vlsi曝光成像效果的技术研究

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1、电子科技大学微电子与固体l乜予学院硕士论文摘要光刻技术是半导体产业发展的关键驱动力之一。摩尔定律表明芯片上集成元器件的数目每18个月增加l倍；瑞利定则指引着光刻技术的发展。要保持该产业持续发展30余年，有光刻、增加硅片尺寸和设计三个主要技术构成。集成度的提高约有一半来自于光刻技术的提高。光刻技术主要分为曝光和刻蚀两个阶段。曝光成像的完整性和精确性是实现良好的电路复制的基础。描述成像性能的丰要特征参数包括：分辨率、焦深、cD控制、前后图层之间的套准精度、成像均一性。其中，分辨率和焦深是两个相互制约

2、的特征参数，分辨率是关键尺寸能否达到的前提条件。大多光刻技术研究的重点在于分辨率的提高。分辨率的提高成为主要驱动力，cD控制和套准容差进一步驱动着它的发展。cD控制的要求(即均一性)被设定为±10％的范围，套准精度被定义为cD的I／3。高分辨率印制方法能够解决小于30nm的光刻，但是光刻尺寸的最终极限更可能由cD控制要求和经济角度决定而不是纯粹的分辨率能力。本课题主要针对现阶段紫外光投影光刻机的成像效果进行分析，理论依据为透镜成像原理和光刻胶线宽变化机理。本文首先引入瑞利定则，对光刻技术的现状和

3、发展趋势进行论述，重点讨论了先进的光学光刻技术；围绕分辨率和焦深两个参数展开讨论；将影响光刻效果的因素与光刻胶线宽变化预测模型相结合，设定单因素试验从光刻机的光源系统、调焦系统、掩膜舨和棱镜的畸变、光刻胶之间的成像差异、晶片本身及工艺中不同膜层的应力的变化等角度进行论证分析。整个课题的研究以jl：程应用为目的，涉及到光学、微电子：I：艺、化学及高分子材料等交叉学科，通过基础理论去指导和把握实验方向，很大程度上改善了光刻曝光的成像效果，晟终提高在线产品的成品率。关键词：光刻，成像技术，分辨率，焦深

4、，关键尺寸乜子利挫人学微l乜子々I嗣体I乜予学院坝Jj论文AbstractLithographytechniquehasbeenoneofthekeydriversforthesemiconductorinduslry．Moore’slawstatesthatthenumberofdevicesonachipdoublesevery18months．Therearethreemainbasicsofthetechnologyimprovenaentsthathavekepttheindustry

5、onthispaceformorethan30years．Theyarelithography，increasedwafersize，anddesign．Roughlyhalfofthedensityimprovementshavebeenderivedfromimprovementsinlithography．Lithographytechniquesmostlycompriseexposureandetchphases，Exposureimaging’Sintegralityandexact

6、nessRrethebasisofcircuitreproduce．Characterparametersincludefocus，resolution，criticaldimensioncontrol，overlayandexposureuniformity,whichcallbeusedtodepictimagingperformance．Resolutionandfocusarebothparameters，whichrestricteachother．Therealizationofcr

7、iticaldimensionliesonresolution．Manylithographystudiespaymoreattentiontotheadvanceofresolution，whichiStheprimarydriver,ThecontrolsofCDandoverlaytoleranceacceleratetheadvanceofresolutionatsomecertainextent．CDvariationwassetina±10percentrange，overlayto

8、leranceis1／3ofCD．High-resolutionprintedcircuitcansatisfythedemandof30rimlithography．However，thelimitoflithographyislikelytobedecidedbyCDcontrolandeconomic．TbeprojectmainlyanalyzedtheimagingeffectofUVprojectionexposure．whichbaseonopticalimageandCDvari