用于光刻的小型KrF准分子激光器及光学系统

本文报道了用于半导体光刻的一体化小型ＫｒＦ准分子激光器及光学系统的性能。     

一种改善准分子激光光束均匀性的新型均匀器

准分子激光作为当前光刻装置的主要光源，要求其输出激光光束强度分布尽量均匀。为了改善其光束强度分布的均匀性，介绍了一种新型梯形棱镜式准分子激光光束均匀器。从理论上分析了其工作原理及设计加工要求，计算了最佳均匀截面位置，并与普通棱镜均匀器进行了比较。实验中根据经梯形棱镜折射后光束能量在中间较强光束的本底基础上进行三分互补叠加的原理，实现了其与普通棱镜均匀器在二维方向上的组合使用；通过调节均匀器与接收屏之间的距离并同时记录每一位置处光束光斑的能量分布改善情况，确定了最佳均匀截面位置并与理论计算相吻合。利用其改善准分子激光器输出光束强度的分布，起伏优于4％，其均匀效果优于普通棱镜均匀器。     

大面积循环扫描投影光刻对准系统设计和分析

设计了大面积循环扫描投影光刻的高精度对准系统,由CCD传感器、图像识别软件和共焦显微镜组成的光学测量系统和对掩模和基片的相对位置作二维和角度及时修正的精密定位系统两部分组成.标记图像的二维方向扫描分别借助光刻平台的移动和振镜的高频振动来完成.理论分析了标记位矢对准、共焦成像和CCD信号相关双采样关键技术.根据掩模和基片对应位矢的夹角余弦值大小控制基片的旋转和平动,对准更方便快捷;由共焦成像系统二维响应函数的推算,针孔滤波对提高成像分辨率很重要;对CCD像元电荷包实时准确地采样,是排除噪声干扰的关键.     

准分子激光曝光系统研究

本文基于准分子激光曝光系统的特点，对准分子激光束的整形，光束能量分布“均化”，曝光剂量控制，光学材料选取等关键问题，提出了解决的方法。并介绍了一种高均匀性ＫｒＦ准分子激先曝光系统的研制结果。     

印刷电路板激光投影成像照明系统均匀性分析

针对351 nm波长的XeF准分子激光器,自行设计了用于高精度、高产率、大面积且常规抗蚀剂曝光的印刷电路板(PCB)激光投影成像照明系统.根据准分子激光的部分相干平顶高斯光束(PCFGB)理论模型,对微透镜阵列器(MLA)均束的衍射特性进行了理论分析.由PCFGB分布函数、稳定光强输出的衍射角和菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,定量分析衍射效应对MLA均束的影响.理论计算表明,微透镜边缘发生菲涅耳衍射和微透镜产生的多光束干涉都能引起光振幅调制,只不过衍射产生的尖峰更明显地出现在光束边缘.同时,由数值积分得到的PCFGB曲线,发现9×9 MLA均束器既能保证多个微透镜产生光束叠加的均匀性,又最大程度地减少了衍射和多光束干涉效应.通过采取加正六边形光阑的方法,不仅能满足大面积无缝扫描光刻的需要,而且能剪裁由衍射引起的光束边缘尖峰.由ZEMAX光学设计软件模拟其效果,显示其加工窗不大于±2%.     

用准分子激光进行的高分辨光刻术

朝微电子学中高密度电路方向所作的努力，增长了人们对要求以高生产率生产精细分辨图型的各种各样高分辨光刻技术的兴趣。短波能改善分辨率，但需要进一步发展深紫外材料和工艺。     

PCB激光投影成像扫描技术分析

通过对印制电路板激光投影成像技术使用的步进重复扫描和六边形无接缝扫描方法进行比较,揭示了六边形无接缝扫描技术的优越性能,对六边形无接缝扫描技术的均匀曝光过程及其实现的原理进行了阐述,并对影响扫描成像的曝光量和曝光速度等因素进行了分析.     

13nm投影光刻用激光等离子体软件X射线源

软Ｘ射线投影光刻能够制作出特征线宽小于０．１μｍ的线条。激光等离子体源的研究是软Ｘ射线投影光刻中几项关键技术之一。本文报道了１３ｎｍ投影光刻用激光等离子体软Ｘ射线源。     

准分子激光光束均匀技术

由于放电结构及谐振腔的限制,准分子激光光斑呈现不均的分布。介绍了各种均匀器的工作原理,从衡量光束均匀性的各项指标出发,评述分析了各种均匀方法的优缺点及适用范围。     

缩小投影电子束曝光机的调试技术

详细介绍了在透射电镜上进行缩小投影电子束曝光技术原理性实验的主要调试过程。它充分利用了透射电镜本身的功能与特点。整个调试方法不仅可获得高分辨率图形，而且为下一步的研究工作提供了比较好的工作参数。     

电子束缩小投影曝光系统的掩模研究

介绍了用于电子束投影曝光系统中薄膜加散射体掩模的制备、性能和使用情况。     

用于提高光刻分辨率的光学成像算法的研究

通过对光刻系统中光学成像系统的模拟,提出了改善光刻分辨率的途径以及基于卷积核的计算光强的方法,并介绍了光学系统的传输交叉系数具体计算过程.建立准确描述由于掩模制造工艺、光刻胶曝光、显影、蚀刻所引起的光学邻近效应和畸变所导致的关键尺寸变化的光刻工艺模型,有助于开发由成品率驱动的版图设计工具,自动地实现深亚微米下半导体制造中先进的掩模设计、验证和检查等任务.     

数字直接制版系统的激光扫描成像设计

提出了数字直接制版系统激光扫描成像结构,设计了基于数据单元分割的多链路激光扫描成像系统。建立了激光光束动态控制模型,设计了低畸变聚焦光学系统,设计制作了光栅光阀调制器,实现了单束1Mbit/s以上的高速率、高功率激光调制,使多路输出光强稳定一致。首次提出了基于机械运动的动态反馈补偿电路技术,自适应调整数据扫描速率,保证了成像速度与各像素点灰度的均匀性、各像素点尺寸和距离的一致性。实现了高分辨率、高网点还原率与高重复精度的数字直接制版系统。     

CO2脉冲外差激光成像光学系统中高斯光束光路的设计

为提高CO_2脉冲外差激光成像光学系统的外差探测效率,在出射光为基模高斯光束的本振光路的设计中。根据光束经过光学系统的变换与传输特性,采用离焦式扩束望远系统,调节本振高斯光的束腰位置,使之与置于成像物镜焦平面的探测器的光敏面重合,实现高斯光束的本振光与从目标反射的平面波信号光位相的最佳匹配。     

水下激光成像系统准直器的研究

本文利用高斯光束传输特性,在水下激光成像的特定条件下,提出了设计准直器的一种新方法和最优化设计方案,并给出了最优化的流程图。计算了高斯光束通过准直器的象差,并 同步扫描水下激光成像系统准直器的设计实例。     

电子束曝光机激光工件台系统研制

介绍了nm级电子束曝光机激光定位精密工件台系统的结构组成、各部分技术措施及总体性能指标。该工件台采用HP5527激光干涉测量系统,测量分辨率达0.6nm,结构上成功将导向与承载分离,对承片台、机械手等进行重大创新。无论是整机性能还是关键技术单元均处于国内领先水平,是一台性能优良、高精度的电子束曝光机工件台。     

电子束曝光机激光工件台测量系统研究

由于电子束曝光机采用的修正技术,工件台的测量系统显得十分重要。介绍了电子束曝光机激光定位精密工件台的工作原理,其测量系统首次采用国际先进的HP5527双频激光干涉仪。对测量系统进行了详细的误差分析,在此基础上提出了系统误差的补偿方法。