接近式光刻仿真研究.pdf

1、UV-LIGA技術(shù)用紫外光源代替同步輻射X光，從而以較為低廉的價(jià)格獲得較大深寬比的微結(jié)構(gòu)，是一項(xiàng)極具發(fā)展?jié)摿Φ奈C(jī)械加工技術(shù)。紫外光的衍射效應(yīng)同時(shí)也造成了光刻圖形的失真，影響了其加工精度的提高，這使得它的實(shí)用性受到了一定的影響。為了獲得高精度的光刻膠微結(jié)構(gòu)，本課題組已經(jīng)在國(guó)家自然科學(xué)基金(NO.60473133)資助下開展了UV-LIGA加工誤差矯正方面的工作。作為其中的一部分，本文對(duì)接近式紫外光刻的一些關(guān)鍵理論基礎(chǔ)問題進(jìn)行了深入研究，

2、提出了基于部分相干光理論對(duì)光刻過程進(jìn)行模擬的方法，建立了光刻仿真模型，并利用該模型研究誤差產(chǎn)生的機(jī)理，分析了光刻膠圖形失真程度。 論文運(yùn)用部分相干光理論的基本原理，研究擴(kuò)展的準(zhǔn)單色光源發(fā)出的光經(jīng)照明系統(tǒng)，掩模版和空氣間隙，進(jìn)入光刻膠內(nèi)部一直到基底的整個(gè)傳播過程，分析在此過程中光場(chǎng)的相干性和互強(qiáng)度的變化。建立起掩模微結(jié)構(gòu)附近光場(chǎng)相干性的精細(xì)求解模型，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用互強(qiáng)度傳播理論得到光刻膠上光強(qiáng)的分布，使仿真模型更加合理。并用瑞利一

3、索莫菲標(biāo)量衍射理論，提高了近場(chǎng)和非傍軸區(qū)域光強(qiáng)模擬的準(zhǔn)確性。 針對(duì)影響衍射光強(qiáng)分布的幾個(gè)重要因素，如掩模與光刻膠之間的間隙，掩模本身誤差以及相鄰掩模圖形之間的距離等對(duì)光強(qiáng)分布的影響。研究光刻膠表面衍射光強(qiáng)的分布規(guī)律及其對(duì)光刻膠面形質(zhì)量的影響，分析圖形轉(zhuǎn)移過程中的失真程度。通過分析某些特別形狀的掩模圖形來研究圖形形狀的改變對(duì)光強(qiáng)分布規(guī)律的影響。 通過對(duì)部分相干光理論模型的不同近似方式進(jìn)行探討，分析了各自的局限性。研究在保證

4、計(jì)算精度的前提下，提高計(jì)算效率，以期部分相干光理論模型在大區(qū)域光刻圖形仿真及基于計(jì)算智能的誤差修正算法中的實(shí)用性。提出的一種較為簡(jiǎn)單有效的近似方法將部分相干光計(jì)算模型的四維積分降為兩維積分，大大提高了計(jì)算效率。 利用部分相干光理論模型初步研究了接近式紫外深度光刻的仿真。并考慮空氣間隙、光在不同介質(zhì)界面處的反射與折射、光刻膠內(nèi)部消光系數(shù)等對(duì)光刻膠內(nèi)部光強(qiáng)分布的影響，使模擬更接近真實(shí)情況。并將接近式和接觸式光刻的表達(dá)形式統(tǒng)一起來。最