光刻中激光線寬影響及分辨率增強技術的研究.pdf

1、為了滿足超大規(guī)模集成電路特征尺寸不斷縮小的要求,激光投影光刻技術得到了迅速發(fā)展,而不斷提高光刻分辨率正是光刻技術發(fā)展的核心。
　　 針對在目前光刻研究中投影透鏡材料選擇單一,進而出現(xiàn)色差并對光刻性能產(chǎn)生不利影響的問題,本文首先描述了在建立激光線寬對光刻過程的影響的模型過程中所使用的方法。然后在建立激光線寬影響的模型中把成像透鏡產(chǎn)生的色差和實際激光光譜相結合,最后使用PROLITH軟件對激光線寬對空間像的臨界尺寸,焦深,曝光寬容度

2、的影響進行模擬,在孤立線和半孤立線條尺寸在160nm到300nm的范圍內(nèi)完成研究。實驗結果表明了光刻過程中增加激光線寬使空間成像質(zhì)量變差,較大的線寬也導致了曝光寬容度的損失。介紹了一種壓縮激光線寬的方法及原理,并且利用此方法對XeF激光進行了壓縮線寬實驗,得到了較理想的實驗結果。
　　 在當今光刻中集成電路的特征尺寸接近曝光系統(tǒng)的理論分辨率極限,光刻后硅片表面成像將產(chǎn)生明顯畸變,導致光刻圖形質(zhì)量嚴重下降。面對這樣的挑戰(zhàn),為了推進

3、光刻技術的極限和延長光刻技術的壽命,業(yè)內(nèi)提出了一系列分辨率增強技術。
　　 本文系統(tǒng)地討論了光學光刻中的離軸照明技術、次分辨率輔助圖形技術和相移掩模技術。分析了其原理,主要從改善光刻分辨率、增大焦深、提高光刻成像質(zhì)量等方面進行了討論,首先用仿真軟件在不同的條件下分別對這三種分辨率增強技術進行了模擬分析,然后對不同的分辨率增強技術的結合使用進行了研究。研究結果表明,相對于傳統(tǒng)照明,離軸照明不但增大了焦深,還增大了空間像的歸一化的像

4、邊緣對數(shù)斜率NILS和對比度,提升了成像質(zhì)量。離軸照明技術和次分辨率輔助圖形的結合使用,可以顯著提高100納米以上圖形線條的光刻分辨率,能夠增大工藝窗口。進一步將三種技術結合使用,增加了相移掩模技術以后,給焦深和成像質(zhì)量都帶來了較大的改善,并且試圖尋找出針對某一種線條的最佳的分辨率增強技術搭配使用方案。
　　 此外,準分子激光的光束質(zhì)量在很大程度上也能夠影響光刻機的性能,本文對在準分子激光投影光刻系統(tǒng)的研制開發(fā)及微結構加工工藝的