1 长沙学院电子与通信工程系,湖南 长沙 410003
2 长沙学院光电信息技术创新团队,湖南 长沙 410003
高数值孔径(NA)光刻中,需要控制衬底反射率以减小薄膜干涉对光刻性能的影响。 采用薄膜光学方法研究了高NA光刻中底层抗反膜(BARC)对衬底反射率的控制。 针对硅基底对单层和双层BARC进行优化以探索满足高NA光刻要求的BARC材料光学参数容限。 结果表明,当NA超过0.8时,单层BARC无法控制衬底反射率而有必要采用双层BARC。 横电(TE)比横磁(TM)偏振光的衬底反射率更难以控制。NA越大,单层BARC折射系数的优化值越大。 双层BARC中的顶层膜应采用低吸收率材料而底层膜应采用高吸收率材料。本研究可为高NA光刻中的BARC材料 研制及衬底反射率控制提供理论依据。
薄膜光学 衬底反射率 底层抗反膜优化 高数值孔径光刻 thin film optics substrate reflectivity bottom antireflection coating optimization hyper-numerical-aperture lithography
为了研究2维亚波长光栅的抗反射特性,分析了2维光子晶体的2维光栅结构,通过全息3束光干涉的方法,在光刻胶上制作了六角结构的2维全息光子晶体结构。把具有2维全息光子晶体结构的光刻胶作为母版采用全息模压的方法,将结构复制到薄膜材料上。结果表明,这种抗反膜在红外波段具有增透作用,与理论分析相吻合。
全息 抗反膜 等效介质理论 亚波长光栅 holography antireflective film effective medium theory subwavelength periodic grating
1 中国科学院电工研究所, 北京 100190
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
3 北京理工大学, 北京 100081
为有效控制成像线宽,研究了高数值孔径光学光刻中的体效应并提出一种光刻胶膜层优化方法,利用成像中的摇摆效应平衡体效应对成像线宽的影响。首先根据系统数值孔径和照明相干因子确定成像光入射角分布,相对所有入射光求出光刻胶底面单位体积吸收的能量平均值。然后用最小二乘法拟合得到能量平均值随光刻胶厚度变化的解析式并求能量平均值的导数。最后通过优化光刻胶膜层,使能量平均值的导数绝对值最小。按优化结果设计光刻胶膜层,利用商业光刻软件Prolith 9.0得到成像线宽随光刻胶厚度的变化。结果表明,该方法能在30～40 nm的光刻胶厚度范围,有效地减小由体效应引起的成像线宽的变化。
光刻 体效应 膜层优化 高数值孔径 底层抗反膜
1 中国科学院电工研究所, 北京 100080
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
3 北京理工大学, 北京 100081
在高数值孔径光学光刻中,成像光入射角分布在较大范围内,传统的单底层抗反膜不足以控制抗蚀剂衬底界面反射率(衬底反射率)。考虑照明光源形状以及掩模的影响,提出了一种新的双层底层抗反膜优化方法,依据各级衍射光光强求衬底反射率的最小权重平均值来配置膜层。针对传统掩模、衰减相移掩模以及交替相移掩模的情况,用该方法优化双层底层抗反膜。结果表明,如果成像时进入物镜光瞳的高阶光越多,高阶光光强越大,则掩模对底层抗反膜优化的影响越大。在某些成像条件下,如使用交替相移掩模实现成像,有必要在底层抗反膜优化中考虑掩模的影响。
光学光刻 衬底反射率 底层抗反膜(BARC) 高数值孔径
1 中国科学院电工研究所, 北京 100080
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
3 北京理工大学, 北京 100081
高数值孔径光学光刻中,成像光分布在较大的入射角范围内,传统顶层抗反膜优化方法只对垂直光来减小光刻胶上表面反射率,难以保证光在整个入射角范围实现反射率最小。提出全入射角范围顶层抗反膜优化方法,即在入射角范围内实现光刻胶顶层抗反膜空气(或浸没液体)界面的最小平均反射率,并优化顶层抗反膜参量。结果表明,该方法能减小薄膜干涉引起的成像线宽(CD)变化,有效控制成像摇摆效应,增大顶层抗反膜透射率,提高横电和横磁偏振光透射率之比,从而提高扫描曝光系统的生产率,进一步改善成像衬比度。
光学光刻 摇摆线效应 高数值孔径 顶层抗反膜
1 华中科技大学光电子工程系,湖北,武汉,430074
2 武汉船舶通信研究所,湖北,武汉,430079
3 中国科学院半导体所光电研发中心,北京,100083
通过理论分析和计算表明,适当地增加反射率,在同样的工作电流下,半导体光放大器(SOA)的增益将有所增大.合理地调节抗反膜的折射率和厚度,可以使TM模的反射率RTM在一段波长范围内大于TE模的反射率RTE,这样的反射率分布可以相对提高TM模的增益,在一定程度上改善SOA的偏振不灵敏性.通过抗反膜的设计来辅助解决偏振不灵敏的问题,可以使SOA在有源区和波导设计中获得更大的灵活性,更好地兼顾其他的性能要求.
薄膜物理学 半导体光放大器 偏振不灵敏 抗反膜 反射率
