球面光学元件表面193nm增透膜光谱均匀性优化技术研究
发布时间：2021-08-05 10:43
以ArF准分子激光器作为光源的193nm光刻机,其半导体集成电路加工制程覆盖130 nm至22 nm,是目前以及未来长时间内半导体光刻工艺中的核心设备。在193nm光刻机设备的制造过程中,光学镀膜是一个关键步骤。为了保证光刻机的综合性能如能量利用效率、光瞳照度均匀性等,光刻机镜头镀膜必须保证高的薄膜厚度均匀性,低吸收损耗,最终实现高的透过率和透过率光谱均匀性。然而,光刻机镜头具有高达300mm以上的通光口径,部分镜头同时具有非常大的口径曲率半径比,导致镜头上薄膜厚度相差极大,单层膜的结构和光学性质也和球面光学元件上的位置密切相关。本文以数值孔径（NA）0.75的193nm光刻机为例,研究了氟化物薄膜的镀膜工艺,单层膜的光学性质,厚度均匀性修正方法以及光谱均匀性优化方法,并取得了一系列的创新成果。第一,研究了提高球面光学元件上单层膜薄膜厚度均匀性的方法,分析了挡板张角和球面光学元件上初始薄膜厚度分布的关系,阐述了增大平面挡板长度从提高球面光学元件上薄膜厚度均匀性的原理;进一步优化了薄膜沉积模型,通过修正薄膜厚度与分子束入射角余弦函数的指数,提高了薄膜厚度的实验结果和模拟结果的一致性,有效...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
典型集成电路器件上晶体管数目增长趋势
光刻机研发是一个系统工程，涉及到各方面技术的持续改进和突破方面涉及低吸收损耗石英材料、高纯度薄膜材料的开发，在精密光密光学加工技术、镀膜技术、光学集成装配技术等，在精密机械方精度的位移控制技术等，这些技术发展中涉及的加工和检测设备也尖端的设备，因此高精度光刻机也被称为“人类历史上最精密”的机，高端光刻机的生产集中在 ASML，Nikon 以及 Canon 三家公司，领了 80%高端光刻机的市场份额（胡浩,等 2015）。
产 193 nm 光刻机的需求量极大。我国于 2006 年开展了国家科技重大专项 193 nm 光刻机的研发作为重点支持项目。193 nm 光刻机的研发对 193 nm光学元件的镀膜技术提出了明确的需求。193 nm 光刻机镀膜技术难点半导体集成电路制造的工艺流程由美国著名半导体厂商仙童公司开发的台体管制备方法确立：首先按照需要在硅基片上制作的结构制作掩模板，然后相制版的方法，将结构缩小并显影在硅片表面，实现器件结构从掩模板到硅转移（Noyce, 1959，Hoerni, 1959）。成像系统的分辨率是制约光刻机能够的半导体器件最小尺寸的关键，随着半导体集成电路的发展，半导体器件的越来约小，有限尺度的硅片面上容纳的器件数目越来越多，对光刻机镜头分力的要求也持续提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光刻机行业巨人的成长带来的启示和思考[J]. 胡浩,刘武,全博,雷瑾亮. 中国基础科学. 2015(06)
[2]论美国的出口管制体制[J]. 彭爽,张晓东. 经济资料译丛. 2015(02)
[3]激光量热法测量深紫外氟化物薄膜吸收[J]. 赵灵,武潇野,谷勇强,时光,梅林,才玺坤,张立超. 中国激光. 2014(08)
[4]Optimization of thickness uniformity of coatings on spherical substrates using shadow masks in a planetary rotation system[J]. 孙建,张伟丽,易葵,邵建达. Chinese Optics Letters. 2014(05)
[5]Ag雕塑薄膜生长的阴影效应研究[J]. 陈书汉. 科学技术与工程. 2014(10)
[6]离子束溅射、热舟和电子束法制备深紫外LaF3薄膜[J]. 时光,梅林,高劲松,张立超,张玲花. 激光技术. 2013(05)
[7]衬底温度对电子束沉积LaF3薄膜性能的影响[J]. 郝殿中,韩培高,苏富芳,马丽丽,宋连科,孔德胜. 光电子.激光. 2011(06)
[8]193nm光学薄膜激光量热吸收测试及系统校正[J]. 靳京城,金春水,邓文渊. 分析仪器. 2011(01)
[9]193nm光刻曝光系统的现状及发展[J]. 巩岩,张巍. 中国光学与应用光学. 2008(Z1)
本文编号：3323612
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
典型集成电路器件上晶体管数目增长趋势
光刻机研发是一个系统工程，涉及到各方面技术的持续改进和突破方面涉及低吸收损耗石英材料、高纯度薄膜材料的开发，在精密光密光学加工技术、镀膜技术、光学集成装配技术等，在精密机械方精度的位移控制技术等，这些技术发展中涉及的加工和检测设备也尖端的设备，因此高精度光刻机也被称为“人类历史上最精密”的机，高端光刻机的生产集中在 ASML，Nikon 以及 Canon 三家公司，领了 80%高端光刻机的市场份额（胡浩,等 2015）。
产 193 nm 光刻机的需求量极大。我国于 2006 年开展了国家科技重大专项 193 nm 光刻机的研发作为重点支持项目。193 nm 光刻机的研发对 193 nm光学元件的镀膜技术提出了明确的需求。193 nm 光刻机镀膜技术难点半导体集成电路制造的工艺流程由美国著名半导体厂商仙童公司开发的台体管制备方法确立：首先按照需要在硅基片上制作的结构制作掩模板，然后相制版的方法，将结构缩小并显影在硅片表面，实现器件结构从掩模板到硅转移（Noyce, 1959，Hoerni, 1959）。成像系统的分辨率是制约光刻机能够的半导体器件最小尺寸的关键，随着半导体集成电路的发展，半导体器件的越来约小，有限尺度的硅片面上容纳的器件数目越来越多，对光刻机镜头分力的要求也持续提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光刻机行业巨人的成长带来的启示和思考[J]. 胡浩,刘武,全博,雷瑾亮. 中国基础科学. 2015(06)
[2]论美国的出口管制体制[J]. 彭爽,张晓东. 经济资料译丛. 2015(02)
[3]激光量热法测量深紫外氟化物薄膜吸收[J]. 赵灵,武潇野,谷勇强,时光,梅林,才玺坤,张立超. 中国激光. 2014(08)
[4]Optimization of thickness uniformity of coatings on spherical substrates using shadow masks in a planetary rotation system[J]. 孙建,张伟丽,易葵,邵建达. Chinese Optics Letters. 2014(05)
[5]Ag雕塑薄膜生长的阴影效应研究[J]. 陈书汉. 科学技术与工程. 2014(10)
[6]离子束溅射、热舟和电子束法制备深紫外LaF3薄膜[J]. 时光,梅林,高劲松,张立超,张玲花. 激光技术. 2013(05)
[7]衬底温度对电子束沉积LaF3薄膜性能的影响[J]. 郝殿中,韩培高,苏富芳,马丽丽,宋连科,孔德胜. 光电子.激光. 2011(06)
[8]193nm光学薄膜激光量热吸收测试及系统校正[J]. 靳京城,金春水,邓文渊. 分析仪器. 2011(01)
[9]193nm光刻曝光系统的现状及发展[J]. 巩岩,张巍. 中国光学与应用光学. 2008(Z1)
本文编号：3323612
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