現(xiàn)代光刻工藝研發(fā)各部分的職責(zé)和協(xié)作
從最早被用于電路制造，光刻技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)走過(guò)了半個(gè)多世紀(jì)。在過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì)中，除了光刻設(shè)備、材料和工藝的不斷發(fā)展以外，光刻工程技術(shù)人員工作的職責(zé)和方式也在不斷演化。首先是光刻機(jī)越來(lái)越復(fù)雜和昂貴，僅靠Fab的光刻工程師，已經(jīng)不能完全運(yùn)行和維護(hù)光刻設(shè)備并充分發(fā)揮其產(chǎn)能，F(xiàn)ab離不開光刻設(shè)備供應(yīng)商對(duì)光刻機(jī)使用的支持。這種技術(shù)支持超過(guò)了傳統(tǒng)的使用培訓(xùn)、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(diǎn)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(jī)碳等眾多新型材料。這些新型材料在使用過(guò)程中很容易出現(xiàn)各種問(wèn)題，例如，旋涂后產(chǎn)生較多的顆粒和缺陷，何種過(guò)濾器最有效。這些問(wèn)題的解決都必須有材料供應(yīng)商的參與。在測(cè)量方面，電子顯微鏡一直被用于光刻膠上關(guān)鍵線寬的測(cè)量。高能量的電子束會(huì)損傷光刻膠，使光刻膠線條收縮，一般會(huì)導(dǎo)致4~5nm的測(cè)量偏差。這一偏差在32nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)以下是不能接受的。如何改進(jìn)測(cè)量程序、修正這種測(cè)量偏差也不是晶圓廠計(jì)量工程師（metrology engineer）獨(dú)自能完成的，需要測(cè)量設(shè)備生產(chǎn)商專業(yè)技術(shù)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(cè)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(gè)工作小組，這是按工作任務(wù)來(lái)劃分的。下表是晶圓廠光刻研發(fā)部門內(nèi)部的組織機(jī)構(gòu)。對(duì)于光刻生產(chǎn)部門，其主要精力是維持生產(chǎn)，其組織結(jié)構(gòu)和下表略有不同。
工作小組 | 職責(zé) |
設(shè)備應(yīng)用 equipment applications | 1.負(fù)責(zé)光刻機(jī)和勻膠顯影機(jī)的性能監(jiān)控。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)停機(jī)，并協(xié)調(diào)設(shè)備供應(yīng)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(píng)估。對(duì)OPC、新材料、新設(shè)備提出要求 |
測(cè)量 metrology | 1.負(fù)責(zé)CD-SEM和套刻誤差測(cè)量?jī)x器的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)停機(jī)，并協(xié)助設(shè)備供應(yīng)商解決 |
工廠系統(tǒng) factory system | 1.負(fù)責(zé)光刻內(nèi)部設(shè)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(fù)責(zé)建模、OPC、驗(yàn)證OPC結(jié)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(gòu)、接收掩模版。對(duì)掩模版供應(yīng)商的質(zhì)量做評(píng)估 |
光刻預(yù)研 pre-development/path finder | 負(fù)責(zé)前期預(yù)研，比正常研發(fā)一般提前1-2個(gè)節(jié)點(diǎn) |
光刻是一個(gè)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(zhēng)取及早實(shí)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(cè)量組。工藝組中的工程師就是所謂的“l(fā)ayer owner”，即每人負(fù)責(zé)幾個(gè)光刻層，一般是工藝技術(shù)類似的幾個(gè)光刻層。“l(fā)ayer owner”協(xié)調(diào)內(nèi)部資源、負(fù)責(zé)光刻工藝的設(shè)置、支持工藝集成。掩模管理和工藝集成的交集也很多，因?yàn)橐粋€(gè)工藝流程中需要多少層掩模版、每一層掩模什么時(shí)候需要都是由工藝集成工程師掌握的。測(cè)量組也需要時(shí)常直接支持工藝集成，因?yàn)樵诠に嚵鞒讨袦y(cè)量是作為獨(dú)立的步驟存在的。二線部門的主要任務(wù)是為一線部門提供設(shè)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(wèn)題。存在一小部分問(wèn)題需要比較深入的設(shè)備、材料、數(shù)據(jù)系統(tǒng)的支持，這時(shí)二線的工程師就必須參與，甚至通過(guò)二線工程師把設(shè)備或材料供應(yīng)商的專業(yè)技術(shù)人員引入討論，三線是先導(dǎo)研發(fā)或者叫預(yù)研，為下一個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)尋找光刻的技術(shù)方向。
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