集成电路光刻模拟的数据后处理研究

在集成电路光刻过程中,利用光刻模拟软件将光刻模拟结果与设计模板进行比较可以预先发现模板设计中的缺陷.由于光刻模拟软件与模板设计软件数据格式的不同影响了这一步工作的顺利完成.本文通过对两种软件数据格式的研究,利用Perl语言实现了两种软件之间数据格式的转换,具有一定的实用价值.     

亚波长光刻离轴照明和次分辨率辅助图形技术

讨论了亚波长光刻条件下的离轴照明和次分辨率辅助图形两种分辨率的增强技术,分析了两种技术的原理,利用光刻模拟软件,针对不同线宽的稀疏线条,对添加次分辨率辅助图形前后的光刻仿真结果进行了对比.研究结果表明,离轴照明技术和次分辨率辅助图形的结合使用,可以显著提高亚100纳米级版图线条的光刻分辨率,增大工艺窗口,降低版图成像对生产工艺参数的要求,对于解决亚波长光刻所带来的亚100纳米级集成电路成像质量下降的问题非常必要.     

高精度压印机热误差补偿中温度变量的辨识

为了提高压印机在压印光刻工艺中的套刻对准精度，提出了采用因子分析方法来选取压印机热误差模型中的温度变量，根据变量之间的相关性分组后，再根据各变量与热误差之间的相关性在每一组中选取一个代表变量，最终将压印机上布置的温度传感器从15个减少到3个．在压印机温度测量关键点处建立了温度与模具在x、z方向热误差关系的数学模型，模型的热误差预测精度达到了98％以上．实验结果表明，该方法不仅保证了模型的精度，而且大大地减少了模型的计算时间，是一种在压印机热误差建模中选择温度测量关键点的有效方法．它不仅避免了热误差建模过程中的变量耦合问题，而且提高了模型的精确性，经过补偿，压印机的热误差在x、z方向都减小到200nm以内．     

无掩模多束SPPs干涉光刻成像仿真软件研究

多束SPPs干涉光刻是一种可制作纳米尺度光子晶体器件的新型微加工方法，目前尚未见对多束SPPs干涉光刻过程进行模拟分析的专门软件.在分析SPPs激励和传输机理基础上，建立多束SPPs干涉成像模型，并采用VC和Matlab库函数混合编程编制了可计算多束SPPS干涉光刻成像的仿真软件.模拟和分析表明，该模型及软件计算准确、快速，达到预期效果，为实现无掩模SPPs干涉光刻全过程模拟和曝光实验研究的开展提供了技术支撑.     

电子束光刻“自主可控”EDA软件HNU-EBL

为模拟和优化电子束光刻（Electron Beam Lithography,EBL）工艺过程,提高电子束光刻版图加工质量,依托湖南大学（Hunan University,HNU）开发了一套电子束光刻的“自主可控”国产电子设计自动化（Electronic Design Automation,EDA）软件HNU-EBL.该软件实现了以下主要功能：1）基于Monte Carlo方法计算电子束在光刻胶和衬底中的散射过程与运动轨迹;2）基于多高斯加指数函数模型计算拟合出电子束散射的点扩散函数;3）基于GDSII光刻版图文件矩阵化,进行邻近效应、雾效应等校正计算,优化电子束曝光剂量;4）基于卷积计算,计算出给定曝光剂量下的能量沉积密度,并计算出边缘放置误差等光刻加工质量关键指标.基于该软件,通过异或门（Exclusive OR,XOR）集成电路的光刻版图算例,计算在聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate,PMMA）光刻胶和硅衬底中10 kV电子束的光刻工艺过程.通过对比电子束邻近效应校正前后的显影版图,验证了该软件的有效性.在完全相同的计算硬件和算例条件下,与主流同类进口EDA软件进行了对比,证实了在同等精度下,本软件具有更高的计算效率.已建立http：//www.ebeam.com.cn网站,将HNU-EBL软件免费授权给EBL用户使用.     

压印光刻对准中阻蚀胶层的设计及优化

针对高速旋涂造成标记区阻蚀胶薄膜覆盖不对称和压印曝光造成标记区薄膜聚合的问题，利用压印光刻压印曝光固化脱模的工艺原理，提出了用压印预处理标记表面薄膜来优化阻蚀胶层厚度和形貌的工艺方法．该方法采用下压力约束薄膜，使阻蚀胶在标记区的栅格间重新分布，从而削弱了覆盖膜的不对称性，获得了相应的薄膜厚度．采用旋涂厚度为1．1μm的覆盖膜对压印预处理工艺方法进行了试验，发现下压力大于0．48MPa时，薄膜结构具有较好的对称性，下压力为1．12MPa时，对准信号的对比度达到最大．试验结果表明，压印预处理对于压印光刻系统具有较好的工艺适应性，利用该方法优化标记区的阻蚀胶层不仅能够有效削弱覆盖膜不对称和压印曝光的影响，而且对准精度可满足100nm压印光刻的要求．     

压印光刻中高精度莫尔对准方法的研究

针对分步压印光刻工艺中多层套刻的高精度对准问题,提出一种应用斜纹结构光栅副实现x、y、θ三自由度自动对准的方法.光栅副分为4个区域,应用光电转换器阵列检测光栅副相对移动所引起的莫尔信号变化,通过电路系统处理可同时得到在平面x、y、θ三自由度的对准信号.驱动环节采用直线电机和压电驱动器作为宏微两级驱动,其分辨率分别为0.2μm和0.1nm,在激光干涉仪全程监测下,与控制系统一起构成闭环系统实现自动对准定位.实验结果表明,在多层压印光刻工艺中,实现了压印工作台步进精度小于10nm的高精度定位要求,使整个对准系统的套刻精度小于30nm.因此,应用这种莫尔对准方法可以获得较高的对准精度,同时能够满足压印100nm特征尺寸套刻精度的要求.     

电子束纳米分辨率分刻

本文侧重分析电子束纳光刻中的若干限制因素，包括电子光学系统中的象差、电子束与抗蚀剂的相互作用（散射与二次电子效应）、衬底条件等，并对已用于进行纳米分辨率电子束刻中的一些方法进行了归纳，讨论了其应用前景。     

无掩模多束SPPs干涉光刻成像仿真软件研究

多束SPPs干涉光刻是一种可制作纳米尺度光子晶体器件的新型微加工方法,目前尚未见对多束SPPs干涉光刻过程进行模拟分析的专门软件.在分析SPPs激励和传输机理基础上,建立多束SPPs干涉成像模型,并采用VC和Matlab库函数混合编程编制了可计算多束SPPS干涉光刻成像的仿真软件.模拟和分析表明,该模型及软件计算准确、快速,达到预期效果,为实现无掩模SPPs干涉光刻全过程模拟和曝光实验研究的开展提供了技术支撑.     

原子光刻技术

针对原子光刻技术在纳米计量及传递作用中的特殊地位,介绍了该技术的基本原理、方案、刻及Cr原子光刻实验.通过与其他微刻印方法的比较,展望了其应用于微电子学等领域的前景。     

自动投影光刻中的暗场对准技术

暗场对准技术是利用光学暗场成像原理和微光真空光电探测技术，使投影光刻硅片上的标记获得大幅值、高信噪比的对准信号通过双池偏差优化软件，借助计算机进行采样控制和数据处理，从而获得很高的对准精度。对多种不同工艺硅片上的标记进行对准试验，精度达０．２μｍ（３σ）。该技术精度高，对硅片光刻工艺的适应性广，可用于大规模集成电路生产硅片光刻时的实际对准工作，使我国的投影光刻技术进入１μｍ特性线宽的实用阶段。     

紫外光刻中部分相干光的传播及衍射效应

基于Hopkins公式,研究了接近式紫外光刻中扩展准单色光源经柯勒照明系统传播到掩模表面上任两点的复相干度,并建立相应的基于部分相干光理论的光刻模型.应用部分相干光的传播理论,研究掩模平面到光刻胶表面任意两点互强度的传播,进而得到光刻胶表面的光强分布.以此为基础,分析了由于掩模与光刻胶之间光的衍射效应而产生的光刻微结构的图形失真.给出了理论模型的计算模拟结果,并用实验对该理论模型的计算结果进行了验证.     

准分子激光光刻AZ1350SF正胶的实验研究

80年代,准分子激光一出现,世界上各先进国家就开展了准分子激光光刻的研究工作。目前,美、日等国准分子激光光刻水平已低于0.4μm的分辨率。他们研究中采用准分子激光多为KrF和XeCl激光,光致抗蚀剂有MP2400,PMMA,PMGI和NOVOLAK等,XeCl激光暴光时采用的是重氮型光刻胶AZ2400。我们采用XeCl准分子激光(波长为308nm)对美国正胶AZ1350SF进行光刻研究,研究中获得一些重要实验结果。     

接近式光刻衍射光场的快速计算机模拟

接近式光刻中一般采用柯勒照明系统,并采用蝇眼透镜形成多点光源均匀掩模面的光场分布.利用基尔霍夫衍射理论及多点光源的衍射光场非相干叠加方法,对光刻胶表面的衍射光场进行了快速计算机模拟,并与霍普金斯理论计算结果进行了分析比较.结果表明采用基尔霍夫衍射理论及多点光源的衍射光场非相干叠加的模型不仅快速而且也可以比较准确地模拟接近式光刻的衍射光场分布.     

横纵刻槽对半预制战斗部破片成型的影响

为分析壳体内刻槽对半预制战斗部破片成型的影响规律，开展了不同工况的仿真计算，并对典型工况进行了试验验证.利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件，对爆炸载荷条件下破片的破碎断裂规律进行了研究，得到了横向刻槽与纵向刻槽的形状、深度等因素对破片成型的影响关系.研究结果表明:仅有横向刻槽时，将形成较多碎小破片；仅有纵向刻槽时，将形成杆条式破片；同时预制横向刻槽与纵向刻槽时，纵向刻槽深度应比横向刻槽深度小于20%，可得到大小均匀、质量可控的破片；刻槽形状采用"V+V"型或"锯齿（斜口朝起爆点）+V"型时，破片破碎控制效果较好.对典型工况开展了试验研究，试验结果与仿真计算结果较为相似，证明了仿真规律的正确性.      

溶胶凝胶法制备二氧化硅膜及其无显影气相光刻

为使无显影气相光刻应用于非硅衬底材料的刻蚀,扩宽其应用范围,研究了无显影气相光刻在溶胶 凝胶法制备的二氧化硅膜中的应用。通过对溶胶 凝胶化学过程的分析,考察了凝胶二氧化硅薄膜制备过程中的几个重要工艺参数,制备了结构均匀的二氧化硅薄膜。并将无显影气相光刻的方法应用于这种二氧化硅膜的刻蚀,通过优化后的光刻工艺参数得到了反差明显的光刻图形。     

硅晶圆上窄节距互连铜凸点

为了满足日益减小的互连节距需求,该文研究了晶圆上窄节距铜凸点的成型技术。铜凸点成型主要包括溅射凸点下金属化层(under bump metallization,UBM)、厚胶光刻、电镀、去胶、刻蚀UBM等。通过研究甩胶、前烘、曝光、显影、后烘等技术参数,优化了正性光刻胶AZ4620的厚胶光刻工艺,并通过理论分析验证了其合理性。同时,进行了湿法腐蚀和干法刻蚀UBM的对比实验,得到了用于超窄节距凸点去除UBM的不同方法。最终获得了节距20μm、直径10μm、高度10μm的凸点,侧壁垂直度达到83.95°;并采用剪切力测试方法表征晶圆上铜凸点强度的分布特点,得到剪切强度接近体材料的剪切强度。     

用木工家具刻槽刀改制枕木刻槽机

作者论述了工程用枕木刻槽机的一般情况，并就本单位的一项工程对枕木刻槽机进行了改造，在改造过程中，提出了新的设计理念，并借助微机机械CAD绘图进行辅助设计，较大幅度地提高了设计速度和准确性。     

聚硅烷用作紫外亚微米光刻胶

讨论了用醇酸树脂或聚氨脂树脂为平坦层，几种不同的枝状和线状聚硅烷为抗蚀层，在玻璃基片上的XeCl准分子激光光刻效果。由于聚硅烷与其它树脂相容性不好，作者将含氟聚硅烷作为添加剂添加到枝状聚硅烷中进行光刻实验，获得最小分辨率为0．5μm的明暗线条等宽图形，对以不同聚硅烷相互作为添加剂，将其配方性能优化进行了有益的尝试。对多种影响图形转移质量 的因素进行了一些定性的讨论。     

中压配电网三相可信量测优化配置

针对当前中压配电网量测系统远不能满足网络状态实时准确感知要求的问题,提出一种中压配电网三相可信量测优化配置方法;以三相状态估计误差总方差作为状态估计精度指标,建立三相可信量测优化配置模型,通过Cholesky分解将目标函数采用决策变量显式进行表达,从而可调用成熟的优化软件实现快速求解;采用13节点和37节点配电系统标准算例进行改进和仿真测试。结果表明,本文中所提方法可兼顾求解质量和速度,能够快速求得高质量的可信量测配置方案。