近日，由中科院上海光機(jī)所牽頭，上海理工大學(xué)、國家光刻設(shè)備工程技術(shù)研究中心共同承擔(dān)的上海市基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目“光刻成像焦深延拓與像質(zhì)原位檢測的理論和實(shí)驗(yàn)研究”通過上海市科委驗(yàn)收。
極大規(guī)模集成電路已成為幾乎一切高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)。新一代集成電路的出現(xiàn)，總是以光刻工藝實(shí)現(xiàn)更小的芯片特征尺寸為主要技術(shù)標(biāo)志。根據(jù)2009年國際 半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖，193納米浸沒式光刻技術(shù)是45納米以下節(jié)點(diǎn)重要的光刻技術(shù)，經(jīng)過技術(shù)創(chuàng)新可延伸至16納米節(jié)點(diǎn)。在超大數(shù)值孔徑投影物鏡與偏振光照明條 件下，如何通過理論創(chuàng)新和突破，發(fā)展適用于上述節(jié)點(diǎn)的193納米浸沒式光刻機(jī)的像質(zhì)原位檢測技術(shù)與焦深延拓技術(shù)是該領(lǐng)域面臨的一個重要研究課題。
上海光機(jī)所王向朝研究員研究團(tuán)隊(duì)、上海理工大學(xué)莊松林院士研究團(tuán)隊(duì)與國家光刻設(shè)備工程技術(shù)研究中心密切合作，在光刻機(jī)像質(zhì)原位檢測技術(shù)與光刻成像焦深延拓 技術(shù)研究領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。在大視場、大數(shù)值孔徑投影物鏡與偏振光照明條件下，基于掩模電磁場三維散射理論與物方衍射的偏振和非近軸特性，建立了描述光 刻系統(tǒng)像空間光場分布的矢量場衍射理論與光刻矢量場成像理論模型；基于Hopkins部分相干成像理論和非近軸標(biāo)量場成像條件，通過引入傾斜因子分別從振 幅和相位兩方面對國際現(xiàn)有光刻成像理論進(jìn)行了修正，完善了標(biāo)量場光刻成像理論模型；基于電磁波矢量平面波譜理論建立了應(yīng)用于共軸光學(xué)系統(tǒng)和雙折射光學(xué)系統(tǒng) 的光學(xué)矢量場成像理論模型，發(fā)展了矢量場衍射的焦深延拓理論模型。在此基礎(chǔ)上，該項(xiàng)目建立了投影物鏡波像差檢測線性模型，研究了能夠較大幅度提高測量精度 的投影物鏡波像差檢測新技術(shù)，研究了浸沒式光刻機(jī)偏振照明優(yōu)化技術(shù)，分析了特殊偏振光產(chǎn)生與轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)新方法。項(xiàng)目相關(guān)研究成果已在上海微電子裝備有限公司 研發(fā)的步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)上得到應(yīng)用。
在項(xiàng)目研究過程中，項(xiàng)目組建立了光學(xué)成像系統(tǒng)聚焦區(qū)三維光強(qiáng)分布納米級分辨率測量平臺與光刻機(jī)像質(zhì)原位檢測技術(shù)基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)平臺。項(xiàng)目組在國際一流光學(xué)期 刊《Optics Express》、《Applied Optics》、《Journal of Optics Society of America A》、國際一流微電子期刊《Microelectronic Engineering》等學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表SCI收錄論文20篇，申請國家專利31項(xiàng)，其中發(fā)明專利27項(xiàng)。
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