用于光刻装置的多光栅标记对准系统

提出了一种用于光刻装置的Si片-工件台对准系统。该对准系统采用多光栅对准标记,标记的每个方向有序排列着四个子光栅。对准时,单波长对准光束照射在标记上,各级衍射光以不同的衍射角反射出。通过空间滤波器,零级和高级衍射光被滤除,而±1级衍射光被保留并相干涉成像在参考光栅的表面。两个较大周期子光栅的对准信号用于对准标记的捕获和粗对准,两个较小周期子光栅的对准信号用于获得粗对准基础上的精确对准。由于该对准系统无须采用楔板组,与ATHENA对准技术相比,降低了制造成本,提高了工程的可实现性。     

分步重复硅片成像

本文叙述了步进光刻机在菲利浦研究实验室的最新进展中,该实验室已制成一种用于VLSI生产的高分辩率、高生产率、全自动化的分步重复硅片成像设备。本文着重於自动对准和高分辩率成像。自动对准系统是以间隙栅为基础的,其对准精度优于±0.1微米。它的对准时间短并且适应生产的需要,如片子自动进给。成像装置是一个受衍射限定的5倍缩小镜头,该透镜作过两个波长校正,其数值孔径为0.3,视场直径14毫米。此外本文还给出了硅片的分辩率和对准结果。     

步进光刻机的自动对准

本文所述的是一步进光刻机自动对准装置,该装置能保证使中间掩模图形在片子管芯上的象重合在0.1微米以内,图象投影到四个确定象限有电扫描的光导摄象管靶上,视频信号的三次谐波对每个标记的X和Y对准信号非常敏感。此装置的探测束斑为20×20微米见方,每个管芯的对准时间在500毫秒以下。     

用于步进投影曝光机的自动聚焦跟踪系统

本文叙述了一种用于直接片子步进机的聚焦跟踪系统的实验过程。并通过计算机模拟运算解释了传感器的制造误差。投影透镜的聚焦条件是通过自动检测固定在与中间掩模平面共轭的一个平面上的测试光栅反射投影象的反差来确定的。为能使敏感的其连续自动跟踪,测试光栅利用固体光发光二极管发射的红光照明,以防止对紫外光抗蚀剂曝光。反差检测仪用一对按栅窗排列的大面积硅光二极管组成,以观察测试光栅间距与条栅互补的投影场。用于这些试验的投影镜头是一个数值孔径为0.95的40倍显徽物镜。已发现其聚焦焦深的检测范围大于1.6微米,且聚焦灵敏度优于0.1微米。     

亚半微米分步重复投影光刻机同轴对准系统及输出光强的机辅 …

介绍亚半微米分步重复投影光刻机同轴对准系统的成像机理和工作过程。该系统在掩模和硅片上均刻有对准光栅标记，经光栅衍射后形成干涉信号，使对准信噪比大大提高，并实现了掩和硅片之间的直接对准，同时利用光弹性调制器组件对光学信号进行了光学调制，由 电路实施解调，提供了一种保护高信噪比，交换弱信号探测不对准方案；并通过计算机辅助分析的手段，讨论了ＳＡＶＡＲＴ的剪切量、工件台运动速度等对系统输出信号的影响。     

用于步进光刻机的新型对准传感器件

该公司为片子步进机开发了两种新型对准传感器。其目的是为了解决目前以激光束扫描系统为基础的对准传感器在中间电极层上对准困难的问题，并获得较高的对准精度。第一种是场像对准［（ＦｉｅｌｄｌｍａｇｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）ＦＩＡ］传感器。是用宽带光照形成的明场ＴＶ成象处理系统。ＦＩＡ的主要优势是采用宽带光源进行照明，这样就能避免光致扰蚀剂形成的干涉带影响，对对准标记边缘进行测定。此外，既使对准标记的横截面不对称，也能通过ＦＩＡ传感器使这种不对称性在适当的位置上得到精确的锁定和对准。第二种是激光干涉对准（ＬＩＡ）传感器。它是一种以光外差干涉技术为主的光栅对准装置。这种传感器的优点在于，它不受表面不均匀性诸如粒度等的影响。因为这种激光干涉对准传感器，只对由对准标记衍射所带来的特殊空间频率向量进行处理。因比，那些由金属颗粒衍射而产生的空间频率向量值，就可以忽略不计，而且不会影响对准效果。ＬＩＡ传感器的这一优点，保证了既使对小的台阶高度（ｌｏｗｓｔｅｐｈｅｉｇｈｔ）或畸变标记进行对准时，也能获得成功。随着ＦＩＡ和ＬＩＡ传感器的不断发展，我们已成功地对现有传感器进行了兼容互补，所以在大批量生产０．５—０．３５μｍＶＬＳＩ芯片时，?     

投影光刻中非对称型相位光栅对准信号及对准误差计算模型

在半导体投影光刻机中,对因工艺处理产生的非对称型相位光栅对准标记作了详细分析,提出了关于衍射效率、对准信号及对准误差的计算模型,并着重分析了CMP型对准标记和金属淀积型标记的相应特点。     

同轴对准系统及输出光强的机辅分析

介绍亚半微米分步重复投影光刻机同轴对准系统的成像机理和工作过程。该系统在掩模和硅片上均刻有时准光栅标记。经光栅衍射后形成干涉信号，使对准信噪比大大提高，并实现了掩模和硅片之间的直接对准，同时利用光弹性调制器组件对光学信号进行了光学调制，由电路实施解调，提供了一种保持高信噪比，又使弱信号探测不降低精度的对准方案；并通过计算机辅助分析的手段，讨论了ＳＡＶＡＲＴ的剪切量、工件台运动速度等对该系统输出信号的影响。     

用于光导板的亚微米光栅衍射特性研究

提出了利用亚微米光栅制作光导板的方法，用严格耦合波理论计算分析了亚微米光栅从光密介质到光疏介质的1级透射衍射效率与光栅槽深、入射角度的关系。讨论了在满足基底全反射条件的入射角时对应于R、G、B三原色光的亚微米光栅（0．651μm、0．508μm、0．405μm）在导波条件下的光场衍射特性，并用实验证明在导波条件下1级衍射效率率与光栅槽深关系的可靠性。给出亚微米光栅型光导板的初始结构，并进行了误差分析。     

用于光导板的亚微米光栅透射衍射特性分析

提出了利用亚微米光棚制作光导板的方法,用严格耦合波理论博分析了亚微米光栅从光密介质到光疏介质的1级透射衍射效率与光栅槽深的关系,讨论在满足基底全反射条件的入射角下,对应于红、绿、蓝(红光700mn,绿光555nm,蓝光465nm)三色光的亚微米光栅(0.651μm、0.516μm、0.433μm)在导波条件下的光场衍射特性,并用实验证明在导波条件下1级衍射效率与光栅槽深关系的可靠性,给出亚微米光栅型光导板的初始结构,进行误差分析.     

基于自相干叠栅条纹的光刻机对准技术

随着光刻技术向10nm及以下工艺节点的延伸,光刻工艺对套刻精度提出了更高的要求,相应的对准精度的要求已经达到亚纳米量级。提出一种基于自相干叠栅条纹的光刻机对准方法,其原理是利用对准系统的光学结构将位相型光栅对准标记的同级次衍射光束进行分束和转像,在对准系统像面上形成两组周期不同的干涉条纹,这两组干涉条纹进一步干涉叠加形成自相干叠栅条纹,组成自相干叠栅条纹的两组干涉条纹随对准标记的移动向相反方向移动,并将对准标记的位移量进行放大,从而提高对准标记位置测量的精度。通过对自相干叠栅条纹图像进行傅里叶变换和相位提取,分析其相位信息得到对准标记的位置。仿真结果表明,对准精度和对准重复精度分别可以达到0.07nm和0.11nm。     

图形识别与自动精密对准技术

对于微光刻领域来说,由于对准误羞和组合套刻特性正在变得愈加重要,自动对准技术以很高的成品率和相应的生产效率从根本上适应了这种局面。本文叙述了一种设计来用于(但不是局限用于)投影光刻机的自动对准系统。为了实现自动对准的目的,我们采用了一个光导摄象管来检测掩摸和片子上特殊标记的投影图像。电视信号由一台微处理机进行处理,从而通过图形识别的运算来确定对准标记的位置并进行必要的对准校正。本系统从概念上十分相似算符对准,但给出了更高的对准精度和更加适应的性能。最后讨论了计算原理和实际性能。     

基于10.6微米全光深度神经网络衍射光栅的设计与实现

光子人工智能芯片以光速执行运算,且具有低功耗、延迟低、抗电磁干扰的优势。小型化与集成化是实现这一技术革新的关键步骤。本文将光刻技术运用于衍射光栅的制作,提出一种基于10.6微米激光的全光衍射深度学习神经网络光栅设计及实现方法。由于光源波长由毫米波向微米波进化,神经元的特征尺度缩小至20微米,与现有光衍射神经网络相比,深度学习神经网络特征尺寸缩小了80倍,为进一步实现光子计算芯片大规模集成奠定了基础。     

用 M500型全视场投影装置制作 NMOS 器件工艺时的全自动对准

为了检验 Pcrkin—Flmer 公司的具有自动对准和自动放大校正功能的500型全视场掩模投影光刻机的性能,我们用各种尺寸的片子对其进行了不同的测验。其模拟测试也是尽可能采用接近 NMOS 片子工艺的方法。其结果证明在5英寸的片子上该光刻机完全可以获得优于±0.25微米(2σ)的全视场对准精度。     

一种数字光栅无掩模光刻对准方法

针对数字微反射镜装置(DMD)无掩模光刻系统,提出并研究了一种数字光栅无掩模光刻对准方法,将硅片的微位移放大显示在数字光栅与硅片物理光栅叠加产生的叠栅条纹中。建立了基于DMD的数字光栅无掩模光刻对准模型,设计了对准标记以及具体的实现方案,并对模型进行了数值仿真和初步的实验验证。结果表明,采用频率可变、图像干净、具有良好周期性结构的数字光栅代替传统的真实掩模光栅,真正实现了零掩模成本;并且采用变频率数字光栅可以扩大测量范围,减小位移测量误差。最终可以实现深亚微米的对准精度,满足目前无掩模光刻对准精度的要求。     

纳米光刻双光栅对准莫尔条纹分析

为了给实际的纳米光刻对准工作提供理论研究基础,主要分析推导了莫尔条纹复振幅以及光强的空间分布规律.在理论分析的基础上通过仿真,定量地确定了莫尔条纹复振幅分布的近似数学模型.分析表明,当对准光路通过掩模硅片上的两个对准标记受到两次光栅的调制并发生复杂的衍射和干涉时,将形成有规律的、呈一定周期分布的莫尔条纹.并且当两光栅周期相近时,莫尔条纹将表现为一个与两光栅周期相关的空间拍信号.在近似模型中该拍信号主要由两光栅基频的乘积调制与振幅调制信号组成.两调制信号的群峰值周期相等、与拍信号的群峰值周期一致,并且该周期相对于两光栅周期被大幅度放大,因而具有很好的位移探测灵敏度,有利于纳米级对准的实际应用.     

二次离子质量信号对准技术

本文提出了一种新的用于聚焦离子束的对准方法。使用质量标记而不使用几何形状标记,用通道电子倍增器接收和放大经质量分析后的二次离子作为对准信号而不使用二次电子或散射电子。新方法完全省掉了制作标记的附加工艺,因此标记和器件图形之间没有误差。所以这种方法对准精度最高、工艺过程最简化,还具有三维方向(x、y、z)的对准潜力。微聚焦离子束(FIB)是一种具有极其广泛用途的新工艺手段,但它存在两个突出的问题:对准问题和效率问题。在实际应用当中对于后续工艺来说对准技术特别重要,因为它限制了电路图形的位置精度。一般说来对准精度主要取决于对准信号的信噪比,标记相对器件图形的精度,初始束的束斑直径,扫描步距以及束原点随时间的漂移等等。目前聚焦离子束的对准方案大多是采用二次电子信号,也有用散射电子信号。二次电子法有如下缺点:(1)每次对准之前必须在基片上制作几何形状标记——凸台或凹槽,不仅工艺繁杂而且产生标记与器件图形之间的误差,(2)聚焦离子束腐蚀性极强,扫描几何形状标记时标记被破坏,(3)如果要保护台阶标记不被腐蚀就要增加附加工艺,而且信噪比大大降低。     

单光栅与双光栅衍射角度检测对比分析

光栅副是增量式光电编码器最主要组成部分,它的结构和衍射效应直接与检测精度相关。文中深入地分析了单光栅与双光栅衍射特点,并且从空间调制模型的角度推导光栅副对莫尔条纹的影响。从宏观和微观两个角度分析光栅副的屏函数,研究莫尔条纹光电信号输出波形的不确定原因和反差对比度,进而证明单光栅测量可以减少输出信号的频率成分,获得较高的细分精度和反差对比度。为了证明单光栅角度检测的可行性,给出了一套完整的单光栅角度检测方法。     

基于矩形微透镜阵列的红外焦平面集成技术研究

微小型化是红外焦平面探测器发展的必然趋势,微小型化将使目前焦平面阵列存在的占空比小、光能利用率低的问题体现的更加明显,针对这一状况,提出一种利用分子间引力的光胶技术将矩形孔径球面微透镜阵列集成于红外焦平面之中。采用几何光学理论分析了微透镜阵列的聚能效应,设计并制作"栅线"和"方孔"双对准标记,采用衍射光栅同轴对准方法使两种器件的对准精度达到0.1μm。对集成前后红外焦平面阵列性能进行测试,发现响应率提高了近40%,探测率提高了约20%,红外焦平面的噪声从758.89μV下降到668.23μV。最终得到结论:光胶法用于两种器件的集成具有耐温性好、变形小、强度高等优点,集成后红外焦平面的探测性能显著提高,有利于探测器微小型化发展。     

基于MPF的惯性导航系统快速对准技术

针对目前应用于惯性导航系统初始对准中的扩展卡尔曼滤波存在对准精度低、时间长的缺点,提出一种基于模型预测滤波的快速对准技术。该方法将惯性器件测量误差视为模型误差使用MPF进行实时预测,并以此来修正惯性导航系统的平台误差角。这样,MPF不仅有效提高了平台误差角的估计精度,而且降低了系统状态变量的维数,大大缩短了初始对准时间。仿真结果表明,MPF在平台对准精度和快速性方面均明显优于EKF,初时对准时间仅是EKF的10%,而对准精度却高于EKF。