以ArF準(zhǔn)分子激光器作為光源的193nm光刻機(jī),其半導(dǎo)體集成電路加工制程覆蓋130 nm至22 nm,是目前以及未來(lái)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)半導(dǎo)體光刻工藝中的核心設(shè)備。在193nm光刻機(jī)設(shè)備的制造過(guò)程中,光學(xué)鍍膜是一個(gè)關(guān)鍵步驟。為了保證光刻機(jī)的綜合性能如能量利用效率、光瞳照度均勻性等,光刻機(jī)鏡頭鍍膜必須保證高的薄膜厚度均勻性,低吸收損耗,最終實(shí)現(xiàn)高的透過(guò)率和透過(guò)率光譜均勻性。然而,光刻機(jī)鏡頭具有高達(dá)300mm以上的通光口徑,部分鏡頭同時(shí)具有非常大的口徑曲率半徑比,導(dǎo)致鏡頭上薄膜厚度相差極大,單層膜的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)也和球面光學(xué)元件上的位置密切相關(guān)。本文以數(shù)值孔徑（NA）0.75的193nm光刻機(jī)為例,研究了氟化物薄膜的鍍膜工藝,單層膜的光學(xué)性質(zhì),厚度均勻性修正方法以及光譜均勻性優(yōu)化方法,并取得了一系列的創(chuàng)新成果。第一,研究了提高球面光學(xué)元件上單層膜薄膜厚度均勻性的方法,分析了擋板張角和球面光學(xué)元件上初始薄膜厚度分布的關(guān)系,闡述了增大平面擋板長(zhǎng)度從提高球面光學(xué)元件上薄膜厚度均勻性的原理;進(jìn)一步優(yōu)化了薄膜沉積模型,通過(guò)修正薄膜厚度與分子束入射角余弦函數(shù)的指數(shù),提高了薄膜厚度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果的一致性,有效... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：115 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

典型集成電路器件上晶體管數(shù)目增長(zhǎng)趨勢(shì)

光刻機(jī)研發(fā)是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到各方面技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和突破方面涉及低吸收損耗石英材料、高純度薄膜材料的開發(fā)，在精密光密光學(xué)加工技術(shù)、鍍膜技術(shù)、光學(xué)集成裝配技術(shù)等，在精密機(jī)械方精度的位移控制技術(shù)等，這些技術(shù)發(fā)展中涉及的加工和檢測(cè)設(shè)備也尖端的設(shè)備，因此高精度光刻機(jī)也被稱為“人類歷史上最精密”的機(jī)，高端光刻機(jī)的生產(chǎn)集中在 ASML，Nikon 以及 Canon 三家公司，領(lǐng)了 80%高端光刻機(jī)的市場(chǎng)份額（胡浩,等 2015）。

產(chǎn) 193 nm 光刻機(jī)的需求量極大。我國(guó)于 2006 年開展了國(guó)家科技重大專項(xiàng) 193 nm 光刻機(jī)的研發(fā)作為重點(diǎn)支持項(xiàng)目。193 nm 光刻機(jī)的研發(fā)對(duì) 193 nm光學(xué)元件的鍍膜技術(shù)提出了明確的需求。193 nm 光刻機(jī)鍍膜技術(shù)難點(diǎn)半導(dǎo)體集成電路制造的工藝流程由美國(guó)著名半導(dǎo)體廠商仙童公司開發(fā)的臺(tái)體管制備方法確立：首先按照需要在硅基片上制作的結(jié)構(gòu)制作掩模板，然后相制版的方法，將結(jié)構(gòu)縮小并顯影在硅片表面，實(shí)現(xiàn)器件結(jié)構(gòu)從掩模板到硅轉(zhuǎn)移（Noyce, 1959，Hoerni, 1959）。成像系統(tǒng)的分辨率是制約光刻機(jī)能夠的半導(dǎo)體器件最小尺寸的關(guān)鍵，隨著半導(dǎo)體集成電路的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的越來(lái)約小，有限尺度的硅片面上容納的器件數(shù)目越來(lái)越多，對(duì)光刻機(jī)鏡頭分力的要求也持續(xù)提高。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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