化学放大胶在电子束光刻技术中的应用

化学放大胶(ChemicallyAmplifiedResists,简称CARs)是下一代光刻技术中极具发展潜力的一种光学记录介质。介绍了化学放大胶在电子束光刻技术中图形制作工艺的关键步骤以及目前常用的几种化学放大胶,分析了将化学放大胶用于电子束曝光工艺应注意的问题和它将来的发展趋势。     

烘焙工艺条件对厚胶光刻面形的影响

采用厚层正性光刻胶AZ P4620进行光刻实验,考察了在前烘和坚膜阶段不同的工艺参数条件下的光刻胶浮雕面形的变化.实验表明,完全显影后光刻胶的浮雕面形受前烘工艺参数的影响很小,但其显影速率有一定差别;当坚膜烘焙后,不同前烘条件下的浮雕面形差别较大;当前烘条件相同时,坚膜参数的变化对光刻胶的浮雕面形影响较大.由此得出,在前烘阶段应采取较高温度、较短时间的烘焙,而在坚膜阶段应采取较低温度、较长时间的烘焙,这样可提高厚胶光刻面形的质量.     

减小光刻中驻波效应的新方法研究

光刻过程中，抗蚀剂内部光敏混合物（PAC）浓度受光场的影响呈驻波分布，导致抗蚀剂显影后的侧壁轮廓成锯齿状。分析了后烘（PEB）对PAC浓度分布的影响，模拟了不同后烘扩散长度下的抗蚀剂显影轮廓，从模拟结果可知利用后烘可明显减小驻波效应，得到平滑的抗蚀剂显影轮廓，提高光刻质量。     

厚胶光刻中光敏化合物浓度空间分布研究

厚胶光刻过程是一个复杂的非线性过程，其光刻胶内光敏化合物(PAC)浓度空间分布是影响显影面形的主要因素。根据厚层胶光刻的特点，结合光化学反应机理，利用角谱理论，分析了在曝光过程中光刻胶内衍射光场和PAC浓度的空间分布随时间的动态变化，以及后烘(PEB)过程对PAC浓度空间分布的影响。该方法数值计算结果准确，且速度快。数值模拟表明，其内部衍射光场分布与PAC浓度分布是一个动态的、非线性的相互影响过程；后烘工艺可平滑PAC浓度空间分布；PAC浓度空间分布是影响浮雕面形边沿陡度的一个重要因素。     

应用三维线算法的SU-8胶光刻过程模拟

采用二维法向量作为分量,加权求和近似得到三维网格点上的单位法向量,将经典的二维线算法改进为三维形式。综合SU-8胶光刻过程中衍射、吸收率随光刻胶深度的变化及交联显影等各种效应,应用该三维线算法对SU-8化学放大胶进行光刻过程三维建模。该模型对被加工表面演化过程的模拟较为精确,可在实际应用中对SU-8胶的光刻模拟结果进行有效预测。     

SU-8胶深紫外光刻模拟

综合了SU-8胶光刻过程中衍射、反射、折射、吸收率随光刻胶深度的变化及交联显影等各种效应,考虑了折射及吸收系数随时间的变化,建立了SU-8化学放大胶的光刻模型.模拟结果显示,该模型比现有的模拟方法结果更精确,与实验结果符合较好,可以在实际应用中对SU-8光刻胶的二维模拟结果进行有效预测.     

接近式光刻的计算机模拟研究

分析了菲涅耳近似模型在接近式光刻模拟中的应用和误差起源,并根据光的标量衍射理论,对菲涅耳近似模型进行了修正,得到了更加准确的类菲涅耳近似模型;并对这两种模型的模拟结果进行了比较。     

SU-8胶深紫外光刻模拟

综合了SU-8胶光刻过程中衍射、反射、折射、吸收率随光刻胶深度的变化及交联显影等各种效应,考虑了折射及吸收系数随时间的变化,建立了SU-8化学放大胶的光刻模型.模拟结果显示,该模型比现有的模拟方法结果更精确,与实验结果符合较好,可以在实际应用中对SU-8光刻胶的二维模拟结果进行有效预测.     

紫外线厚胶光刻技术研究及应用

紫外线厚胶光刻技术已广泛应用于3D微机械结构的制作.本文选用AZ4620和SU-8两种光刻厚胶,采用德国卡尔*休斯公司的MA-6双面对准光刻机,对紫外线光刻工艺条件进行了对比研究,结果表明,负性光刻胶SU-8的光敏性好,胶结构图形的侧墙较陡直,能够实现较大的深宽比,为复杂结构的三维微机械器件的制作提供了保证.     

用于光刻胶刻蚀过程模拟的二维动态CA模型

针对光刻工艺模拟,首次建立了光刻胶刻蚀过程模拟的2-D动态元胞自动机(CA)模型,通过制定规则来确定模拟过程中不断更新的表面元胞,使得模拟只需要计算表面元胞的刻蚀过程.模型既有稳定性好的优点,又有运算速度快的优点.采用一些公认的光刻速率分布测试函数非常有效地模拟了光刻过程,模型在刻蚀速率变化非常大的区域也非常稳定.     

Preparation of a Photoacid Generating Monomer and Its Application in Lithography

A photoacid generating (PAG) monomer containing a sulfonium group was synthesized and its polymerization behavior was investigated by conducting homopolymerization and copolymerization with various methacrylates found in chemically amplified photoresists. The PAG homopolymer itself acted as a high sensitivity negative resist. The PAG/methacrylates copolymers functioned as novel chemically amplified (CA) resists with PAGs incorporated in the polymer chain. Due to absence of phase separation, the resists exhibited excellent film formation behavior. Preliminary results have shown that acid generation efficiency remained almost the same regardless of remarkably differing components and compositions in the PAG/methacrylates copolymers. Finally, their imaging properties were investigated by exposure to 248 nm deep‐ultraviolet (DUV) radiation.     

IC制造工艺与光刻对准特性关系的研究

针对光刻对准特性,从单项工艺和工艺集成的角度,分析了影响光刻对准的各个主要因素,包括对准标记、工艺层、隔离技术等,提出了一些改善光刻对准效果的方法。     

光刻机宏动试验运动平台设计及其减振系统仿真研究

根据光刻机的步进运动、同步扫描运动和自然振动的特点,设计了两种形式的宏动运动平台结构图和整个系统精密减振方法,并选用STACIS2000减振器作为系统的主动减振器。对ADAMS的求解原理进行了简单介绍并运用ADAMS仿真软件分别建立了两种结构对应的虚拟仿真模型,对减振系统分别无主动控制和有主动控制进行了仿真研究。结果表明,没有主动控制的结果不能满足光刻机的工作要求,采用主动控制比没有主动控制的效果要好并能满足工作要求。通过两种方案的结果对比分析,选择第二种结构方案作为本课题的设计方案。     

三维光成型基础固化工艺的仿真和实验研究

在紫外光对液态树脂进行固化成型过程中，扫描光斑的直径、光强和扫描速度等工艺参数对固化结果有着直接影响。首先结合高斯光束的固化理论分析，从平面固化成型基本要素的直线段、圆弧线段的线宽、线高及其精度入手，在理论上分别得到线宽、线高与工艺参数之间的正比关系和指数关系；其次，通过Matlab的建模计算，明确了光强度和扫描速度的变化对固化线宽和线高影响程度的相近性，其中，扫描速度大于600μm／s后，随着速度的增大其产生的误差也越大，并通过实验研究验证了理论分析和建模方法的正确性。最后，通过仿真和实验对工艺参数以及扫描方式的优化，有效地解决了平面轮廓固化扫描中转向拐点处重复曝光引起的固化精度问题。     

雷达装备两级维修保障过程建模与仿真

雷达装备维修保障过程的动态性决定了运用仿真技术对其建模分析的适用性。文中在分析雷达装备两级维修保障过程的基础上,利用离散事件仿真软件Arena建立了雷达装备两级维修保障过程仿真模型,并仿真分析了组件平均故障间隔时间、维修周转时间、库存数量等因素对雷达装备使用可用度的影响,结果表明通过缩短维修周转时间可较大幅度提高雷达装备的使用可用度。研究成果对于优化雷达装备两级保障系统具有指导意义。     

适用于超深亚微米光刻仿真的建模和优化

提出了一种新颖的利用版图轮廓的超深亚微米光刻工艺建模流程.该流程采用的方法主要包括:首先将代表纯光学模型的传输交叉系数矩阵通过圆极化采样正交投影成更小规模的矩阵,同时用该组相同的极化采样基表示掩模图形;然后用目标电路版图的严格3D仿真结果或其SEM轮廓图对该新系统进行半经验化的校正.在模型校正过程中引入了基于遗传算法的全局优化算法. 实验结果显示,该方法能够快速有效地模拟用传统方法不能准确模拟的超深亚微米新出现的一些畸变效应.由于最终的模型是用一批卷积核的形式表示,建成的模型能够满足光学邻近校正对准确性和快速性的要求.     

适用于超深亚微米光刻仿真的建模和优化

提出了一种新颖的利用版图轮廓的超深亚微米光刻工艺建模流程.该流程采用的方法主要包括:首先将代表纯光学模型的传输交叉系数矩阵通过圆极化采样正交投影成更小规模的矩阵,同时用该组相同的极化采样基表示掩模图形;然后用目标电路版图的严格3D仿真结果或其SEM轮廓图对该新系统进行半经验化的校正.在模型校正过程中引入了基于遗传算法的全局优化算法. 实验结果显示,该方法能够快速有效地模拟用传统方法不能准确模拟的超深亚微米新出现的一些畸变效应.由于最终的模型是用一批卷积核的形式表示,建成的模型能够满足光学邻近校正对准确性和快速性的要求.