偏心孔阑离轴照明EUVL微缩投影物镜的设计及模拟装调

针对极紫外投影光刻 ( Extreme Ultraviolet Lithography,简称 EUVL)工作波长短的特点及由此带来的一些问题 ,对 EUVL微缩投影物镜的结构参数进行分析选择 ,设计了离轴照明方式的 Schwarzschild微缩投影成像物镜。利用基于奇异值分解的牛顿迭代法对敏感矩阵进行分解 ,求出相应失调量的大小 。

毛细管放电EUVL光源演示装置

极紫外光刻(EUVL)技术能突破30 nm技术节点、可应用于大规模工业生产,是下一代光刻技术的核心之一。极紫外(EUV)光源是EUVL的源头,寻找可满足EUVL的合适光源是解决问题的关键,世界上许多发达国家都在积极探索EUVL光源的研究。属于4种气体放电方式之一的毛细管放电具有较高的能量转换效率,将毛细管放电装置应用于EUV光源研究存在很多优势。基于国家长期发展战略的需要和紧跟世界科技前沿的策略,我国建立了国内首台毛细管放电EUVL光源演示装置。经放电试验和测谱分析,装置可满足EUVL光源研究的需要。

基于液滴锡靶LPP-EUVL光源多层膜的溅射损伤研究

基于Navier-Stokes方程的自相似解,研究了最小质量限制液滴Sn靶激光等离子高能离子的时空分布特性,并将该结果应用于高能离子碎屑刻蚀导致的极紫外光刻(EUVL)光源收集镜寿命的评估.对于不同的绝热膨胀指数γ=1.67、1.3和1.1,数值计算了激光等离子体平均电离度、等离子体羽辉尺寸、羽辉膨胀速率和离子动能随时间的演化,并得到了高能Sn离子碎屑通量的角分布及其轰击溅射Ru、Mo和Si膜的溅射产额及溅射刻蚀速率.研究发现,激光液滴靶等离子体中的高能Sn离子对Mo,Si多层膜的溅射刻蚀率的角分布满足cos3θ的关系.对EUVL光源而言,为了延长EUV收集镜寿命,降低激光等离子体电离度和采用最小质量限制液滴Sn靶是一条有效的途径.

组装EUVL实验设备研究的最新成果

1 前言先进微电子器件加工中,投影光刻不断地获得越来越小的极限尺寸。为了克服光衍射的限制,已经设计出具有较大数值孔径和较短工作波长的先进光刻机。到2007年工作波长将缩短到13nm左右的极紫外(EUV)波长。

离轴照明Schwarzschild投影物镜的计算机辅助装调方法

介绍计算机辅助装调方法在离轴照明EUVL光学系统中的应用,阐述了一种基于奇异值分解(SVD)的牛顿迭代法来求解失调量。利用该方法对敏感矩阵进行分解,从中分析得到影响不同像差的结构参数的敏感性,并筛选出补偿器,求出相应失调量的大小。在此基础上进行多次模拟装调,证明各种情况都是收敛的,可以实现精密装调的目的。

极紫外光刻机真空材料放气分率的单质谱测试方法研究

水蒸气(H_2O)和碳氢化合物(C_xH_y)的放气分率是评价极紫外光刻机(EUVL)真空材料的重要参数。研究材料放气分率的传统方法一般需要2个完全相同的四极质谱计,这不仅大大增加了测试设备造价,而且会导致测试结果存在误差。为解决这一问题,本文仅采用1个四极质谱计,设计了一种EUVL真空材料评价装置。采用该装置测试了碳纤维增强树脂基复合材料层压板(CFRP板)和玻璃陶瓷板(GC板)在不同时间的放气组分、总放气率和放气分率。结果表明,CFRP板放出大量的H_2O和C_xH_y;虽然C_xH_y放气分率比H_2O下降快,但经10h抽真空后,CFRP板仍可放出大量C_xH_y,且其总放气率高于经验阈值;GC板置于真空1h后就不再放出C_xH_y,且其总放气率低于经验阈值;因此GC板比CFRP板更适用于极紫外光刻机真空系统。基于单质谱的放气分率测试方法可用于指导极紫外光刻机真空材料的选择。

强组态相互作用对Sn离子谱线分布的影响

本文利用多组态Dirac-Fock(MCDF)方法,计算了Sn离子在不同离化度下(从SnVI到SnXⅢ)所产生的4p^6 4d^(n-1)4f+4p^6 4d^(n-1)5p+4p^5 4d^(n+1)-4p^64d^n的跃迁光谱,给出了组态平均能量随电离度的变化规律和理论预言的辐射光谱,并分析了组态相互作用对其的影响.

EUV光刻工艺全球专利发展态势研究

EUV光刻正在成为引领集成电路光刻技术发展的最具潜力的技术。本文围绕EUV光刻工艺技术领域的专利申请发展趋势、区域分布、主要申请人以及重点技术等几个方面对其全球专利申请的发展态势和布局情况进行研究,以期对政府决策和企业发展战略的制定提供参考和帮助。

光源掩模协同优化的原理与应用

当半导体技术节点缩小至14 nm及以下时,光刻技术也逐渐接近了其物理极限。光源掩模协同优化(SMO)作为一种新型的分辨率增强技术,能够显著提升极限尺寸下半导体光刻的重叠工艺窗口,有效延伸当前常规光刻技术的生存周期。综述了SMO这一技术,分析了SMO的原理,介绍了该技术的发展和在半导体制造工艺中的应用,重点探讨了其在先进光刻节点研发中的应用,并对其挑战和发展趋势进行了展望,认为SMO不仅是193 nm浸润式光刻技术的重要组成部分,也将是EUV光刻中必不可少的一种技术。

激光等离子体13.5 nm极紫外光刻光源进展

半导体产业是高科技、信息化时代的支柱。光刻技术,作为半导体产业的核心技术之一,已成为世界各国科研人员的重点研究对象。本文综述了激光等离子体13.5 nm极紫外光刻的原理和国内外研究发展概况,重点介绍了其激光源、辐射靶材和多层膜反射镜等关键系统组成部分。同时,指出了在提高激光等离子体13.5 nm极紫外光源输出功率的研究进程中所存在的主要问题,包括提高转换效率和减少光源碎屑。特别分析了目前已实现百瓦级输出的日本Gigaphoton公司和荷兰的ASML公司的极紫外光源装置。最后对该项技术的发展前景进行了总结与展望。

激光等离子体极紫外光刻光源

研究并讨论了下一代光刻的核心技术之一—激光等离子体极紫外光刻光源。简要介绍了欧美和日本等国极紫外光刻技术的发展概况,分析了新兴的下一代13.5 nm极紫外光刻光源的现状,特别讨论了国内外激光等离子体极紫外光刻光源的现状,指出目前其存在的主要问题是如何提高光源的转化效率和减少光源的碎屑。文中同时概述了6.x nm(6.5～6.7 nm)极紫外光刻光源的最新研究工作。最后,介绍了作者所在研究小组近年来在极紫外光源和极紫外光刻掩模缺陷检测方面开展的研究工作。

极紫外光刻材料研究进展

极紫外光刻是微电子领域有望用于下一代线宽为22nm及以下节点的商用投影光刻技术,光刻材料的性能与工艺是其关键技术之一。为我国开展极紫外光刻材料研究提供参考,综述了最近几年来文献报道的研究成果,介绍了极紫外光刻技术发展历程、现状、光刻特点及对光刻材料的基本要求,总结了极紫外光刻材料的研究领域和具体分类,着重阐述了主要光刻材料的组成、光刻原理,光刻性能所达到的水平和存在的主要问题,最后探讨了极紫外光刻材料未来的主要研究方向。

Mo/Si多层膜残余应力的研究

在极紫外光刻技术中 ,光学系统对多层膜光学元件表面面形精度有严格的要求 ,并且多层膜光学元件需要较高的反射率。由于多层膜中存在的内应力将改变光学元件的表面面形 ,因此在不减少反射率的前提下 ,一定要减少或补偿多层膜内的残余应力。论述了Mo/Si多层膜应力产生的原因和几种减少与补偿应力的技术 ,介绍应力的几种测量方法。

极紫外投影光刻两镜微缩投影系统的光学设计

极紫外投影光刻(EUVL)两镜微缩投影物镜通常采用Schwarzschild结构和平场结构。本文分析了这两种结构在EUVL不同发展阶段的设计特点,并依据有限距反射系统像差理论,从解析解出发,设计了两套平场两镜系统,分别用于对分辨力为70nm、无遮拦、环形视场扫描曝光系统及目前研制的EUVL32nm技术节点小视场曝光系统的研究。系统设计指标满足极紫外投影光刻要求。

现代光刻技术

作为当前集成电路制造的主流技术,光学光刻在趋近其分辨力极限的同时,面临着越来越大的挑战,即便在波前工程和分辨力增强技术的帮助下,光学光刻的分辨力也难以满足快速发展的半导体产业的技术需求。接近式 X 射线光刻技术(XRL)、散射角限制电子束投影光刻技术(SCALPEL)、电子束直写光刻技术(EBDW)、极紫外线即软 X 射线投影光刻技术(EUVL)、离子投影光刻技术(IPL)等下一代光刻技术(NGL)将会在特征线宽为 100—70 nm 的技术节点介入集成电路制造的主流技术中。从目前 NGL 技术发展的趋势和市场需求的多元化来看,竞争的结果很可能是各种 NGL 技术并存。当特征尺寸进入纳米尺度(≤100 nm)以后,最终只有那些原子级的成像技术才能成为胜者。

CO_2,O_2,CF_4液体微滴喷射靶激光等离子体光源光谱

基于软X射线辐射计量和极紫外投影光刻(EUVL)应用,研制了一台使用纳秒激光器的液体微滴喷射靶激光等离子体(LPP)极紫外光源。该光源由一个可连续控温的不锈钢电磁喷气阀门、YAG激光器和能同步控制喷气阀门和激光器的脉冲发生器组成。使用液氮作致冷剂,控温范围77～473 K。对于足够高的背景气压和低的阀门温度,当气体经过阀门脉冲式地喷入真空靶室内时,气体经过气-液相变碎裂成大量的液体微滴形成液体微滴喷射靶。首先,依据非相对论量子力学理论,使用原子光谱分析常用的Cowan程序,计算了O2,CO2和CF4等几种液体在1011～1012W.cm-2激光功率密度下可能相应产生的O4+,O5+,O6+,O7+,F5+,F6+和F7+离子的电偶极辐射跃迁波长和跃迁概率。其次,在激光焦点功率密度为8×1011W.cm-2时,测量了CO2,O2,CF4液体微滴喷射靶在6～20 nm波段的光谱。理论计算结果与实验结果相比较,得出了所测量谱线的电偶极辐射跃迁波长和跃迁概率以及跃迁能级所应归属的组态和光谱项。

下一代曝光(NGL)技术的现状和发展趋势

通过介绍光刻技术的演变和所面临的挑战 ,揭示下一代光刻技术的发展潜力和研究现状。通过比较几种具有较大潜力的NGL(浸没式ArF光刻机、极紫外光刻和电子束曝光 )的特点、开发现状和有待解决的关键技术 ,预言将来可能是以极紫外光刻、电子束曝光和某种常规光刻机结合的方式来实现工业、前沿科学技术需要的各种微米 /纳米级图形的制备。

极紫外光刻光源

分析了极紫外光刻技术作为下一代光刻技术的首选技术目前飞速发展阶段的状况,表明欧、美、日、俄等国家和地区在该领域集中了大量的人力、物力的目标是将光刻精度提高到50nm。指出了极紫外光源是极紫外光刻的核心设备,目前的主要研究方向是提高能量转换效率和输出功率,提高系统各部分的寿命,降低成本等。

光刻机的演变及今后发展趋势

微电子技术的发展一直是光刻设备和技术发展与变革的动力。通过介绍光刻机的演变和所面临的挑战,揭示下一代光刻设备的发展潜力,结合比较极紫外光刻机和电子束曝光机的开发现状和特点,预言将来以极紫外光刻机、电子束曝光机和某种常规光刻机结合,来实现工业需要的各种图形的制备。

Xe液体微滴靶激光等离子体光源实验

基于Xe的惰性和在13～14nm波段高的辐射强度，Xe被认为是极紫外投影光刻（EuVL）潜在的靶材，为此设计和研制了一台液体微滴喷射靶激光等离子体（LPP）极紫外光源。详细地研究了Xe液体微滴喷射靶的光谱辐射特性、在13．4nm的激光-EUV转换效率、辐射稳定性及碎屑产生状况。实验结果表明，Xe在13．4nm的最高转换效率可以达到0．75％／2πsr／2%bw，辐射稳定性±4％（1σ），在激光打靶10^5次后无碎屑产生。