软X射线投影光刻技术及其发展(续)

为了提高反射率,软X射线投影光刻中使用的掩膜是制备在多层膜上的反射式掩膜,由于有微缩光学系统,它有相对较大的特征尺寸;同时由于它是制备在镀有多层膜的较结实基片上,使用中有能力避免软X射线照射引起的掩膜热变形,便于实现高精度的光刻复制。在反射式掩膜技术中,需要着重考虑的是掩膜缺陷修复和降低多层膜的损伤。     

软X射线投影光刻技术及其发展

软X射线投影光刻的研究近年来取得了突破性进展，所采用的新型光学系统由于无污染激光等离子光源及分辨率大视场投影光刻系统组成，该技术多采用无应力光学装调工艺、深亚纳米级的镜面加工和多层膜制备技术及低缺陷反射式掩摸技术，该技术还采用表面成像光刻胶技术并涉及到精密扫描机构等技术，本文介绍了这一技术的发展历史，关键技术以及研究进展。     

激光等离子体软X射线源靶材的选择及特性

 给出了用于软X射线投影光刻的激光等离子体源靶材的选择依据。计算了类锂氧离子的辐射跃迁波长和相应的跃迁速率值。并通过与常规金属靶的比较, 给出了实验靶的一些特性。     

软X射线相位型聚焦波带片的研制

软X射线波带片是软X射线光学中聚焦、色散和成像的重要元件。以激光全息-离子束刻蚀技术制作金的振幅型软X射线聚焦波带片,以此为掩模,利用接触式同步辐射光刻和离子束刻蚀技术在聚酰亚胺衬底上,分别制作出了镍和锗的软X射线相位型聚焦波带片。     

激光等离子体X射线源的应用

激光等离子体作为X射线光源，具有光源体积小、亮度高、脉冲短等优点。因此，激光等离子体X射线光源在时间分辨诊断测量等方面具有重要的应用。文章简单介绍了这种光源在软X射线投影光刻技术、医学成像、晶体研究以及惯性约束核聚变（ICF）研究等方面的应用。这四个方面分别属于信息，生物，材料和能源等四个科学领域。作者的目的在于让这些科研领域及其对应工业界的研究同行了解我们的工作，从而能够实现跨学科、跨领域的合作。     

用近贴式软X射线光刻术研究DCPA光刻胶的曝光性能

采用软X射线近贴式光刻术,对DCPA光刻胶的曝光性能进行了系统研究,得到了一些新的实验结果。     

两非球面反射镜非扫描式软X射线投影光刻系统

提出了一个软Ｘ射线投影光刻，缩比为６：１，由两非球面镜构成的光学系统。该系统在波长为１３ｎｍ时，可获得Φ３０ｍｍ的平像场和优于０．１μｍ的光刻线条分辨率，其最大畸变为０．４％。     

大面积10000线/毫米软X射线金属型透射光栅的设计、制作与检测

基于严格的矢量耦合波理论,优化设计了用于13.4nm软X射线干涉光刻的透射型双光栅掩模版. 采用电子束光刻技术,在国内首次成功制作了周期为100nm的大面积金属型透射光栅.光栅面积为1.5mm ×1.5mm,Cr浮雕厚度为50nm,Gap/period为0.6,衬底Si₃N₄厚度为100nm. 此光栅将用于上海光源软X射线干涉光刻实验站.利用其1级衍射光和2级衍射光将可以经济高效地制作周期为50和25nm的大面积周期结构.最后,测量了该光栅对波长为13.4nm 同步辐射光的衍射光强度,并且推算得出该光栅的1级和2级衍射效率分别为4.41%和0.49%,与理论设计值比较符合.实验结果与理论模拟结果的对比表明该光栅侧壁陡直,Gap/period的控制也与设计值符合. 关键词： 软X射线金属型透射光栅 严格耦合波方法 衍射效率 软X射线干涉光刻     

集成电路中的物理问题讲座——第九讲 光电子与俄歇电子在X射线光刻中的影响

自从1972年Spears与Smith[1]首先发表了X射线光刻的论文以来,美、日、西德和法国等都将X射线光刻列入超大规模集成电路的光刻工艺之一.美国贝尔电话公司已将X射线光刻机用于中间性生产线,做出了0.30μm的短沟道的MOS器件[2] X射线光刻受到重视的原因是:(1)最高分辨率可以做到为50A;(2)光刻的质量较用其它光刻技术好,表现在光刻后光刻胶的剖面图形的高度与宽度之比可达15:1.另外,对灰尘不敏感,因而超净级别可以低一些;(3)X射线光刻用的掩膜寿命长,可与投影光刻掩膜寿命相比;(4)每片硅片的成本较低. X射线光刻的原理如图1所示,当电子束轰…     

现有光刻技术改进后可以制造线宽为0.13μm的集成电路

现有光刻技术改进后可以制造线宽为０．１３μｍ的集成电路１９９５年美国《固态技术》２月号和３月号连续发表文章，认为现有光刻技术经过改进，可以沿用到２００４年，用来制造线宽为０．１３ｕｍ的集成电路。随着集成电路的飞速发展，１９９５年光刻技术达到的最小线宽...     

The Development of Dioptric Projection Lenses for Deep Ultraviolet Lithography

Advanced dioptric projection lenses from Carl Zeiss are used in some of the world’s most advanced deep ultraviolet projection lithography systems. These lenses provide a resolution of better than 100nm across the entire field of view with a level of aberration control that maximizes critical dimension uniformity and lithographic process latitude. These dioptric projection lenses are currently being used for critical layer device patterning for a wide array of complex logic, memory, and application specific integrated circuits.     

投影电子束光刻中电子穿透掩膜的Monte Carlo模拟

利用基于Mott散射截面和介电函数模型的Monte Carlo方法模拟了电子穿透掩膜的能量损失分布，其计算结果与实验结果符合很好. 由此进一步计算了角度限制投影电子束光刻(SCALPEL)掩膜的穿透率和衬度，结果表明：散射体的厚度对衬度的影响较大，衬度随散射体厚度的增加而增强，而支撑体对衬度的影响较小；增大限制孔的孔径角时，透射率相应增大，但衬度会降低；衬度随入射电子的能量增加而减小. 关键词： Monte Carlo模拟 电子束光刻 掩膜     

一种新型投影曝光调焦方法

为研究大面积激光投影光刻的调焦,利用Zemax光学设计软件模拟离焦对光程差（OPD）和调制传递函数（MTF）的影响,分析二者对投影曝光图形质量的影响,给出系统最大的离焦量值。提出一种利用显微镜的调焦方法,分析此方法的调焦误差主要来自于显微镜景深,根据景深表达式和系统最大离焦量值,选择一款景深不大于系统最大离焦量的显微镜来构建调焦系统,并基于该调焦系统进行光刻实验。实验结果表明:利用该方法对投影成像光刻进行调焦,无论是否离焦,边缘视场与中心视场的MTF均有差异,分辨率也有差异,但这种差异不影响光刻图形的质量。     

激光超衍射加工机理与研究进展

随着纳米科技和微纳电子器件的发展,制造业对微纳加工技术的要求越来越高.激光加工技术是一种绿色先进制造技术,具有巨大的发展潜力,己广泛应用于不同的制造领域.为实现低成本、高效率、大面积尤其是高精度的激光微纳加工制造,研究和发展激光超衍射加工技术具有十分重要的科学意义和应用价值.本文首先阐述了基于非线性效应的远场激光直写超衍射加工技术的原理与国内外发展状况,包括激光烧蚀加工技术、激光诱导改性加工技术和多光子光聚合加工技术等;然后介绍了几种基于倏逝波的近场激光超衍射加工技术,包括扫描近场光刻技术、表面等离子激元光刻技术等新型超衍射激光近场光刻技术的机理与研究进展;最后对激光超衍射加工中存在的问题及未来发展方向进行了讨论.     

Fabrication of multi-scale structures with multiple X-ray masks and synchrotron hard X-ray irradiations

Synchrotron hard X-ray irradiation can be utilized in lithography processes to manufacture precise structures. Due to the difficulty of precise X-ray mask fabrication in hard X-ray lithography, this X-ray process has been used mainly to fabricate precise microstructures. In this study, a technology is proposed for fabricating novel multi-scale patterns that include submicron-scale structures using hard X-rays. The required X-ray masks for submicron-sized patterning are fabricated by a simple UV lithography process and sidewall metal deposition. Above all, thanks to the high penetration capability of hard X-rays with sub-nanometer wavelengths, it is possible to employ multiple masks to fabricate a variety of patterns. By combining each sub-micron X-ray mask with typical micro-sized X-ray masks, a unique X-ray lithography is performed, and various multi-scale structures are fabricated. The usefulness of the proposed technology is demonstrated by the realization of these structures.     

3333lp/mm X射线透射光栅的研制

针对X射线透射光栅摄谱仪中的高线密度光栅,研究了采用电子束曝光和X射线曝光技术结合制作高线密度X射线透射光栅的工艺技术.首先利用电子束曝光和微电镀技术在镂空的薄膜上制备母光栅X射线掩模版,然后利用X射线曝光和微电镀技术小批量复制光栅.在国内首次完成了3333lp/mm X射线透射光栅的研制,栅线宽度为150nm,周期为300nm,金吸收体厚度为500nm.衍射效率标定的结果表明,该光栅的占空比合理、侧壁陡直,具有良好的色散特性,能够满足空间探测、同步辐射和变等离子诊断等多个领域的应用.     

激光直写邻近效应的校正

邻近效应是限制光刻系统分辨力的一个重要因素,它也限制了激光直写在亚微米和亚半微米光刻中的应用。分析了激光直写邻近效应产生的原因,指出它和电子束直写及投影光刻的区别,提出了一种简便有效的邻近校正方法。实验表明,通过光学邻近校正（ＯＰＣ）,利用微米级激光直写系统,制作出了０．６μｍ的实用光刻线条     

0.35 μm分步重复投影光刻物镜设计

介绍０．３５μｍ分步重复投影光刻物镜的设计要点，包括数值孔径、结构形式的确定、材料的选择。介绍了光刻物镜设计的难点、创新点及设计结果。