光刻机曝光光学中的概念辨析

归纳解释了光刻机曝光光学中的若干重要概念，例如分辨率、焦深等，详细地阐述了光刻机曝光的原理。考虑到类似概念在不同系统中的含义差别，进行了针对性的辨析。从物理光学层次了解和掌握光刻机曝光的机理。     

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.     

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.     

EUV光刻技术的挑战(2015"现代光学制造工程与科学"国际论坛暨高端研讨会演讲)

光刻机的分辨率是基于瑞利分辨率公式R=k1λ/NA,提高分辨率的途径是缩短曝光光源的波长和提高投影物镜的数值孔径.目前主流市场使用的是193 nm 浸没光刻机多曝光技术,已经实现16 nm 技术节点的集成电路大规模生产.相对于193 nm 浸没光刻机双曝光技术,极紫外(波长13.5 nm )光刻技术可以为集成电路的生产提供更高的k1,在提供高分辨率的同时拥有较大的工艺窗口,减小光刻工艺复杂性,是具有很大吸引力的光学光刻技术,预计将在14 nm/11 nm 节点进入集成电路批量生产应用.但是,极紫外光刻技术还有包括曝光成像(patterning)、掩模版(m ask)、光刻机(scanner)、高功率极紫外光源(source)、极紫外光刻胶、光学系统寿命等挑战需要解决.其中光刻机方面的挑战主要有:光刻机基础平台技术,对焦、剂量与套刻控制技术,光学设计与制造技术,光学测量技术,多层膜技术,波像差、杂散光控制等技术.本文对极紫外光刻的主要挑战技术进行论述.     

一种可实用的照明曝光系统

以作者多年的工作体会为基础熏结合几种照明曝光系统的情况熏介绍了提高光刻机的照明均匀性和单位面积能量的一些具体措施。并以光学均匀器为例熏做出一种可实用的照明曝光系统。     

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27nm 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.     

一种新型的曝光系统

我们应用的各种制版、光刻设备,其目的不外乎将各种掩模图形复制到基片上去。其常用的复制方法,我国目前仍采用光学曝光。无视这一技术对微细图形复印的影响,羌论在国外、国内已经多年了。随着硅片尺寸的不断增大,单元图形尺寸的减小,人们不能不对常规曝光系统进行改革。我们从1976年着手研制新型的曝光系统,并在兄弟厂、所的协助下先后开展了一些工艺实验。这种新型的曝光系统,目前已用于GK—4型光刻机和复印机。     

亚微米激光光刻技术

<正> 对实验室和小量生产,为获得亚微米分辨率最好的办法是采用远紫外曝光光源,如Cd—He或Hg—Xe真空接触方式进行光刻。其缺点是光源的强度低,同时由于光致抗蚀剂的敏感度差,其曝光时间过长,通常需5～10分钟。 最近卡尔修斯公司采用了新的远紫外光源,即采用准分子激光器(波长为193nm)产生的强光束作为曝光光源(激光物质为氟化氩气体)。其曝光时间缩短到15～30秒钟,采用PMMA光刻胶,分辨率小于0.2微米。 这种激光光源可用于该公司的MJB—3和MA56系列光刻机。     

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。     

有机聚合物光波导光刻工艺的优化

针对RZJ-304(25 mp.s)型正性光刻胶,对芯层为PMMA的光波导材料,研究接触式光刻机提高光刻分辨率的方法.分别采用不同的曝光强度和曝光时间来改变曝光量,研究其对光刻图形宽度的影响;并通过改变曝光后烘焙(PEB)的温度和时间以及采用不同的显影时间,研究了其对光刻图形宽度的影响,从而得出优化的光刻工艺参数.     

步进扫描投影光刻机中的曝光剂量控制技术研究

讨论了步进扫描投影光刻机中的曝光剂量控制技术 ,详细阐述了步进扫描投影光刻机中的曝光剂量控制原理 ,提出了一种曝光剂量控制算法。实验表明 ,应用此剂量控制技术使系统的曝光剂量控制精度达到 1.3 7% ,剂量重复精度达到 0 .3 1% ,满足亚半微米光刻图形的曝光剂量控制要求     

通过滤光改进远紫外线曝光的边缘锐度

<正> 以前报导过用较短的波长曝光能够增加投影光刻机的调制传递函数,因而能有效地提高光刻机的分辨率。本文在上述前提下就边缘锐度的问题发表一些看法。 F/3型投影光刻机经改进后能在275nm～325nm范围内曝光,而且在标准工艺条件下,用重氮型(Shipley)光致抗蚀剂AZ-2400可曝出1μm的图形。硅衬底上有720nm厚的湿法生长氧化物。     

光刻机光强影响因素分析

曝光系统是接触接近式光刻机的核心部件,系统的曝光强度对光刻工艺有很大的影响。通过对曝光光路系统进行详细分析,对影响光强的各种因素进行了论述和计算,为进一步改善曝光系统光强指明了方向。     

DMD无掩模光刻机主控软件系统的设计

根据无掩模光刻机的整体结构和工作流程,开发了一款适用于DMD无掩模光刻机的曝光软件。对系统进行了整合,运用开发环境VS2010实现了各个独立的模块的设计。通过串口通信的方式与下位机建立连接,实现对工件台的控制;依托Access2007创建数据库,管理曝光数据及工艺文件;采用图像处理算法和坐标转换技术,实现了曝光过程中的实时自动调焦和套刻对准功能,具有良好的人机交互界面。实验结果表明,软件界面设计友好,上、下位机数据传输稳定,能对工艺文件和曝光实验数据进行管理;上位机软件实现的自动调焦和自动对准功能具有很好的稳定性和可靠性。     

分离视场显微镜研制报告

GX—4型分离视场显微镜,是为配套我所研制的GK一4型半自动光刻机而设计的。其主要特点是成象清晰度好,景深长,观察光线舒适柔和,没有光学“漂移”。这就为提高光刻对准的速度和精度带来了许多方便之处,同时也为接近式光刻提供了有效的观察系统。另外,在机械结构上与曝光用的多点光源联接在一起,曝光时,显微镜本体不动,从而提高了设备的稳定性和可靠性。     

GK—2A光刻机的曝光控制

<正>在光刻设备中,曝光时间的控制方.法有许多种,如计时法、恒光强控制、线性光量积分和数字式光量积分等等。我所研制生产的GK—2A型接触接近式光刻机是制造大规模集成电路及其它半导体器件的光刻设备,该机采用普通紫外线光谱,可对φ100、φ75、φ50、φ35等尺寸的硅片及碎片进行光刻。该机的曝光时间有三种控制方式:(1)手动控制——曝光时间可根据操作者的要求随意掌握;(2)计时控制——采用计数器对脉冲源信号进行计数,曝光时间控制精度比较高,计时误差小于0.2％,曝光时间从     

光刻机曝光均匀性在线检测方法

光刻机的曝光量和焦距会随着做片量的增加发生漂移,具体表现为曝光场内和圆片内出现曝光不均的质量异常。设计了针形解析图形和方形显开解析图形,利用Ultra Step 1000光刻机进行实验,分析了曝光量和焦距的变化对解析图形解析值的影响。结果表明,曝光量对针形光胶解析图形影响较大,焦距对方形显开解析图形的影响较大。设计了解析图形在曝光场内和圆片内的布局方案,以及在线检测曝光场内和圆片内的曝光均匀性的具体方法,利用该方法可以有效提高光刻机曝光均匀性的在线监控效率,提早预防曝光不均异常现象的发生。该监控方法可以应用于其他类型的光刻机。     

基于零部件的FMEA在光刻机研发中的应用

现代光刻机集机械、材料、光学、控制、计算机等学科前沿技术为一体,具有高速高精度和结构复杂的特点,大大增加了实现光刻机高性能高可靠性的难度。论述了采用FMEA对光刻机可靠性的研究,总结了应用FMEA方法进行光刻机系统分析的步骤和流程,最后应用该方法对光刻机整机系统进行了可靠性分析和评估。     

一种检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法

提出一种精确检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法.将对准标记曝光到硅片表面并进行显影;利用光学对准系统测量曝光到硅片上的对准标记理论曝光位置与实际读取位置的偏差;由推导的位置偏差与非正交因子、坐标轴尺度比例、过程引入误差的线性模型,根据最小二乘原理计算出干涉仪测量系统的非正交性.实验结果表明,利用该方法使用同一硅片在不同旋转角下进行测量,干涉仪测量系统非正交因子的测量重复精度优于0.01μrad,坐标轴尺度比例的测量重复精度优于0.7×10-6.使用不同的硅片进行测量,非正交因子的测量再现性优于0.012μrad,坐标轴尺度比例的测量再现性优于0.6×10-6.     

NIKON公司已向世界投放2600台步进机

<正> 继GCA公司1976年发明步进投影光刻机之后,日本NIKON公司于1979年下半年也开始了这种新型曝光设备的研制,1980年底推出了第一台10:1缩小投影片子步进机NSR—1010G。该公司充分发挥其先进的光学加工技术优势,采用了自己制造的数值孔径达0.35的高性能镜头,在成象能力上较GCA4800机镜头(NA0.28)技高一筹,因而很快占领了市场,形成批量生产。