1 中国科学院北京微电子研究所光电技术研发中心，北京，100029
2 北京科益虹源光电技术有限公司，北京，100176
准分子激光光源在光刻、工业制造、医疗和科研领域都有广泛的应用，特别是其波长、线宽、能量与剂量等指标在光刻领域有很大的优势，可以为光刻机带来更小的图像分辨率和更均匀的曝光图形。现阶段准分子激光器已用于7 nm光刻工艺，并日趋完善，带来更低的运营成本、更高的产率和产量，从而推动整个半导体制造产业的发展。首先简单介绍了准分子激光原理，回顾了准分子激光的发展历史，调研了准分子激光在光刻上的应用现状，及国外准分子光刻光源的主流机型，继而重点阐述了部分应用在光刻中的准分子激光器的关键技术，并展望了准分子激光在光刻及集成电路制造其他环节应用的未来趋势，为我国准分子激光的自主可控发展提供有益借鉴。
激光与光电子学进展
2022, 59(9): 0922020
1 中国科学院微电子研究所, 北京 100029
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 北京科益虹源光电技术有限公司技术中心, 北京 100176
准分子激光器的放电过程是一个复杂的非线性过程,从而导致基于放电动力学建立的激光器放电能量模型的精度很难达到仿真研究和控制算法设计的需求。通过深度学习的方法,利用门控循环网络辨识准分子激光器放电能量模型。首先基于准分子激光器出光能量特性,选定所建立的门控循环网络的输入。然后根据门控循环神经网络的输入特性和输出特性建立适用于准分子激光器能量模型辨识的神经网络,并介绍了门控循环神经网络训练方法。最后利用实际采集的激光器的能量数据对门控循环神经网络进行训练。实验结果证明,本文所设计的门控循环神经网络收敛,辨识出来的能量模型的最大误差小于1.5%。该方法可以应用于准分子激光器能量模型的辨识。
激光器 门控循环单元网络 准分子激光器 模型辨识
1 中国科学院微电子研究所，北京 100094
2 北京市准分子激光工程技术中心，北京 100094
3 中国科学院大学，北京 100094
4 应用光学国家重点实验室，吉林 长春 130033
研究了激光传输过程线宽压窄模块内部热量累积对系统输出光谱的影响。通过理论分析及实验验证，分析了激光光束传输条件下，棱镜温度变化引起的材料折射率分布不均匀，以及不同惰性气体对输出激光光谱长时间稳定性的影响。结果表明，激光与线宽压窄模块内部元件相互作用，使光学元件温度升高，输出光谱展宽。惰性气体防护系统通过气体流动减小线宽压窄模块内部热量的积累，维持输出光谱的长时间稳定性。模块内部热量的累积对光谱纯度值影响较大，对半峰全宽影响不大。与N2相比，He折射率随温度变化较小，可使输出激光光谱纯度值长时间保持稳定。
激光光学 准分子激光器 窄线宽 热效应 惰性气体 激光与光电子学进展
2021, 58(9): 0914003
1 中国科学院微电子研究所，北京 100029
2 中国科学院大学，北京 100049
3 北京科益虹源光电技术有限公司技术中心，北京 100176
能量稳定性和剂量精度是半导体光刻用高重频准分子激光器的重要指标，必须采用高精度的控制算法对其进行控制。针对准分子激光器，首先对准分子激光器的单脉冲能量特性进行了分析，并在分析的基础上建立了准分子激光器的出光能量仿真模型。然后，分别设计了能量稳定性控制算法，基于PID的双闭环剂量精度控制算法和基于决策算法的剂量精度控制算法，并通过在仿真模型上实验对于算法控制效果进行了分析，证明了基于决策算法的剂量精度控制算法的适应性更强。最后，将基于决策的控制算法在一台重频为4 kHz的KrF准分子激光器上进行了验证。该激光器在基于决策的控制算法的控制下，能量稳定性的3σ小于5%，剂量精度小于0.4%，满足半导体光刻的需求。在仿真实验和实际实验中都证明了研究中设计的能量特性控制算法的有效性。
能量控制 剂量控制 准分子激光器 决策控制 energy control dose control excimer laser decision control 红外与激光工程
2020, 49(11): 20200043
1 中国科学院微电子研究所光电技术研发中心, 北京 100029
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 北京科益虹源光电技术有限公司, 北京 100176
分析了准分子激光器放电腔内放电冲击波能量来源的计算方法,利用Fluent软件对放电冲击波物理过程进行了二维仿真,揭示了300 μs内横向冲击波和纵向冲击波的演化过程,获得了此过程中气体速度、密度、压力和温度等关键参数的变化规律。对仿真结果进行分析,得出了高重复频率放电腔设计中应注意的关键位置以及处理方法,提出了选取放电腔尺寸和边界等参数时的参考依据。
激光器 准分子激光器 放电冲击波 数值仿真 放电腔设计
1 中国科学院微电子研究所, 北京 100029
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 北京科益虹源光电技术有限公司, 北京 100176
采用阴影法对高重复频率准分子激光器放电腔内的放电冲击波现象进行了实验研究,研究结果揭示了放电冲击波的产生以及演化过程。通过对观测结果进行分析,获得了放电冲击波的3种典型形式:横向冲击波、纵向冲击波(主电极冲击波)和预电离冲击波。估算了3种冲击波的波速,进而分析了可会受冲击波影响的重复频率。研究成果可以为高重复频率准分子放电腔的设计提供支持,尤其是可以在放电冲击波抑制结构的设计方面提供支持。
激光光学 准分子激光器 高重复频率 放电腔 放电冲击波 阴影法 中国激光
2019, 46(12): 1201001
