深度同步辐射光刻初探

ＬＩＧＡ技术被认为是制作微机械最有前途的方法，而ＬＩＧＡ技术较为关键的一步是深度同步辐射光刻。报道了深度同步辐射光刻的进展，刻蚀出了外圆直径为３８μｍ～３９μｍ，叶长约８μｍ，高约２５μｍ的扇叶状微结构元件。     

掩模分形提高光刻边缘锐度的研究

针对电寻址空间光调制器制作灰度掩模过程中,精缩透镜的低通滤波特性导致灰度掩模边缘锐度下降的问题,提出了掩模分形技术。对一幅高频灰阶掩模图形,按固定的或可变的低频采样。低频掩模的每个周期中,只包含原掩模图形多个周期中的一个抽样。通过实时掩模技术,将多个低频掩模按顺序曝光,从而恢复出原高频掩模图形。制作二元光栅时,分形掩模技术可使透镜造成的高频能量相对损失由35、23％降低至6．09％,同时,可将部分低频能量搬迁至中高频,较好地改善了灰阶掩模图形的边缘锐度。分形掩模还可以变多灰阶复杂掩模为简单的二元掩模,简化掩模的设计与实现,同时消除屏幕刷新率对掩模制作的影响。     

连续型平面衍射聚光透镜掩模的制作

针对目前二元光学元件掩模制作工艺过程的诸多不足，对连续型平面衍射聚光透镜掩模的激光直写制作工艺进行了研究。基于基尔霍夫标量衍射理论，采用光线追迹法设计了连续型平面衍射聚光透镜掩模。采用激光直写技术，利用CLWS 300M／C极坐标激光直写设备、S1830光刻胶和MICROPOSIT 351显影液，进行了刻写实验。实验表明，激光能量、预烘烤温度、显影液浓度以及预曝光对掩模微结构的制作均有影响。最后制作了掩模。与二元光学元件掩模的制作工艺相比，该技术具有工艺简单、制作周期短且易于操作的优点。     

保留边界特征的深度图像增强算法研究

针对现有深度图像增强算法存在边界保留特性差的问题,提出梯度掩模导向联合滤波(gradient mask guided joint filter, GMGJF)算法。利用深度图像进行Sobel梯度变换获取边界方向信息,利用深度图像空洞区域生成空洞掩模,再以边界方向和空洞掩模为导向联合彩色图像对深度图像进行迭代高斯滤波和空洞填充。实验结果表明,GMGJF算法的PSNR(peak signal to noise ratio)、SSIM(structural similarity index measure)比IMF(iterative median filter)、GF(guided filter)、JBF(joint bilateral filter)算法的PSNR、SSIM至少提高了3.50%和1.07%,不仅去噪能力、空洞填充能力最强,而且边界特征保持最好,有利于深度图像的特征提取与目标识别。     

用于0.35 μm接触孔图形相移掩模研究

基于霍普金斯（Ｈｏｐｋｉｎｓ）理论,通过计算０．３５μｍ方孔的传统透射掩模、边缘相移掩模部分边缘相移掩模、辅助相移掩模以及衰减相移掩模的硅片表面空间像的光强分布,找出了适合于各种相移掩模的最佳参数。其中衰减相移掩模对提高光刻分辨率和增加焦深最为明显,尤其在相干因子（σ）较小时更是如此。     

用灰阶编码掩模实现邻近效应精细校正的研究

提出了用灰阶编码的二元掩模代替灰阶掩模实现邻近效应精细校正的新方法,并阐述了新方法的特点,讨论了灰阶编码掩模与灰阶掩模的等效关系,给出了灰阶编码掩模实现光学邻近效应校正的模拟结果,校正后的综合面积偏差比较正前减少了１０％。     

基于光束扫描宽化技术的激光掩模微加工系统

利用Nd∶KGW激光器,采用光束扫描宽化技术和掩模微缩成像方法研制了用于微打标及微型零件雕刻成形的激光掩模微加工系统。系统采用计算机打印的塑料胶片或液晶作掩模,光束扫描面积为（有效掩模面积）30 mm×30 mm。微缩成像系统的缩小倍率分别为8～10倍（f=100 mm透镜）和15～20倍（f=50 mm透镜）。对该系统的加工尺寸和加工精度进行了分析。实验结果表明：系统达到的最小标刻宽度和加工图形精度均为10μm,与分析结果一致。系统的单次加工深度为0.07～0.1μm,最大加工深度为200μm,可满足工业微加工技术的基本要求。     

快速边界识别算法用于达曼光栅掩模数据生成的研究

针对达曼光栅的数据写入问题,提出了一种快速边界识别算法（FBIA）用于复杂二元光学图形掩模的CIF格式数据的生成。该算法首先识别出达曼光栅图形的边界点,然后按照左手原则对边界点进行排序并构成闭合曲线。针对闭合曲线中可能出现的“孤岛”,该算法可自动识别并依据其数量对图形重新分割取点。结果表明FBIA算法具有搜索快、效率高等优点,可广泛应用于各种二元位相型元件CIF格式掩模板数据的生成。     

基于随机并行梯度速降算法的光刻机光源与掩模联合优化方法

随着集成电路特征尺寸进入2Xnm及以下节点,光源与掩模联合优化(SMO)成为了拓展193nm ArF浸没式光刻工艺窗口、减小工艺因子的重要分辨率增强技术(RET)之一。提出了一种基于随机并行梯度速降(SPGD)算法的SMO方法,通过随机扰动进行梯度估计,利用估计梯度来迭代更新光源与掩模,避免了求解梯度解析表达式的过程,降低了优化复杂度。对周期接触孔阵列及十字线、密集线三种掩模图形的仿真验证表明,三种掩模图形误差(PE)值分别降低了75%、80%与70%,该方法较大程度地提高了光刻成像质量。     

啁啾光纤光栅透镜法制作技术的理论与实验研究

对利用零级抑制均匀相位掩模版结合同透镜制作啁啾光纤光栅的技术进行了详细的理论和实验研究。结果表明这种方法适合于制作啁啾参数较小的光纤光栅，当所制作的光栅啁啾参数较大时，将导致严重的光谱不对称性和包层模耦合。     

提高亚半微米微细图形光刻分辨力的新技术（Ⅱ）

提高亚半微米微细图形光刻分辨力的新技术（Ⅱ）罗先刚陈旭南姚汉民（中国科学院光电技术研究所，成都６１０２０９）４相移掩模技术［５］相移掩模（ｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｍａｓｋ，ＰＳＭ）最初由美国的Ｍ．Ｄ．Ｌｅｖｅｎｓｏｎ于１９８２年提出，真正成为热点是在８０...     

基于光束扫描宽化技术的激光掩模微加工系统

利用Nd∶KGW激光器,采用光束扫描宽化技术和掩模微缩成像方法研制了用于微打标及微型零件雕刻成形的激光掩模微加工系统。系统采用计算机打印的塑料胶片或液晶作掩模,光束扫描面积为(有效掩模面积)30 mm×30 mm。微缩成像系统的缩小倍率分别为8～10倍(f=100 mm透镜)和15～20倍(f=50 mm透镜)。对该系统的加工尺寸和加工精度进行了分析。实验结果表明:系统达到的最小标刻宽度和加工图形精度均为10μm,与分析结果一致。系统的单次加工深度为0.07～0.1μm,最大加工深度为200μm,可满足工业微加工技术的基本要求。     

相位掩模的近场衍射特性分析

用相位掩模法制造光纤光栅是一种简单、有效的方法.本文用标量衍射理论对相位掩模的近场衍射特性进行了分析,讨论了各级衍射光形成的干涉条纹的分布情况,得到了一些有益于光纤光栅制造的结论和有用公式.     

可提高光刻分辨率的新技术

详细研究了离轴掩模的原理,将离轴照明(OAI)与相移掩模(PSM)技术结合起来,在掩模上同时实现两种功能,较大程度地提高了光刻分辨力.实验表明,在数值孔径 0.42,线曝光波长下,可将光刻分辨力从 0.8μm提高到 0.5μm.     

高衍射效率连续面形分束器的设计与制备

为了解决目前光学分束器件衍射效率低的问题,在传统的Gerchberg-Saxton(GS)算法基础上,对初始相位和迭代算法中的振幅限制方式作改进.先利用二次相位来作为迭代算法的初始相位,再在迭代过程中将输出平面分为信号区和噪音区两部分,保持这两部分的相位不变,信号区内振幅乘上一个随迭代次数不断变化的因子,噪音区内振幅保持不变.通过该方法设计9×9连续面形的分束器件,并与传统GS算法设计的分束器进行了对比,结果表明:GS算法设计得到的分束器相位存在严重的突变和不连续等问题,而本文方法设计得到的分束器相位连续平滑,可利用移动掩模技术加工.最终制备出1×3和1×9分束器,其实测的衍射效率分别为83.5%和89.4%,均匀性误差分别为3.56%和15.23%.     

基于深度优先搜索的全芯片光源掩模优化关键图形筛选方法

提出一种基于深度优先搜索的全芯片光源掩模优化关键图形筛选方法。所提方法采用掩模频谱的投影边界以及增长因子表征掩模的衍射频谱特征。设计了基于深度优先搜索的关键图形筛选算法,实现了全芯片光源掩模优化关键图形筛选,获得了所有关键图形组。相比于现有同类方法,所提方法可以获得覆盖频率分组的所有关键图形组,进而选出更优关键图形组。采用荷兰ASML公司的商用计算光刻软件Tachyon Tflex对所提方法进行了仿真验证,仿真结果表明所提方法获得的工艺窗口优于Tachyon Tflex方法,与现有方法相比,所提方法筛选出的关键图形结果更优。     

掩模法制备高TcYBa2Cu3O7Josephson边缘结

本文利用脉冲激光沉积的定向性和掩模的阴影效应，原位沉积Ｎ－ＹＢＣＯ作为势垒层制备了高ＴｃＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ边缘结，在６０Ｋ，微波辐照观察到明显的Ｓｈａｐｉｒｏ台阶，在Ｔｃ附近，Ｉｃ∽（１－Ｔ／Ｔｃ），ｎ＝１．８８。