Mesure par scattérométrie de la distance focale d'exposition des outils de photolithographie en microélectronique

Depuis la fin des années 2000 avec l’arrivée des nœuds CMOS45nm, le contrôle des dimensions critiques (CD) des structures de l’étape photo-lithographie est devenu critique pour la fiabilité des circuits imprimés. La photo-lithographie optique demeure la technique la plus économique et la plus répandue pour la production grand volume dans l’industrie du semi-conducteur. Sur ce type d’équipement, le travail des fabricants s’est concentré sur l’augmentation de l’ouverture numérique de l’objectif de l’exposition, sur la diminution des sources d’aberrations optiques et sur la métrologie pour assurer un suivi performant de leurs machines. Ces évolutions ont été possible au détriment de la profondeur de champs de l'exposition. Pour ne pas altérer les images transférées dans les résines photosensibles, et au final avoir un dispositif défaillant, il est primordial de donner une valeur la plus juste et précise possible de cette grandeur. Pour répondre aux besoins grandissants de contrôle des procédés et des outils de lithographie qu’exigent les technologies les plus avancées, les techniques de métrologie à base d’analyse de signaux réfléchis sont massivement utilisées. Même si cette méthodologie répond correctement aux technologies CMOS actuelles (CMOS14nm et antérieures), il est peu probable qu’elle puisse adresser des technologies plus avancées, c'est pourquoi d'autres techniques doivent émerger, comme les techniques à base d'analyse du signal diffracté (scatterometrie).