ArF浸没式光刻胶用抗水涂层研究进展

氟化氩(ArF)浸没式光刻需在光刻胶表面形成抗水涂层,阻挡光刻胶和水之间组分交换。抗水涂层对光刻胶的分辨率、工艺窗口、低缺陷要求起着重要作用,平衡抗水涂层的疏水性和碱溶性是设计聚合物结构的重点和难点。分析了形成抗水涂层的方法和成膜机理,对比了不同方法的优缺点,根据聚合物所含官能团及其碱溶性,对抗水涂层聚合物进行了分类总结,重点阐述抗水涂层聚合物的结构和性能要求,尤其关注了聚合物侧链的位阻效应和氢键作用对涂层的疏水性影响。最后对抗水涂层的应用和发展进行了展望。

面向浸没式光刻机的超精密光学干涉式光栅编码器位移测量技术综述

超精密平面光栅编码器位移测量技术是32~7 nm节点浸没式光刻机的核心技术。通过分析浸没式光刻机平面光栅位置系统的需求和布局,提出了光刻机专用超精密平面光栅编码器的基本需求。针对现有的光栅编码器,开展了基本测量光路方案、相位探测方案、分辨率增强光路方案、离轴/转角允差光路方案、死程误差抑制光路方案的综述分析,提出了现有设计方案面向光刻机应用所需要解决的关键问题。面向亚纳米级测量精度的需求,针对光栅编码器的仪器误差,对周期非线性误差、死程误差、热漂移误差和波前畸变误差进行了综述分析,提出了平面光栅编码器实现亚纳米精度所需要解决的关键问题。本综述为光刻机专用超精密平面光栅编码器的研制提供了参考。

非球面技术在浸没式光刻照明系统中的应用

NA1.35浸没式光刻照明系统是超大规模集成电路的核心设备,为了实现从Ar F激光器发出的光束经过一系列模块传输后到达掩模面的能量满足光刻曝光系统的要求,需要在系统中引入非球面透镜,以减少镜片数量,提高能量利用率。为解决现在非球面透镜具有的加工难度和控制精度不足的缺陷,设计出一种优化控制保证非球面加工和检测的方法。在光学系统设计中优化非球面的形状,保证非球面度,满足非球面变化率在可加工和检测的范围内,并控制非球面拐点的产生。照明系统中镜片数量最多的模块是耦合镜组,通过非球面的优化,镜片数量从12片减少到9片,系统能量利用率提高近25%。此外,提高了系统像质NA一致性,像方远心度,弥散斑直径和畸变,满足了曝光光学系统对掩模面的能量要求,故该非球面控制技术具有良好的可加工性和可检测性。

浸没式光刻机浸没流场的仿真与试验

浸没式光刻是当前45 nm以下集成电路(Integrated circuit,IC)生产线上唯一实际应用的技术。它通过在最后一片投影物镜和硅片之间填充高折射率的浸没液体来提高光刻的分辨率。作为光刻系统中光路的一部分,浸没液体需要保持良好的均一性。然而,曝光过程中光刻胶泄漏污染和曝光温升的问题,会破坏流场的均一性,并最终影响到成像质量。目前主要采用浸没液体的更新带走光刻中产生的污染物和热量,液体的更新效率成为了浸没式光刻机设计中必须考虑的关键问题之一。建立浸没流场的数值模型,并研究结构参数对流场更新效率的影响。运用高速摄像机、数据采集仪等组成的可视化流场检测试验系统开展浸没流场可视化研究,并与仿真结果进行对比,得到一组优化的注液与回收口参数。

浸没式光刻照明系统中非球面变焦系统设计

设计了一种非球面变焦光学系统,解决了NA 1.35浸没式光刻照明技术中内外相干因子调节、能量利用率不足、模块使用寿命短的问题,所设计的非球面变焦系统包括三个镜组、光阑面和像面.系统入瞳直径42mm,视场角1.89°,实现焦距范围700mm^1 830mm,变倍比2.61,共使用七片透镜,并在三个凹面表面采用了非球面设计.设计结果表明,该系统成像质量优良,点列图均方根直径均小于40μm,畸变均小于0.5%,设计结果满足浸没式光刻照明系统的使用要求.

193 nm ArF浸没式光刻技术PK EUV光刻技术

2006年11月英特尔决定采用193nm ArF浸没式光刻技术研发32nm工艺。2007年2月IBM决定在22nm节点上抛弃EUV光刻技术,采用193nm ArF浸没式光刻技术。对于32nm/22nm工艺,193nm ArF浸没式光刻技术优于EUV光刻技术,并将成为主流光刻技术。

193nm浸没式光刻材料的研究进展

介绍了193 nm浸没式光刻技术的兴起和面临的挑战。在所涉及的材料方面,对第一代、第二代及第三代的浸没液体进行了介绍,对顶部涂料的类型及其应用进行了归纳概述。并对顶部涂料存在的问题进行了阐述。对光刻胶材料中涉及的产酸剂、主体树脂及光刻胶应用方面进行了综述,并重点描述了无须顶部涂层的光刻胶,最后对193 nm浸没式光刻材料发展趋势作了展望。

浸没式光刻投影物镜光学薄膜

深紫外光刻是目前集成电路制造的主流方法,为实现更小的元件特征尺寸,必须采用浸没式投影物镜以提高光学系统的分辨率,由此向其中的薄膜光学元件提出了众多苛刻的要求。本文介绍了适用于浸没式光刻系统的薄膜材料及膜系设计,以及高NA光学系统所需的大角度保偏膜系;对物镜中最关键的浸液薄膜的液体环境适应性、疏水及防污染等关键问题进行了讨论;对衡量浸没式光刻系统性能的重要因素镀膜元件激光辐照寿命,尤其是浸液环境下的元件辐照寿命进行了分析。

浸没式光刻照明系统的照明模式变换器

研究了NA1.35浸没式光刻照明系统中照明模式变换模块的设计和测试。采用衍射光学元件实现包括传统照明、二极照明、四极照明的照明模式变换系统的设计和分析。给出了不同照明模式的衍射光学元件的设计结果,并对设计结果进行了模拟分析和实验分析,证明了设计的可行性。研究结果表明:当输入光场被分割的阵列数为20×20单元时,二极和四极照明模式下衍射元件台阶数为32,传统照明模式下台阶数为128的情况下,衍射光学元件作为照明模式变换器的均匀性及衍射效率都能够满足设计要求。从原理、实验上验证衍射光学元件激光模式变换器设计的正确性及可行性。研究结果能够应用于浸没式光刻照明系统中照明模式变换结构中,具有一定的理论价值和工程意义。

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浸没式光刻的影响。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、半密集线条、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(depthoffocus,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。

浸没式光刻照明系统中会聚镜的设计及公差分析

为了实现掩膜面的均匀照明,采用非球面技术对浸没式光刻照明系统中会聚镜进行了设计,并对影响系统远心度的误差源进行了分析。设计的会聚镜数值孔径的一致性偏差在0.2%以内,像方远心度小于0.2mrad,以系统的远心度变化0.1mrad,数值孔径一致性变化0.1%,点列图变化20μm,焦距变化0.1mm为公差基础值,计算出会聚镜的厚度公差为±0.02mm~±0.05mm,单面倾斜10″~20″。该浸没式光刻照明系统中会聚镜的设计合理,制定的公差可行,能够满足硅片面上照明非均匀性小于3%的要求。

浸没式光刻气泡夹带与流动动力问题研究

本文结合FLUENT仿真分析与气密封浸液单元的实测过程对浸没式光刻过程中出现的气泡夹带及流动动力问题进行了研究。

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。

ArF浸没式光刻在55nm逻辑器件制造中的优势(英文)

通过比较干法和浸没光刻技术在超越焦深(DOF)提高方面的一些主要特点,举例说明了采用浸没式光刻技术的许多优势。浸没式光刻技术同干法光刻技术比较起来改善了关键尺寸一致性(CDU)又避开了必需而强硬的分辨率提高技术(RET)。因此利用浸没式光刻技术能够有效地减少光学邻近校正(OPC)的麻烦。就成像技术而言,我们研究了光刻技术对畸变的敏感性和浸没式光刻技术光源光谱带宽对强光相对曝光量对数E95波动性能的优势。去年已经见证了被认为对浸没光刻技术在批量生产中主要难题的套刻精度、缺陷控制和焦平面精度方面有效的改进。如今55nm逻辑器件的生产制造技术要求的挑战已经得到了满足。浸没光刻技术的成就包括抗蚀剂圆片内10nm套刻精度和圆片间20nm的套刻精度,每一圆片上低于10个缺陷以及在整个圆片上40nm以内的焦平面误差。我们形成了一个顶涂层抗蚀剂工艺。总之,浸没光刻技术是55nm节点逻辑器件最有希望的制造生产技术,它可提供与干法ArF光刻技术在CDU控制、套刻性能和焦平面精度方面等效的解决方案,缺陷程度没有增加。NEC电子公司今年采用浸没光刻技术完成了55nm逻辑器件"UX7LS"的开发和试生产并形成这种UX7LS的批量生产光刻技术。

浸没式光刻技术的研究进展

浸没式光刻技术是将某种液体充满投影物镜最后一个透镜的下表面与硅片之间来增加系统的数值孔径,可以将193nm光刻延伸到45nm节点以下。阐述了浸没式光刻技术的原理,讨论了液体浸没带来的问题,最后介绍了浸没式光刻机的研发进展。

用于浸没式工艺的光刻胶研究进展

浸没式光刻技术是在原干法光刻的基础上采用高折射率浸没液体取代原来空气的空间,从而提高光刻分辨率的一种先进技术.此项技术的实际应用,为当前IC产业的飞速发展起到了关键的作用.本文概述了浸没式光刻技术的发展历程和浸没式光刻胶遇到的挑战及要求;对浸没式光刻胶主体树脂、光致产酸剂及添加剂的研究进展进行了综述;最后对浸没式光刻胶的研究发展方向作了进一步的探讨及初步预测.

浸没式光刻机浸液系统污染控制研究现状及进展

浸没式光刻是实现5 nm以上线宽高性能超大规模集成电路产品制造的关键技术。相比传统干式光刻,浸没式光刻需在末端物镜和硅片之间填充浸没液体。浸没液体的高折射率可以提高光刻机的数值孔径和曝光分辨率,但也对浸没式光刻的污染控制提出了挑战。为了减少曝光缺陷,提升曝光良率,需要对浸液系统中的各类污染物进行高精度检测与精准控制,以达到超洁净流控。从浸没式光刻技术的原理出发对比分析了干式光刻与浸没式光刻,概述了浸没式光刻机的发展历程,着重介绍了浸没式光刻浸液系统中几种污染物的产生机理、检测方法和控制手段,为进一步提高浸没式光刻芯片的曝光良品率提供了理论基础。

浸没式ArF光刻系统中光学因素对L形图形的影响

利用Prolith 9.0软件计算了浸没式ArF光刻中杂散光、光线偏振态和几何像差对目标线宽为65 nm的L形图形成像质量和光刻性能的影响,研究了杂散光、光线偏振态和几何像差对L形图形成像质量和光刻性能的影响规律。结果表明,杂散光使得L形图形图像对比度降低、线宽减小和图形位置误差增大;像散、慧差和球差可导致成像质量降低、线宽和图形位置误差增大;通过调整光线偏振态,可以提高成像质量、改善光刻性能、抑制L形图形对杂散光和像差的敏感度。

分辨力增强技术在65nm浸没式ArF光刻中的应用

首次利用自主研发的光刻辅助设计软件MicroCruiser结合Prolith8.0.2,研究了分辨力增强技术在65nm浸没式ArF光刻中的应用,研究表明,相移掩模结合传统照明可以获得较大的工艺窗口,但是,引起的曝光图形偏移较大。而传统掩模结合离轴照明可以获得较大的工艺窗口,但是,引起的曝光图形偏移较小。因而,通过对单个像差的控制和进行的不同Zernike系数组合,可以大大减少曝光图形的偏移。