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。

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。

光刻机浸没液体控制系统的研究现状及进展

浸没式光刻机是目前在45nm以下IC生产线上唯一获得应用的新光刻装备。浸没控制系统是浸没式光刻机的核心子系统之一,用于在最后一片投影物镜和硅片之间,提供并维持具有高度洁净度与稳定性的缝隙流场,利用高折射率浸没液体,提高光刻分辨率。介绍浸没控制系统的技术背景、组成及其特点,论述国外在液体浸没方式、液体动态密封、流场检测与控制、曝光热效应和气泡控制等关键技术方面的研究成果以及国内自主研发的进展。针对浸没式光刻机向着更高光刻分辨率和更高生产率不断延伸的特点,对浸没液体控制系统的发展前景进行展望,指出其发展中面临的挑战与有待解决的关键技术,浸没液体控制系统将在浸没式光刻机的发展过程中继续扮演着重要角色。

超精密空间分离式外差利特罗平面光栅编码器位移测量系统

面向浸没式光刻机双工件台的超精密位置测量应用需求,提出了一种超精密空间分离式外差利特罗平面光栅编码器位移测量系统。给出了测量系统的原理与方案设计、系统各部件的设计及制造、编码器测量原理推导及实验验证等。所设计平面光栅编码器位移测量系统的相位卡的细分率为4096,测量分辨率为x50 pm/z25 pm。实验结果表明:该平面光栅位移测量系统可实现x向和z向位移的同时测量,z向运动行程为±1 mm,满足光刻机双工件台的垂向调焦需求;Rx/Ry/Rz单轴转动或三轴联合转动极限转角为±1.5 mrad时,交流信号质量仍然满足测量要求,光刻机双工件台的Rx/Ry/Rz的调平转动满足需求。所设计的平面光栅编码器位移测量系统能够实现光刻机双工件台相应的测量功能且具有较高的性能指标。

45nm工艺与先进的光刻设备

2006年是65nm芯片量产年和45nm芯片首推年。193nmArF浸没式光刻机将在量产65、45、32nm芯片中大显身手、大展鸿图。

深紫外双层金属光栅偏振器的设计与分析

193 nm波长浸没式步进扫描投影光刻机是实现45 nm及以下技术节点集成电路制造的核心装备.增大数值孔径是提高光刻分辨率的有效途径,而大数值孔径曝光系统的偏振性能严重影响光刻成像质量.光刻机曝光系统偏振参数的高精度检测是对其进行有效调控的前提.基于光栅的偏振检测技术能实现浸没式光刻机偏振检测装置的小型化,满足其快速、高精度在线检测的需求,该技术中的关键部件是结构紧凑且偏振性能良好的光栅.本文基于反常偏振效应和双层金属光栅对TE偏振光的透射增强原理,采用严格耦合波理论和有限时域差分方法,设计了一种双层金属光栅偏振器.计算了该偏振器的初始结构参数,并通过数值仿真得到了其偏振性能关于各光栅参数的变化关系.仿真结果表明,中间层高度是影响TE偏振光透射增强的主要因素;垂直入射时TE偏振光的透过率可达到56.8%,消光比高达65.6 dB.与现有同波段金属光栅偏振器相比,所设计的光栅偏振器在保证高透过率的同时,消光比提升了四个数量级.