现代集成电路工厂中的先进光刻工艺研发方法与流程

第1章集成电路工厂引论 1．1现代集成电路工厂的布局 1．2工厂结构 1．3工厂中的基本知识 1．3．1产品 1．3．2前表面可开放的统一硅片盒 1．3．3批次 1．3．4分片机 1．4工厂中的系统简介 1．4．1制造执行系统 1．4．2机台自动化程序 1．4．3先进过程控制 1．5工厂中光刻相关参数的控制 1．5．1光刻显影后线宽的SPC图表举例 1．5．2光刻显影后套刻的SPC图表举例 本章小结 参考文献 第2章光刻基础知识简介 2．1光的特性 2．2光学成像的类型 2．2．1古代光学成像类型的描述 2．2．2小孔成像的原理 2．2．3镜头(透镜)成像的原理 2．3镜头成像过程中不同方向(X、Y、Z方向)成像倍率之间的关系 2．4投影物镜双远心结构成像的原理和必要性 2．5光学系统的分辨率 2．5．1光学系统的衍射极限分辨率 2．5．2光学系统的k1因子 2．6镜头中的主要像差以及像差表征方法 2．6．1泽尼克像差 2．6．2常见像差产生原理与消除方法讨论 2．7傅里叶光学基础 2．8照明方式类型及其对光刻工艺窗口的影响 2．8．1相干照明的分辨率与对比度 2．8．2非相干照明的分辨率与对比度 2．8．3部分相干照明的分辨率与对比度 2．8．4部分相干照明与非相干照明对比度的关系 2．8．5照明条件演变过程 2．9表征光刻工艺窗口的三个重要参数 2．9．1曝光能量宽裕度的定义与影响因素 2．9．2掩模误差因子的定义与影响因素 2．9．3焦深的定义、影响因素以及计算方式 2．10禁止周期产生的原因以及改善方法 2．10．1光学邻近效应重要表现形式之一——禁止周期 2．10．2禁止周期线宽减小的原因 2．10．3禁止周期线宽“波谷”现象与照明光瞳的关系 2．10．4光学邻近效应修正之后的禁止周期 本章小结 参考文献 第3章6T SRAM电路结构与关键技术节点中的工艺流程简述 3．1光刻工艺处于工艺流程中的位置 3．26T SRAM的电路结构和基本工作原理 3．2．1一个6T SRAM的电路结构和基本原理 3．2．2对SRAM单元进行“读”的操作 3．2．3对SRAM单元进行“写”的操作 3．3晶体管结构的发展趋势及关键技术节点中的工艺流程 3．3．1晶体管结构的发展趋势 3．3．2某接近193nm水浸没式光刻极限的设计规则及HKMG平面晶体管的
工艺流程简述 3．3．314nm技术节点关键层次设计规则以及FinFET的工艺流程简述 3．3．43nm关键层次设计规则以及CFET的工艺流程简述 本章小结 参考文献 第4章光刻工艺简介 4．1光刻机及其重要子系统的发展历史和*先进光刻机的工作原理 4．1．1光刻机发展历史和重要的时间节点 4．1．2光刻机中曝光光源的发展历史 4．1．3光刻机中照明系统的发展历史 4．1．4光刻机中投影物镜镜头的发展历史 4．1．5光刻机中双工件台的基本工作原理 4．2轨道机光刻机一体机简介 4．3光刻工艺8步工艺流程 4．4线宽和套刻的测量设备与原理 4．4．1线宽测量的原理 4．4．2套刻测量的原理 4．5先进光刻工艺中不同显影类型的光刻胶 4．6掩模版类型与制作流程简介 4．6．1掩模版类型简介 4．6．2掩模版制作流程简介 本章小结 参考文献 第5章光刻工艺发展历程与工艺标准 5．1主要技术节点中关键层次的工艺细节 5．1．1250~65nm技术节点的工艺细节 5．1．245~7nm技术节点的工艺细节 5．1．35~1．5nm技术节点的工艺细节 5．1．4250~1nm技术节点的光刻工艺实现方式 5．2符合工业标准的光刻工艺探讨 5．3照明光瞳的选择 5．3．1照明光瞳选择的理论基础 5．3．2通过简单的仿真结果判断如何选择合适的照明光瞳 5．3．3仿真举例照明光瞳对线端线端的影响 本章小结 参考文献 第6章光刻技术的发展和应用、工艺的研发流程 6．1确定设计规则 6．1．1设计规则中图形类型 6．1．2设计规则形状与排布方向 6．2确立基本光刻工艺模型 6．3对光刻机中像差的要求 6．3．1彗差(Z7，Z8)对光刻工艺的影响 6．3．2球差(Z9)对光刻工艺的影响 6．4选择合适的光刻材料 6．4．1选择合适的光刻胶 6．4．2选择合适的抗反射层 6．5线宽均匀性、套刻以及焦深的分配方式 6．5．1线宽均匀性的分配方式 6．5．2套刻的分配方式 6．5．3焦深的分配方式 6．6对掩模版的类型与规格的要求 6．7先进光刻工艺的研发流程 6．7．1先进芯片工艺研发的重要时间节点 6．7．2光刻工艺研发的一般流程 6．7．3制作测试掩模版 6．7．4光刻工艺仿真条件的确定 6．7．5光刻材料的选择和评估 6．8光学邻近效应修正简介 6．8．1OPC修正的必要性 6．8．2OPC修正的一般研发流程 本章小结 参考文献 第7章光刻工艺试流片和流片简述 7．1简要介绍各部门、各工程师的分工 7．2流片的产品类型 7．3试流片和流片的具体过程 7．3．1芯片制造工艺流程与硅片批次的部分处理方法 7．3．2简述试流片和流片的准备工作 7．3．3硅片的种类 7．3．4光刻工艺模块的具体工作内容举例 7．3．5批次试跑的一般流程 7．3．6FEM硅片数据处理 7．3．7工艺窗口验证 7．4硅片批次进行常规流片时曝光以及数据的反馈流程 本章小结 参考文献 第8章光刻工艺试流片和流片中出现的常见问题和解决方法 8．1光刻中常见的批次暂停举例 8．1．1调焦调平图像异常 8．1．2APC中某些条目缺失 8．1．3长时间没有批次经过时APC系统的状态变化(一种APC设置
方式) 8．1．4套刻精度超过规格 8．2一些误操作举例 8．2．1多次涂胶 8．2．2套刻补偿错误，包括越补越大 8．2．3带有光刻胶硅片进入炉管工艺 8．2．4SRC中的一些误操作 8．2．5轨道机宕机时剥胶返工误操作 8．2．6批次被错误释放 8．2．7后段硅片进入前段机台 8．3其他的误操作举例 本章小结 参考文献 第9章光刻工艺中采用的关键技术 9．1化学放大型光刻胶 9．1．1简述光刻胶发展历史 9．1．2等效光酸扩散长度 9．2极紫外光刻工艺 9．2．1极紫外光刻工艺中的随机效应和线宽粗糙度 9．2．2极紫外光刻工艺仿真 9．3偏振照明 9．3．1采用偏振照明的原因及偏振照明与光瞳的选择 9．3．2有无偏振照明时的仿真结果 9．4负显影工艺 9．4．1正负显影工艺的原理对比 9．4．2负显影工艺的特点 9．4．3正负显影工艺的仿真结果举例 9．5PSM与OMOG掩模版 9．5．1两种掩模版在单周期的仿真结果对比 9．5．2两种掩模版在整个周期的仿真结果对比 本章小结 参考文献 第10章与光刻相关的其他技术 10．1导向自组装技术 10．1．1导向自组装技术的基本原理 10．1．2导向自组装技术的两种方式 10．1．3国内外导向自组装技术的现状和导向自组装存在的挑战 10．1．4导向自组装技术在芯片制造中的应用前景 10．2光学散射测量技术 本章小结 参考文献 索引 中英文对照表