Précision avec laquelle un nouveau motif est positionné par rapport au motif formé à l'étape précédente. Un décalage provoque des défauts comme des contacts manqués ; il est contrôlé à l'échelle du nanomètre.
Nom japonais: オーバーレイ(重ね合わせ精度)
« Overlay (précision de superposition) » apparaît dans 4 questions d'entraînement réparties sur 3 thèmes, dont Lithographie, Métrologie et analyse, Salles blanches et équipements.
Domaine: Lithographie
L'overlay se contrôle à l'aide de mires dédiées, généralement placées dans les chemins de découpe entre les puces, qui associent un motif imprimé dans la couche précédente et un motif imprimé dans la couche courante. Les outils à base d'image trouvent le centre de chaque motif et indiquent le décalage entre eux, tandis que les outils à base de diffraction déduisent le décalage des différences d'intensité de la lumière diffractée par des réseaux superposés. Les mesures issues de nombreux sites sont ajustées sur un modèle à l'échelle de la plaquette, et les termes de correction sont renvoyés à l'outil d'exposition afin que les lots suivants soient imprimés plus près de la position idéale.
L'erreur s'accumule à partir de nombreuses sources : positionnement de la platine et du réticule, distorsion de l'objectif, différences entre les outils ayant exposé chaque couche, et déformation de la plaquette elle-même. Les contraintes des films courbent la plaquette, les étapes à haute température peuvent introduire des dislocations de glissement, et la température joue directement : le silicium se dilate d'environ 2,6 ppm/K, si bien qu'une variation de 0,1 °C déplace le bord d'une plaquette de 300 mm de quelques dizaines de nanomètres. Les scanners mesurent donc des marques d'alignement sur chaque plaquette et corrigent la translation, la rotation, le grandissement et les termes d'ordre supérieur, et la zone d'exposition est maintenue à environ ±0,1 °C.
Une règle courante veut que l'overlay soit maintenu à environ un quart ou un cinquième de la dimension minimale des motifs, soit quelques nanomètres ou moins aux nœuds avancés. Le budget est le plus serré en multipatterning. En double patterning litho-gravure-litho-gravure (LELE), tout décalage de la seconde exposition modifie directement l'espacement avec les lignes voisines : une erreur de 2 nm sur un espace de 20 nm représente une variation d'espacement de 10 %, ce qui affecte la capacité des lignes et le risque de court-circuit. Le double patterning auto-aligné par espaceurs (SADP) évite ce problème, car la position des lignes est fixée par le dépôt et non par un second alignement.
L'overlay décrit où un motif se place ; la dimension critique (CD) décrit sa taille. Les deux consomment la même marge de placement des bords, puisqu'un contact peut manquer sa cible parce qu'il est mal placé ou parce qu'il est trop petit. Concepteurs et ingénieurs procédé regagnent de la marge grâce à des schémas auto-alignés. Dans un contact auto-aligné (SAC), la grille est recouverte de nitrure de silicium, si bien qu'une gravure de contact désalignée s'arrête sur le nitrure au lieu de court-circuiter la grille. Cela permet de réduire l'espacement grille-contact sans exiger un alignement impossible.
Réponse : B. La précision avec laquelle un nouveau motif peut être superposé au motif réalisé à l'étape précédente
Un LSI étant fabriqué en superposant des dizaines de couches de motifs, chaque couche doit être alignée précisément sur la précédente ; la faiblesse de l'écart correspond à la précision de superposition. On exige à titre indicatif environ 1/4 à 1/5 de la largeur de ligne, soit quelques nm ou moins pour les produits avancés (une dizaine d'atomes). On mesure position, rotation et dilatation à l'aide des marques d'alignement du wafer pour corriger, en tenant compte aussi des déformations thermiques du masque et du wafer et des distorsions créées aux étapes précédentes.
Réponse : C. Des marques dédiées à la mesure de superposition
Pour mesurer la précision de superposition, on réalise, par exemple dans les chemins de découpe, des marques dédiées combinant des motifs de la couche précédente et de la couche courante. Un équipement optique mesure le décalage entre les centres des deux motifs, ou déduit le décalage de la différence de lumière diffractée par des réseaux superposés. Les résultats sont transmis au scanner sous forme de décalages par position sur la plaquette et servent à corriger le lot suivant. Les plots de connexion et l’encoche ont d’autres fonctions.
L'alignement est l'action de mesurer les marques de la plaquette et de positionner celle-ci avant l'exposition ; l'overlay est l'erreur de placement qui en résulte entre la nouvelle couche et les couches antérieures, mesurée ensuite sur des mires dédiées.
Les exigences sont d'environ un quart à un cinquième de la plus petite dimension des motifs, soit quelques nanomètres ou moins, et elles sont encore plus strictes entre les deux expositions d'un double patterning LELE.
Les plaquettes, les réticules et les structures des outils se dilatent avec la température ; pour le silicium, à environ 2,6 ppm/K, une variation de 0,1 °C décale les motifs au bord d'une plaquette de 300 mm de quelques dizaines de nanomètres, ce qui dépasse le budget d'overlay.
Un LSI étant fabriqué en superposant des dizaines de couches de motifs, chaque couche doit être alignée précisément sur la précédente ; la faiblesse de l'écart correspond à la précision de superposition.
Qu'est-ce que la précision de superposition (overlay) en li…Pour mesurer la précision de superposition, on réalise, par exemple dans les chemins de découpe, des marques dédiées combinant des motifs de la couche précédente et de la couche courante.
Que place-t-on sur la plaquette pour mesurer l’erreur de su…Une précision de superposition très élevée est donc nécessaire.
Dans le double patterning de type LELE (litho-etch-litho-et…L'exposition exigeant une précision de superposition nanométrique, la moindre variation de température provoque des décalages.
Quelle est la principale raison de maintenir la température…Découpe (dicing) Scanner SADP (double patterning auto-aligné) Couche antireflet (BARC) EUV High-NA Fenêtre de procédé Laser excimère ArF Lithographie à immersion Lithographie EUV Lithographie par nano-impression