解鎖更高良率，托托科技無掩模光刻機(jī)攻克套刻誤差難題

套刻誤差（Overlay Error）是半導(dǎo)體制造中衡量不同工藝層圖形對準(zhǔn)精度的關(guān)鍵參數(shù)，主要出現(xiàn)在多層芯片結(jié)構(gòu)的光刻工藝中。當(dāng)前層圖形與參考層圖形在平面位置發(fā)生偏差時，即產(chǎn)生套刻誤差。

誤差主要由設(shè)備精度（約占 40%）、光刻工藝（約占 50%）、掩模誤差及測量偏差等因素導(dǎo)致。其中工藝波動的影響尤為顯著：刻蝕時等離子體在晶圓邊緣偏轉(zhuǎn)可導(dǎo)致數(shù)納米偏移；高溫退火釋放薄膜應(yīng)力，使晶圓翹曲產(chǎn)生放射狀誤差；化學(xué)機(jī)械拋光可能非對稱損傷對準(zhǔn)標(biāo)識，引入測量偏差。

晶圓邊緣區(qū)域內(nèi)由刻蝕工藝產(chǎn)生的套刻誤差（a）晶圓邊緣等離子體刻蝕傾斜示意圖；（b）刻蝕工藝變化導(dǎo)致的套刻誤差示意圖；（c）套刻標(biāo)識和器件結(jié)構(gòu)在晶圓中心和晶圓邊緣經(jīng)過刻蝕之后的切片形貌圖；（d）M1A 和M1B 套刻誤差分布；（e） M1A和M1B 套刻誤差沿半徑方向的分布圖

先進(jìn)制程中，三維堆疊結(jié)構(gòu)使誤差疊加效應(yīng)加劇，3D NAND 的多層堆疊會因應(yīng)力累積產(chǎn)生環(huán)形誤差分布，對補(bǔ)償算法提出更高要求。

 三維NAND 器件的套刻誤差來源，以及ADI-AEI 套刻誤差的可能分布 

（a）不同存儲層之間的套刻誤差及主要影響因素示意圖；（b）晶圓尺寸范圍內(nèi)可能出現(xiàn)的刻蝕與光刻之間的套刻誤差分布

隨著極紫外光刻與三維集成技術(shù)發(fā)展，套刻控制正從單一工藝優(yōu)化轉(zhuǎn)向多域協(xié)同：設(shè)備、材料、算法的深度融合，將推動套刻精度向亞納米級邁進(jìn)，為集成電路持續(xù)突破物理極限提供關(guān)鍵支撐。

資料來源：張利斌，韋亞一《集成電路制造工藝波動與對準(zhǔn)套刻技術(shù)》

托托科技專注于無掩模紫外光刻技術(shù)，其研發(fā)和生產(chǎn)的無掩模光刻機(jī)可通過以下方式保障套刻精度：

·  采用高性能直驅(qū)電機(jī)：保證套刻精度和高達(dá)6英寸畫幅的圖形拼接。

·  運用實時預(yù)覽技術(shù)：托托科技無掩模光刻機(jī)具備實時光刻圖形預(yù)覽功能，可實現(xiàn)所見即所得的套刻，能讓操作人員及時發(fā)現(xiàn)并調(diào)整可能出現(xiàn)的套刻誤差，降低了套刻的難度。

·  應(yīng)用全局畸變矯正算法：通過全局畸變矯正算法，可有效提高全畫幅套刻精度，如 UV Litho -ACA Pro+型號光刻機(jī)采用該算法后，5mm×5mm套刻精度可達(dá)到 350nm，50mm×50mm 套刻精度可達(dá)到700nm。

·  精確控制工藝參數(shù)：通過精確控制曝光劑量、焦點位置和顯影時間等關(guān)鍵工藝參數(shù)，提高光刻圖形的精度和均勻性，減少因工藝參數(shù)波動導(dǎo)致的套刻誤差。