CC BY
11УДК 621.3.049.77
Технологические режимы поиска дефектов фотошаблонов на установке контроля топологии ЭМ-6029М
В. А. Овчинников
Московский государственный институт электронной техники (технический университет)
При производстве ИС важнейшим компонентом технологического оснащения кристального производства является фотошаблон, представляющий собой металлизированную фотомаску, содержащую топологический рисунок интегральной микросхемы, и используемый для проекционного переноса этого изображения на кремниевую пластину.
Неотъемлемая часть технологического процесса изготовления фотошаблонов - операции автоматического контроля топологии на соответствие проектным данным, поиска недопустимых дефектов, а также их устранение. При этом очевидно, что качество операции поиска недо-
© В.А.Овчинников, 2009
пустимых дефектов определяет качество технологического процесса изготовления фотошаблонов в целом. Решить проблему можно, применяя операцию автоматического контроля топологического рисунка фотошаблона на соответствие проектным данным [1], так как только этот метод позволяет обнаружить все типы дефектов геометрии маскирующего покрытия согласно классификации SEMI [2]. При этом контроль выполняется для всех фотошаблонов без исключения (100%-ный контроль). Принцип контроля заключается в формировании при помощи специального программно-аппаратного комплекса изображения топологического рисунка фотошаблона и сравнении его с эталонными проектными данными. Все несовпадения топологического рисунка фотошаблона и проектных данных классифицируются как дефекты, которые необходимо устранить, так как даже один недопустимый дефект на поверхности маскирующего покрытия может пропечататься на кремниевой пластине во время формирования топологического рисунка и привести к неработоспособности интегральной микросхемы.
Для проведения исследований технологического процесса поиска дефектов и определения режимов оборудования использовалась установке контроля топологии ЭМ-6029М производства ГУП «КБТЭМ-ОМО» (г.Минск, Беларусь). В процессе работы установлено, что степень критичности дефектов зависит от параметров установки (режима): «маскирование» и «фильтрация». Маскирование позволяет при контроле фотошаблона отсеивать краевые дефекты элементов топологии как ложные, если они имеют размер менее установленного значения заданного для контроля. Фильтрация при контроле фотошаблона отсеивает любые дефекты топологии как ложные, если они имеют размер менее установленного значения заданного для контроля.
Объект исследования - специально изготовленный тестовый фотошаблон, на котором в маскирующем слое сформированы топологические элементы размером от 0,3 до 2,5 мкм, имитирующие дефекты фотошаблонов типа «прокол», «вырыв», «остаток хрома», «выступ». Все сформированные дефекты имеют известные координаты местоположения и аттестованы по размеру. Данный тестовый фотошаблон подвергался многократному контролю с различными режимами маскирования и фильтрации, значения которых изменялись в пределах от 0 до 4. Для каждого выбранного значения режимов маскирования и фильтрации получены дефектные ведомости с указанием размера обнаруженного дефекта и координаты его местоположения, которые сравнивались с исходными данными тестового фотошаблона. В результате анализа экспериментальных данных определены технологические режимы установки контроля топологии и поиска дефектов ЭМ-6029М, позволяющие обнаружить дефекты фотошаблона с установленной степенью критичности (табл.1).
Таблица 1
Технологические режимы установки контроля топологии и поиска дефектов
Маскирование 0 0 1 1 1 2 2 4
Фильтрация 0 1 0 1 2 1 2 4
Минимальный размер обнаруживаемых дефектов, мкм краевые 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 1 1 От 1,5
на топологии 0,4 0,5 0,4 0,5 1 0,5 1 От 1,5
Практические результаты поиска и оценки степени критичности, обнаруживаемых дефектов маскирующего покрытия на рабочем фотошаблоне, изготовленного на технологической линии ЦКП «МСТ и ЭКБ» МИЭТ, приведены в табл.2. На рисунке показаны примеры карт дефектов на фотошаблоне.
Из полученных результатов видно, что если величина допустимого дефекта составляет 1 мкм, то режимы «маскирование 2» и «фильтрация 2» являются достаточными, режимы «маскирование 1» и «фильтрация 1» - избыточными, а режимы «маскирование 2» и «фильтрация 4» - недостаточными.
Таблица 2 Влияние режимов на количество обнаруживаемых дефектов
Режим Количество обнаруженных дефектов
Маскирование Фильтрация
1 1 38
1 2 27
2 1 30
2 2 22
2 4 11
а б
Карта дефектов фотошаблона: маскирование 1, фильтрация 1 -минимальный обнаруживаемый дефект 0,5 мкм (а); маскирование 2, фильтрация 4 - минимальный обнаруживаемый дефект 1,5 мкм (б)
Таким образом, разработанный технологический процесс поиска недопустимых дефектов и режимы оборудования полностью подтверждаются экспериментальными результатами контроля фотошаблонов и позволяют принять адекватное решение для определения степени критичности дефектов во избежание избыточной или недостаточной оценки качества фотошаблона в процессе его изготовления. Дефектная ведомость позволяет определить тип дефекта, его местоположение, что необходимо для принятия решения его устранения на последующих технологических операциях.
Литература
1. Аваков С.М., Карпович С.Е.Овчинников В.А., Титко Е.А. Операции контроля топологии в технологическом процессе изготовления фотошаблонов // Электроника. Инфо. - 2008. - № 1. - С. 43.
2. SEMI P23 Guidelines for Programmed Defect Mask and Benchmark Procedures for Sensitivity Analysis of Mask Defect Inspection Systems.-SEMI. - 1993,1995.
Поступило 2 марта 2009 г.
Овчинников Вячеслав Алексеевич - главный технолог Центра коллективного пользования «Микросистемная техника и элементно-компонентная база» МИЭТ. Область научных интересов: разработка технологических процессов изготовления и аттестации фотошаблонов для производства сложных ИС.
