ULTRATECHSTEPPER1100步进光刻机操作指导书.docx

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ULTRATECHSTEPPER1100步进光刻机操作指导书

ULTRATECH_STEPPER_1100步进光刻机操作指导书

文件编号:

WI-75-256版次:

1.0XXX公司ULTRATECHSTEPPER1100操作指导书作业指导书发行日期:

2006.05.30页次：

1/10

序作业操作程序号顺序

1.每日当班人员用毛巾、去离子水清洁地板。

2.每日当班人员用绸布、无水乙醇清洁片架、桌面。

3.每日当班人员用无水乙醇、无尘布清洁载片台。

4.每日当班人员用无水乙醇、无尘布清洁大理石平台的表面。

5.每日当班人员用无水乙醇、无尘布清洁X-Y平台、θ平台的表面。

6.每日当班人员用无水乙醇、无尘布清洁卡盘（chuck）。

7.每日当班人员用无水乙醇、无尘布清洁X、Y驱动杆（driverod）及相应的卫生1滑轮（bulley）。

清洁

8.每日当班人员用无水乙醇、无尘布清洁X、Y导轨（guideway）。

9.以上从3—8步的清洁，需要进入Z模式关闭伺服马达。

具体操作如下：

按

下K9键，直到屏幕退到最初始的界面“WhatmayIdoforyounext？

”。

然后在“WhatmayIdoforyounext？

”界面下，同时按下SHIFT和K5

键，进入Z-mode。

然后按下m键，关闭伺服马达。

10.清洁完毕后，在初始界面下，按下K7键初始化X-Y工作台。

11.核对机台的焦深是否在规定值。

1.检查机台气体压力：

1.1氮气压力值：

N准备2开机80?

2PSI2

1.2真空值：

VACUUM20—25INHG

2.开机：

开启机台电源（HP电脑左侧的绿色旋钮）旋钮至START状态。

过20

分钟后开启汞灯电源。

以下操作是在主界面进行（MAINMENU）

1.掩模版（RETICLE）的装载（LOAD）

1.1做到“六个一致”：

硅片操作基本要求的“四个一致”，并且核对工作版与

随工单标明的品种、工序、版次一致；核对光刻版品种版次与版标签一致。

1.2操作人员要在聚光灯下检查光刻版,要求：

版膜尽量无损伤，否则要登记

报告；版面无颗粒沾污，否则使用氮气枪对版上沾污颗粒（无膜的那面）3操作

进行吹扫。

1.3掩模版装载时，动作要符合规范：

轻、缓、小心。

将掩模版装载上后，将

掩模数据磁盘（reticledata）插入软驱内，然后启用掩模数据装载命令

K0键（Loadreticledata）。

制表：

审核：

批准：

文件编号:

WI-75-256页次：

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序作业操作程序号顺序

2.掩模数据的装载：

2.1若屏幕显示不在“whatmayIdoforyounext？

”状态下，按下K9键，

直到显示该状态为止。

2.2.1按下K0键，屏幕会显示出磁盘内的文件名，用Knob旋钮移动文件名前

的光标到所需要的文件名前，再按下CONTINUE键；

此时屏幕显示＂listreticledatatoprinter?

”（打印版数据）

按下CONTINUE键退出．

3.掩模版的装载：

3.1若屏幕已经显示“LoadaReticle?

”界面，则无需再按K1键。

3.2若屏幕在其它显示状态下，按K9键，直到屏幕显示为常规的显示状态

“WhatmayIdoforyounext?

”为止。

3.3按下K1键，屏幕显示“LoadaReticle?

”界面（是否装载掩模）。

3.4屏幕下方显示“changereticleloadmode?

”（修改版的装载模式）3.4.1若界面上loadmode为Darkfield（暗场）则不需要修改装载模式，按

下N键。

3.4.2若界面上loadmode不为Darkfield则需要修改装载模式，按下Y键，

输入D键（Darkfield）

3.5屏幕显示“changereticleoffsets?

”按CONTINUE键退出。

3操作

3.6屏幕提示“Waitingtoloadwafer„„”（等待装入硅片）3.7在载片台上放上FROSTYWAFER，机器进入掩模装载程序，直到装载完毕，

FROSTYWAFER退出到接片升降台。

3.8屏幕显示“Recordreticleoffsettodisk?

”按CONTINUE键退出。

3.9屏幕显示“Printreticleloaddata?

”按CONTINUE键退出。

回到机台

“whatmayIdoforyounext?

”主界面。

4.曝光能量的设定：

4.1若屏幕的显示状态为“PROMPT:

Whatrunmode?

”，按CONTINUE键退出。

4.2若屏幕在其它显示状态下，按K9键，直到屏幕显示为常规的显示状态

“WhatmayIdoforyounext?

”为止。

4.3按下K4键，屏幕显示为“Exposureenergy=xxxmj/cm

2，new？

”

4.4输入所需要的能量数值，如80。

4.5按下CONTINUE键，能量设定完毕。

5.运行模式的选择

5.1若屏幕已经显示：

“Whatrunmode?

”，则无需再按K2键。

5.2若屏幕在其它显示状态下，按K9键，直到屏幕显示为常规的显示状态

“WhatmayIdoforyounext?

”为止。

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序作业操作程序号顺序

5.3按下K2键，屏幕显示“Whatrunmode?

”（什么运行模式）

1[mechanicalalignonly]?

（机械对准）

2[align@scan]?

（光学对准和扫描）5.4M-1的片子用运行模式1进行曝光；

M-1以外的其它工序都采用运行模式2进行曝光，在曝光前，按ShiftK4

先进入SETUPMENU里进行Z-Mode设置（见附录），防止曝光时跳场。

5.5若按下1，即选择运行模式1，则屏幕显示：

“Zeromachineoffsets？

”

（置零机器偏移量）。

5.5.1按下Y键，屏幕提示：

“Waitingtoloadwafer„„”（等待装载硅片）。

5.5.2将M-1待对位的硅片放入载片台的升降台上，设备进入聚焦、曝光状

态„„。

5.6若是M-1以外的硅片，选择运行模式2，屏幕显示“WithOATalign？

”（是

否要用OAT（光学对准标记）进行对准）。

5.6.1按下Y键，屏幕提示：

“Zeromachineoffsets？

”（置零机器偏移量）

5.6.2按下CONTINUE键或Y键，屏幕提示：

“Waitingtoloadwafer„„”5.6.3将匀好胶待曝光的硅片放入载片台的升降台上，设备进入聚焦、曝光状

态„„。

5.6.4若系统自动找到OAT，则系统进入Z-mode（Z模式），操作人员准备手动

寻找TARGET波形（具体见6.2.1.1）；若系统（System）无法自动找到3操作

OAT（OpticalAlignmentTarget光学对准十字），则系统自动进入

Z-mode，操作人员准备手动捕捉OAT。

6.OAT的捕捉及TARGET波形的寻找：

6.1OAT的捕捉

按下K8（软中断），进入Z模式中，按y，用“?

”、“?

”来回寻找Y方向的波形（Waveform），Dy寻找的范围一般在?

2.000；然后按x，用“?

”、“?

”来回寻找X方向的波形（Waveform），Dx寻找的范围一般在?

2.0；注意Dy/Dx的变化量为0.05；若在硅片的左边OAT寻找不到，按K8跳到硅片右边备用OAT继续寻找。

y、x方向的波形都找到后，同时按下shift和G键。

进入寻找TARGET阶段。

6.2TARGET波形的寻找（Z模式状态下）

6.2.1手动调节（Manualadjustment）进行Y/X方向的扫描6.2.1.1先调节Y，即先进行Y方向的扫描（SCANY）：

按y，用“?

”、“?

”

来回寻找Y方向的波形（Waveform），Dy寻找的范围一般在?

0.20。

找到波形后，观察波形是否错开，若有，使用小键盘上的“+”、“-”

键来调节电脑屏幕上的“dS”；接着进行X方向的扫描，用“?

”、“?

”

来回寻找X方向的波形（Waveform），dX寻找的范围一般在?

0.10。

注意Dy/Dx的变化量为0.01。

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序作业操作程序号顺序

6.2.1.2增益（gain）的调节：

同时按下SHIFT和p键，出现如下界面:

GAIN/THRESHOLDSETUP

MODEEYEGAINTHRESHOLD

Imagealign„„left?

x:

xxy:

xx80%

Imagealign„„rightx:

xxy:

xx80%

OATalignleftxx80%

BF–reticlealignleftxx80%

BF–reticlealignrightxx75%

DF–reticlealignleftxx75%

DF–reticlealignrightxx80%

屏幕进入调节增益界面，注意汞灯要打开（若没有打开，按下ShiftL键），

使用Knob旋钮或者上、下、左、右箭头移动光标到需要调节的增益前，移动光

标到imagealign„„LeftEye（左视场）下的x/y前，使用小键盘上的“+”、

“-”键来调节电脑屏幕上的“x/y”值，调节波形波峰（peak）的高度。

移动光

标到imagealign„„rightEye（右视场）下的x/y前，使用小键盘上的“+”、

“-”键来调节电脑屏幕上的“x/y”值，调节波形波峰（peak）的高度。

3操作

6.2.1.3阈值（Threshold）的调节：

在调节增益界面中，移动光标到THRESHOLD

下，使用小键盘上的“+”、“-”键来调节电脑屏幕上的“x/y”值，调

节波形波峰（peak）的高度。

一般阈值设定为78%，其范围为78%----80%。

6.2.2大部分品种都有备用对位TARGET（标记），对位人员在对位时要比较第一

排和第二排以及左右的波形情况，选择最好的对位TARGET，若所选择的

TARGET不是当前值，需要在SETUPMENU界面里进行坐标修正（见附录）。

部分品种在相关层次需要修改第二排，对位时请注意修正。

6.2.3X、Y方向的波形全部找到，并将其调节完毕，然后同时按下SHIFT和G

键，片子进入曝光状态。

若片子无法曝光，系统自动进入Z-mode，重复

以上步骤，直至片子能够曝光为止。

6.2.4曝光能量范围：

氧化片：

85-100MJ；一铝：

95-120MJ；二铝：

130-150MJ；

通孔165-190MJ；钝化：

160-180MJ。

曝光的具体能量，在做样片时，由检验人员根据CD值的大小，要求对位人

员进行能量修正。

序作业操作程序号顺序文件编号:

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先插入机器磁盘（machinedisc），然后按以下步骤进行。

在whatmayI

doforyounext？

界面下同时按下ShiftPause，从键盘输入sysboot，然后

按EXECUTE键。

即：

TYPE：

sysboot

PRESS：

EXECUTE系统系统初始化注意事项：

4初始化1.在系统要初始化到X-Y工作台时，用手轻轻的扶着Y工作台的X11处，切

不可抓着X11处的空气轴承（airbearing），待Y工作台初始化启动后，

没问题时将手放开。

2.若出现工作台撞墙的现象，应立即用手挡住激光，同时通知设备技术人员。

3.不要随意将卡盘（chuck）升起来。

若机器1.XYSERVOOFF或XYSERVOOFF@LASEROFF

5电脑显示解决方法：

按下K7（InitializeXYstage，对XYSTAGE进行初始化）。

屏上出现2.若系统死机，则需用机器磁盘（machinedisc）对系统进行初始化。

1.若X-Ystage撞墙，应迅速用手挡住激光光路，使X-Ystage停止撞墙。

应急62.氮气或真空掉了时，机台电源自动关闭，此时应将机台的汞灯电源开关关处理闭。

此时不要去移动X-Y工作台，同时报告设备技术人员。

1.每周对UTSTEPPER的聚焦系统进行两次的评估。

7要求2.每周校准一次光强。

3.每周检测一次套刻。

1.关闭机台电源（HP电脑左侧的绿色旋钮）旋钮至OFF状态。

8关机

2.关闭汞灯电源。

1.不要将液体、化学试剂及其它重物放到载片台上。

2.不要靠在自动载片台上。

3.不要冲撞自动载片台。

4.自动载片台处于工作状态时，尽量将手、衣服、镊子、钳子等其它非相关

物体远离自动载片台。

5.升降台在上升或下降过程中不能将花篮放上或移开，需等到花篮升至最高

注意位时，再移动花篮。

9事项6.大理石平台不准堆放任何杂物。

7.不要试图将手通过自动载片台的上方伸入机台内，去移动X-Y工作台。

8.严禁将没有去边的硅片放入载片台，进行操作。

9.不要让重物从高处落到平台和X-Y工作平台上。

10.UT光刻机程序由班长负责修改，操作人员不能修改程序。

11.外延后，晶向<100>硅片不需要漂移，晶向<111>硅片一律向右漂移，漂移

量以随工单为准。

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序作业操作程序号顺序

12.任一型号的光刻机碎片后必须由维修人员清理，任何人勿动。

13.机台碎片清理干净，机台必须保养、校准确认后才可试运行，不许带障操作。

14.操作人员必须监控UT光刻机波形,发现异常时将硅片交检验人员检验确认。

如果机台有故障，立即停机维修,同时报告光刻工艺技术人员和班长。

15.不要将磁盘放在打印机上。

16.磁盘没有使用的时候，应放置在其纸袋里头，不要将裸露的磁盘随意放置。

同时磁盘用完后应及时归位磁盘盒里。

17.不要用手去摸磁盘的感磁部分，用手拿磁盘时应拿在其标签的位置。

18.不要将磁盘折弯。

19.不要将磁盘放在打印机的附近及其它带有磁场东西的附近。

20.不要将其它物体堆放在磁盘上。

21.每次将磁盘插入软驱之前应先查看软驱内是否还有磁盘未拔出。

22.严禁将磁盘放在大理石台上。

23.工作版安装完成后，应将空盒子放置在自动载片台左侧的小操作台上。

24.工作版用完后，应及时从掩模平台上取下来。

杜绝机台不用时，将工作版滞注意9留在机台上。

事项

25.工作版用完取下后，应及时放回工作版存放柜的相应存放处。

26.严禁随意放置工作版。

27.工作版装入版盒后，应将版盒上下盖的小栓子锁上，以免工作版从版盒中滑

出脱落，小栓子不得丢失。

28.工作版装入版盒时，注意要轻、缓，不要让工作版的两个金属导脚去撞击版

盒。

29.严禁将工作版、工作版盒放置在大理石平台上。

30.装、卸、拿工作版时应佩带手套。

31.装版、卸版时，不能用手去抓、碰气体管道。

32.开启电脑软驱门时，动作要符合规范。

不能将门直接抬起，而是将门的上半

部分往里压，直到门开启为止。

33.插入磁盘时，若磁盘遇到较大的阻力，不可用力往里推，而应拔出，重新再

试。

34.不许用笔、镊子等物体去敲击键盘。

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序作业操作程序号顺序

35.移动工作台前，应先关闭伺服马达。

在Z模式中，按M键，电脑屏幕显示“servo

turnoff”。

注意36.移动X-Y工作台时，要缓慢的移动。

9事项37.任何时候都不能用手去抓X-Y工作台的六个空气轴承（airbearings）。

38.推动X-Y工作台前，应将卡盘降到低位。

在Z模式中，同时按下shift和W

键，直到电脑屏幕显示“chuckdown”为止

39.移动X-Y工作台时，不要让工作台用力撞击机台。

1.若光刻版安装不上，电脑屏幕显示：

PressContinue

按下Continue键，重新安装版；在装版过程中，按下K8键，进入Z模式，

同时按下Shift和P键，光标移动到暗场版定位前，如下图：

DF–reticlealignleft?

xx75%

DF–reticlealignrightxx80%

通过调节暗场版定位增益来重新装版。

2.打印显示：

Waferalignerror

自动载片台上，硅片的定位面没有找到。

解决方法：

通知维修人员调整设备，

将不能曝光的片子放到其它的步进光刻机上曝光。

3.打印显示：

checkwafertilt-----检测硅片的倾斜度

表明硅片无法聚焦，即卡盘上的硅片在尝试聚焦5次后，仍然无法达到要求

的聚焦效果。

通知维修、技术人员做shortstepfocus，调节a（focustilt步进adjust）、b（bounceadjust）。

光刻4.打印显示：

NOALIGN；W#？

、STEP#?

10机常表明硅片在模式2曝光过程中出现的错误。

曝光时，示波器上可以看到该步

见的要曝光时，波形很差或者没有波形。

一般情况下是该硅片的对位十字有问题。

错误解决方法：

尝试再曝光一遍，看能否曝光出来。

若可以，去胶返工后再匀胶

曝光。

5.打印显示：

servodisabled-----伺服马达不能动作,说明伺服马达关闭了。

解决方法：

同时按下shift和K5键，进入Z模式后，按下m键开启伺服马

达。

电脑屏幕显示：

xyservoon。

6.电脑屏幕显示、打印显示：

Initializedproblem„„

说明初始化有问题。

解决方法：

按下K7键，初始化XY工作台。

7.电脑屏幕显示：

Reticlealignfailed，tryagain？

打印显示：

xfiducialwidth0.00

装载掩模时遇上的问题。

一般的原因为：

PMT的crossmask偏掉。

通知设备

人员进行设备维修。

文件编号:

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8.打印显示：

nofocusafter5attemps------尝试5次后没有聚焦。

一般为聚焦系统不好。

通知维修人员进行设备维护。

9打印显示：

didnotfocusatstep„„LBR：

110111

说明该场聚焦时间长，无法聚焦，通知设备技术人员进行机台调试。

1.曝光第一层（runmode1）前，应先确保步进光刻机的绝对位置测试参数是符合要求的，

可询问维修人员。

用setupwafer运行模式5（runmode5）校准步进光刻机的参数O[1]、

O[2]、O[3]、O[4]。

2.参数O[1]、O[2]、O[3]、O[4]的解释

O[1]----硅片中心和卡盘中心在X方向的距离差值；O[2]----硅片中心和卡盘中心在Y方

向的距离差值。

O[3]----硅片中心和图象阵列中心在X方向的距离差值；O[4]----硅片中

心和图象阵列中心在Y方向的距离差值。

3.模式5的运行：

在初始界面下，按K2键，屏幕提示“whatrunmode？

”，输入数字5，选

择模式5。

3.1参数O[1]、O[2]的校准：

3.1.1选用机器磁盘的TL2.4文件，装载测试掩模版（testreticle）。

3.1.2选择模式5，屏幕提示“withOATalign？

”，按下N键，不选择光学对准。

屏幕提示

“zeromachineoffsets？

”，按Y键。

3.1.3将setupwafer放入自动载片台上，XY工作台接片，进行参数校准。

聚焦完毕，打印

机打出参数数值。

3.1.4参数O[1]、O[2]的值应该小于?

0.100。

若大于此值，需进行修正。

参数O[1]、O[2]

的值修正得越小越好，一般可小于?

0.010。

3.1.5参数修正：

在waitingtoloadwafer„„界面下输入：

A[3，1]-O[1]?

A[3，1]，

然后按下执行键EXECUTE，修正参数O[1]。

输入：

A[3，2]-O[2]?

A[3，2]，然后按

下执行键EXECUTE，修正参数O[2]。

3.1.6重复步骤3.1.2—3.1.5，直到参数O[1]、O[2]值符合要求。

3.2参数O[3]、O[4]的校准：

3.2.1选择模式5，屏幕提示“withOATalign？

”，按下Y键，选择光学对准。

屏幕提示“zero

machineoffsets？

”，按Y键。

3.2.2将setupwafer放入自动载片台上，XY工作台接片，进行参数校准。

聚焦完毕，查看

打印机打出的参数O[3]、O[4]。

3.2.3参数O[3]、O[4]的值应该小于?

0.100。

若大于此值，需进行修正。

3.2.4参数修正：

在waitingtoloadwafer„„界面下输入：

A[2，1]+O[3]?

A[2，1]，

然后按下执行键EXECUTE，修正参数O[3]。

A[2，2]+O[4]?

A[2，2]，然后按下执行

键EXECUTE，修正参数O[4]。

3.2.5重复步骤3.2.1—3.2.4，直到参数O[3]、O[4]值符合要求。

3.3修正参数后存盘。

文件编号:

WI-75-256页次：

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附录

SETUPMEUN（设置界面）里进行参数设置步骤：

在主界面里按下ShiftK4，进入SETUPMEUN界面，按下K0键，进入版数据主菜单：

RETICLEDATAMENU（版数据菜单）

1）Changeimagenumber（修改影象位置）

2）ImageAlignmentAndExposureParameters（影象定位与曝光参数）

3）Change0ATData（修改OAT数据）

4）ChangeConfiguration（修改结构）

„„„„„

„„„„„

1.如要选择第二排TARGET进行曝光，按下2，输入当前要曝光的场的位置，如3，按下

continue键，进入影象偏移数据界面：

ImageOffsetData（影象偏移数据）image#3（场3）

AlignmentTargetOffset:

X=0.000mm（定位十字偏移量）

Y=[0.000]mm

„„„„„„

„„„„„„

移动光标到Y坐标前，在Y的坐标处输入第二排偏移量，比如0.23，按下continue键

ImageOffsetDataimage#3