【摘 要】
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光刻是集成电路制造工艺中一道关键的工序,它是利用光化学反应机理,把制造在掩膜版上的图形转移到硅衬底上的过程。光刻决定了芯片的最小工艺尺寸,约占芯片制造时间的45%。光刻的工艺质量直接影响着器件的良率,而缺陷是造成良率降低的最重要和最直接的原因。在处于55 nm量产阶段的工厂中,约80%的缺陷是由于设备的原因造成的。分析研究光刻工艺设备所造成缺陷的实例并归纳总结,有助于量产良率的提升,并且为实现更高
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光刻是集成电路制造工艺中一道关键的工序,它是利用光化学反应机理,把制造在掩膜版上的图形转移到硅衬底上的过程。光刻决定了芯片的最小工艺尺寸,约占芯片制造时间的45%。光刻的工艺质量直接影响着器件的良率,而缺陷是造成良率降低的最重要和最直接的原因。在处于55 nm量产阶段的工厂中,约80%的缺陷是由于设备的原因造成的。分析研究光刻工艺设备所造成缺陷的实例并归纳总结,有助于量产良率的提升,并且为实现更高集成度提供参考。本文主要研究55 nm工艺量产阶段,由涂胶显影机所造成的三种典型缺陷:刮伤缺陷、线性缺陷、边缘缺陷,并通过一系列实验对引起这三种缺陷的主要成因进行分析,进而提出设备改造以及完善管理措施的解决方案:（1）刮伤缺陷是由于易变形部件在工作中变形导致组件之间的刮擦引起的。通过自制间隙测量工具保证该单元预装的oring与inner cup的间隙维持在1 mm左右,改造设备增加显影槽内组件的固定装置以及增加4个监测站点到6个来减少刮伤缺陷的发生;（2）线性缺陷通过实验,确认是由于防反射层涂胶机工作中掉落颗粒经过后续的旋转成膜而造成的。针对线形缺陷,通过改善手臂、热板以及光阻喷头的清洗方法及频度来缓解,同时通过扩大排气管径等相关改造来减少缺陷发生;（3）边缘缺陷是由于在显影过程中有液体掉落在硅片表面而造成的。针对边缘缺陷,通过一系列实验研究,优化了喷嘴的回吸高度,由原来的液面与喷嘴持平,优化成液面与喷嘴保持1～2毫米距离;以及调整设备排气量,从小排气量增大到每分钟10升。通过以上多方面的优化,设备平均故障时间间隔由之前的84小时增至现在的168小时;设备利用率从92%提升至93%;完成了量产阶段期间每年定下的产能目标,提高了全厂设备能效。
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