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光刻机照明光场均匀性高精度校正方法研究

光学学报 2018年第7期38卷 254-263页

作者：程伟林张方林栋梁曾爱军杨宝喜黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

提出了应用于光刻机照明系统照明光场均匀性的高精度校正方法,该方法通过优化手指阵列式均匀性校正器中校正手指前端的形状及其排布方式来提高校正能力和精度。仿真结果表明:当校正手指错开排布时,手指阵列式均匀性校正器的校正精度优于... 详细信息

提出了应用于光刻机照明系统照明光场均匀性的高精度校正方法,该方法通过优化手指阵列式均匀性校正器中校正手指前端的形状及其排布方式来提高校正能力和精度。仿真结果表明:当校正手指错开排布时,手指阵列式均匀性校正器的校正精度优于0.2%;当校正手指的前端有倒斜角且双层错开排布时,手指阵列式均匀性校正器的校正精度优于0.16%,比常规手指阵列式均匀性校正器的校正精度提高约一倍。

关键词：光数据存储光刻机照明系统均匀性校正

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光刻机投影物镜的像差原位检测新技术

光学学报 2006年第5期26卷 679-684页

作者：张冬青王向朝施伟杰王帆中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室

提出了一种新的光刻机投影物镜像差原位检测(AMF)技术。详细分析了该技术利用特殊测试标记检测投影物镜球差、像散、彗差的基本原理,论述了该技术利用对准位置坐标计算像差引起的成像位置偏移量的方法。实验结果表明AMF技术可实现球差... 详细信息

提出了一种新的光刻机投影物镜像差原位检测(AMF)技术。详细分析了该技术利用特殊测试标记检测投影物镜球差、像散、彗差的基本原理,论述了该技术利用对准位置坐标计算像差引起的成像位置偏移量的方法。实验结果表明AMF技术可实现球差、彗差、像散等像差参量的精确测量。AMF技术考虑了光刻胶等工艺因素对像差引起的成像位置偏移量的影响,有效避免了目前基于硅片曝光方式的彗差原位检测技术对离焦量、像面倾斜等像质参量限制的依赖。

关键词：信息光学像差投影物镜光刻机原位检测

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光刻机扫描狭缝刀口半影宽度测量技术

中国激光 2019年第10期46卷 252-259页

作者：刘志帆陈明步扬徐静浩范李立张建华王向朝上海大学机电工程与自动化学院上海200444 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800

扫描狭缝是步进扫描光刻机用于控制曝光剂量的重要单元。随着光刻工艺节点减小到90 nm及以下,光刻照明分系统对刀口半影宽度的测量精度和重复性提出了更高要求。基于此,提出一种基于光瞳像的光刻机扫描狭缝刀口半影宽度测量技术。分析... 详细信息

扫描狭缝是步进扫描光刻机用于控制曝光剂量的重要单元。随着光刻工艺节点减小到90 nm及以下,光刻照明分系统对刀口半影宽度的测量精度和重复性提出了更高要求。基于此,提出一种基于光瞳像的光刻机扫描狭缝刀口半影宽度测量技术。分析了共面扫描狭缝刀片成像光路,推导得到掩模面半影区与光瞳像的对应关系。搭建了扫描狭缝刀口半影检测系统,并对90 nm光刻机照明分系统的扫描狭缝刀口半影宽度进行测量。实验结果表明,所提测量技术可有效改善光强波动对刀口半影宽度测量的影响,扫描狭缝刀口半影宽度的测量重复性达到0.026 mm,提高了3.46倍(与传统扫描法相比)。该技术可用于高数值孔径浸没式光刻机照明分系统光学半影参数的测量。

关键词：测量光刻机扫描狭缝半影宽度成像测量光瞳

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光刻机照明系统的多自由度均匀性校正方法

光学学报 2018年第10期38卷 311-318页

作者：程伟林张方林栋梁曾爱军杨宝喜黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

提出了一种光刻机照明系统的多自由度均匀性校正方法。当照明光瞳的部分相干因子发生变化时,该方法的校正手指只需整体在光轴方向进行微调就能使照明光场的均匀性满足要求。仿真分析了校正手指的三维空间移动对照明光场均匀性的影响,并... 详细信息

提出了一种光刻机照明系统的多自由度均匀性校正方法。当照明光瞳的部分相干因子发生变化时,该方法的校正手指只需整体在光轴方向进行微调就能使照明光场的均匀性满足要求。仿真分析了校正手指的三维空间移动对照明光场均匀性的影响,并验证了该方法的高效性。

关键词：光学设计光刻机照明系统多自由度均匀性校正

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光刻机投影物镜热像差主动补偿方法研究

光学学报 2014年第8期34卷 131-134页

作者：陈华苏东奇隋永新章明朝田伟杨怀江张巍中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033

非均匀照明导致的热像差是光刻机投影物镜工作过程中成像性能劣化的主要因素,对其补偿是必要的。针对物镜热像差的补偿问题,提出了分区式加热补偿镜的方案,利用玻璃材料折射率随温度变化的特点,采用电薄膜加热器在镜片的周围加热,从而... 详细信息

非均匀照明导致的热像差是光刻机投影物镜工作过程中成像性能劣化的主要因素,对其补偿是必要的。针对物镜热像差的补偿问题,提出了分区式加热补偿镜的方案,利用玻璃材料折射率随温度变化的特点,采用电薄膜加热器在镜片的周围加热,从而产生可控的波前变化以补偿物镜由照明引起的热像差。建立了补偿方案的理论模型,并以一片平板透镜为对象开展了实验验证,实验结果表明,补偿前后镜片的波前由12.52nm[均方根(RMS)]变化至2.95nm(RMS),表明该补偿方案是可行、有效的。

关键词：成像系统热像差主动补偿光刻机投影物镜

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光刻机硅片表面不平度原位检测技术

光子学报 2006年第12期35卷 1975-1979页

作者：张冬青王向朝施伟杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室

随着光刻特征尺寸的不断减小,硅片表面不平度对光刻性能的影响越来越显著·该文提出了一种新的硅片表面不平度的原位检测技术本文在分析特殊测试标记成像规律的基础上,讨论了测试标记的对准位置偏移量与硅片表面起伏高度的变化规律,提... 详细信息

随着光刻特征尺寸的不断减小,硅片表面不平度对光刻性能的影响越来越显著·该文提出了一种新的硅片表面不平度的原位检测技术本文在分析特殊测试标记成像规律的基础上,讨论了测试标记的对准位置偏移量与硅片表面起伏高度的变化规律,提出了一种新的硅片表面不平度原位检测技术·实验表明,该技术可实现硅片表面不平度及硅片表面形貌的高准确度原位测量·该技术考虑了光刻机承片台吸附力的非均匀性对硅片表面不平度的影响,更真实反映曝光工作状态下的硅片表面不平度大小·与现有的原位检测方法相比,硅片表面不平度的测量空间分辨率提高了1.67%倍,可实现硅片表面形貌的原位检测·

关键词：硅片表面不平度 FOCAL技术光刻机原位检测

光刻机超精密运动台数据驱动MIMO定结构前馈控制

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机械工程学报 2023年第21期59卷 99-109页

作者：李敏陈涛涛鲁森杨开明朱煜胡楚雄中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院武汉430074 清华大学机械工程系北京100084

超精密多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)运动台是集成电路制造装备——光刻机的核心部件之一,其轨迹跟踪性能是保证光刻机产率和分辨率的关键。提出一种高效的数据驱动MIMO定结构前馈控制方法,有效补偿参考轨迹引入... 详细信息

超精密多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)运动台是集成电路制造装备——光刻机的核心部件之一,其轨迹跟踪性能是保证光刻机产率和分辨率的关键。提出一种高效的数据驱动MIMO定结构前馈控制方法,有效补偿参考轨迹引入的伺服误差,降低各自由度间的耦合,从而提高光刻机超精密运动台对不同轨迹跟踪任务的适应性及跟踪性能。采用多项式对MIMO前馈控制器进行参数化,以保证前馈控制器的固有稳定性及其对变轨迹的鲁棒性。利用脉冲响应实验法无偏估计过程灵敏度函数矩阵的马尔可夫参数,进而建立高效的数据驱动参数优化算法,根据伺服系统的输入-输出数据迭代优化MIMO前馈控制器参数。所提方法无需对光刻机运动台建模,且每次迭代仅需一次轨迹跟踪实验。将所提方法应用于课题组自主研发的光刻机硅片台,2种参考轨迹的跟踪实验结果验证所提方法在有效提高轨迹跟踪性能的同时降低各自由度间的耦合。

关键词：前馈控制 MIMO 数据驱动光刻机超精密运动台

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光刻机精密运动平台的几何及运动误差建模

清华大学学报（自然科学版） 2010年第2期50卷 241-245页

作者：赵强阎绍潭清华大学精密仪器与机械学系摩擦学国家重点实验室智能与生物机械分室北京100084 东北林业大学交通学院哈尔滨150040

为了提高光刻机硅片台和掩模台的运动精度,建立光刻机精密运动平台的几何及运动误差模型。引入低序体阵列描述光刻机的拓扑结构,采用齐次坐标变换表达多体系统中典型体的几何和运动误差,应用多体系统运动学建立了系统的结构和运动关系... 详细信息

为了提高光刻机硅片台和掩模台的运动精度,建立光刻机精密运动平台的几何及运动误差模型。引入低序体阵列描述光刻机的拓扑结构,采用齐次坐标变换表达多体系统中典型体的几何和运动误差,应用多体系统运动学建立了系统的结构和运动关系以及相应的定位误差方程。进一步分析了光刻机的运动误差链,推导了光刻机运动通用误差模型。以某光刻机精密工作台为例进行误差建模与分析,该方法和结果可为光刻机精度设计提供参考。

关键词：光刻机误差模型多体运动学低序体阵列齐次坐标变换

一种检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法

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中国激光 2007年第8期34卷 1130-1135页

作者：何乐王向朝马明英施伟杰王帆中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室

提出一种精确检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法.将对准标记曝光到硅片表面并进行显影;利用光学对准系统测量曝光到硅片上的对准标记理论曝光位置与实际读取位置的偏差;由推导的位置偏差与非正交因子、坐标轴尺度比例、过... 详细信息

提出一种精确检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法.将对准标记曝光到硅片表面并进行显影;利用光学对准系统测量曝光到硅片上的对准标记理论曝光位置与实际读取位置的偏差;由推导的位置偏差与非正交因子、坐标轴尺度比例、过程引入误差的线性模型,根据最小二乘原理计算出干涉仪测量系统的非正交性.实验结果表明,利用该方法使用同一硅片在不同旋转角下进行测量,干涉仪测量系统非正交因子的测量重复精度优于0.01μrad,坐标轴尺度比例的测量重复精度优于0.7×10-6.使用不同的硅片进行测量,非正交因子的测量再现性优于0.012μrad,坐标轴尺度比例的测量再现性优于0.6×10-6.

关键词：测量激光干涉仪非正交性光学对准工件台光刻机