一個(gè)集成電路的制造過(guò)程（process flow）是由許多工藝單元（unit process）構(gòu)成的，每一個(gè)工藝單元的輸出就是下一個(gè)工藝單元的輸入。工藝單元之間的銜接和整合是由工藝集成（process integrated，PI）部門(mén)負(fù)責(zé)的。光刻工藝的輸出就是光刻膠上的圖形。一般集成部門(mén)對(duì)光刻膠上的圖形有嚴(yán)格要求。如圖所示：

首先是圖形的線寬，一般是在目標(biāo)值的±(8-10)%之內(nèi)。其次是套刻誤差，光刻膠上的圖形必須與襯底上的參考層對(duì)準(zhǔn)，如圖所示：

其X/Y方向的偏差必須小于一個(gè)規(guī)定的值。通過(guò)KrF光刻能達(dá)到小于±15nm的套刻誤差，ArF光刻能達(dá)到小于±7nm的套刻誤差。第三，晶圓表面膠的厚度。光刻后的下一道工序通常是反應(yīng)離子刻蝕（reactive ion etch，RIE）。盡管反應(yīng)離子刻蝕有很高的選擇性，但光刻膠必須有一定的厚度才能保證在刻蝕的過(guò)程中不被全部消耗掉。第四，光刻膠剖面?zhèn)冉牵?/span>side wall angle）必須大于85度。

隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的縮小，即線寬的縮小，對(duì)晶圓上線寬均勻性（CDU）和套刻誤差的要求也相應(yīng)地提高。ITRS曾經(jīng)建議，CDU（3δ）必須不能超過(guò)線寬的7%，套刻誤差不能大于線寬的20%。對(duì)于20nm半周期節(jié)點(diǎn)，CDU必須小于1.4nm，套刻誤差必須小于4nm。

集成電路生產(chǎn)廠光刻工程師的職責(zé)就是要保證光刻后光刻膠上的圖形符合以上各項(xiàng)要求。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，光刻工藝中的各項(xiàng)參數(shù)都必須控制在一個(gè)較小的范圍，被稱為工藝窗口（process window）。光刻工藝的窗口一般是通過(guò)曝光聚焦-能量矩陣（focus-energy matrix，F(xiàn)EM）數(shù)據(jù)來(lái)確定的。曝光時(shí)，在一個(gè)方向以固定的步長(zhǎng)改變聚焦值，另一個(gè)方向以另一個(gè)固定的步長(zhǎng)改變曝光能量，如圖所示。曝光顯影完成后，測(cè)量晶圓上圖形的尺寸，得到所謂的“bossung”圖，假設(shè)所要的圖形的目標(biāo)線寬（target CD）是56nm，允許的范圍是±3nm（在圖中用方框標(biāo)出），那么在曝光能量等于17.6mJ/cm2時(shí)的焦深大約就是100nm。

聚焦-能量矩陣曝光設(shè)置以及關(guān)鍵線寬隨曝光能量和聚焦值的變化曲線-----“Bossung”圖（圖中能量的單位是mJ/cm2） 

（文章來(lái)源:半導(dǎo)體光刻技術(shù) 科學(xué)網(wǎng)科學(xué)網(wǎng)轉(zhuǎn)載僅供參考學(xué)習(xí)及傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系刪除）