現(xiàn)代光刻工藝研發(fā)各部分的職責和協(xié)作
從最早被用于電路制造，光刻技術的發(fā)展已經(jīng)走過了半個多世紀。在過去的半個多世紀中，除了光刻設備、材料和工藝的不斷發(fā)展以外，光刻工程技術人員工作的職責和方式也在不斷演化。首先是光刻機越來越復雜和昂貴，僅靠Fab的光刻工程師，已經(jīng)不能完全運行和維護光刻設備并充分發(fā)揮其產(chǎn)能，F(xiàn)ab離不開光刻設備供應商對光刻機使用的支持。這種技術支持超過了傳統(tǒng)的使用培訓、故障維修、而是深入?yún)⑴c到光刻工藝研發(fā)中，為工藝中的難點提供解決方案。
光刻材料也已經(jīng)不再局限于光刻膠，而是包括抗反射層、含Si的抗反射層、旋涂的有機碳等眾多新型材料。這些新型材料在使用過程中很容易出現(xiàn)各種問題，例如，旋涂后產(chǎn)生較多的顆粒和缺陷，何種過濾器最有效。這些問題的解決都必須有材料供應商的參與。在測量方面，電子顯微鏡一直被用于光刻膠上關鍵線寬的測量。高能量的電子束會損傷光刻膠，使光刻膠線條收縮，一般會導致4~5nm的測量偏差。這一偏差在32nm技術節(jié)點以下是不能接受的。如何改進測量程序、修正這種測量偏差也不是晶圓廠計量工程師（metrology engineer）獨自能完成的，需要測量設備生產(chǎn)商專業(yè)技術人員的參與。
晶圓廠光刻內(nèi)部的分工以及各單位之間的交叉和牽制
Fab的光刻部門分為研發(fā)（technologydevelopment,TD）和生產(chǎn)（manufacturing）。這里側重討論光刻研發(fā)部門。Fab光刻研發(fā)部門內(nèi)部一般分為若干個工作小組，這是按工作任務來劃分的。下表是晶圓廠光刻研發(fā)部門內(nèi)部的組織機構。對于光刻生產(chǎn)部門，其主要精力是維持生產(chǎn)，其組織結構和下表略有不同。
工作小組 | 職責 |
設備應用 equipment applications | 1.負責光刻機和勻膠顯影機的性能監(jiān)控。發(fā)現(xiàn)問題及時停機，并協(xié)調(diào)設備供應商解決 |
光刻工藝 process | 1. 光刻工藝研發(fā)（layer owner）、向工藝集成提供符合要求的光刻工藝 2. 收集晶圓數(shù)據(jù)、工藝窗口評估。對OPC、新材料、新設備提出要求 |
測量 metrology | 1.負責CD-SEM和套刻誤差測量儀器的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時停機，并協(xié)助設備供應商解決 |
工廠系統(tǒng) factory system | 1.負責光刻內(nèi)部設備之間的數(shù)據(jù)通信管理、協(xié)調(diào)工廠系統(tǒng) |
layout數(shù)據(jù)處理 OPC/tapeout | 1.負責建模、OPC、驗證OPC結果、向layer owner提供hotspot及PV-band等數(shù)據(jù) |
掩模管理 mask-management | 1.協(xié)調(diào)訂購、接收掩模版。對掩模版供應商的質(zhì)量做評估 |
光刻預研 pre-development/path finder | 負責前期預研，比正常研發(fā)一般提前1-2個節(jié)點 |
光刻是一個工藝單元，其工作的重心是支持工藝集成，為工藝集成提供圖形解決方案（patterning solutions），爭取及早實現(xiàn)器件的產(chǎn)額（Yield）。根據(jù)支持工藝集成的直接和間接程度，光刻部門內(nèi)的工作分為一、二、三線，第一線的部門以工藝組為主，也包括掩模管理組和測量組。工藝組中的工程師就是所謂的“l(fā)ayer owner”，即每人負責幾個光刻層，一般是工藝技術類似的幾個光刻層?！發(fā)ayer owner”協(xié)調(diào)內(nèi)部資源、負責光刻工藝的設置、支持工藝集成。掩模管理和工藝集成的交集也很多，因為一個工藝流程中需要多少層掩模版、每一層掩模什么時候需要都是由工藝集成工程師掌握的。測量組也需要時常直接支持工藝集成，因為在工藝流程中測量是作為獨立的步驟存在的。二線部門的主要任務是為一線部門提供設備、材料和數(shù)據(jù)系統(tǒng)使用方面的支持。
在日常工作中，工藝工程師通常可以解決大多數(shù)制程中出現(xiàn)的問題。存在一小部分問題需要比較深入的設備、材料、數(shù)據(jù)系統(tǒng)的支持，這時二線的工程師就必須參與，甚至通過二線工程師把設備或材料供應商的專業(yè)技術人員引入討論，三線是先導研發(fā)或者叫預研，為下一個技術節(jié)點尋找光刻的技術方向。
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