离轴照明对ArF浸没式光刻的影响

研究了离轴照明对65nm分辨率ArF漫没式光刻的影响。在3／4环形照明和3／4四极照明方式下,研究65nm线宽的密集线条、半密集线奈、孤立线条在较大曝光系统参数范围内的光刻性能,并对不同照明方式的光刻性能进行了比较。结果表明,在可用焦深(depth of foeus,DOF)范围内,满足光刻性能要求可以有较大范围的曝光系统参数配置。离轴照明的焦深比传统照明提高100％～150％,采用四极照明对孤立线条进行曝光,可以获得更好的光刻性能。     

光刻照明系统中新型均匀性补偿器的设计

在超大规模集成电路中,为了满足波长193 nm数值孔径为1.35的45 nm节点紫外光刻曝光光学系统对高分辨率的要求,设计了一种新型的均匀性补偿器件,用于提高照明系统的出射光均匀性从而实现光刻线条的高度均一性。该照明均匀性补偿器的主要功能是实现对照明视场的能量分布进行微调,从而减小系统的残余不均匀性,保证系统在掩膜面及硅片面上的能量分布均匀性达到更高指标的要求。此外,使用CODE V软件对该照明系统的均匀性进行仿真分析,研究发现采用新型均匀性补偿器可以在传统照明和离轴照明模式下同时的光刻照明系统对掩膜面的非均匀性均低于0.5%。与传统匀光单元相比,该新型均匀性补偿器在不增加光刻照明系统机械设计和控制难度的基础上可明显提高光刻照明系统的均匀性,故该器件具有更好的应用价值和实用意义。     

光学光刻中的离轴照明技术

本文讨论了光学光刻中的离轴照明技术。主要从改善光刻分辨率、增大焦深、提高空间像对比度等方面对离轴照明与传统照明作了比较 ,并用Prolith仿真软件进行了模拟分析。研究表明 ,离轴照明是一种很有效的光刻分辨率增强技术。     

准分子激光线宽对光刻性能的影响

描述了激光线宽对光刻过程的影响模型建立过程中所使用的方法.成像透镜产生的色差结合实际激光光谱可以把激光线宽的影响包括在光刻模拟的模型中,使用PROLITH软件模拟了线宽对空间像的临界尺寸、焦深、曝光宽容度的影响,孤立线和半孤立线条尺寸在240nm到140nm的范围内完成研究.实验结果表明,光刻过程中增加激光线宽使空间成像质量变差,较大的线宽也导致了曝光宽容度的损失.     

离轴照明空间成像的偏振光影响研究

在投影光刻中矢量衍射理论适用于研究照明光的偏振态对空间成像的影响。主要研究了在离轴照明方式下照明光的偏振态对线条图形的影响。发现在高数值孔径时光的偏振状态严重影响了离轴照明空间成像，结果表明可以通过控制照明光的偏振态来改善光学系统的分辨率。     

基于傅里叶合成技术的光刻照明系统研究

离轴照明技术是光刻工艺中提高成像分辨率的关键技术之一。本文提出了一种基于傅里叶合成技术的照明系统，该系统能够实现任意照明模式，并可以提高成像数值孔径，同时具有灵活高效、能量利用率高、易于实现等优点。本课题组通过计算仿真和搭建的实验装置验证了傅里叶合成技术实现任意照明模式的可行性，掌握了傅里叶照明系统所需的数值孔径合成方法，实现照明所需的发散度。基于优化的照明程序版图在实验中实现了圆盘、二级、四极、环形等照明模式，这些照明模式光强分布较均匀且照明形状无畸变。当MEMS二维振镜的扫描角度为±1°且选用收集镜成像倍率为10时，在收集镜上可以实现最大扫描照明尺寸超过30 mm，焦点面上的4×NA值超过0.6，这一结果可以匹配当前及下一代光刻工艺及掩模检测应用的照明需求。     

离焦激光直写光刻工艺研究

采用理论计算和光线追迹分析了激光直写光刻中离焦对写入焦斑光场分布的影响;使用四轴激光直写设备开展了离焦激光直写光刻工艺实验,实验和理论计算及光线追迹的结果吻合得很好。利用离焦激光直写光刻方法制作了光栅和分划版,测得实验结果达到工艺要求。     

人眼色差对夏克-哈特曼波前探测器的影响

为获得高分辨率视网膜血管图像,在自适应成像系统中,采用双光源照明模式。由于人眼存在色差,采用双光源照明模式会导致探测到的波前与实际需校正波前不一致。采用36项Zernike多项式拟合人眼波前,利用Liou&Brenann、Navarro模型眼和真实人眼分析了人眼色差对夏克-哈特曼波前探测器的影响:对于Liou&Brenann和Navarro模型眼,561 nm和785 nm光的波前色差均方根值(RMS)分别为0.09λ和1.44λ,去除离焦项后的波前色差RMS值分别为0.0025λ和0.01λ;对于真实人眼,两光源的波前色差RMS值为1.92λ,去除离焦项后的波前色差RMS值为0.04λ。根据Maréchal判据,除离焦项外,色差对其他波前像差的影响均方根值小于衍射极限(1/14λ),故波前像差的影响可忽略。由色差造成的离焦量可通过移动成像相机进行补偿。从结果可以看出采用双光源照明的视网膜血管自适应光学成像方案是可行的。     

工件台振动低敏感光刻系统协同优化方法

计算光刻是提高光刻成像性能的有效方法。但是，大多数计算光刻技术建立在理想光刻系统下而忽略了系统误差的影响。系统误差中的工件台振动会导致光刻图形误差增大和工艺窗口下降。因此，必须要降低工件台振动对光刻性能的影响。建立了一种对工件台振动低敏感的光刻系统协同优化方法。首先利用Zernike多项式表征光源来降低算法计算量并提高光源优化自由度。然后创建一项涵盖工件台振动影响的综合评价函数。最后采用基于梯度的统计优化算法建立优化流程。14 nm节点一维掩模图形仿真表明极端工件台振动下，该方法的特征尺寸误差降低28.7%，工艺窗口增大67.3%。结果证明该方法可以有效降低工件台振动敏感度并提高光刻工艺稳定性。     

干涉光束提高光刻分辨率

光刻的不断改善已使大量制造特征尺寸小至 0 .1 8μm的半导体芯片成为可能。由于对空前计算能力的需求 ,迫切需要开发使光刻推广到更小线宽的技术。光学材料和透镜设计的限制要求这种最新技术具有使分辨率超过采用铬玻璃掩模和轴上照明的标准光刻系统的诀窍。诀窍的若干内容是相移掩模、各种类别的离轴照明和光学贴近校正。现在一种新增诀窍称为成像干涉光刻 ( ILL)术。图 1　成像干涉光刻光学系统的入瞳光阑含有通过x和 y零级光束的两个针孔 ,模拟正交零级光束的挪开和重新组合由新墨西哥大学 S.Brueck和他的研究组发展的成像干涉光刻术…     

先进节点接触层照明类型优化解决光刻制造要求

先进节点逻辑集成电路制造是当前工业界的领先工艺。为实现接触(Contact)层的光刻工艺,需要从两个关键方面进行处理:解析度和全间距的共有工艺窗口。离轴照明+相移掩模+亚解析度辅助图形多种解析度增强技术的组合使用是解决光刻成像的方法。从优化接触层离轴照明的类型方面解决光刻制造工艺的问题。     

浸没式ArF光刻系统中光学因素对L形图形的影响

利用Prolith 9.0软件计算了浸没式ArF光刻中杂散光、光线偏振态和几何像差对目标线宽为65 nm的L形图形成像质量和光刻性能的影响,研究了杂散光、光线偏振态和几何像差对L形图形成像质量和光刻性能的影响规律。结果表明,杂散光使得L形图形图像对比度降低、线宽减小和图形位置误差增大;像散、慧差和球差可导致成像质量降低、线宽和图形位置误差增大;通过调整光线偏振态,可以提高成像质量、改善光刻性能、抑制L形图形对杂散光和像差的敏感度。     

离轴三反系统中视轴的偏转误差研究

考虑到离轴三反系统内部结构和光路的复杂性,直接分析离轴三反系统内部各反射镜的偏转误差对视轴的影响难度较大。因此,提出一种将离轴三反系统模型简化为单反射系统模型来进行分析的方法,并在该模型的基础上建立离轴三反系统视轴偏转误差的计算公式。最后,利用Zemax软件创建离轴三反系统模型,通过变动反射镜位置来模拟系统视轴的变化,并得到成像点的坐标,再将得到的像点坐标代入计算公式求解出系统视轴的转动量。通过结果对比,求解出视轴的转动量相对于仿真的最大误差不超过4%,验证了基于单反射模型建立的理论分析方法的正确性。     

i线光学光刻技术及其发展潜力

综述和分析了ｉ线光学光刻技术的现状和发展。指出结合移相掩模技术和离轴照明技术,可在确保焦深的基础上大幅度提高成像分辨率。     

制作亚50nm L/S图形的极紫外纳米光刻技术

极紫外光刻技术 (EUVL ,λ =1 3.4nm)是为小于 70nm特征尺寸图形制作而开发的下一代光刻技术 (NGL)。在麦迪逊威斯康星大学开发的极紫外光刻系统中 ,极紫外光源是由电子存储环中的波动器产生 ,为极紫外干涉光刻 (EUV -IL)提供了瞬间空间相干光源。其成像系统采用了一个洛埃镜干涉仪。用EUV -IL制作的高分辨力图形进行极紫外光刻的抗蚀剂特性研究。验证了用EUV光源的干涉光刻技术制作 1 9nm线 /间 (L/S)条纹图形 ,同时报告了采用EUV -IL技术开发亚 50nm密集线 /间图形的进展 ,并开始向制作 1 2 0nm多晶硅栅图形过渡     

365 nm光刻照明系统中变焦系统的设计及公差分析

照明系统是投影光刻曝光光学系统的重要组成部分,它实现的功能是为掩模面提供高均匀性照明、控制曝光剂量以及不同照明模式。变焦系统作为光刻照明系统的重要组成部分,对提高整个光刻机的性能起着至关重要的作用。文中针对紫外光刻照明系统的特点,采用CODE V软件完成了波长365 nm,入瞳直径Φ33 mm,像方远心度≤10 mrad,畸变≤±2%近紫外光刻照明系统中变焦系统的设计,分析了变焦系统的误差源对系统光瞳性能的影响,结合变焦系统的设计方案和实际加工能力,给出单面厚度公差需小于20 μm,动件移动精度小于0.5 nm,各透镜偏心公差小于0.02 mm,各透镜倾斜公差控制在1′之内。制定公差合理、可行,满足了紫外光刻照明系统高均匀性、高能量利用率的要求。     

应用于极紫外光刻系统多层膜的研究进展

极紫外光刻是采用波长为13.5 nm的极紫外光作为光源,实现半导体集成电路工艺22 nm以及更窄线宽节点的主要候选光刻技术。性能优越稳定的多层膜技术是构建整个极紫外光刻系统的重要技术之一、从高反射率、波长匹配、控制面形以及稳定性和寿命方面总结了极紫外光刻系统中多层膜的性能要求和最新的研究进展,叙述了制备高性能多层膜的方法和沉积设备,讨论了多层膜制备技术存在的问题和发展的方向。     

基于边缘光抑制技术的双光束激光直写纳米光刻系统

利用边缘光抑制技术,设计并研制了一套双光束激光三维直写光刻系统。该系统含有高速扫描振镜和三维纳米压电平台两组扫描机构,可以根据不同加工需求完成多种扫描模式下的微纳结构制造。分析了光刻光束中激发光与抑制光的能量变化对加工精度的影响,通过对光刻光束能量的精确控制,实现了基板表面最小线宽为64 nm的均匀线条和线宽为30 nm的悬浮线的稳定加工,加工结构的线宽变化符合理论预期。该系统在进行实用器件加工时,最高加工产率可达到0.6 mm²/min。使用该系统加工制造了多种微纳结构,证实了其具备加工大深宽比周期结构、复杂曲线结构和不规则三维结构的能力。     

基于光学设计软件的太赫兹面阵成像系统性能分析

太赫兹成像是太赫兹技术的重要发展方向,其中具备实时成像能力的面阵成像系统引起了广泛的研究兴趣。在成像系统的设计中需要尽可能地减小能量损耗,由于离轴抛物面镜具有较小的能量损耗,且便于系统设计,因此在太赫兹成像系统的设计中常被用到。但离轴抛物面镜的引入会带来一定的畸变以及装调困难。利用光学设计软件ZEMAX,对一种具有离轴抛物面镜的太赫兹面阵成像系统进行了成像性能分析,特别研究了接收部分中离轴抛物面镜装调误差对成像质量的影响。仿真结果表明,理想情况下,系统分辨率约为0.5 mm且网格畸变只有0.069%;该系统容许光学接收部分的离轴抛物面镜最大倾斜角1.1°,最大偏心距6.5 mm。     

成像干涉光刻技术与离轴照明光刻技术的对比分析

作为分辨率增强技术(RET)之一,离轴照明技术(OAI)通过调整照明方式,不但能提高分辨率还能很好地改善焦深.成像干涉光刻技术(ⅡL)利用多次曝光分别记录物体空间频率的不同部分,极大地提高了成像质量,其中大角度倾斜照明是对OAI的扩展.从成像原理和频域范围的角度对ⅡL和OAI进行了理论研究、计算模拟和对比分析.结果表明,在同样条件下,ⅡL相对于OAI可更好地分辨细微特征.