發(fā)布時間：2017-05-15 13:13

  本文關鍵詞：極紫外光學薄膜元件表面抗污染保護層及相關技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,集成電路技術在計算機系統(tǒng)、自動化控制、精密機械、通信設備以及日常生活等諸多領域中扮演了極其重要的角色。光刻蝕技術正是高集成度電路制造的核心和關鍵。近幾年,日益完善的193nm光刻系統(tǒng)及其物鏡油浸技術,已經(jīng)接近其理論極限。要突破22nm及以下技術節(jié)點,極紫外光刻技術已經(jīng)顯示出卓越的應用前景,商業(yè)化進程也趨于穩(wěn)定、成熟。然而極紫外光學元件的表面污染,逐漸成為制約其商業(yè)應用的關鍵因素之一。為了保持光學元件的長使用周期和穩(wěn)定的反射率,需要深入研究表面污染的機制并提出相應的解決方案。本論文根據(jù)有機分子在極紫外光學薄膜元件表面的運動與反應機制,建立表面碳污染的理論模型,針對造成表面碳污染的主要影響因素(分子反應橫截面積σ、結(jié)合能E、碳原子比重η、二次電子產(chǎn)額Y)進行了定量評估,并提出了適用于不同輻照環(huán)境下的光學表面碳污染抑制方法。根據(jù)理論模型模擬結(jié)果,選擇Ti O2作為極紫外投影物鏡保護層材料。提出一種利用濺射反應“遲滯回線”高精度確定充氧量的工藝優(yōu)化方法,制備出滿足極紫外光刻反射鏡的基本要求的抗污染多層膜樣品。并考慮到表面污染的實際效果,提出一種對表面改性及厚度變化不敏感的非周期多層膜結(jié)構(gòu)設計。模擬結(jié)果表明,當表面存在不可逆轉(zhuǎn)的嚴重污染時,該結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)周期膜系具有更穩(wěn)定的極紫外反射效率。適合于曝光環(huán)境惡劣、面型曲率較大的極紫外光刻聚光鏡的制備。論文最后拓展極紫外反射鏡保護層的相關功能。完成一種提高極紫外光譜純度與抗表面污染能力的復合功能多層膜結(jié)構(gòu)設計。模擬結(jié)果與相關實驗表明,本方案可在不造成極紫外反射率過分損失的前提下,大幅度減少非工作波段光譜的反射。可降低極紫外光源系統(tǒng)的運行成本。本文研究內(nèi)容為極紫外薄膜保護層及相關光學元件的制備提供了理論與實驗依據(jù),對商業(yè)光刻機商業(yè)使用中出現(xiàn)的鏡面污染狀況進行合理預測和評估,并為其大規(guī)模市場化推廣打下堅實的基礎。
【關鍵詞】：極紫外光刻 極紫外反射鏡 表面碳沉積 表面保護層 非周期多層膜
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O434.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 第1章 緒論11-31
• 1.1 極紫外光刻技術11-20
• 1.2 極紫外光學元件的表面氧化與碳沉積20-27
• 1.3 光學表面氧化和碳污染沉積的解決方案27-29
• 1.4 研究背景及意義29
• 1.5 論文的結(jié)構(gòu)安排29-31
• 第2章 極紫外碳沉積模型與反射鏡保護層材料選擇31-57
• 2.1 表面有機物吸附與碳沉積31-35
• 2.2 光學表面碳沉積模型的建立35-40
• 2.3 碳沉積主要影響因素的分析40-46
• 2.4 多層膜保護層材料選擇46-53
• 2.5 極紫外光刻機分系統(tǒng)保護層選擇53-56
• 2.6 本章小結(jié)56-57
• 第3章 極紫外微縮投影物鏡保護層的制備與表征57-77
• 3.1 磁控濺射沉積技術介紹58-59
• 3.2 表征手段59-63
• 3.3 RuO_2和TiO_2保護層的工藝研究63-67
• 3.4 充氧量對RuO_2和TiO_2薄膜的影響67-75
• 3.5 本章小結(jié)75-77
• 第4章TiO_2保護層制備工藝優(yōu)化方法77-92
• 4.1 工藝優(yōu)化方案78-79
• 4.2 “遲滯回線”現(xiàn)象分析79-82
• 4.3 TiO_2薄膜的表征與分析82-91
• 4.4 本章小結(jié)91-92
• 第5章 極紫外大曲率反射鏡抗污染多層膜結(jié)構(gòu)設計與功能拓展92-115
• 5.1 極紫外多層膜反射率計算基礎92-96
• 5.2 表面改性不敏感的非周期膜系設計96-105
• 5.3 提高光譜純度及抗表面污染能力的復合功能膜系設計105-113
• 5.4 本章小結(jié)113-115
• 第6章 總結(jié)與展望115-117
• 6.1 論文研究總結(jié)115-116
• 6.2 研究展望116-117
• 參考文獻117-126
• 在學期間學術成果情況126-127
• 指導教師及作者簡介127-128
• 致謝128

【參考文獻】

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本文編號：367883