半導體先進光刻理論與技術

第1章 光刻工藝概述 1 
1.1 從微電子器件的微型化到納米技術 1 
1.2 發(fā)展歷程 3 
1.3 步進掃描投影光刻機的空間像5 
1.4 光刻膠工藝 8 
1.5 工藝特性參數(shù) 10 
1.6 總結.16
參考文獻 17
第2章 投影光刻成像理論 19 
2.1 投影光刻機 19 
2.2 成像理論 20 
2.2.1 傅里葉光學描述方法 20 
2.2.2 傾斜照明與部分相干成像 24 
2.2.3 其他成像仿真方法 28 
2.3 阿貝-瑞利準則 28 
2.3.1 分辨率極限與焦深 29 
2.3.2 結論 33 
2.4 總結 36
參考文獻 36
第3章 光刻膠 38 
3.1 光刻膠概述、常見反應機制與唯象描述 39 
3.1.1 光刻膠的分類 39 
3.1.2 重氮萘醌類光刻膠 41 
3.1.3 最先進的正性化學放大光刻膠 42 
3.1.4 唯象模型 44 
3.2 光刻工藝與建模方法 45 
3.2.1 光刻工藝簡介 46 
3.2.2 曝光 46 
3.2.3 后烘 49 
3.2.3.1 重氮萘醌光刻膠 50 
3.2.3.2 化學放大光刻膠 50 
3.2.4 化學顯影 52 
3.3 建模方法與緊湊光刻膠模型 56 
3.4 負性與正性光刻膠材料與工藝 59 
3.5 總結 63
參考文獻 64
第4章 光學分辨率增強技術 70 
4.1 離軸照明 70 
4.1.1 線空圖形的最佳離軸照明 72 
4.1.2 適用于接觸孔陣列的離軸照明 73 
4.1.3 由傳統(tǒng)和參數(shù)化光源形狀到自由照明 75 
4.2 光學鄰近效應修正 76 
4.2.1 孤立-密集圖形偏差的補償 76 
4.2.2 線端縮短的補償 79 
4.2.3 從基于規(guī)則的 OPC到基于模型的OPC，再到反向光刻 79 
4.2.4 OPC模型與工藝流程 82 
4.3 相移掩模 83 
4.3.1 強相移掩模：交替型相移掩模 84 
4.3.2 衰減型相移掩模89 
4.4 光瞳濾波 92 
4.5 光源掩模優(yōu)化 94 
4.6 多重曝光技術 97 
4.7 總結 99 
參考文獻 100
第5章 材料驅(qū)動的分辨率增強技術 106 
5.1 分辨率極限回顧 106 
5.2 非線性雙重曝光 109 
5.2.1 雙光子吸收材料 109 
5.2.2 光閾值材料 110 
5.2.3 可逆對比度增強材料 110 
5.3 雙重與多重圖形技術 112 
5.3.1 光刻-刻蝕-光刻-刻蝕 112 
5.3.2 光刻-凍結-光刻-刻蝕 114 
5.3.3 自對準雙重圖形技術 115 
5.3.4 雙重顯影技術 115 
5.3.5 雙重或多重圖形技術的選擇 116 
5.4 導向自組裝 117 
5.5 薄膜成像技術 121 
5.6 總結 123
參考文獻 123
第6章 極紫外光刻 129 
6.1 光源 130 
6.2 EUV和多層膜薄膜中的光學材料特性 132 
6.3 掩模 135 
6.4 光刻機與成像 139 
6.5 光刻膠 143 
6.6 掩模缺陷 144 
6.7 EUV光刻的光學分辨率極限 147 
6.7.1 6.xnm波長 EUV光刻 (BEUV光刻） 147 
6.7.2 高數(shù)值孔徑光刻 148 
6.7.3 減小工藝因子k1：EUV光刻分辨率增強技術 151 
6.8 小結 152
參考文獻 153 
第7章 無需投影成像的光學光刻. 163 
7.1 無投影物鏡的光學光刻：接觸式與接近式光刻技術 163 
7.1.1 成像及分辨率極限 164 
7.1.2 技術實現(xiàn) 166 
7.1.3 先進的掩模對準光刻 169 
7.2 無掩模光學光刻 172 
7.2.1 干涉光刻 173 
7.2.2 激光直寫光刻 176 
7.3 無衍射極限的光學光刻 180 
7.3.1 近場光刻 180 
7.3.2 光學非線性光刻 183 
7.4 三維光學光刻 187 
7.4.1 灰度光刻 187 
7.4.2 三維干涉光刻 189 
7.4.3 立體光刻與 3D微打印技術 190 
7.5 關于無光光刻的幾點建議 193 
7.6 總結193
參考文獻 194
第8章 光刻投影系統(tǒng)：進階主題 206 
8.1 實際投影系統(tǒng)中的波像差 206 
8.1.1 澤尼克多項式描述方法 206 
8.1.2 波前傾斜 211 
8.1.3 離焦像差 212 
8.1.4 像散 212 
8.1.5 彗差 213 
8.1.6 球差 216 
8.1.7 三葉像差 217 
8.1.8 澤尼克波像差總結 218 
8.2 雜散光 219 
8.2.1 常數(shù)雜散光模型 219 
8.2.2 基于功率譜密度的雜散光模型 220 
8.3 高 NA投影光刻中的偏振效應 223 
8.3.1 掩模偏振效應 224 
8.3.2 成像中的偏振效應. 224 
8.3.3 光刻膠與硅片膜層材料界面引起的偏振效應 226 
8.3.4 投影物鏡偏振效應與矢量光刻成像模型.229 
8.3.5 偏振照明.230 
8.4 步進掃描投影光刻機中的其他成像效應231 
8.5 總結 232
參考文獻 232
第9章 光刻中的掩模形貌效應與硅片形貌效應 236 
9.1 嚴格電磁場仿真方法 238 
9.1.1 時域有限差分法 239 
9.1.2 波導法 241 
9.2 掩模形貌效應 243 
9.2.1 掩模衍射分析 244 
9.2.2 斜入射效應 247 
9.2.3 掩模引起的成像效應 248 
9.2.4 EUV光刻中的掩模形貌效應與緩解策略 252 
9.2.5 三維掩模模型 256 
9.3 硅片形貌效應 258 
9.3.1 底部抗反射涂層的沉積策略 259 
9.3.2 多晶硅線附近的光刻膠殘留 260 
9.3.3 雙重圖形技術中的線寬變化 261 
9.4 總結 262
參考文獻 262
第10章 先進光刻中的隨機效應 269 
10.1 隨機變量與過程 269 
10.2 現(xiàn)象 272 
10.3 建模方法 274 
10.4 內(nèi)在聯(lián)系與影響 276 
10.5 總結 279
參考文獻 279
附錄 285
附錄 1 名詞中英文對照 285
附錄 2 縮略語中英文對照 301