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应用实例丨直击光刻难题!慕藤光智能成像光学系统在套刻误差测量与掩膜版检测上的应用
发布时间:2025-05-23 14:12:37 访问数:37


芯片由多层电路叠加而成,一张芯片的制造往往需要经历几十次光刻才能完成。每次光刻时,要求通过掩膜版曝光的图形必须与前一次已经刻蚀于硅片上的图形准确套叠,因此这一过程又称为套刻。由于各种系统误差和偶然误差的存在,两个电路层并不能完全对准,它们之间产生的相对位移称为套刻误差。

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图:光刻工艺中掩模版曝光及套刻测量原理图

 

套刻测量需要借助套刻标记进行,套刻标记是用于标识各层电路的一种特殊图案,这些图案在设计掩膜版时就已经被放在指定区域,通常位于晶圆的切割道上。


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图:常见的套刻对准识别标记


 

套刻标记对位

检测需求:

需实现亚微米至纳米级对准精度,适应硅穿透(700-1300nm波长),需高速成像以支持动态对准。

 

检测原理:

基于红外光对硅基半导体材料的高效穿透特性,在无损条件下可实现晶圆等样品内部深层结构的套刻标记,并精准测量偏差。

 

视觉方案:

传感器:MLAF-7V线激光对焦传感器

物镜:5X/20X/50X红外物镜

相机:红外相机

光源:红外超高速高亮光源

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检测效果:


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图:套刻标识对位图-慕藤光红外检测方案

 

光刻掩膜版检测

检测需求:

检测需求:对掩模板表面过刻、未刻、脏污、色差、三伤等缺陷进行检测

视野要求:20*20mm

跟焦速度:80mm/s

重复定位精度:±0.5um

 

检测原理:

采用AOI90三色光源,通过精密的光学设计实现蓝绿光低角度入射(30°)与红光高角度入射(60°)的多角度协同照明。当被测表面存在微小突起或凹陷时,结合智能图像处理算法实现表面缺陷的精准识别。

 

视觉方案:

传感器:MLAF-7V线激光对焦传感器

管镜:大靶面管镜

物镜:2X大视场物镜,

相机:8K彩色TDI相机

光源:AOI90三色高亮光源

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检测效果:

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图:光刻掩膜版缺陷检测- 慕藤光三色光源检测方案



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图:光刻掩膜版缺陷检测(缺角)- 慕藤光三色光源检测方案

 

套刻精度与掩膜版质量始终是光刻工艺的核心命题,慕藤光以智能成像光学系统为核心,通过多年累积的自动对焦与成像算法优势,为行业提供了兼具效率与可靠性的检测方案,有利于攻破套刻误差测量等光刻制程的核心技术,早日实现光刻设备的自主研发与生产。