Разработка и исследование технологического процесса, режимов оборудования и методик устранения прозрачных и непрозрачных дефектов при изготовлении фотошаблонов в полупроводниковом производстве
Несмотря на значительное число публикаций, некоторые аспекты теории и практики изготовления фотошаблонов остаются не до конца решенными. Так, одновременно с уменьшением проектных норм интегральных микросхем и увеличением количества элементов топологии ужесточаются технические требования к фотошаблону, технологическому процессу формирования изображения топологического рисунка в маскирующем слое… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Состояние проблемы и задачи диссертационной работы
- 1. 1. Классификация и спецификация фотошаблонов используемых в полупроводниковом производстве
- 1. 2. Принципы построения структуры базовой системы технологического процесса изготовления фотошаблонов в полупроводниковом производстве
- 1. 3. Обзор состояния технологического процесса производства фотошаблонов, методов поиска и устранения дефектов
- 1. 4. Анализ недостатков технологического процесса изготовления фотошаблонов, режимов оборудования и методик устранения недопустимых дефектов
- 1. 5. Цели и задачи диссертационной работы
- Выводы по главе 1
- Глава 2. Исследование и разработка технологического процесса коррекции геометрической формы топологических элементов фотошаблонов в процессе лазерной литографии
- 2. 1. Структуры коррекции геометрической формы элементов топологического рисунка фотошаблона
- 2. 2. Методика и последовательность операций формирования изображения элемента топологического рисунка в фоторезистивной маске
- 2. 3. Исследование влияния размера и местоположения структур коррекции на геометрическую форму элементов топологического рисунка фотошаблона
- Выводы по главе 2
- Глава 3. Исследование и разработка технологического процесса, режимов оборудования, методик устранения дефектов на фотошаблонах
- 3. 1. Разработка технологического пооперационного маршрута устранения прозрачных и непрозрачных дефектов на фотошаблонах
- 3. 2. Исследование и разработка технологического процесса, режимов оборудования устранения прозрачных дефектов
- 3. 2. 1. Исследование режимов осаждения металла из газовой фазы при неподвижном координатном столе
3.2.2. Исследование зависимости параметров изображения элемента, формируемого путем осаждения вещества от скорости перемещения координатного стола, плотности энергии непрерывного лазера, времени нагрева в заданной точке.
3.2.3. Исследование влияния режимов осаждения металла из газовой фазы на высоту осаждаемого фрагмента.
3.3. Исследование и разработка технологического процесса, режимов устранения непрозрачных дефектов.
Выводы по главе 3.
Глава 4. Результаты экспериментального исследования и практической реализации технологического процесса, режимов оборудования и методик устранения дефектов при изготовлении фотошаблонов в полупроводниковом производстве.
4.1. Состав модернизированной технологической линии и описание нового технологического процесса изготовления фотошаблонов.
4.2. Разработка методик настройки специального технологического оборудования для обеспечения, установленных точностных параметров фотошаблонов.
4.2.1. Методика аттестации координатного стола многолучевого лазерного генератора изображения ЭМ 5189.
4.2.2. Методика компенсации погрешности воспроизведения размеров элементов топологического рисунка.
4.2.3. Методика настройки установки контроля топологии и поиска дефектов ЭМ-6029М.
4.2.4. Режимы оборудования и методика измерения элементов топологического рисунка в ультрафиолетовом диапазоне источника освещения.
4.3. Результаты экспериментальной проверки предложенных режимов технологического оборудования.
4.4. Результаты изготовления фотошаблонов в соответствии с модернизированным технологическим процессом.
Выводы по главе 4.
Список литературы
- Alfred Kwok-Kit Wong. Resolution Enhancement Techniques in Optical Lithography. SPIE PRESS, USA 2001, pp. 1−213.
- Uwe Behringer. Foreword of the 19th European Mask Conference on Mask Technology for Integrated Circuts and Micro-Components. Lectures held at the GMM-Conference. January 13−15, 2003 in Sonthofen, Germany, pp.1−2.
- Аваков C.M., Карпович C.E., Овчинников B.A., Титко Е. А. Операции контроля топологии в технологическом процессе изготовления фотошаблонов// Электроника инфо.-2008.- № 1.-С. 44.
- Кузин С.М., Овчинников В. А., Панасюк В. Н. Электрическое тестирование шаблонов//Микроэлектроника.-1988.-изд. Наука-том 17-вып.2-С. 162
- У.МОРО. Микролитография. Принципы, методы, материалы. Часть 1 Москва «Мир», 1990.- стр.112
- Чехович Е.К. Оптико-электронные методы автоматизированного контроля топологии изделий микроэлектроники.- Минск: Наука и техника, 1989 г. -213 с.
- Беспалов В.А., Овчинников В. А., Базанов Д. В., Аваков С. М. Методы устранения дефектов топологии интегральных микросхем на фотошаблонах// Известия вузов. Электроника.-2008.-№ 6.-С.20−29
- Syarhei Avakaw. High productivity object-oriented defect detection algorithms for the new modular die-to-database reticle inspection platform. Proceedings of SPIE Vol. 5835, pp.290−299, Jun 2005.
- Syarhei Avakaw, Aliaksandr Korneliuk, Alena Tsitko. A prospective modular platform of the mask pattern automatic inspection using the die-to-database method. SPIE Volume 5853, pp.965−976, Jun 2005.
- W. Broadbent, et al., «Results from a new die-to-database reticle inspection platform», Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XXI, Chas N. Archie, Ed., Proc. of SPIE, Vol.6518, p.651 821, 1−14,2007.
- SEMI P23 Guidelines for Programmed Defect Mask and Benchmark Procedures for Sensitivity Analysis of Mask Defect Inspection Systems.-SEMI 1993,1995.
- Syarhei Avakaw, Aliaksandr Korneliuk, Alena Tsitko. A prospective modular platform of the mask pattern automatic inspection using the die-to-database method. SPIE Volume 5853, pp.965−976, Jun 2005
- W. Broadbent, et al, «Results from a new reticle defect inspection platform», 23rd Annual BACUS Symposium on Photomask Technology, Kurt R. Kimmel, ed., Proc SPIE Vol 5256, p. 474−488, 2003
- W. Broadbent, et al, «Results from a new die-to-database reticle defect inspection platform», Photomask and Next Generation Lithography XI, Hiroyoshi Tanabe, ed., Proc SPIE Vol 5446, p. 265−278, 2004
- J. Heumann, et al, «Detailed comparison of inspection tools: capabilities and limitations of the KLA 576″, 25th Annual BACUS Symposium on Photomask Technology, J. Tracy Weed, ed., Proc SPIE Vol 5992, p. 599 246, 2005
- A. Dayal, et al, „Optimized inspection of advanced reticles on the TeraScan reticle inspection tool“, 25th Annual BACUS Symposium on Photomask Technology, J. Tracy Weed, ed., Proc SPIE Vol 5992, p. 599 245, 2005
- K. Bhattarcharyya, et al, „Process window impact of progressive mask defects, its inspection and disposition techniques (go / no-go criteria) via a lithographic detector“, 25th Annual BACUS Symposium on Photomask
- Technology, J. Tracy Weed, ed., Proc SPIE Vol 5992, p. 599 206, 2005
- S. Maelzer, et al, „High-resolution mask inspection in advanced fab“, Photomask Technology 2006, Patrick M. Martin, Robert J. Naber, ed, Proc SPIE Vol 6349, p. 63490S, 2006
- S. Teuber, et al, „Limitations of optical reticle inspection for 45nm node and beyond“, Photomask Technology 2006, Patrick M. Martin, Robert J. Naber, ed, Proc SPIE Vol 6349, p. 63490T, 2006
- W. Broadbent, et al., „Results from a new die-to-database reticle inspection platform“, Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XXI, ChasN. Archie, Ed., Proc. of SPIE, Vol. 6518, p. 651 821, 2007
- Vicky Philipsen, Rik Jonckheere. A Printability Study for Phase-Shift Masks at 193 run Lithography. Lectures held at the GMM-Conference. January 13−15, 2003 in Sonthofen, Germany, VDE Verlag. pp.67−77.
- Franklin Kalk, Anthony Vacca, Peter Radcliff. Pinhole Defect Detection and Printability Prediction. SPIE Vol. 2884/104−112. September 1996.)
- Voznesensky N.B., Belozubov A.V.Polarization effects on image quality of optical systems with high numerical apertures. Proc. SPIE, 1999, p.366−373.
- Ионно-лучевая установка для ремонта фотошаблонов// Электроника.-№ 1.-1986.- том 59.- С.99−100.
- Аваков С.М., Карпович С. Е., Овчинников В. А., Титко Е. А., Г.Трапашко. Оптико-механические комплексы для бездефектного изготовления фотошаблонов 0.35мкм и 90нм.// Фотоника.- Научно-технический журнал.-2007.-№ 6.-С.35−37.
- Christian Ehrlichl, Klaus Edinger, Volker Boegli, Peter Kuschnerus. Application data of the electron beam based photomask repair tool MeRiT MG// Lectures Held at the GMM Conference. EMLC. 2005. — P.125−129.
- V.A. Boegli, K. Edinger, M. Budach, T. Hofmann, and J. Oster, Latest performance results from Zeiss/Nawotec MeRIT MG electron-beam mask repair tool», in 24th Annual BACUS Symposium on Photomask Technology, Proc. SPIE Vol. 5567, paper 5567−165,2004.
- T. Liang, E. Frendberg, D. Bald, M. Penn and A.R. Stivers. E-beam Mask Repair: Fundamental Capability and Applications, in 24th Annual BACUS Symposium on Photomask Technology, Proc. SPIE Vol. 5567, paper 556 749,2004
- R. White, M. Verbeek, R. Bozak, M. Klos. Use of Nanomachining as a Technique to Reduce Scrap of High-end Photomasks. // 21st Annual BACUS Symposium on Photomask Technology, Editors, G.T. Dao, B.J. Grenon,-2002. -Vol. 4562, pp. 213−224.
- OPC Structures for Maskshops Qualification for the CMOS 65nm and CMOS 45 nm nodes. F. Sundermann, Y. Trouiller, J.C.Urbani, et. al./Proc. Of SPIE Vol.6533, OE, pp.1−13
- Syarhei Avakaw. High productivity object-oriented defect detection algorithms for the new modular die-to-database reticle inspection platform. SPIE Vol. 5835, pp.290−299, Jun 2005.
- Черняев B.H. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров//Москва.- Радио и связь. 1987.-c.237
- Ионно-лучевая установка для ремонта фотошаблонов// Электроника.-№ 1.-1986.-том 59.-С.98.
- B.LoBianco et al. «Use of Nanomachining for 100 nm Nanometer Mask Repair», Proc. SPIE, Vol. 4889, pp.909 921 (2002).
- Овчинников В.А. Исследование технологического процесса устранения прозрачных дефектов маскирующего покрытия фотошаблонов//Известия вузов. Электроника.-2008.-№ 5.-С.11−17
- S. Preuss, A. Demchuk, and М. Stuke, «Subpicosecond UV laser ablation of metals», Appl.Phys. A, 1995, 61, 1, pp. 33−37.
- T. Gotz and M. Stuke, «Short-pulse UV laser ablation of solid and liquid metals: indium», Appl. Phys. A, 1997, 64, 6, pp. 539−543.
- M. Feuerhake, J.H. Klein-Wiele, G. Marowsky, and P. Simon, «Dynamic ablation studies of submicron gratings on metals with sub-picosecond time resolution», Appl. Phys. A, 1998, 67, 5, pp. 603−606.
- K. Furusawa, K. Takahashi, H. Kumagai, K. Midorikawa, and M. Obara, «Ablation characteristics of Au, Ag, and Cu metals using a femtosecond Ti: sapphire laser», Appl. Phys. A, 1999, 69, 7, pp. S359-S366.),
- Овчинников B. A Исследование технологического процесса устранения непрозрачных дефектов фотошаблонов на лазерном ретушере ЭМ-5001Б.//Естественные и технические науки.-№ 3.-2009.-С.450−457.
- Вентцель Е.С. Теория вероятностей. Москва, «Высшая школа», 2001.-575с.
- Математическая энциклопедия, (в пяти томах). Под ред. И. М. Виноградова. Москва, «Советская энциклопедия», 1977 г. 51. Alfred Kwok-Kit Wong.
- Овчинников В. А Технологические режимы поиска дефектов маскирующего покрытия фотошаблона на установке контроля топологии ЭМ-6029М. //Известия вузов. Электроника.- 2009. № 3(77).-С.85−87
- Овчинников В.А., Калачев Б. В., Пермяков M.M., и др. Способ изготовления фотошаблона//Авторское свидетельство № 1 568 759.-1988г.
- Овчинников В.А., Калачев Б. В., Пермяков М. М., и др. Способ изготовления фотошаблона// Авторское свидетельство № 1 561 719 .-1988г.
- Овчинников В.А., Калачев Б. В., Пермяков М. М., Мишачева М. П., Юдин С. А. Способ формирования рельефного микроизображения в слое хрома.// Авторское свидетельство № 1 674 643−1989г.
- G. Schlueter, G. Scheming, J. Helbing, S. Lehnigk, H.-J. Brueck, &bdquo-А new 248 nm CD measurement system for future mask and reticle generation", Proc. SEMI, Semicon Korea Technical Symposium, pp. 203−208, 2001
- Leica Deep-UV Technology High-resolution imaging & defect review, www. leica-microsystems.com
- B.Bunday, W. Lipscomb, J. Allgair, K. Yang, S. Koshihara, H. Morokuma, L. Page, A. Danilevsky, Automated CD-SEM Recipe Creation — A New Paradigm in CD-SEM Utilization, SPIE Microlithography Conference 2006, Proc. SPIE 6152, p61521Bl (2006).
- E.Solecky, K. Chin, G. Qu, H. Yang, G. Lorusso, A. Azordegan, Automated SEM tilt ready for primetime: a fast in-line methodology for differentiating lines vs. spaces, SPIE Microlithography Conference 2005, Proc. SPIE 5752, p.351,2005.
- Leica LMS IPR04, www. kla-tencor.com/current-metrology/reticle.html
- Vistec Semiconductor, «Leica LMS IPR03, LMSCORR Software Manual, Version 7.0,» 2005.
- Беспалов B.A., Овчинников B.A., Рыгалин Д. Б., Лышенко А. В., Зайченко С. Е., Устройство для устранения дефектов фотошаблона// Патент на полезную модель №> 80 284, 01.07.2008г
- Овчинников В.А., Коробов А. И., Никифорова Э. В. Тестовые схемы для оценки качества металлизации БИС.// Электронная техника. Микроэлектронные устройства, — Выпуск 2(50).-1985г.
- Овчинников В.А., Баюков В. Б., Калачев Б. В., Гончаренко Н. О. Способ контроля топологического рисунка шаблона интегральной микросхемы.// Авторское свидетельство № 1 547 624.-1988г.
- С. Аваков ., Е. Титко ., С.Русецкий., Г. Ковальчук. Оборудование ГНПО «ПЛАНАР"-регионам России //ЭЛЕКТРОНИКА:Наука, Технология, Бизнес.-2009.-№ 3 .-С.52−54.
- Овчинников В.А. Разработка технологии ретуши прозрачных дефектов фотошаблона на лазерной установке ЭМ-5001Б. //Известия вузов. Электроника.-2009 № 4(78)-С.25−28
- SEMI РЗ-0298 SPECIFICATION FOR PHOTORESIST/E-BEAM RESIST FOR HARD SURFACE PHOTOPLATES
- SEMI Pl-1101 SPECIFICATION FOR HARD SURFACE PHOTOMASK SUBSTRATES
- SEMI P2−0298 SPECIFICATION FOR CHROME THIN FILMS FOR HARD SURFACE PHOTOMASKS
- Черняев B.H. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров//Москва.- Радио и связь. 1987.-c.205
- Овчинников В. А Коррекция геометрической формы топологического элемента фотошаблона на лазерном генераторе изображения ЭМ-5189//Естественные и технические науки.-№ 4.-2009.-С.502- 505
- Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров//Москва.- Радио и связь. 1987.-c.227