Overlaytasoitus

Overlaytasoitus on monikerroksisen valmistusprosessin osa, jossa pyritään varmistamaan kerrosten välinen kohdistus sekä pinnan tasaisuus. Sillä tarkoitetaan sekä overlay-virheiden mittaamista että näiden virheiden minimoimista koko valmistusketjun aikana. Overlaytasoitus on keskeinen erityisesti sellaisissa prosesseissa, joissa toistuvat kerrokset on sijoitettava erittäin tarkasti toisiinsa.

Käytännössä overlaytasoitus yhdistää mittauksen ja tasoituksen. Mittauksessa käytetään kohdistusmerkkejä ja erilaista metrologiaa, kuten optista tai sähköindicesmittausta, jotta voidaan määrittää kerrosten välinen päällekkäisyys ja poikkeamat. Tasoitus viittaa pinnan tasaisuuden ja minimaalisen korkeuseron saavuttamiseen; yleisesti käytetty menetelmä on planarointi, kuten kemiallis-mekaaninen tasoitus (CMP), sekä muita täsmätyöstö- ja hioma-tekniikoita.

Korjauksia toteutetaan useilla tavoilla riippuen prosessistä: maskien kohdistuslaitteiden kalibrointi ja ohjaus sekä ohjauksellinen kompensointi, jonka avulla seuraavat kerrokset voidaan asettaa oikein; sekä tarvittaessa pinnan tasoittaminen ennen seuraavaa vaihetta. Näin vähennetään sekä sivuttaispuoleinen että pystysuuntainen poikkeama.

Sovelluksia ovat esimerkiksi puolijohdelaitteiden litografia, monikerroksiset piirilevyt, MEMS-laitteet sekä näytön valmistus. Haasteita ovat lämpötilan vaihtelut, laitteiston epälineaarisuus, alustan kaartuminen ja prosessin aiheuttama jännitys. Mittaamisen ja tasoituksen laatu mittaa usein nanometreissä mitattuja virheitä, ja prosessi hallitaan SEMI- ja ISO-standardeihin nojaavilla käytännöillä sekä tilastollisella prosessinohjauksella.