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：今天的功绩,明天的挑战

当前,光刻工业所面临的三个重要挑战为:极限尺寸控制、重影及费用。对于分辨率0.5μm代产品,这些挑战就已存在,当极限尺寸缩小时,挑战也变得更加严峻。挑战之一:极限尺寸当前,服役中的光刻设备的基础部分是分辨能力为0.4～0.5μm的Ⅰ—线步进器。利用焦深超过1μm的光学系统及±15％曝光范围的高性能抗蚀剂,该分辨率是可以达到的。在发展过程中由于采用DUV光刻技术,不需要诸如相移掩模及离轴照明,0.25μm大小线度得到了证实。另外,采用较短波长(193nm)进行曝光,0.12μm分辨率得到了证实。     

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.     

采用双扫描平台技术的ArF浸液式光刻

在193nm光刻中,已证明水是一种适于浸液式光刻的液体。浸液式光刻提出了一种可将传统的光学光刻拓展到45nm节点,甚至到32nm节点的潜能。另外,利用现有的透镜,浸液式光刻的选择提出了根据实际的数值孔径和特征图形可增大50%及更大的焦深范围。讨论了采用浸液式光刻获得的成像结果和套刻结果。采用一个0.75数值孔径的ArF透镜,我们用双扫描平台技术(TWINSCANTM)组装一台浸液式扫描光刻机的原理型样机。最初的浸液式曝光实验数据证明了焦深的增加较大,同时以高扫描速度保持了图像的对比度。在初期引入的生产型浸液式光刻中,将采用一个0.85数值孔径的ArF透镜。该系统的分辨率将以大于0.5μm的焦深有效地支持65nm节点半导体器件的加工。这种系统初始的成像技术数据证实有效的增大了其焦深范围。     

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。     

变形光束的优化增大了焦深

不用离轴滤波器增大焦深的新型曝光方法已研制成功，为ＫｒＦ（２４８ｎｍ）准分子激光光刻技术生产第二代６４ＭＤＲＡＭ器件增添了活力。用这种新方法制作０．３５μｍ的Ｘ、Ｙ向及斜向的图形，可使焦深增大４５％以上。对实际的０．３０μｍ规格以下的器件，用四极照明和环形照明都不可能获得线问对图形的公共焦深。对这种器件，采用新型的变形光束（ＭＢＩ）曝光方法，焦深可增大到１．１μｍ以上。     

部分相干光倾斜照明成像研究

本文用部分相干光成像理论研究了提高分辨力及增大焦深的原理．建立了二元光栅倾斜照明成像数理模型。对几种倾斜照明方式进行了模拟计算．对模拟结果作了分析比较。结果表明，用二元光栅照明较好，既能较大程度提高投影光刻曝光系统的分辨力及焦深，又能克服其他照明方式的能量利用率低等缺点。     

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。     

基于光学对准的光刻机投影物镜密集线焦深原位检测技术

提出了一种检测光刻机投影物镜密集线焦深(DOF)的新技术。该技术将具有精细结构的测量标记曝光在硅片上,硅片显影后,由光学对准系统获取曝光在硅片上的测量标记图形的对准位置信息,根据对准位置信息计算得到视场中各点的焦深。与传统的FEM焦深测试技术相比,该技术具有测量精度高、速度快、成本低、操作简单等优点,在光刻工艺参数优化及光刻设备性能评价等方面有很好的应用前景。     

光学和电子束曝光系统之间的匹配与混合光刻技术

介绍如何实现光学和电子束曝光系统之间的匹配和混合光刻的技术,包括:(1)光学曝光系统与电子束曝光系统的匹配技术;(2)投影光刻和JBX-5000LS混合曝光技术;(3)接触式光刻机和JBX-5000LS混合曝光技术;(4)大小束流混合曝光技术或大小光阑混合曝光技术;(5)电子束与光学曝光系统混合光刻对准标记制作技术.该技术已成功地应用于纳米器件和集成电路的研制工作,实现了20nm线条曝光,研制成功了27n m CMOS器件;进行了50nm单电子器件的演试;并广泛地用于100nm化合物器件和其他微/纳米结构的制造.     

浸没式光刻向22nm挺进

简述了光学光刻技术在双重图形曝光、高折射率透镜材料及浸没介质、32nm光刻现状及22nm浸没式光刻技术的进展,指出了光学光刻技术的发展趋势及进入22nm技术节点的前景。     

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。     

基于离散抽样加密算法的衍射光学元件设计

为满足浸没式光刻照明系统对掩模面高均匀性和不同照明模式的要求,对照明系统中的照明模式变换器进行了研究。采用衍射光学元件（Diffractive Optical Elements,DOE）来产生各种照明模式,从光栅结构出发,经两步变换分析了光栅转变为DOE的过程。并提出一种离散抽样加密算法,以抽样线宽1~5 m的四极照明DOE为例,揭示了DOE特征尺寸、衍射效率和光强分布非均匀性的实际对应关系。设计结果表明:随着抽样线宽的减小,整形光束的衍射效率和均匀性将得到较大提高。利用接触式光刻工艺完成了特征尺寸为1.76 m1.76 m的16台阶照明模式变换DOE的制作,通过搭建光学测试平台对不同照明模式下DOE的光强非均匀性和衍射效率进行了测试,结果满足设计要求,验证了离散抽样加密算法能够有效指导照明模式变换系统DOE的设计。     

光刻机照明系统专利分析

为了解光刻机照明系统的技术发展方向和技术研究热点及技术成熟度,并为科研人员提供技术参考,对光刻机照明系统技术专利文献进行了检索,并对专利文献数据进行了统计分析,分别从专利权人分布、国际专利分类号分布、专利申请国分布和年度发展趋势及技术生命周期等几个方面进行统计分析,揭示了国内外光刻机照明系统专利申请的主要专利权人依次为阿斯麦、尼康、佳能和蔡司,专利文件分布的主要技术领域为半导体器件和其部件的制造处理等方面,专利文件的年度申请在2004年出现最高峰,之后开始下降,并结合技术生命周期曲线图,指出光刻机照明系统技术已经历了从萌芽、发展、成熟阶段。同时进行了重要专利文件的挖掘,分析了技术研究热点,追踪核心专利文件的技术发展脉络;并对偏振照明技术作出技术-功效矩阵分析图,分析出技术研究热点,并提出我国科研人员应利用未在我国进行保护的重要专利技术,为我国企业提出了专利申请的相关建议,节省研发时间。     

硅片调焦调平测量系统测试平台

硅片调焦调平测量系统测试平台用于对光刻机硅片调焦调平测量系统的性能进行检测。该平台模拟硅片调焦调平测量系统在光刻机中的测量对象的运动和工作环境,由三自由度运动台吸附硅片模拟光刻机工件台的垂向运动,采用比较激光干涉仪和硅片调焦调平测量系统同时对硅片测量的结果作为其性能的评估依据。该平台测量精确可靠,可以用于精度、分辨率和重复性等性能指标的检测。     

光学光刻技术现状及发展趋势

综述了光学光刻目前的主流技术— 2 48nm曝光技术现状 ,介绍了折射式透镜和反射折射式透镜结构及性能。结合 1 93nm技术的开发 ,比较了 2种结构的优势。最后给出了光刻设备的市场概况并讨论了光学光刻技术的发展趋势。     

光学光刻技术的历史演变

简要回顾了光学光刻技术的发展历程,从IC技术节点微细化要求对光刻技术的挑战方面讨论了光学光刻技术的发展趋势及进入32nm技术节点的可能性。     

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。     

Photo-mask fabrication by low-energy microcolumn lithography

We have designed and fabricated a low-energy electron-beam lithography system based on a single column module (SCM) microcolumn. From the observed characteristics of the polymethyl methacrylate (PMMA) resist, the optimum conditions for the low-energy e-beam lithography have been determined. Fine line patterns on PMMA with line width less than 60 nm were obtained under optimized lithographic conditions. For the first time an aluminum photo-mask for optical lithography was created utilizing microcolumn lithography. Our results show that low-energy lithography systems have the potential to be used in high quality photo-mask fabrication processes.     

光刻技术的发展动态

介绍了目前几种主流光刻技术（光学光刻，电子束光刻，ｘ射线光刻和离子束光刻）的发展动态