基于分步式压印光刻的激光干涉仪纳米级测量及误差研究

针对在未做隔离保护处理的环境中,基于Michelson干涉原理的激光干涉仪测量系统存在严重的干扰误差,不适合分步式压印光刻纳米级对准测量的要求.采用Edlen公式的分析及计算,不仅在理论上揭示出环境温度、湿度、气压等变化对激光干涉仪测量准确度的影响,而且证明影响测量准确度的最大干扰源是空气流动的结果.通过气流隔离措施和系统测量反馈校正控制器,能够实时补偿激光干涉仪两路信号的相差.最终,测量漂移误差在10 min内由13 nm降低到5 nm以内,满足压印光刻在100 mm行程中达到20 nm定位准确度要求.     

厚胶光刻非线性畸变的校正

利用厚胶光刻技术制作大深度微结构元件是一种有效的途径,但厚胶光刻过程中的非线性畸变对光刻面形质量的严重影响限制了该技术的应用,基于此,提出了一种对掩模透射率函数进行校正的方法。分析空间像形成及其在光刻胶内传递、曝光、显影等过程中非线性因素的影响,利用模拟退火算法对掩模透射率函数进行校正,以提高光刻面形质量,并以凹面柱透镜为例,给出了校正前后的显影轮廓模拟结果,其校正后浮雕面形的体积偏差仅为2.63%。该方法在有效改善面形质量的同时,并没有引起掩模的设计、制作难度及费用增加,这对于设计、制作高质量的微结构元件有重要意义。     

压印光刻中的两步对正技术

压印光刻中套刻需要粗、精两级对正.实验采用一对斜纹结构光栅作为对正标记.利用物镜组观察光栅标记图像的边界特征进行粗对正,其准确度在精对正信号的捕捉范围内;利用光电接收器件阵列组合接收光栅莫尔信号,在莫尔信号的线区进行精对正.由于线性区的斜率大, 精对正过程中得到相应x,y方向的对正误差信号灵敏度高,利用高灵敏度对正误差信号作为控制系统的驱动信号,对承片台进行驱动定位,实现精对正.最终使X,Y方向上的重复对正准确度分别达到了± 21 nm(± 3σ)和±24 nm(± 3σ).     

自控液晶光阀组式光刻快门研究

通过理论推导,构建了抗蚀剂的感光特性、光源的光效与曝光量之间的数学模型,为液晶光阀代替穿孔带提供了理论依据.结合液晶光阀的工作原理和光刻快门的控制原理,对液晶光阀组的控制进行了研究并给出了其控制电路图.通过实际光刻试验,自控液晶光阀组光刻快门机构可以完成编码图案的控制,通光控制达到了预计要求,刻出的图案清晰,线条陡直.证明液晶光阀组替代穿孔带用作光刻快门是完全可行的.     

氩离子激光固化环氧树脂制作三维微结构

利用激光束进行三维成像是通过逐层光引发聚合形成宏观尺度的三维实体 .最近出现的激光全息光刻技术是利用激光束的干涉产生三维全息图案 ,让感光树脂在全息图案中曝光 ,从而一次形成三维周期有序微结构 .通过调节激光干涉及波长可控制三维结构的形状及尺寸 .利用该技术获得亚微米尺度上周期性重复的三维微结构 ,可用于制作三维光子晶体 [1,2 ]等具有独特性能的聚合物材料 .本文用铁芳烃化合物与特种环氧树脂配制成阳离子型可见光固化树脂 ,在氩离子激光器产生的多束可见连续激光相干形成的空间干涉光场中曝光 ,成功地制备出亚微米量级的三…     

分辨力增强技术的频谱分析

离轴照明和衰减型相移掩模作为重要的分辨力增强技术,不仅可以提高光刻的分辨力,同时还可以改善成像焦深,扩大光刻工艺窗口,实现65~32 nm分辨成像。从频谱的角度分析了离轴照明和衰减型相移掩模对成像系统交叉传递函数和像场空间频率分布的影响,研究这两种技术的物理光学本质,由此进一步优化光学成像系统设计、分辨力增强技术和确定设备使用的参量。对分辨力增强技术的频谱分析研究表明,分辨力增强技术通过调整像场频谱分布,改善了光学光刻的图形质量。对于65 nm密集图形,离轴照明和相移掩模结合后可以使成像衬比度最高达到0.948,工艺窗口在5%曝光范围内焦深达到0.51μm。     

Theoretical Analysis of Interference Nanolithography of Surface Plasmon Polaritons without a Match Layer

Interference nanolithography techniques based on long-range surface plasmon polaritons （LR-SPP） are hardly ever achieved by experiments at present. One key reason is that suitable liquid materials are difflcult to find as the match layer connects the metal film and the resist. We redesign a Kretschmann-Raether structure for interference lithography. A polymer layer is coated under the metal film, and an air layer is placed between the polymer layer and the resist layer. This design not only avoids the above-mentioned question of the match layer, but also can form a soft contact between the polymer layer and the resist layer and can protect the exposure pattern. Simulation results confirm that a device with an appropriately thick polymer layer can form high intensity and contrast interference fringes with a critical dimension of about λ/7 in the resist. In addition, the fabrication of the device is very easy.     

193nm光刻曝光系统的现状及发展

投影曝光工艺是集成电路制造过程中的关键环节，曝光系统的工艺水平已成为衡量微电子制造技术的重要标志。重点介绍了目前193nm光刻设备曝光系统的发展现状和趋势，以及为提高曝光质量所采用的相关分辨率增强技术；通过分析曝光系统的构成和其中的关键技术，探讨了国内研制相关曝光设备所面临的挑战。     

激光等离子体软X射线接近式光刻术初步研究

描述了用高功率脉冲激光打靶产生的等离子体作为软Ｘ射线源而进行的接近式软Ｘ射线光刻研究，采用负性辐射线光刻胶聚氯甲基苯乙烯，得到了一些新的实验结果。     

激光诱导直接化学光刻

本文利用Ar~+激光倍频257.3nm进行扫描蚀刻Si、GaAs和Zn片,获得的最小光刻线宽为1.2μm,给出蚀刻深度与光强/扫描速度的关系曲线等参量,首次利用光刻技术估计卤素自由基的扩散系数、自由路程以及激光聚焦光斑大小,以及观察到阈值现象。