光刻工艺流程集成电路的制作工序是一个复杂的过程,其制作工艺过程为硅片制备 一硅片清洗 一气相沉积底膜 一 旋转涂膜 一 软烘 一 对准与曝光一 曝光后烘焙 一 显 影一 坚膜烘焙 一 显影检查 一 腐蚀 一 去胶 一 切 割一 测试。
大型集成电路制作完成需要好几百道工序,对准和曝光是整个工序最为关键 技术单元，直接影响器件的功能性。
一、Nikon stepper I7-I14 、S204光刻机光刻对准与曝光流程
在光刻机系统中,要制造出高性能的器件必须对各个子系统进行严格的设计和控制。主要的子系统包括光学成像系统,掩模和硅片台找平系统,套刻对准系统,测量控制系统。
一般的对准曝光流程有如下8个步骤：
1. 设定曝光条件和误差校正；
2. 校正工件台和激光干涉仪；
3. 硅片上全场对准标记对准；
4.移动到第一曝光场；
5.逐场位置对准；
6.曝光；
7.移动到下一场位置对准并曝光；
8.重复步进或扫描硅片曝光直至结束。
在以上步骤中,最重要的是标记对准,标记对准牵涉到的除了工件台的状况 之外,还有标记的制作的方式。对准方案的选择应综合考虑以下因素,设计出最优的对准曝光方案。
1.分辨率能力的限制即(resolution capability limit)
2.对准精度（alignment accuracy）
3.对准效率(alignment efficiency)
4.稳定胜和可靠性(stability and reliability)
5.最小信号处理过程（minimum signal process）
6.生产力(productivity)
7.成本（cost）
8.污染级别(contamination level)
二、Nikon stepper I7-I14 、S204光刻机对准平台结构：
一般来讲,一个完整的对准装置是由以下几部分组成:
1.高质量的光学图像传递系统；
2.信噪比好的光电转换系统；
3.能提供高反差图像的对准标记；
4.实现X、Y、Z三自由度运动或更多自由度的精密机械系统;
5.高效率、高灵敏度的电子处理控制系统。
当线宽到达100nm时,对准的套刻精度要求在30nm左右,直接采用掩模与硅片对准的方案需要各个分系统将挑战极限,也几乎不可能达到目的。改进的通用设计的对准方案分粗、精对准两步骤方案,粗对准用离轴对准视频对准,精对准采用同轴对准,投影光刻机对准平台示意图如图。
硅片对准的子系统有硅片粗对准和中间对准和硅片精对准。一般的对准过程是离轴对准完成三个对准步骤,对准主要是用于精对准。
离轴对准包括两部分：一是图像处理系统得到倍的对准标一记的放大像和计算位置误差信号，二是对准光束扫描下得到硅片的扫描信号,离轴对准安装在主光学物镜的前面。对准曝光系统流程如图：
从流程图可知当把硅片和掩模载入时,通过 三个位置探测器和离轴传感器模式独自完成粗对准,粗对准的次序决定了掩模和硅片中间对准的次序的捕捉范 围,粗对准后,中间对准顺序通过 工 作台进行预扫描完成对准。这样掩模和硅片相对于基准标记对准光栅的位置将被测量。ArF准分子激光器光束作为对准照明光源然后通过投影透镜进行测量,最后进行精对准和曝光 。
在精对准的时候可以选择OFF-axis对准和TTL对准方式,掩模和硅片的精对 准测量通过掩模台和硅片台的扫描压缩比4：1完成。此方案己运用在扫描步进机中,图像处理技术的精度为0.2微米,光栅衍射的精度为30nm。
该设计方案用复杂的步进扫描代替步进重复光刻机的主要原因是扫描技术能够充分的扩大曝光场的区域和扫描成像对色差有平均的效果,同时还能改善关键尺寸的控制和更低的变形值。由于掩模和硅片是同步运动的,所以对准系统在扫描时速度控制尤为关键。
以上介绍了Nikon stepper I7-I14 、S204光刻机光刻工艺、对准装置与曝光流程。如您有掩膜版采购或其它Nikon stepper I7-I14 、S204光刻机提高光刻精度的设备改造、维护、保养及相关零配件需求，欢迎联系我们！
