光刻工藝容限，也稱光刻工藝視窗，指的是保證掩模圖形能正確複製到矽片上的曝光劑量和離焦量範圍，它包含三個方面的信息：成像精確度、曝光度和焦深。
基本介紹
- 中文名：工藝容限
- 外文名：Process Window
- 英文縮寫：PW
對於成像精確度、曝光度、焦深三個要素，分別可以用不同的參數來表示。
成像精確度的表示方法有很多，最直接的表達就是CDE或EPE，但兩者都需要有光刻膠模型的支撐，光刻膠全物理模型計算速度太慢，簡化模型誤差較大，因此採用一些間接的手段來表征成像精確度，如空間像對比度、歸一化對數斜率、實際空間像與目標圖形間的差異等，這樣既能快速計算，又能保證模型的準確。
焦深是指滿足一定約束條件的離焦範圍，這些約束條件一般包括CDE、光刻膠損失、側壁角等。因此，在焦深最大化問題上，很難用一個數學表達式來描述它，可以通過一些間接的方法來表征。焦深體現的是離焦誤差對成像的影響程度，也就是說如果像隨離焦量的變化而改變很小，則焦深較大。
至於曝光度，由於它與空間像NILS有近似的線性關係，而NILS∝||∇I||。所以，可以通過最小化空間像對離焦量的偏導(∂I/∂z)及1/||∇I||，間接使得焦深和曝光度最大化。
光刻工藝視窗的確定
光刻工程師要保證對掩模上所有的圖形都有足夠的工藝視窗。通常的做法是首先做焦距能量矩陣FEM (Focus Energy Matrix, FEM)，找出最佳曝光能量和聚焦值，並使用FEM數據做工藝視窗分析。FEM的做法即曝光時，沿晶圓X方向做固定步長的能量變化，沿Y方向做聚焦值變化。顯影后，測量光刻膠圖形的線寬。測量的圖形包括標準手冊中規定以及光刻工程師認為值得監測的圖形。
對所有關鍵圖形的FEM數據做工藝視窗分析，並把結果畫在一個E和F的坐標中，就得到圖1，每一個圖形的工藝視窗不完全一樣，它們互相重疊的部分就是這些關鍵圖形的公共視窗(Common Process Window) 。
圖1 所有關鍵圖形的工藝視窗
