1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
2 超强激光科学与技术重点实验室（中国科学院），上海 201800
极紫外（EUV）光刻是7 nm及以下技术节点芯片大规模量产的关键技术。随着技术节点的减小、工艺复杂性的增加，芯片的良率面临着巨大挑战。边缘放置误差（EPE）是量化多重曝光技术过程中制造图案保真度的最重要指标。EPE控制已成为多重曝光和EUV融合光刻时代最大的挑战之一。EPE是关键尺寸（CD）误差和套刻误差的结合。在EUV光刻中，光学邻近效应和随机效应是引起光刻误差的重要因素。光学邻近效应校正（OPC）可以使EPE最小化。对于最先进的技术节点，EPE通常由随机效应主导，因此需要对EPE进行建模，尤其是需要对随机效应进行严格的建模，以分析影响EPE的关键参数。选择不同的测量手段对关键参数进行测量并优化EPE是提高芯片良率的重要途径。本文首先综述了EPE在EUV光刻中的重要作用，然后讨论了OPC和随机效应、EPE模型及涉及的关键参数，并介绍了关键参数的测量方法，最后总结和展望了与EPE相关的技术。
测量 极紫外光刻光源 套刻 光学邻近效应校正 对准
1 中国科学院微电子研究所，北京 100029
2 中国科学院大学，北京 100049
随着半导体产业的高速发展，集成电路制造中光刻工艺特征尺寸极限化微缩，套刻精度的要求也愈来愈极端严苛。本文基于影响套刻精度的核心技术，即对准技术，对该技术中精密测量传感系统的设计和微纳测量对象对准标记的设计两个方面进行了归纳分析，就业内国际顶尖科技公司的技术发展进行了整理，并详细介绍了他们在对准测量技术路径演化进程中所起到的推动作用。同时，还对当前国内各相关技术团队在该方向的最新研究成果进行了总结。以此为基础，进一步讨论了面向更为先进的工艺节点，光刻对准技术的改进方向和优化思路，从而为获得更高精度的套刻性能提供重要的技术参考。
集成光学 对准 标记 套刻 光刻 集成电路 光学学报
2023, 43(19): 1900001
华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074
在线测量检测技术与装备是保证集成电路（IC）制造质量和良率的唯一有效技术手段，在IC制造过程中必须对IC纳米结构的关键尺寸、套刻误差，以及缺陷等进行快速、非破坏、精确测量与检测。本文首先从尺寸测量和缺陷检测两个方面介绍了IC制造在线光学测量检测技术的研究现状。在此基础上，进一步分析了先进技术节点中所面临的一些新的纳米测量挑战，如更小的特征尺寸、更复杂的三维结构。最后，展望了IC制造在线光学测量检测技术的未来发展趋势。
激光与光电子学进展
2022, 59(9): 0922025
1 清华大学深圳国际研究生院，广东 深圳 518055
2 鹏城实验室，广东 深圳 518055
3 工业和信息化部电子第五研究所，广东 广州 511370
4 清华-伯克利深圳学院，广东 深圳 518055
集成电路制造中光刻工艺特征尺寸不断减小，制造商对套刻误差指标的要求逐步提升，对具有亚纳米精度的套刻误差测量技术与系统有极为迫切的需求。针对该需求，对比介绍了基于衍射原理的套刻测量（DBO）和基于图像的套刻测量（IBO）技术原理与特点；在对比分析中，针对具有更高精度测量能力的DBO路线，梳理了其技术发展脉络，对DBO技术中存在的挑战和未来的发展方向进行了论述。所述内容有望为我国先进节点光刻机的独立自主开发提供技术参考。
激光与光电子学进展
2022, 59(9): 0922023
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
硅片对准标记经过光刻工艺后产生的非对称变形会导致对准测量误差,目前普遍采用工艺验证的方法修正此对准测量误差,但该方法存在一定的工艺适应性问题。针对该对准测量误差,提出了一种新的修正方法,即利用非对称变形对准标记在不同照明波长和偏振态情况下的对准位置差异,修正对准标记非对称变形导致的对准误差,提高了对准的工艺适应性。并将该方法拓展应用于套刻测量误差修正,提高了套刻测量的工艺适应性。
测量 光刻 套刻 对准 对准标记 非对称变形
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
随着光刻技术向10 nm及以下工艺节点的延伸, 光刻工艺对套刻精度提出了更高的要求, 相应的对准精度的要求已经达到亚纳米量级。提出一种基于自相干叠栅条纹的光刻机对准方法, 其原理是利用对准系统的光学结构将位相型光栅对准标记的同级次衍射光束进行分束和转像, 在对准系统像面上形成两组周期不同的干涉条纹, 这两组干涉条纹进一步干涉叠加形成自相干叠栅条纹, 组成自相干叠栅条纹的两组干涉条纹随对准标记的移动向相反方向移动, 并将对准标记的位移量进行放大, 从而提高对准标记位置测量的精度。通过对自相干叠栅条纹图像进行傅里叶变换和相位提取, 分析其相位信息得到对准标记的位置。仿真结果表明, 对准精度和对准重复精度分别可以达到0.07 nm和0.11 nm。
测量 光刻 套刻 对准 叠栅条纹 中国激光
2017, 44(12): 1204006
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海微电子装备有限公司, 上海 201203
基于衍射光探测的套刻测量技术(DBO)具备高分辨率、高精度及低的工具引起编差(TIS)等显著优点，已逐步取代传统基于成像的套刻测量技术(IBO)，成为大规模集成电路22 nm及以下工艺技术节点所广泛采用的套刻测量方式。相较IBO技术，DBO技术面临的最大问题是标记成本高，测量时间长。IBO技术仅需使用单个标记测量x、y两个方向的套刻误差，而DBO则需要分别使用x、y两种方向的一维光栅实现测量，且每个方向至少需要2个标记。提出一种基于二维周期结构标记衍射光探测的套刻测量方法，使用严格耦合波分析(RCWA)算法建立标记衍射光的物理模型，通过分析该方法测量套刻的灵敏度、主要测量误差，验证该方法的可行性。二维DBO测量方法的应用，将使标记成本和测量时间比传统的DBO方法减少一半，显著降低DBO测量的成本并提高测量效率。
测量 套刻 衍射 光栅 严格耦合波分析 激光与光电子学进展
2014, 51(2): 021201
广东工业大学物理与光电工程学院,广东 广州 510006
分析图像相关识别中的纯相位匹配滤波器的模式识别方法,利用该滤波器的相关识别位图计算算法, 及其所具有的相干峰尖锐特性与高度旋转敏感特性,分别求取得光刻套刻过程中,掩模板和硅片基板对 准标记的相对平移坐标与旋转坐标的精密量化驱动值。将此算法的实施单元建立在一套成型的大面积投 影光刻系统中,使得该系统的对位精度与对位效率显著地提高。
激光技术 光刻 套刻技术 模式识别 纯相位匹配滤波器 laser techniques lithography alignment technology pattern recognition phase-only matched filtering
广东工业大学物理与光电工程学院 , 广州 510006
针对光刻对准系统的微纳级对位精度, 本文提出一种在图像相关识别的理论分析基础上, 利用纯相位匹配滤波算法以及它所特有的相干峰高度旋转敏感特性而进行投影式光刻对准的新型套刻技术。该技术可求得在套刻过程中, 掩模板和硅片基板对准标记的相对平移坐标与旋转坐标的量化驱动值, 其对位精度与对位效率显著提高。通过实验数据证明了该理论的实验可靠性与有效性。
光刻 套刻对位 模式识别 纯相位匹配滤波器 lithography alignment technology pattern recognition phase-only matched filtering
