首页> 正文

球面光学元件表面193nm增透膜光谱均匀性优化技术研究

2020-12-02阅读(783)

球面光学元件表面193nm增透膜光谱均匀性优化技术研究

论文摘要

以ArF准分子激光器作为光源的193nm光刻机,其半导体集成电路加工制程覆盖130 nm至22 nm,是目前以及未来长时间内半导体光刻工艺中的核心设备。在193nm光刻机设备的制造过程中,光学镀膜是一个关键步骤。为了保证光刻机的综合性能如能量利用效率、光瞳照度均匀性等,光刻机镜头镀膜必须保证高的薄膜厚度均匀性,低吸收损耗,最终实现高的透过率和透过率光谱均匀性。然而,光刻机镜头具有高达300mm以上的通光口径,部分镜头同时具有非常大的口径曲率半径比,导致镜头上薄膜厚度相差极大,单层膜的结构和光学性质也和球面光学元件上的位置密切相关。本文以数值孔径（NA）0.75的193nm光刻机为例,研究了氟化物薄膜的镀膜工艺,单层膜的光学性质,厚度均匀性修正方法以及光谱均匀性优化方法,并取得了一系列的创新成果。第一,研究了提高球面光学元件上单层膜薄膜厚度均匀性的方法,分析了挡板张角和球面光学元件上初始薄膜厚度分布的关系,阐述了增大平面挡板长度从提高球面光学元件上薄膜厚度均匀性的原理;进一步优化了薄膜沉积模型,通过修正薄膜厚度与分子束入射角余弦函数的指数,提高了薄膜厚度的实验结果和模拟结果的一致性,有效提高了薄膜厚度均匀性的修正效率。第二,研究了球面光学元件上LaF3和MgF2单层膜的微结构和光学性质,发现从球面光学元件的中心位置到边缘位置,单层膜柱状结构的倾角逐渐增大,倾角的数值可以通过矢量束流模型模拟。受逐渐增加的柱状结构倾角影响,从光学元件中心到边缘位置,薄膜的折射率非均匀性逐渐增大。第三,研究了氟化物薄膜光谱的设计方法。首先分析了氟化物薄膜厚度、界面粗糙度以及折射率非均匀性的测量方法以及对氟化物增透膜光谱的影响。考虑薄膜厚度、界面粗糙度以及折射率非均匀性对薄膜厚度和折射率的影响,可以有效提高增透膜理论设计光谱和实验光谱的符合程度。用同样的方法分析了影响球面光学元件上增透膜性质的各项参数,并将不同位置光谱性质同时作为优化指标,提高了球面光学元件上增透膜光谱均匀性。本论文针对球面光学元件上氟化物单层膜结构和光学性质、薄膜厚度均匀性修正以及光谱均匀性的优化研究,可以应用到各种数值孔径的193nm光刻机镜头镀膜中,为我国193nm光刻机的研发提供了镀膜技术支撑。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 193nm镀膜技术应用背景
  •   1.2 193nm光刻机镀膜技术难点
  •     1.2.1 镀膜材料和方法
  •     1.2.2 薄膜厚度均匀性
  •     1.2.3 膜系设计
  •   1.3 193nm光刻机镀膜技术进展
  •     1.3.1 厚度均匀性修正方法进展
  •     1.3.2 增透膜设计方法进展
  •   1.4 本论文的研究目的与主要研究内容
  • 第2章 实验和分析方法
  •   2.1 镀膜方法
  •     2.1.1 镀膜设备介绍
  •     2.1.2 测试基板
  •     2.1.3 工艺流程
  •   2.2 薄膜表征方法
  •     2.2.1 微结构测量设备
  •     2.2.2 光学特征测量设备
  •   2.3 薄膜设计方法
  •     2.3.1 光学导纳矩阵方法
  •     2.3.2 镀膜基板光谱计算
  •     2.3.3 多参数优化
  •   2.4 本章小结
  • 第3章 球面光学元件上薄膜厚度均匀性优化
  •   3.1 均匀性修正挡板设计
  •     3.1.1 理论基础
  •     3.1.2 修正挡板的建模方法
  •     3.1.3 修正挡板的设计方法
  •   3.2 膜厚均匀性的理论优化
  •   3.3 沉积模型优化
  •     3.3.1 厚度均匀性的实验测量
  •     3.3.2 沉积模型优化
  •   3.4 结果和讨论
  •   3.5 本章小结
  • 第4章 球面光学元件上氟化物单层膜的性质
  •   4.1 研究背景
  •   4.2 单层膜镀膜参数优化
  •     3.4.1 基板处理方式
  •     3.4.2 沉积速率
  •   4.3 单层膜微结构
  •     4.3.1 微结构测量方法
  •     4.3.2 薄膜倾角
  •     4.3.3 矢量束流生长模型
  •     4.3.4 倾角对生长模式的修正
  •   4.4 氟化物单层膜光谱性质
  •     4.4.1 理想单层膜的光谱
  •     4.4.2 氟化物单层膜光谱
  •   4.5 本章小结
  • 第5章 球面光学元件上增透膜光谱均匀性
  •   5.1 宽角度入射增透膜设计理论
  •     5.1.1 增透膜设计的解析方法
  •     5.1.2 增透膜设计的数值方法
  •     5.1.3 入射角度和增透膜带宽的关系
  •   5.2 氟化物增透膜设计和制备问题
  •   5.3 光谱特征优化
  •     5.3.1 单层膜厚度的准确确定
  •     5.3.2 界面粗糙度的确定
  •     5.3.3 折射率非均匀性对光谱的影响
  •     5.3.4 宽角度入射增透膜光谱的优化
  •   5.4 球面光学元件上增透膜的光谱均匀性
  •     5.4.1 单层膜厚度均匀性模拟
  •     5.4.2 增透膜光谱均匀性优化
  •   5.5 增透膜光学损耗
  •   5.6 本章小结
  • 第6章 总结与展望
  •   6.1 本论文的主要研究内容
  •   6.2 本论文的主要创新点
  •   6.3 论文工作对光刻机系统研发的意义
  •   6.4 后续工作展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

    • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 柳存定

    导师: 李斌成

    关键词: 光刻机,球面光学元件,增透膜,薄膜厚度均匀性,光谱均匀性

    来源: 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 物理学,无线电电子学,无线电电子学

    单位: 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)

    分类号: TN248;TN305.7

    总页数: 115

    文件大小: 4360K

    下载量: 273

    相关论文文献

    • [1].稀土红外增透膜的研究进展[J]. 稀有金属 2019(12)
    • [2].光的干涉在实际问题中的应用[J]. 中学生数理化(高二) 2017(06)
    • [3].红外增透膜研究与展望[J]. 红外技术 2018(03)
    • [4].研究增透膜在生活中的实际应用[J]. 科技风 2018(29)
    • [5].增透膜应用领域涉及医学军事太空探索[J]. 功能材料信息 2014(05)
    • [6].耐环境性SiO_2/SiO_2-TiO_2增透膜的设计与制备[J]. 高等学校化学学报 2012(05)
    • [7].193nm氟化物增透膜的特性[J]. 强激光与粒子束 2011(03)
    • [8].增透膜[J]. 科学世界 2016(05)
    • [9].增透膜的原理[J]. 数理天地(高中版) 2008(12)
    • [10].耐摩擦和高透过SiO_2/TiO_2/SiO_2-TiO_2增透膜的设计和制备[J]. 无机材料学报 2012(08)
    • [11].光伏增透膜折射率对膜层性能影响的研究[J]. 玻璃 2020(08)
    • [12].基于氧化物的0.8～1.7μm和3.7～4.8μm硬质宽带红外增透膜研制[J]. 中国光学 2014(05)
    • [13].高激光损伤阈值266nm紫外增透膜研究[J]. 真空 2012(04)
    • [14].具有光催化性能的TiO_2-SiO_2/TiO_2两层增透膜的设计与制备[J]. 无机化学学报 2014(08)
    • [15].二氧化硅增透膜微观结构与激光损伤阈值的调控[J]. 强激光与粒子束 2012(07)
    • [16].锗基底的红外增透膜的研究[J]. 吉林广播电视大学学报 2012(12)
    • [17].硫化锌基底8～12μm红外增透膜的研究[J]. 长春理工大学学报(自然科学版) 2008(02)
    • [18].氨处理对溶胶凝胶增透膜激光损伤阈值的影响[J]. 光电工程 2008(07)
    • [19].缓冲层和保护层提高激光增透膜损伤阈值[J]. 光电工程 2016(07)
    • [20].真空蒸镀氟化镁增透膜的厚度与均匀性控制[J]. 材料导报 2012(22)
    • [21].超短紫外到近红外宽波段增透膜的研制[J]. 光子学报 2018(10)
    • [22].用于高功率激光放大器的单层宽谱增透膜[J]. 激光技术 2016(01)
    • [23].玻璃基TiO_2-SiO_2/SiO_2增透膜的溶胶-凝胶法制备和表征[J]. 稀有金属材料与工程 2010(S2)
    • [24].基于站立结构的宽带太赫兹超材料增透膜设计[J]. 中国激光 2018(04)
    • [25].溶胶-凝胶法制备玻璃增透膜的技术研究[J]. 太阳能 2018(11)
    • [26].聚碳酸酯多孔增透膜的制备及性能研究[J]. 安徽大学学报(自然科学版) 2008(06)
    • [27].采用盐类化学试剂制备减反增透膜层的方法[J]. 表面技术 2020(05)
    • [28].可见近红外双波段增透膜的设计及制备[J]. 人工晶体学报 2014(07)
    • [29].紫外激光器增透膜的制备[J]. 商场现代化 2011(Z2)
    • [30].化学增透膜激光疲劳损伤效应[J]. 强激光与粒子束 2018(10)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  

    球面光学元件表面193nm增透膜光谱均匀性优化技术研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕论降 版权所有 鄂ICP备12018319号-6