SP接触直写加工的光刻头姿态技术研究
发布时间：2024-03-17 15:47
半导体芯片制造行业在飞速发展,代表最高水平的特征尺寸不断降低,目前报道特征尺寸已达到7nm;光刻机价格随之大涨(达到约1亿欧元)。另一方面,产业界对合理线宽、低成本光刻技术的需求也在日益增大。基于表面等离子体(SP)原理的直写型光刻技术具有突破光衍射极限、较低设备成本、无需掩膜等特点,成为研究热点。论文在课题组刚搭建的“SP接触式纳米直写实验运动平台”的基础上,进一步对SP直写光刻的实现工艺、光刻头空间姿态标定、光刻头铰链悬持结构改进进行研究。论文对SP直写光刻工艺进行了实验探索,提出了具体工艺流程,实现了光刻头装校找平,获得了直径59nm点的光刻效果(已接近理论分析值直径30nm点),并可以初步走出线条,验证了实验样机光刻原理的可行性。同时,实验也暴露出光刻头姿态调平精度低、姿态稳定性低两个主要问题。针对光刻头姿态调平精度低的问题,论文发现是缺乏光刻头空间姿态的定量标定手段,导致装校精度较低且耗时过长。为此提出了基于激光三角法的检测光路模型与调平方案,推导了光刻头姿态检测定位算法、硅片姿态检测定位算法。确定了光路结构参数、关键光学器件;设计并搭建出检测调平系统;编写了检测调平系统的软...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 表面等离子体光刻现状
1.2.2 光刻调平现状
1.3 论文研究来源和章节安排
第二章 SP接触直写光刻实验研究及其问题分析
2.1 SP接触直写光刻实验装置
2.1.1 SP接触直写光刻实验原理样机
2.1.2 光刻头运动模式介绍
2.2 SP接触直写光刻实验材料制备工艺
2.2.1 SP接触直写光刻头微加工工艺
2.2.2 Bowtie孔径结构的加工工艺
2.2.3 SP接触直写光刻硅片处理工艺
2.3 SP接触直写光刻实验步骤
2.4 实验的主要研究内容
2.4.1 光刻头的空间姿态变化参数指标
2.4.2 Bowtie-Pr-Ag结构的光刻仿真参数指标
2.5 光刻实验与实验结果分析
2.5.1 光刻胶极限承受压强测试实验及分析
2.5.2 光刻头光刻过程偏转实验及分析
2.5.3 光刻聚焦光斑特征尺寸实验及分析
2.5.4 光刻线条实验及分析
2.6 光刻头姿态问题的提出
2.6.1 光刻头姿态的检测调平问题
2.6.2 光刻头接触模式下的姿态问题
2.7 本章小结
第三章 光刻头接近模式空间姿态的检测调平方案
3.1 光刻头接近模式空间姿态定量检测方案
3.1.1 偏转光束法的模型分析
3.1.2 激光三角法光路结构分析
3.1.2.1 激光三角法原理
3.1.2.2 斜射式三角法成像分析
3.1.2.3 检测光路模型分析
3.2 光刻头接近模式空间姿态定量调平方案
3.2.1 光刻头平面空间信息
3.2.2 硅片平面空间信息
3.3 光刻头硅片检测调平方案
3.4 本章小结
第四章 光刻头姿态的检测调平系统
4.1 光路结构参数
4.1.1 检测指标
4.1.2 结构的参数的确定
4.2 关键光学器件
4.2.1 光源选择
4.2.2 光电传感器选择
4.2.3 PSD理论介绍
4.3 检测调平系统的结构搭建
4.3.1 光刻头和硅片移动装置
4.3.2 PSD调节装置
4.3.3 调平装置
4.3.4 激光器固定调节装置
4.4 软件设计
4.4.1 Labview介绍
4.4.2 软件总体设计
4.4.3 PSD光斑信息的采集处理模块设计
4.4.4 多点坐标数据处理模块设计
4.4.5 P562运动台控制模块设计
4.4.6 软件整体界面
4.5 误差分析
4.5.1 机械安装误差
4.5.2 PSD检测系统误差
4.5.3 拟合和平面方法误差
4.5.4 环境因素
4.6 本章小结
第五章 光刻头悬持结构优化
5.1 有限元软件ANSYS Workbench介绍
5.2 光刻头双铰链悬持结构的设计
5.2.1 圆形铰链的厚度参数
5.2.2 双铰链悬持结构的垂直刚度
5.2.3 双铰链悬持结构的偏转刚度
5.2.4 双铰链结构光刻头的加工尺寸
5.3 双铰链悬持结构光刻过程仿真及外界因素影响
5.3.1 光刻过程仿真分析
5.3.2 外界因素对光刻过程的影响
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3931255
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 表面等离子体光刻现状
1.2.2 光刻调平现状
1.3 论文研究来源和章节安排
第二章 SP接触直写光刻实验研究及其问题分析
2.1 SP接触直写光刻实验装置
2.1.1 SP接触直写光刻实验原理样机
2.1.2 光刻头运动模式介绍
2.2 SP接触直写光刻实验材料制备工艺
2.2.1 SP接触直写光刻头微加工工艺
2.2.2 Bowtie孔径结构的加工工艺
2.2.3 SP接触直写光刻硅片处理工艺
2.3 SP接触直写光刻实验步骤
2.4 实验的主要研究内容
2.4.1 光刻头的空间姿态变化参数指标
2.4.2 Bowtie-Pr-Ag结构的光刻仿真参数指标
2.5 光刻实验与实验结果分析
2.5.1 光刻胶极限承受压强测试实验及分析
2.5.2 光刻头光刻过程偏转实验及分析
2.5.3 光刻聚焦光斑特征尺寸实验及分析
2.5.4 光刻线条实验及分析
2.6 光刻头姿态问题的提出
2.6.1 光刻头姿态的检测调平问题
2.6.2 光刻头接触模式下的姿态问题
2.7 本章小结
第三章 光刻头接近模式空间姿态的检测调平方案
3.1 光刻头接近模式空间姿态定量检测方案
3.1.1 偏转光束法的模型分析
3.1.2 激光三角法光路结构分析
3.1.2.1 激光三角法原理
3.1.2.2 斜射式三角法成像分析
3.1.2.3 检测光路模型分析
3.2 光刻头接近模式空间姿态定量调平方案
3.2.1 光刻头平面空间信息
3.2.2 硅片平面空间信息
3.3 光刻头硅片检测调平方案
3.4 本章小结
第四章 光刻头姿态的检测调平系统
4.1 光路结构参数
4.1.1 检测指标
4.1.2 结构的参数的确定
4.2 关键光学器件
4.2.1 光源选择
4.2.2 光电传感器选择
4.2.3 PSD理论介绍
4.3 检测调平系统的结构搭建
4.3.1 光刻头和硅片移动装置
4.3.2 PSD调节装置
4.3.3 调平装置
4.3.4 激光器固定调节装置
4.4 软件设计
4.4.1 Labview介绍
4.4.2 软件总体设计
4.4.3 PSD光斑信息的采集处理模块设计
4.4.4 多点坐标数据处理模块设计
4.4.5 P562运动台控制模块设计
4.4.6 软件整体界面
4.5 误差分析
4.5.1 机械安装误差
4.5.2 PSD检测系统误差
4.5.3 拟合和平面方法误差
4.5.4 环境因素
4.6 本章小结
第五章 光刻头悬持结构优化
5.1 有限元软件ANSYS Workbench介绍
5.2 光刻头双铰链悬持结构的设计
5.2.1 圆形铰链的厚度参数
5.2.2 双铰链悬持结构的垂直刚度
5.2.3 双铰链悬持结构的偏转刚度
5.2.4 双铰链结构光刻头的加工尺寸
5.3 双铰链悬持结构光刻过程仿真及外界因素影响
5.3.1 光刻过程仿真分析
5.3.2 外界因素对光刻过程的影响
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3931255
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3931255.html
