浸沒光刻液體傳送及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、信息技術(shù)的快速發(fā)展促使半導體制造技術(shù)逐漸提高，光刻分辨率按照摩爾定律的預言繼續(xù)減小。通過移相掩膜、光學臨近校正和其他分辨率增強技術(shù)，光學光刻實現(xiàn)了小于入射光波長特征線寬的制造。然而光學光刻的極限分辨率約50nm，不能滿足未來45 nm和32 nm節(jié)點要求。浸沒式光刻在最后一片投影透鏡和硅片間的縫隙內(nèi)注入一種高折射率液體來替代原有的氣體介質(zhì)，增大的介質(zhì)折射率使分辨率提高，從而可使光學光刻延伸至45 nm以下。浸沒液體傳送裝置是浸沒光刻設(shè)備

2、中的一個關(guān)鍵組件，用來實現(xiàn)縫隙內(nèi)液體的平穩(wěn)注入和回收，同時保證無泄漏和氣泡產(chǎn)生。本文的工作就是進行浸沒液體傳送單元的設(shè)計、仿真和實驗研究，主要內(nèi)容如下： 第一章，介紹了集成電路的發(fā)展概況和光學光刻技術(shù)的原理；概括了具有競爭力的下一代光刻技術(shù)，并對比了浸沒式光刻的優(yōu)勢；綜述了國內(nèi)外浸沒光刻技術(shù)的主要研究進展；最后概括了本文研究的重要意義和主要研究內(nèi)容。 第二章，分析了液體注入過程的物理特性，闡述了計算流體力學自由液面模型的

3、仿真方法，采用二維模型研究了接觸角、硅片掃描方向、入口速度和角度對注入過程的影響，最后采用三維模型，研究了縫隙高度對液面形狀的影響。 第三章，創(chuàng)建了二自由度模擬曝光平臺，采用PMAC控制器實現(xiàn)伺服電機控制，應用PEWIN32控制軟件實現(xiàn)了運動程序的執(zhí)行和系統(tǒng)控制參數(shù)調(diào)節(jié)，最后簡述了氣一液控制回路的軟硬件組成。 第四章，簡介了各種液體密封方法，提出本文擬采用液密封和氣一液混合密封方式；針對普通液密封的不足，提出多孔介質(zhì)邊緣

4、防泄漏的方法，并研究了多孔介質(zhì)孔徑、孔隙率、寬度等與液體流速和硅片掃描速度間的關(guān)系，獲得了優(yōu)化的參數(shù)組合，并結(jié)合實驗研究，證明了液密封的可行性。 第五章，設(shè)計了氣密封方式的浸液單元，通過實驗發(fā)現(xiàn)初步樣機密封邊界壓力不均，從而提出了具有氣壓均壓結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，使得密封邊界壓力達到均布的效果，最后結(jié)合氣密封和液密封的思想，設(shè)計了氣一液混合密封浸液單元。 第六章，采用CFD仿真研究了硅片靜止和運動情況下，透鏡底面所受正應力和剪