ArF准分子激光光刻的研究现状

193nmArF准分子激光光刻是21世纪提高超大规模集成电路(VLSI)集成度的一项关键技术,已成为高技术领域的研究热点。作者从193nm激光光刻的光学系统设计、光学材料、光源、光致抗蚀剂及器件应用等方面综述了深紫外激光光学光刻技术的近期发展及应用。     

193nm ArF准分子激光器

本文报告高功率紫外光预电离ArF准分子激光器的实验研究。使用F_2+Ar+He混合气体作为工作介质,已获得ArF最大脉冲激光能量219毫焦耳,总效率0.5％左右。本器件并可输出KrF激光,最大脉冲激光能量424毫焦耳,总效率约1％。激光器是由内径为8.4cm的玻璃钢圆筒做成,长94cm。电极采用张氏均匀场型面电极,电极有效平区宽5mm,电极长80cm,两电极之间距离为2.1cm,因此激活体积为80×2.1×0.5cm~3。放电采用LC反转电路,主放电电容为平板电容,电容量分别为C_1=12nF和C_2=     

近期光刻用ArF准分子激光技术发展

193 nm ArF准分子激光光刻技术已广泛应用于90 nm以下节点半导体量产。ArF浸没式也已进入45 nm节点量产阶段。双图形光刻（DPL）技术被业界认为是下一代光刻32 nm节点最具竞争力的技术。利用双图形技术达到32 nm及以下节点已经被诸多设备制造商写入自己的技术发展线路。Cymer公司和Gigaphoton公司为双图形光刻开发了高输出功率、高能量稳定性和具有稳定的窄谱线宽度ArF准分子光源。分析了近期发展用于改进准分子激光性能的关键技术：主振-功率再生放大(MOPRA)结构、主振-功率振荡(MOPO)结构,主动光谱带宽稳定技术,先进的气体管理技术。对光刻用准分子激光光源技术发展趋势进行了简要的讨论。     

193毫微米ArF准分子激光器

本文报导改进的193毫微米ArF准分子激光器,单脉冲输出激光能量超过200毫焦耳。详细地研究了紫外光预电离对输出性能的影响。     

高效率准分子激光器

电子综合研究所激光研究室研制成功振荡效率高达2.9%的自动预电离型放电激励KeCl准分子激光器。准分子激光器应用最为重要的是要求激光装置具有高度的可靠性。最近发展的准分子激光技术，大幅度改善了以往装置的性能，可望显著提高它的可靠性。     

4Gbit DRAM用的ArF准分子激光曝光技术

据日本《电子技术》1996年第8期报道，日本富士通公司为了1GbitDRAM的规模生产需要，开发了ArF准分子激光曝光技术，成功地形成了用于4GbitDRAM的0．13μm尺寸的图形。ArF准分子激光（波长193nm）因比原i线光学光刻（波长365nm）的波长短，所以必须同时开发新的光刻材料。该公司开发了环氧树脂类的单层胶（2MAdMA—MLMA）和超高分辨率技术。并结合移相掩模技术实现了最小线宽为0．12μm的图形。采用该技术适用于4GbitDRAM0．13μm尺寸的存储单元，单元尺寸为0．59μ×0．34μm，单元面积为0．20μm2。4Gbit DRAM用的ArF准分子…     

适合ArF准分子激光光刻的紫外光学材料

东北大学金属材料研究所的福田承生教授等找到了适合 Ar F准分子激光光刻的透镜、窗口材料Li Ca Al F6。高质量的 Li Ca Al F6单晶波长 1 93 nm的 Ar F准分子激光有望作为下一代光刻光源。然而 ,据称过去的透镜材料和窗口材料在这一波段却不能使用。研究组发现 ,新材料 Li Ca Al F6对紫外光有高承受能力 ,最短透过波长 1 1 2 nm,具有优异的紫外透过特性。 Li Ca Al F6加工性能优异 ,有望作为光学材料。试制的晶体大小如照片所示 ,预计能得到半导体曝光装置的透镜所需大小的晶体适合ArF准分子激光光刻的紫外光学材料@思源…     

ArF准分子激光立方氮化硼薄膜的制备

采用ＡｒＦ准分子脉冲激光沉积方法（ＰＬＤ），以六方氮化硼（ｈ－ＢＮ）作靶在Ｓｉ（１００）衬底上制备氮化硼薄膜。ＸＲＤ及ＦＴＩＲ透射谱测量表明生成的氮化硼薄膜是含有少量六方氮化硼结构的立方氮化硼（Ｃ－ＢＮ）．ＡＥＳ测量表明不同条件下生成的薄膜中Ｎ与Ｂ的相对含量是不同的，最大比例近乎为１：１，薄膜的维氏显微硬度ＨＶ最大值为１５８０ｋｇ／ｍｍ２。     

ArF准分子激光器的调频研究

实验装置如图1所示.其中R_1为全反射铝镜,曲率半径为4米,按图所示改变R_1的角度就能调谐波长.R_2是介质膜平板,对ArF激光的透过率为40%,改变平板的方向能精细调谐.平板T_1和T_2倾斜地装在激光管两端,它们用透过远紫外的熔石英做成,对ArF激光有良好的透过性能.P_1和P_2是两块位置固定的60°的棱镜,也是由远紫外石英材料做成.     

ArF准分子激光光源电极系统设计及电场仿真研究

电极系统是ArF准分子激光光源的核心部件。首先通过对ArF准分子激光光源电极系统的初步设计,得到合适的放电区尺寸,提供了电极和预电离电极电压的加载方式,从而形成由阴极、阳极、预电离电极、陶瓷件和工作气体五部分组成的电极系统简化模型。然后基于该电极系统简化模型,在不同电压加载条件下进行了电场仿真。仿真结果表明,放电区域电场分布均匀对称,电极系统设计较为合理。     

紫外光预电离ArF和KrF准分子激光器

本文报导紫外光预电离ArF和KrF准分子激光器的实验研究.输出激光能量ArF105毫焦耳、KrF185毫焦耳.文中讨论了各种参数对激光性能的影响.     

高效率放电抽运KrF准分子激光器

248 nm放电抽运KrF准分子激光器在微电子学和医学等领域有重要的应用价值。在大多数应用中,激光器的最大输出效率和能量都是十分重要的参数。为了提高激光器输出效率和能量,实现KrF准分子激光器的稳定放电,采用新型开关电源和结构紧凑的张氏电极,并通过优化储能/放电电容比例和工作气体配比等方法,研制出了一台小型高效率放电抽运KrF准分子激光器。研究了开关电源对充放电特性的影响,以及气体配比对激光输出效率和能量的影响。该激光器的各项参数相比以往的产品有了较大改善,可重复频率为1~80 Hz,输出效率最高达2.5%,最大单脉冲输出能量380 mJ;当工作电压高于25 kV时,激光输出能量不稳定度约为1.8%。     

预电离效应对ArF准分子激光特性的影响分析

利用流体模型对ArF准分子激光气体放电过程进行了数值模拟,通过对比不同初始预电离强度下的气体放电情况,分析了预电离效应对准分子激光系统放电特性的影响,并探究了不同气体参数下的预电离效果。结果表明,初始预电离强度对于极间击穿电压、ArF准分子的形成以及光输出特性均有显著影响。在保证均匀电场且有效放电的情况下,低的初始预电离强度难以“点燃”气体,但可以获得较高的激光输出能量,而提高初始预电离强度能有效降低击穿电压,却不利于气体对能量的吸收转化。此外,预电离效果受工作气压与F₂比例的影响,气压的升高或F₂浓度的增加,均会降低预电离的有效性。     

ArF准分子激光对氟化物高反射薄膜的诱导损伤

为了研究特定模式下氟化物高反射薄膜的损伤机理,采用相衬微分干涉显微镜、原子力显微镜和台阶仪对不同工艺条件下制备薄膜的损伤区域逐步进行对比分析,在薄膜沉积温度增加后,随着薄膜体内聚集密度的增加,薄膜激光损伤阈值有所提升;对于规整膜系,体内驻波电场强度分布对薄膜损伤也有较大影响。结果表明,根据薄膜损伤形貌和损伤深度综合推断,制备的高反射薄膜损伤是由薄膜体内的聚集密度和电场强度分布所共同引起。该实验结果为下一步继续研究高性能激光反射薄膜打下了基础。     

重复率2 kHz、输出10 W的ArF准分子激光器

日本ウシオ电机株式会社批量生产标准样机,开发了一种重复率2 kHz、输出10 W的ArF准分子激光器。其稳定性±0.25%、线宽0.4 pm、脉宽50 ns,性能达到世界最高水平。 ArF激光波长为193 nm,可用作生产线幅0.10～0.13 μm半导体的光刻用光源。 该公司还利用相同的ArF激光器,在世界上首次实现重复率4 kHz、输出20 W的基本性能。 (以上由江涛供稿)     

ArF和KrF准分子激光器用的光学材料和膜层的抗激光强度

可靠的拥有更短波长的准分子激光器的建成，几乎取决于其光学问题的解决，这些问题主要涉及腔的光学器件：各种反射率的镜子，准分子激光器的输出窗口。本文将在ArF和KrF准分子激光波段范围（λ=248um～193um）进行讨论。1．准分子激光器的窗口材料随着波段向紫外和真空紫外进展，透明材料的数量逐渐减少，由于对透过率、化学稳定性、极小吸湿度、价格和高均匀性的要求，最后只有极少部分可广泛用于准分子激光的输出窗口。对于XeCl和XeF激光器，其波长为308um和353um，理想的窗口材料为优质石英。如果波长再短些，石英的使用就要受到限…     

离子复合对准分子ArF、Ar_2F形成过程的影响

讨论了快放电激励下离子复合过程对ArF、Ar_2F形成过程的影响,得出离子复合过程对ArF、Ar_2F的贡献是一个长时间的慢变过程,其对ArF、Ar_2F的影响很小。     

高重复频率ArF准分子激光器能量控制算法研究

为了实现工业用高重复频率ArF准分子激光器脉冲能量稳定,从电源控制的角度进行了脉冲能量控制技术的基础研究。介绍了高重复频率ArF准分子激光器能量稳定闭环控制原理,使用近似方法建立了准分子激光器脉冲能量和放电电压的函数模型,提出一种基于实时检测脉冲能量的电压调节比例积分算法,并结合函数模型和控制算法进行了MATLAB仿真。结果表明,建立的脉冲能量模型是合理的,且提出的比例积分算法在提高激光器脉冲输出能量稳定性方面是有效的。