在集成电路的生产中,光刻技术已经成为集成度提高的关键环节,光刻质量的好坏严重的影响器件的性能和产品的良率。实践表明,光刻对集成电路产品成品率的影响可以达到50﹪以上。然而随着集成度的提高,线宽尺寸的减小,对光刻的要求越来越高,也就使光刻质量的控制越来越困难。尤其是进入亚微米线宽时,要求线宽的控制精度小于10﹪;边墙角大于85°;对准精度小于线宽的1/4;进行缺陷控制使器件成品率大于90﹪。为了提高集成电路的产品性能和成品率,本课题的研究主要着重于从光刻工艺中分析质量异常的原因,并提出光刻质量控制方法。本文采用光刻质量控制方法大概可以分为三类:1.线宽和轮廓控制是光刻质量控制的核心和关键。本文对线宽的变化机理进行了研究,提出了曝光工艺窗口、晶圆平整度、膜厚、表面反射和驻波效应、显影、掩膜版六个主要影响原因,并进行分析和测试实验,提出了控制质量的方法。2.除了线宽控制,对准控制也是一个不容忽视的质量控制问题,尤其是对集成电路生产中,层间工艺较多时,问题更为突出。文中对NSR套刻的原理、不同标志(LSA、LIA、FIA、WGA)的适用的条件、和常见的对偏情况,进行了研究和分析,并进行了测试实验,提出了控制、匹配、检测和调整的方法。3.缺陷问题对产品的质量也有影响,尤其是对新引进的生产线影响特别大(可以将成品率由试运行阶段的20﹪左右,提高到成熟工艺的90﹪以上)。本文对缺陷的种类和产生的原因进行了分析,提出了不同产生原因下的控制方法。本文同时还研究了在工艺流程中,掩膜版对光刻质量的影响问题,并提出将32nm以下正在使用的分辨率增强技术结合双曝光技术,运用到亚微米光刻中,以减小线宽的占空比,改善不同线宽曝光工艺差异和衍射效应的影响。通过对光刻质量影响的三个方面的检测和控制,基于电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室微细加工平台的NSR-2005i9c亚微米光刻机,最终得到了优化的工艺条件。