DBO/IBO套刻测量原理及市场格局：新凯来天门山技术详解

新凯来带来的好消息意犹未尽，今天就简单讲讲天门山IBO和DBO好了。更多技术讨论，欢迎访问云栈社区。

IBO和DBO都是基于光学原理测量光刻套刻精度的方法，前者image based overlay是基于图形的套刻精度测量，后者diffraction based overlay是基于衍射的套刻精度测量。

Source:《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》，韦亚一，Chap.6

通过在不同区域选取若干对准标记进行测量，便可得到系统性的全局信息，对整个光刻工艺进行评价。在光刻机的一个曝光场内的套刻精度称为inter overlay，而对晶圆表面所有曝光场之间的套刻精度则称为intra overlay。

IBO通过对Box in Box的嵌套对准标记图形重心偏移进行测量。随着摩尔定律的发展，光刻需要制作的图形越来越小，对套刻精度的需求越来越高，对准标记的设计也变得更加复杂，用以精确评价真正的套刻误差。但由于成像分辨率的精度限制，这种设计方式也是有极限的，通常到达28nm节点后便很难再进一步深入了。

这一背景下DBO便诞生了。正常无套刻误差的情况下探测器在检测到对准标记后接收到的±1阶反射光强信号应当是相等的；而由于套刻误差的产生，受到光学衍射的影响，±1阶的光强会发生变化，这种变化会被探测器所捕捉到，通过对其光强变化量的定量分析换算便可知道其实际的套刻误差。这种测量方式的精度可以达到亚纳米级，所以随着工艺节点的深入，愈发成为主流。

套刻精度本身是评价光刻工艺质量的重要标准，通过APC也可以反馈给光刻机进行在线的工艺补偿。对于先进制程不断缩小的工艺窗口，准确的在线补偿是提升良率的重要手段。对于以DUV为手段生产先进制程芯片的中国大陆晶圆厂而言，套刻误差允许的范围和空间非常狭窄，如何在这螺蛳壳里做文章，就非常依赖DBO的精确测量了。

从全球套刻精度测量市场来看，美国的KLA Archer和ASML的YieldStar占据绝对领先地位，国产量测设备想要扩大市场就必须从这两位巨头那里虎口夺食。新凯来的天门山虽然并非国内首创，也并非国内唯一，但弥补了其他国产厂商在技术和产能上的不足。总之，与KLA和ASML相比，国产DBO出货数量很少，多一家供应商，多一份产能，便可挤压前者的市场份额，无论是在供应链自主可控还是议价空间上，都有更多主动权。

2025月月有喜，4月又会有什么好消息，大家也可拭目以待！