光刻作者

叠加对准与图形边缘误差:究竟是哪条边界移动了?

叠加对准描述不同图形的相对位置;图形边缘误差描述实际边缘相对于目标位置的偏移。叠加误差可以参与边缘放置误差,但线宽变化、局部形状和图形转移也可能让边缘移动。两者有联系,并不是互斥概念。[T1]

中心正确,边缘仍可能不正确

设想一条线的中心保持目标位置,但线宽增加,两侧边缘都会移动,中心对准却没有改变。再设想整条线横向平移而宽度不变,此时相对位置改变,线本身的宽度仍正确。

这两个例子说明,只测中心或只测宽度都可能漏掉重要误差。接触与相邻金属线实际面对的是边界,不只是讨论对准时使用的中心标记。

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28nmM2课程内

28nm Planar Flow 内所选的 3 步学习路线

定位后续通孔图形阶段之前的金属线图形定义。

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图形转移又增加一次交接

光刻胶边缘不自动等于下层材料的最终边缘。刻蚀和中间掩膜可能改变尺寸或局部形状。因此,图形在某个阶段位置正确,也可能在最终材料中形成不同边界。[T1]

改变中心关系边缘关系
整体平移改变两边同方向移动
围绕同一中心改变宽度可以不变两边分开或靠近
局部边缘粗糙平均中心可能正常局部间距变化
图形转移偏差取决于转移方式最终边缘不同于较早掩膜

相邻结构决定功能意义

边缘误差通过它与另一结构之间的间距或重叠,影响功能。相关对象可能是通孔与下层导体、接触与受保护栅边界,也可能是两条相邻金属线。

这项关系两侧的误差可能组合起来。因此,一侧图形单独测量良好,不能直接证明最终余量安全。必须按合适空间尺度,并考虑相关性,评价实际间距或重叠。

自对准改变一种约束,不消除所有误差

自对准结构可以借助已有物理边界定义后续结构的一部分,从而减少对某项叠加关系的依赖。但这不意味着所有边缘都精确,也不意味着刻蚀选择性与边界完整性不再重要。

可以做一个读图练习:先画两条目标边缘,再让一个图形平移,让另一个图形改变宽度,观察间隙怎样变化。随后把其中一条光刻定义边界换成需要保留的物理边界,辨认哪种不确定性减少、哪些仍在。理解这套逻辑不需要具体工艺尺寸。

原始资料链接

参考来源

[T1] 教科书2000

Silicon VLSI Technology - Full

James D. Plummer, Michael D. Deal, Peter B. Griffin

Silicon VLSI Technology · ISBN 978-0130850379

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常见问题

边缘放置误差就是叠加误差吗?
不是。叠加只是可能的贡献之一,实际边缘位置还受其它效应影响。
平均叠加误差为零就没有局部重叠问题吗?
不能保证。平均值很小的时候,局部波动和尺寸变化仍可能存在。
自对准就是完全准确对准吗?
不是。它描述位置关系怎样建立,不是所有几何与材料要求都满足的保证。

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