶颢微流控技术股份有限公司

首页 > 技术资讯 > 技术学院

现代光刻工艺研发各部分的职责和协作

从最早被用于电路制造,光刻技术的发展已经走过了半个多世纪。在过去的半个多世纪中,除了光刻设备、材料和工艺的不断发展以外,光刻工程技术人员工作的职责和方式也在不断演化。首先是光刻机越来越复杂和昂贵,仅靠Fab的光刻工程师,已经不能完全运行和维护光刻设备并充分发挥其产能,Fab离不开光刻设备供应商对光刻机使用的支持。这种技术支持超过了传统的使用培训、故障维修、而是深入参与到光刻工艺研发中,为工艺中的难点提供解决方案。

光刻设备

    光刻材料也已经不再局限于光刻胶,而是包括抗反射层、含Si的抗反射层、旋涂的有机碳等众多新型材料。这些新型材料在使用过程中很容易出现各种问题,例如,旋涂后产生较多的颗粒和缺陷,何种过滤器最有效。这些问题的解决都必须有材料供应商的参与。在测量方面,电子显微镜一直被用于光刻胶上关键线宽的测量。高能量的电子束会损伤光刻胶,使光刻胶线条收缩,一般会导致4~5nm的测量偏差。这一偏差在32nm技术节点以下是不能接受的。如何改进测量程序、修正这种测量偏差也不是晶圆厂计量工程师(metrology engineer)独自能完成的,需要测量设备生产商专业技术人员的参与。

晶圆厂光刻内部的分工以及各单位之间的交叉和牵制

    Fab的光刻部门分为研发(technologydevelopment,TD)和生产(manufacturing)。这里侧重讨论光刻研发部门。Fab光刻研发部门内部一般分为若干个工作小组,这是按工作任务来划分的。下表是晶圆厂光刻研发部门内部的组织机构。对于光刻生产部门,其主要精力是维持生产,其组织结构和下表略有不同。

工作小组

职责

设备应用

equipment applications

1.负责光刻机和匀胶显影机的性能监控。发现问题及时停机,并协调设备供应商解决
2.建立光刻机工作文件(scanner job file)和匀胶显影机菜单文件(track recipe)
3.协助工艺工程师发现和解决工艺中与设备相关连的问题

光刻工艺

process

1. 光刻工艺研发(layer  owner)、向工艺集成提供符合要求的光刻工艺

2. 收集晶圆数据、工艺窗口评估。对OPC、新材料、新设备提出要求

测量

metrology

1.负责CD-SEM和套刻误差测量仪器的监控,发现问题及时停机,并协助设备供应商解决
2.研发和优化测量程序中的参数、校准测量值、寻找最佳测量方法
3.帮助layer owner 建立测量程序

工厂系统

factory system

1.负责光刻内部设备之间的数据通信管理、协调工厂系统
2.APC(automatic process control)系统的设置和监控
3.协助layer owner发现和解决工艺中与APC系统相关连的问题

layout数据处理

OPC/tapeout

1.负责建模、OPC、验证OPC结果、向layer  owner提供hotspot及PV-band等数据
2.协调和领导OPC学习循环(OPC learning cycle)
3.和layer owner及工艺集成工程师讨论,做出kerf设计,并tapeout掩模版

掩模管理

mask-management

1.协调订购、接收掩模版。对掩模版供应商的质量做评估
2.管理生产线上的掩模版,并负责掩模版的清洗和替换

光刻预研

pre-development/path finder

负责前期预研,比正常研发一般提前1-2个节点
1.确定技术路线图,包括下一个技术节点使用什么设备(配置)、光刻材料、工艺、OPC解决方法等
2.和业界交流对比,确保本部门的光刻技术符合主流并走在前列

 

光刻是一个工艺单元,其工作的重心是支持工艺集成,为工艺集成提供图形解决方案(patterning solutions),争取及早实现器件的产额(Yield)。根据支持工艺集成的直接和间接程度,光刻部门内的工作分为一、二、三线,第一线的部门以工艺组为主,也包括掩模管理组和测量组。工艺组中的工程师就是所谓的“layer owner”,即每人负责几个光刻层,一般是工艺技术类似的几个光刻层。“layer owner”协调内部资源、负责光刻工艺的设置、支持工艺集成。掩模管理和工艺集成的交集也很多,因为一个工艺流程中需要多少层掩模版、每一层掩模什么时候需要都是由工艺集成工程师掌握的。测量组也需要时常直接支持工艺集成,因为在工艺流程中测量是作为独立的步骤存在的。二线部门的主要任务是为一线部门提供设备、材料和数据系统使用方面的支持。

在日常工作中,工艺工程师通常可以解决大多数制程中出现的问题。存在一小部分问题需要比较深入的设备、材料、数据系统的支持,这时二线的工程师就必须参与,甚至通过二线工程师把设备或材料供应商的专业技术人员引入讨论,三线是先导研发或者叫预研,为下一个技术节点寻找光刻的技术方向。

(文章来源:半导体光刻技术 科学网科学网转载仅供参考学习及传递有用信息,版权归原作者所有,如侵犯权益,请联系删除)