纳米光刻中莫尔对准模型与应用

在纳米光刻中,采用周期相差不大的两光栅分别作为掩模和硅片上的对准标记.当对准光路通过这两个标记光栅时受到两次调制,发生双光栅衍射及衍射光的干涉等复杂现象,最后形成有规律、且呈一定周期分布的莫尔条纹.周期相对光栅周期被大幅度放大,条纹移动可表征两标记的相对位移,具有很高探测灵敏度,可用于纳米级高精度对准.从傅里叶光学角度分析推导了对准应用中,两频率接近的光栅重叠时莫尔条纹振幅空间近似分布规律.并设计了一组对准标记,能继续将灵敏度提高一倍.通过仿真分析,从大致上定量地验证条纹复振幅分布的近似数学模型以及光刻对准应用中的条纹对准过程.     

纳米光刻双光栅对准莫尔条纹分析

为了给实际的纳米光刻对准工作提供理论研究基础,主要分析推导了莫尔条纹复振幅以及光强的空间分布规律.在理论分析的基础上通过仿真,定量地确定了莫尔条纹复振幅分布的近似数学模型.分析表明,当对准光路通过掩模硅片上的两个对准标记受到两次光栅的调制并发生复杂的衍射和干涉时,将形成有规律的、呈一定周期分布的莫尔条纹.并且当两光栅周期相近时,莫尔条纹将表现为一个与两光栅周期相关的空间拍信号.在近似模型中该拍信号主要由两光栅基频的乘积调制与振幅调制信号组成.两调制信号的群峰值周期相等、与拍信号的群峰值周期一致,并且该周期相对于两光栅周期被大幅度放大,因而具有很好的位移探测灵敏度,有利于纳米级对准的实际应用.     

纳米光刻对准方法及其原理

对准技术对光刻分辨力的提高有着重要作用。45nm节点以下的光刻技术如纳米压印等,对相应的对准技术提出了更高的要求。对光刻技术发展以来主要用于接近接触式和纳米压印光刻的对准技术做总结分类,为高精度的纳米级光刻对准技术提供理论研究基础和方向。经过分析,从原理上将对准技术分为几何成像对准、波带片对准、干涉光强度对准、外差干涉对准及莫尔条纹等五种对准方法。最后结论得出基于条纹空间相位的对准方法具有最好的抗干扰能力且理论上能达到最高的对准精度,而其他基于光强的对准方法的精度更易受到工艺涂层的影响。因此,基于干涉条纹空间相位对准的方法在纳米级光刻对准中具有很好的理论前景。     

位相型衍射光学元件设计的混合算法

针对传统的光束整形算法在设计位相型衍射光学元件时效果差的缺点,本文提出了一种适合于位相型衍射光学元件设计的新混合算法.该混合算法是将变尺度BFGS算法融入遗传算法中,其中变尺度BFGS算法主要用于局部搜索,同时将罚函数优化准则用于成本函数的构造中.相比于传统的优化算法,该混合算法具有效率高、收敛快和稳定性好等优点.作为一个设计实例,我们分别将传统模拟退火算法和该混合算法应用到高斯光束整形中,进行了数值模拟,为了考察该混合算法的可靠性,设定了衍射效率和信噪比两个技术指标.设计结果表明:该混合算法收敛速度快,设计效费比优,仅需少量的迭代次数就能达到高衍射效率和高信噪比的要求.用该混合算法设计的衍射光学元件,能极大地改善整形效果,在均匀性要求较高的场合有广泛的应用前景.     

基于DMD的步进式无掩模数字曝光方法及装置

随着器件特征尺寸的继续缩小,所需掩模的成本呈直线上升态势,为降低掩模成本,无掩模光刻技术成为人们研究的热点。介绍了一种基于DMD的步进式无掩模数字曝光方法,并对用于实现该曝光方法装置的设计方案和具体实现进行了论述与分析。最后利用厚的光刻胶进行曝光工艺实验,实验结果表明,本装置可以实现亚微米级线条的刻蚀,较高的侧壁陡度,线条拼接结果良好,可以实现大面积数字式曝光。     

纳米光刻中奠尔对准模型与应用

在纳米光刻中,采用周期相差不大的两光栅分别作为掩模和硅片上的对准标记。当对准光路通过这两个标记光栅时受到两次调制,发生双光栅衍射及衍射光的干涉等复杂现象,最后形成有规律、且呈一定周期分布的莫尔条纹。周期相对光栅周期被大幅度放大,条纹移动可表征两标记的相对位移,具有很高探测灵敏度,可用于纳米级高精度对准。从傅里叶光学角度分析推导了对准应用中,两频率接近的光栅重叠时莫尔条纹振幅空间近似分布规律。并设计了一组对准标记,能继续将灵敏度提高一倍。通过仿真分析,从大致上定量地验证条纹复振幅分布的近似数学模型以及光刻对准应用中的条纹对准过程。     

基于表面等离子体的微纳光刻技术

首先介绍了光刻技术的发展及其面临的挑战。随着纳米加工技术的发展,纳米结构器件必将成为未来集成电路的基础,而纳米光刻技术是纳米结构制作的基础,基于表面等离子体的纳米光刻作为一种新兴技术有望突破45nm节点从而极大提高光刻的分辨力。介绍了表面等离子体的特性,对表面等离子体(SPs)在光刻中的应用作了回顾和分析,指出在现有的利用表面等离子体进行纳米光刻的实验装置中,或采用单层膜的超透镜(Superlens),或采用多层膜的Super-lens,但都面临着如何克服近场光刻这一难题;结合作者现有课题分析了表面等离子体光刻的发展方向,认为结合多层膜的远场纳米光刻方法是表面等离子体光刻的发展方向。