相移掩膜应用于显示技术光刻细线化的初步研究

对基于不改造应用于显示技术的曝光设备而提高光刻解像力进行研究。用半导体工艺模拟及器件模拟软件模拟分析了离焦量为0时,两种相位移掩膜和传统掩膜下4μm/2μm等间隔线的光强分布。并根据设备参数模拟分析离焦量为15、30μm时通过掩膜得到的光刻间距情况,最后实际比较测量了两种相位移掩膜在相同条件下各自曝光剂量范围和切面微观图。实验结果表明:自准直式边缘相移掩膜相比无铬相移掩膜在产能和良率方面更有优势。自准直式边缘相移掩膜更适合显示技术光刻细线化量产使用。     

新型TFT-LCD黑矩阵的细线化研究

介绍了新型TFT-LCD黑矩阵细线化研究。在原有工艺设备的基础上,突破设备局限和工艺瓶颈,通过引入相掩膜技术和背面曝光设备,达到进一步减小黑矩阵线宽的效果。实验测试结果显示:在普通掩膜板设计上应用相位移掩膜板技术,降低透光区边缘衍射和散射现象,使曝光后黑矩阵线宽降低1.0~1.5μm。在原有工艺基础上添加背面曝光工艺,使黑矩阵材料在显影后进行背面曝光预固化,改善黑矩阵图形形貌,进一步减小黑矩阵线宽达到0.3~0.5μm。通过新工艺和新设备的引入和应用,黑矩阵线宽整体降低1.5~2.0μm,达到5.0~5.5μm,可以满足目前高PPI(单位面积像素个数)产品对透过率和对比度要求。     

基于101.6mm(4英寸)砷化镓晶圆的相移掩膜光刻技术研究

首次在国内开展基于101.6mm(4英寸)砷化镓晶圆的0.13μm相移掩膜光刻工艺研究。通过与传统的二进制掩膜技术比较,分析讨论了相移掩膜技术提高光刻系统分辨率以及改善光刻形貌的原理。通过光刻仿真软件模拟相移掩膜和二进制掩膜工艺,结果表明相移掩膜工艺对应的光学成像质量明显优于二进制掩膜工艺。进一步的实验表明,相移掩膜的曝光范围要高于二进制掩膜,同时相移掩膜工艺的线宽均匀性以及光刻剖面形貌也是要优于二进制掩膜。通过以上的研究,表明相移掩膜技术可以提高光刻系统分辨率以及改善光刻形貌。     

各种光刻技术极限性能比较

本文介绍紫外线光刻、X射线光刻及电子束光刻的分辨率、套刻精度及象场尺寸的极限,但不涉及这些光刻方法的经济性比较及其在特殊薄膜器件应用方面的适用性问题。研究得出的部分结论如下:(1)在1μm线宽时,光字投影光刻的对比度可高于电子束光刻法;(2) 当线宽大于0.1μm时,X射线光刻可给出最高的对比度和抗蚀剂纵横比值,但在小于0.1μm的尺寸下,能获着最大纵横比值的则是电子束光刻技术;(3)用电子束对大面积样品曝光时,倘若抗蚀剂层很薄,则其在50nm线宽下所达到的对比度几乎和μm线宽时之值相同;(4)归根结底,在电子束光刻中,次级电子射程对分辨率的限制,完全同X射线光刻中光电子射程对分辨率所造成的限制一样。在这两种情况下,其密集图形的最小线宽和间距均约为20nm。     

离轴照明强度不对称性对投影曝光光刻系统成像影响分析

本文对离轴照明强度不对称性对投影曝光光刻系统成像影响进行了分析。离轴照明相对传统照明来讲可以提高光刻系统成像的分辨率,是光刻系统常用的照明模式。但是离轴照明光源相对光轴的强度和位置不对称性,会对光刻成像产生较大影响。因此,本文一种利用自建的一种光刻成像仿真模型,利用此模型分析了离轴二极照明下,照明光源强度不对称对193nm深紫外光刻机90nm线宽的成像影响。仿真结果表明,照明光源强度均匀对称时,离焦对成像的影响很小,照明强度不对称时,离焦对成像的影响非常大。因此,光刻时要确保掩膜照明强度均匀,减小离焦对成像线宽的影响。     

光学邻近效应的产生机理分析

基于部分相干成像理论,考虑了投影曝光系统成像的非线性滤波特点,分析了投影光刻中的光学邻近效应（ＯＰＥ）产生的机理,模拟了掩模上线条的线宽,线间距的变化对光刻成像质量的影响。     

光刻系统的分辨率、套刻精度和视场

本文描述了紫外、x射线电子束及离子束光刻中分辨率、套刻精度及视场的限制。在讨论中得出如下结论:1)对1μm宽的线条,光学投影的对比度比电子束的对比度可能更高;2)采用反射式光学系统及远紫外可生产接近0.5μm的线条;3)为比较电子束和光学系统的分辨率,可将最小线宽定义为曝光系统的对比度降至30％时的线宽的两倍;4)线宽在0.1μm以上时,x射线光刻能提供最大的抗蚀剂厚宽比和最高的对比度,而对0.1μm以下的图形最大的厚宽比是用电子束曝光得到的;5)用电子束在基体试样中曝光,只要抗蚀剂层很薄,对50nm的线宽和1μm的线宽来说,对比度是相同的。较高的加速电压使校正邻近效应和保持原抗蚀剂的分辨率更容易;6)最后,正如光电子的射程限制了x射线光刻的分辨率一样,二次电子的射程限制了电子束光刻的分辨率。在以上两种情况下,致密图形中的最小线宽和间隔约为20nm,用离子束光刻时,分辨率也可能相同,因为离子的相互作用范围与电子是类似的。     

正交法制作50μm／50μm精细线路工艺参数的优化

在公司批量生产HDI板最小线宽／间距为75μm／75μm能力的基础上制作了线宽／间距为50μm／50μm的精细线路,试验用LDI曝光机曝光后再用正交试验法的L9（3^4）正交表安排了显影速度、蚀刻速度、显影压力、蚀刻压力四因素试验,选取线宽和蚀刻因子作为指标。通过对两个指标的综合分析,试验得到最佳工艺参数为：显影速度为4．0m／min,显影上压力为0．18MPa,下压力为0．15MPa,蚀刻速度为4．5m／min,蚀刻上压力为O．28MPa,下压力为0．25MPa。     

简讯

日本电电公社电气通信研究所于1975年开始研制电子束曝光机,1979年开始研究电子束直接曝光技术,1980年研制出EB55高精度电子束曝光机,可制作最小线宽为0.5μm的VLSI图形。但是,每小时只能曝光一块晶片。因此,最近又研制出一种新的高速电子束曝光机EB57。     

缩小步进投影光刻机在碲镉汞红外探测器芯片工艺中的应用

光刻是制备碲镉汞红外探测器芯片过程中非常关键的工艺。目前绝大部分碲镉汞芯片制备都是使用接触式光刻技术,但是在曝光面型起伏较大的芯片时工艺均匀性较差,并且掩膜在与芯片接触时容易损伤芯片。针对接触式光刻的这些缺点,利用尼康公司生产的缩小步进投影光刻机开发了用于碲镉汞芯片的步进式投影曝光工艺。对设备的硬件和软件均进行了小幅修改和设置,使其适用于碲镉汞芯片。经过调试后,缩小步进投影光刻机在某些面型起伏较大的芯片上取得了更好的曝光效果,光刻图形的一致性得到了提升。实验结果表明,缩小步进投影光刻技术能够提高碲镉汞芯片的光刻质量,并在一定程度上改善了芯片制备工艺。     

Rigorous electromagnetic simulation of mask magnification effects on the diffracted light for EUV binary mask

Extreme ultraviolet (EUV) lithography is expected to be the main candidate in the semiconductor manufacturing starting at 32 nm. As the CD is getting smaller, the aspect ratio of the patterns on the EUV mask is becoming larger. The shadowing effect will become much more significant when keeping the same 4× mask magnification. In this work, mask magnification effects on the diffracted light were explored with rigorous coupled-wave analysis (RCWA) for the sub-32 nm node. The simulated binary mask consists of 70-nm TaBN absorber and 2.5-nm Ru capping layer. The dependences of the diffraction efficiencies on mask pitches were calculated. The impacts of the absorber shadowing were observed from the near field distribution on the EUV mask. The aerial images formed by the diffracted light from the 4× and 8× masks were further evaluated.     

亚半微米铬掩模版制作技术研究

介绍了用LeicaVB5电子束曝光系统在涂敷有PMMA电子束抗蚀剂的4英寸铬板上,通过扫描曝光、湿法显影、干法刻蚀等手段制作亚微米、亚半微米铬掩模版的工艺技术。     

数字掩模灰度细分技术研究

数字掩模技术是一种很有发展前途的衍射微光学元件制作技术。实际制作时,由于感光材料具有感光非线性,实际可利用的灰度数目将小于256。即使256级灰度全部可用,也无法实现曝光量的精细控制以达到一般的加工要求。文中提出了2种灰度细分的方法,即多SLM组合调制和彩色等效灰度技术。从理论上分析了2种方法均能实现灰度的细分,从而达到曝光量的精细控制。     

Blind mask template attacks on masked cryptographic algorithm

Masking is a countermeasure against differential power analysis (DPA) attacks on cryptographic devices by using random masks to randomize the leaked power of sensitive information.Template attacks (TA) against cryptographic devices with masking countermeasure by far require attackers have knowledge of masks at the profiling phase.This requirement not only increase the prerequisite of template attacking,but also lead to some sort of difference between the experimental encryption codes of the profiling device and the codes of commercial cryptographic devices,which might degrade performance in real world attacking.Blind mask template attack directly learns templates for the combination of no mask intermediate values without the need of knowing the masks of training power traces,and then uses these templates to attack masked cryptographic devices.Both traditional Gaussian distribution and neural network were adopted as the templates in experiments.Experimental results verified the feasibility of this new approach.The success rate of neural network based blind mask template attacking against masked cryptographic devices is very close to that of traditional template attacks against cryptographic devices without masking countermeasure.     

阻焊入孔问题的分析和改善

阻焊入孔问题是PCB制作中较为棘手的问题之一,问题可能导致后续焊锡不良,影响客户端的使用。本文通过正交试验,对网板目数、丝印速度、丝印挡点大小、曝光能量等12个影响因素进行研究,总结处理了阻焊入孔问题产生的原因,并提出了相应的改善方案。     

灰度掩模技术

二元光学被誉为“１９９０年代的光学技术”,在国防、科研、生产等领域都显示出广阔的应用前景。衍射光学元件有很多制作方法,比较成熟的有二元光学元件加工方法和激光或电子束直写技术加工方法。二元光学元件加工方法存在周期长、成本高且对准较困难的特点。激光或电子束直写技术所需设备比较昂贵,只适合高精度单件生产。介绍了近来发展起来的另一种比较有前任的加工方法一灰度掩模法,并展望了其发展前景。     

畸变的掩模对光刻图形质量的影响

基于描述激光直写邻近效应的双高斯函数之差抗蚀剂模型,计算分析了邻近效应带来的掩模加工的偏差,及其对光刻图形质量的影响.模拟结果表明,当掩模的特征尺寸为1.5μm时,激光直写所加工掩模的相对面积偏差达5%,并对最终的光刻图形的质量产生严重影响.     

一种简单的衰减相移掩模

:本文介绍了一种与传统Cr掩模制作工艺相兼容的单层衰减相移掩模的结构、原理和制作方法 ,提供了部分实验结果。     

Single mask dual damascene processes

Single mask dual damascene processes are described. The unique mask merges via and modified trench patterns. We design the mask’s trench area to have partial transmission using thin chromium or add phase shifted gratings in the trench area to achieve destructive interference for lowering the intensity. Optical proximity correction is used to obtain the desired lithography process window. Upon exposure, the trench results in a partial exposure while the via is fully exposed and a dual damascene (DD) photoresist profile is created within specifications. Following with an integrated etch can complete the DD image transfer into the underneath dielectric. A single mask DD process eliminates via/trench misalignment issues, can save up to one half of metal mask cost, and 50% of other processing costs. It is expected to also boost yield and improve product reliability.