ULSI用193nm光刻胶的研究进展

从193nm光刻胶的各个组分,如:主体树脂、光致产酸剂、溶解抑制剂、碱性添加剂以及存在的问题和解决途径等多个方面综述了193nm深紫外光刻胶的发展与现状。

193nm光刻胶的研制

从主体树脂的结构设计、单体的合成工艺、主体树脂的合成工艺、光致产酸剂的评价、配方研究等多个方面论述了193nm光刻胶的研制工艺,合成出了多种适用的单体及多种结构的主体树脂,进行了大量的配方研究,筛选出了最佳配方.研制出的样品经美国SEMATECH实验室应用评价其最佳分辨率为0.1μm,最小曝光量为26mJ/cm2,不但具有优异的分辨率和光敏性,而且还具有良好的粘附性和抗干法腐蚀性.

193nm氟化物增透膜的特性

为了研制低损耗、高性能的193 nm氟化物增透膜,研究了基底和不同氟化物材料组合对氟化物增透膜的影响。在熔石英基底上,将挡板法和预镀层技术相结合,采用热舟蒸发方式制备了不同氟化物材料组合增透膜,对增透膜的剩余反射率和光学损耗等光学特性,以及表面粗糙度和应力等特性进行了测量和比较。在分析比较和优化的基础上,设计制备的3层1/4波长规整膜系AlF3/LaF3增透膜在193 nm的剩余反射率低于0.14%,单面镀膜增透膜的透射率为93.85%,增透膜表面均方根粗糙度为0.979 nm,总的损耗约为6%。要得到高性能的193 nm增透膜,应选用超级抛光基底。

193nm薄膜激光诱导损伤研究

概述了193nm薄膜激光诱导损伤的研究进展。通过对紫外到深紫外波段几种典型薄膜损伤形貌的介绍,对比分析了193nm薄膜激光诱导损伤的可能原因。指出在该波段的氧化物薄膜损伤中,吸收是导致薄膜大块损伤的重要因素,而氟化物的薄膜损伤则是由沉积过程的膜层局部缺陷造成。根据薄膜样品的损伤分析表明,薄膜的某些制备参量与激光损伤阈值相关联。为提高薄膜元件的抗激光损伤能力,分别从薄膜材料的选择、膜系设计的完善以及沉积工艺的优化等3个方面出发,总结出改善薄膜激光损伤阈值的方法。

193nm深紫外固体激光技术探索

对193 nm深紫外激光技术实现途径进行了系统地分析,提出了一种可获得高重复频率、高光束质量的深紫外固体激光技术途径,分析了涉及的关键技术,对实用化深紫外固体激光源的研制具有一定的参考价值。

193nm光学薄膜激光量热吸收测试及系统校正

高精度测量薄膜的吸收系数对于激光光学薄膜研究具有重大意义,而激光量热计是一种可靠灵敏的光学器件吸收测量工具。本文介绍了激光量热计的基本原理与实验装置。考虑到193nm波段的测量应用,讨论了系统的校正操作,包括能量探测器、样品热容、温度漂移、杂散光及热传导校正,以提高测量精度。

0.1μm线宽主流光刻设备—193nm(ArF)准分子激光光刻

阐述了可实现 0 1μm线宽器件加工的几种候选光刻技术 ,对 193nm(ArF)准分子激光光刻技术作了较为详细的论述 ,指出其在 0 1μm技术段的重要作用 ,并提出了研制 193nm(ArF)光刻设备的一些设想。

193nm光学光刻技术

目前看来，193nm光学光刻很有希望应用到0．13μm集成电路工业生产中去。本文从光源、照明系统、掩模、光刻胶、光刻机等方面对193nm光学光刻技术进行了分析，并介绍了它目前的一些进展情况，最后对它的应用前景进行了简要分析。

193nm光刻技术延伸方法

介绍了提高193nm光刻分辨力的方法,如浸入式光刻技术、相位移技术等。并介绍了193nm浸入式光刻机的优点和前景。

193nm ArF准分子激光系统对LA-ICP-MS分析中不同基体的剥蚀行为和剥蚀速率探究

探究LA-ICP-MS分析中不同基体的剥蚀行为和剥蚀速率,可为激光参数设定、基体匹配选择、数据质量保证等方面提供重要参考。本文研究了193 nm ArF准分子激光系统对人工合成/地质样品玻璃、常见矿物和粉末压片的剥蚀行为,同时探究了激光参数(束斑直径、能量密度和剥蚀频率)对剥蚀速率的影响情况。从剥蚀坑形貌可知,193nm ArF激光对玻璃和绝大多数矿物的剥蚀行为良好,但对石英相对较差,这可能与石英内含有微观包裹体,剥蚀过程中局部受热不均有关。粉末压片的剥蚀行为呈现出不可控,可通过提高粉末压片的压制压力或降低粉末颗粒的粒径来改善剥蚀行为;当剥蚀深度大于1.5倍束斑直径时,剥蚀速率随剥蚀深度的增加而逐渐减小,剥蚀深度最多可达束斑直径的两倍左右(RESOlution M-50型号激光系统,3.0 J/cm2激光能量密度);剥蚀速率随激光能量密度的增加而增大,但基本不受剥蚀频率(2~20 Hz)影响。不同基体具有特征的剥蚀速率,本文报道了43种基体的剥蚀速率参数,总体而言,NIST系列玻璃的剥蚀速率大于地质样品玻璃,碳酸盐矿物和硫化物矿物大于硅酸岩矿物,粉末压片大于玻璃和常见矿物。

193nm浸入式光刻技术独树一帜

介绍了193nm浸入式光刻机和193nm光刻胶的最新发展动态以及下一代193nm浸入式光刻机。

非理想参数下193nm光学薄膜的设计

193nm光学薄膜是 10 0nm步进扫描光刻机系统中主要用到的光学薄膜。分析了膜料光学常数的不确定性、高折射率膜材料消光系数、水吸收以及膜层表面粗糙度对薄膜光学性能的影响。结果表明 ,要镀制出反射率大于98 5 %的高反膜 ,必须将高折射率材料的消光系数k控制在 0 0 0 34以内 ,同时膜层表面的粗糙度σ控制在 1nm以内。膜层性能同时还受其使用环境中水气含量及其水气中杂质含量的影响 ,要减少膜层水吸收的影响 ,就必须提高薄膜的致密度 ,采用离子成膜技术 ,或者改变膜层的使用环境。在考虑相关因素的前提下 ,设计了在光刻机曝光系统中主要用到的增透膜、高反膜 。

退火对电子束热蒸发193nm Al_2O_3/MgF_2反射膜性能的影响

设计并镀制了193nm Al2O3/MgF2反射膜,对它们在空气中分别进行了250—400℃的高温退火,测量了样品的透射率光谱曲线和绝对反射率光谱曲线.发现样品在高反射区的总的光学损耗随退火温度的升高而下降,而后趋于饱和.采用总积分散射的方法对样品在不同退火温度下的散射损耗进行了分析,发现随着退火温度的升高散射损耗有所增加.因此,总的光学损耗的下降是由于吸收损耗而不是散射损耗起主导作用.对Al2O3材料的单层膜进行了同等条件的退火处理,由它们光学性能的变化推导出它们的折射率和消光系数的变化,从而解释了相应的多层膜光学性能变化的原因.反射膜的反射率在优化联系、镀膜工艺与退火工艺的基础上达98%以上.

193nm光刻投影物镜单镜支撑仿真分析及实验研究

光刻是大规模集成电路制造过程中最为关键的工艺,光刻的分辨力主要取决于光刻投影物镜的光学性能。光刻投影物镜光学元件面形精度为纳米量级,其对光学元件的加工及物镜单镜支撑提出了极高的要求。为193nm光刻投影物镜高精度的单镜面形,设计了一种运动学单镜支撑结构。运用有限元法(FEM)分析光刻投影物镜单镜运动学支撑结构在重力下物镜镜片的面形变化量,经分析物镜镜片的峰值(PV)值为15.46nm,均方根(RMS)误差为3.62nm。为了验证有限元计算精度,建立了可去除参考面面形及被测面原始面形的方法。经过分析对比,仿真结果与实验结果面形的PV值为2.356nm,RMS误差为0.357nm。研究结果表明,所设计的基于运动学193nm光刻投影物镜单镜支撑结构能够满足193nm光刻投影物镜系统对于物镜机械支撑结构的要求。

低损耗193nm增透膜

计算了适用于193nm增透膜设计与制备的基底与薄膜材料的光学常数,并在此基础上对193nm增透膜进行了设计、制备与性能分析.发现基底材料的吸收损耗对增透膜元件的影响很大,超过一定值时,增透膜元件的设计透过率将达不到理想水平.对单面增透膜的设计与制备结果表明,当吸收损耗降低到一定程度,散射损耗成为不可忽略的因素.采用热舟蒸发方法实现了性能良好的193nm减反射膜,剩余反射率在0.2%以下.

193nm氟化物高反膜研究

为了研制低损耗、高性能的193 nm氟化物高反膜,对193 nm氟化物高反膜的设计、制备与性能分析进行了深入探讨。用挡板法和预镀层技术相结合,实现了在现有镀膜机上对193 nm薄膜的膜厚控制。在熔石英基底(JGS1)上,用热舟蒸发制备了不同氟化物材料组合高反膜,对不同氟化物材料组合高反膜的反射率、透射率和光学损耗等光学特性,横截面形貌和表面粗糙度等微结构以及应力等特性进行了讨论和比较。在对不同材料组合高反膜性能分析比较的基础上,对应用于高反膜膜材料组合进行了优化选择,以NdF3/AlF3为材料对,设计制备了193 nm高反膜。193 nm氟化物高反膜的反射率达到96%。

光刻机系统中193nm薄膜的研究进展

193nm的ArF准分子激光光刻可将特征线宽推进到0.10μm。重点介绍了193nm薄膜的研究进展及影响薄膜性能的主要因素,并对具体的研究方向进行了总结。

高反射率193nm反射膜的实现

对应用于193nm反射膜的基底材料、薄膜材料、沉积技术与主要沉积工艺参数进行了分析与优化选择,在此基础上进行了193nm反射膜的设计、制备及后处理,实现了时间稳定性与环境稳定性良好的193nm反射膜,反射率达98%以上。

高性能193nm反射膜的制备与误差分析

分析了膜厚控制误差对反射膜设计曲线的影响,发现高低折射率材料厚度反方向变化时(高折射率膜层厚度增加,低折射率膜层厚度减小),反射膜的反射率变化不明显,设计的膜系结构对这种膜厚变化方式的制造误差宽容。在此基础上制备了193nm反射膜,结果表明退火前光学损耗相对较大,实验结果与理论计算结果存在一定差距,并且散射损耗在总的光学损耗中所占比例很小,而吸收损耗占光学损耗的主要部分,起主导作用。退火后光学损耗明显下降,实验结果与理论计算结果更为接近,193nm反射膜的反射率达98%以上。散射损耗增加至接近吸收损耗的水平,不过在总的光学损耗中仍然占比较小的比例。说明当吸收损耗下降到一定程度时,散射损耗所起的作用也是不可忽视的。