本文關(guān)鍵詞：極紫外光刻物鏡系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：極紫外光刻技術(shù)(Extreme Ultraviolet Lithography,EUVL)被公認(rèn)為是最具潛力的下一代光刻技術(shù)之一而受到廣泛研究。作為光刻整機(jī)的核心部件,極紫外光刻物鏡系統(tǒng)幾乎涵蓋了應(yīng)用光學(xué)、加工檢測、光學(xué)薄膜等核心高端技術(shù),在設(shè)計(jì)、評估等方面面臨諸多實(shí)際問題。就此,本文圍繞極紫外光刻物鏡系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中若干實(shí)際問題開展了以下研究:1.針對極紫外光刻光學(xué)系統(tǒng)中的Mo/Si多層膜提出了基于能量守恒定律的等效界面模型。模型從嚴(yán)格的電磁場基本理論出發(fā),從光學(xué)薄膜對能量的調(diào)制角度,將多層膜中復(fù)雜的相干物理光學(xué)過程轉(zhuǎn)換為簡潔的幾何光學(xué)過程,并構(gòu)造等效光學(xué)系統(tǒng),以對其進(jìn)行像質(zhì)評價(jià),評估光學(xué)薄膜與物鏡系統(tǒng)的兼容性。2.極紫外光刻物鏡系統(tǒng)中的雜散光將嚴(yán)重降低物鏡系統(tǒng)成像性能。本文從雜散光基本定義和測量原理出發(fā),借助光刻仿真,提出了用于分析極紫外光刻物鏡系統(tǒng)中雜散光的模型,完成了物鏡系統(tǒng)雜散光分析評估方法的建立,實(shí)現(xiàn)了光學(xué)元件擴(kuò)展中頻的準(zhǔn)確提取,為物鏡系統(tǒng)雜散光分析提供了一種普適、自恰的方法。3.通過分析極紫外光刻物鏡結(jié)構(gòu),利用分組、解析法縮減變量數(shù)目,實(shí)現(xiàn)了極紫外光刻N(yùn)A 0.3、弧形視場、無遮攔六鏡系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的分組可視化構(gòu)造,具有直觀、速度快、命中率高等優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化、仿真,分析了不同F(xiàn)ringe Zernike像差對曝光線條質(zhì)量的影響,為以后系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。4.實(shí)現(xiàn)了基于阿貝成像原理的光刻成像仿真,針對NA 0.32系統(tǒng),16 nm HP密集線條完成了離軸照明參數(shù)優(yōu)化;提出并實(shí)現(xiàn)了基于遺傳算法,協(xié)同考慮系統(tǒng)實(shí)際照明條件的衰減型相移掩模結(jié)構(gòu)和材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。5.從理論上提出了一種適于高NA極紫外光刻物鏡系統(tǒng)的新型掩模結(jié)構(gòu),通過刻蝕光學(xué)薄膜并填充吸收層的方法,使得掩模圖案位于二維平面內(nèi),從而克服掩模陰影效應(yīng);同時(shí)吸收層材料的注入減小了薄膜刻蝕深度,增強(qiáng)了掩模機(jī)械強(qiáng)度,延長了使用壽命。上述研究為極紫外光刻物鏡系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中所面臨的若干實(shí)際問題提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐,為后續(xù)更高NA、無遮攔、產(chǎn)業(yè)化物鏡系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計(jì)、光刻整機(jī)性能優(yōu)化、開展計(jì)算光刻等工作奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：極紫外光刻 多層膜 等效界面 中頻粗糙度 雜散光 光學(xué)設(shè)計(jì) Fringe Zernike 離軸照明 相移掩模 陰影效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN305.7
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目錄9-13
• 圖目錄13-17
• 表目錄17-18
• 第1章 緒論18-38
• 1.1 研究背景及意義18-29
• 1.1.1 集成電路與我們的世界18-20
• 1.1.2 集成電路與摩爾定律20
• 1.1.3 集成電路與ITRS20-24
• 1.1.4 集成電路與投影光刻24-28
• 1.1.5 極紫外光刻28-29
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀29-33
• 1.2.1 EUVL起源及早期發(fā)展29-30
• 1.2.2 國際EUVL主要進(jìn)展30-32
• 1.2.3 國內(nèi)EUVL研究進(jìn)展32-33
• 1.3 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排33-38
• 1.3.1 研究對象33
• 1.3.2 論文工作的主要內(nèi)容33-34
• 1.3.3 論文的結(jié)構(gòu)安排34-38
• 第2章 極紫外光刻物鏡系統(tǒng)中的光學(xué) 薄膜分析38-62
• 2.1 引言38-39
• 2.2 光學(xué)薄膜基本理論39-42
• 2.3 極紫外外多層膜 2542-44
• 2.4 等效工作界面模型44-51
• 2.4.1 基本原理46-47
• 2.4.2 等效工作界面模型建立47-48
• 2.4.3 模型修正48-50
• 2.4.4 等效光學(xué)系統(tǒng)50-51
• 2.5 等效工作界面應(yīng)用51-60
• 2.5.1 成像兼容性評估51-59
• 2.5.2 可見光裝調(diào)模擬試驗(yàn)59-60
• 2.6 小結(jié)60-62
• 第3章 光學(xué)加工誤差的頻段分析62-72
• 3.1 引言62-63
• 3.2 系統(tǒng)雜散光測試原理63-66
• 3.2.1 雜散光的間接預(yù)測63-65
• 3.2.2 基于Kirk法的雜散光測量65
• 3.2.3 現(xiàn)有理論局限性65-66
• 3.3 擴(kuò)展中頻粗粗糙度66-68
• 3.3.1 最優(yōu)暗島尺寸66-67
• 3.3.2 擴(kuò)展中頻粗糙度頻域67-68
• 3.4 系統(tǒng)雜散光預(yù)測68-70
• 3.4.1 系統(tǒng)元件擴(kuò)展中頻求解68-70
• 3.4.2 系統(tǒng)雜散光評估70
• 3.5 小結(jié)70-72
• 第4章 高NA極紫外光刻物鏡光學(xué)設(shè)設(shè)計(jì)72-106
• 4.1 引言72-73
• 4.2 系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)指標(biāo)73
• 4.3 系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)可視化設(shè)設(shè)計(jì)73-84
• 4.3.1 Group 174-77
• 4.3.2 Group 377-78
• 4.3.3 Group 278-81
• 4.3.4 物鏡系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)可視化構(gòu)造81-84
• 4.4 系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)84-92
• 4.4.1 物鏡初始結(jié)構(gòu)優(yōu)化潛力判斷84-87
• 4.4.2 物鏡光學(xué)系統(tǒng)綜合評估優(yōu)化87-90
• 4.4.3 極紫外光刻物鏡優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果90-92
• 4.5 系統(tǒng)仿真評估92-105
• 4.5.1 光刻曝光仿真輸入93-100
• 4.5.2 仿真結(jié)果分析100-105
• 4.6 小結(jié)105-106
• 第5章 光刻成像質(zhì)量優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)106-126
• 5.1 引言106-107
• 5.2 阿貝成像原理模型107
• 5.3 照明優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)107-114
• 5.3.1 離軸照明基本原理107-108
• 5.3.2 離軸照明108-109
• 5.3.3 部分相干照明成像109-110
• 5.3.4 掩模陰影效應(yīng)110
• 5.3.5 像質(zhì)評估110-112
• 5.3.6 二極照明優(yōu)化112-114
• 5.4 相移掩模優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)114-123
• 5.4.1 相移掩�；驹�115-119
• 5.4.2 基于遺傳算法的衰減型相移掩模優(yōu)化設(shè)計(jì)119-123
• 5.5 小結(jié)123-126
• 第6章 高NA極紫外光刻物鏡研究126-138
• 6.1 引言126
• 6.2 高NA光刻物鏡面臨的問題126-129
• 6.2.1 光學(xué)設(shè)計(jì)128
• 6.2.2 系統(tǒng)產(chǎn)能128
• 6.2.3 成像性能128
• 6.2.4 掩模陰影效應(yīng)128-129
• 6.3 高NA光刻物鏡解決方法129-136
• 6.3.1 放大倍率129-131
• 6.3.2 吸收層注入式掩模131-136
• 6.4 小結(jié)136-138
• 第7章 結(jié)論138-142
• 7.1 工作總結(jié)138-139
• 7.2 主要研究成果及創(chuàng)新點(diǎn)139-140
• 7.3 工作展望140-141
• 7.4 結(jié)束語141-142
• 參考文獻(xiàn)142-150
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況150-151
• 指導(dǎo)老師及作者簡介151-152
• 致謝15

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本文編號：347799