【中科大與中芯國際合作取得新進展，光刻工藝模塊中成功建立極坐標系規(guī)避顯影缺陷】近日，中國科學院大學微電子學院與中芯國際集成電路制造有限公司在產(chǎn)學研合作中取得新進展，成功在光刻工藝模塊中建立了極坐標系下規(guī)避顯影缺陷的物理模型。通過該模型可有效減小浸沒式光刻中的顯影缺陷，幫助縮短顯影研發(fā)周期，節(jié)省研發(fā)成本，為確定不同條件下最優(yōu)工藝參數(shù)提供建議。該成果已在國際光刻領域期刊JournalofMicro-NanolithographyMEMSandMOEMS發(fā)表。

超大規(guī)模集成電路先進光刻工藝中，圖案尺寸越來越小、密度越來越高，顯影后的殘留缺陷對圖案化的襯底表面越來越粘，如何有效去除顯影缺陷一直是業(yè)界探討的熱點問題之一，國際上對此也尚未存在完備的解決方案。利用校企合作的平臺，國科大微電子學院馬玲同學通過向校內(nèi)、企業(yè)導師的不斷請教和討論，結合同中芯國際光刻研發(fā)團隊的密切協(xié)作，成功建立一種基于粘滯流體力學的顯影缺陷物理模型，可以探究單硅片上顯影過程中出現(xiàn)的各種物理極限以及針對不同規(guī)格缺陷的去除解決方案，為解決這一難題開辟了全新的道路。同時，這一模型的提出還有助于完善國產(chǎn)裝備中勻膠顯影機的相關算法。

圖1：去離子水沖洗顯影后，殘留缺陷示意圖

模型從缺陷的受力角度出發(fā)，當對顯影后殘留在旋轉晶圓表面上的缺陷進行去離子水（DeionizedWater,DIW）沖洗時，其主要受到三個力的作用，即：去離子水的推力，旋轉帶來離心力和氮氣的推力，合力隨半徑的變化如圖2(a)所示。當合力達到閾值時，缺陷顆粒將從光刻圖形的邊緣表面被去離子水沖走。閾值定義為顯影后殘留缺陷的表面與晶圓表面之間的粘滯力。當合力小于閾值時，即三個對殘留缺陷的總拔除力小于殘留缺陷與晶圓之間的粘滯力時，顯影后的殘留無法被去除，造成最終的顯影后缺陷，在后續(xù)的曝光中導致壞點，如圖2(b)所示。

圖2：(a)缺陷受到的合力變化(b)顯影缺陷在晶圓上的分布

經(jīng)對比驗證，模型的精度、準度高，具有很好的研發(fā)參考價值。此外，文章中還討論了數(shù)個影響缺陷去除的物理參數(shù)之間的相互作用關系。在建立模型的過程中，企業(yè)提供的工程實驗環(huán)境同高校、研究所具備的理論創(chuàng)新能力實現(xiàn)優(yōu)勢互補，產(chǎn)學研協(xié)同育人的模式獲得顯著成效，極大的推進了人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)的對接進程。

圖3仿真結果：(a)缺陷分布實驗圖與(b)缺陷分布仿真圖的比較