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Nikon 光刻机焦平面的优化设计-开题报告
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Nikon 光刻机焦平面的优化设计-开题报告
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Nikon 光刻机焦平面的优化设计-开题报告
Nikon 光刻机焦平面的优化设计-开题报告毕业论文范文介绍开始:
文献综述
一、绪论
1.选题的背景和意义
随着集成电路发展光刻线条越来越细,就算拥有最先进的光刻机也并一定来能获得理想极细的线条。因此,光刻生产厂家,例如荷兰ASML公司,已经非常明确的提出了要求使用其光刻机的用户更多地介入到机器性能的调整、维护之中,这也成为光刻机工作人员工作主要内容,成为他们了解光刻原理的重要理由。
1.1背景
1958年,TI(美国德州仪器)公司展示出了全球第一块集成电路板,从此世界开始进入到了集成电路的时代,1960年,美国的仙童公司制造全世界上第一块可以实际使用的单片集成电路。如今,集成电路已经非常广泛应用于社会的各行各业,如:工业控制、国防军事、通讯和遥控等各个领域。
集成电路是现代整个信息社会发展的基石,1965年英特尔公司的联合创始人之一戈登-摩尔预言:“在未来的10年内计算机芯片的复杂度每年都会翻一番,而不需要附加成本”成为有名的摩尔定律,成就了集成电路发展史的神话。经过50余年的发展,集成电路已经从最初的小规模芯片,发展到目前的甚大规模集成电路和系统芯片,单个电路芯片集成的元件数从当时的十几个发展到目前的几亿个甚至几十、上百亿个。
1.2意义
光刻技术在整个集成电路制造中是最为繁琐作为关键的技术之一,随着光刻技术水平的不断提高,最小线宽的尺寸逐渐减小到纳米级时,对整个光刻机提出了更高对准精度和性能要求,光刻机的精度又决定了超大集成路的复杂度和集成密度。因此在半导体集成电路企业,光刻机性能的优化对与整个产品成活率,工艺水平等显的至关重要。
光刻机是集成电路发展的基础,集成电路的发展始终伴随着光刻机技术的进步。
二、集成电路及光刻机国内外发展情况
1.国内现状
我国的集成电路整体事业起步上世纪60年代,且早期受西方发达国家的技术封锁。经过四个阶段的发展:1965-1978年以计算机和军工配套为目标,以开发逻辑电路为主要产品,初步建立起了以集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件;1978年-1990年:主要是引进美国、日本等发达国家二手设备,改善集成电路装备水平,在治理“散、乱”的同时,以消费类的整机作为配套重点;1990年-2000年:在国家战略性规划下,以908工程、909工程为重点,以CAD为突破口,抓好科技攻关和北方科研开发基地的建设,为信息产业服务,集成电路取得了新的发展[1]。2000年至今截止目前:我国集电路事业已涌现出:中芯国际,大唐微电子、清华紫光、深圳海思、杭州士兰等优秀集成电路设计制造企业,“十二五”科技创新成就展上,中芯国际集成电路制造有限公司展出了中国大陆首款28纳米量产芯片产品,这款名为“骁龙410”的芯片产品主要应用于智能手机,使用了中芯国际与美国高通公司联合研发的28纳米制程工艺的先进晶圆技术[2],并且我国已拥有了由中国科学院计算所自主研发的通用“龙芯”系列CPU,我国的集成电路事业已取得了迅速的发展。在光刻机方面,由于起步晚,我国的中高端光刻机设备主要由国外生产线引进,国内和国外有很大的差距。但也取得了相当的进步:国家2002年成立了上海微电子装备有限公司已研制出200、300、500系列光刻机,其最新型号600采用准分子激光分辨率高达90nm,而国内光刻机领军企业——中芯国际近年来引进的45nm生产线,甚至尝试涉足尚处起步阶段的32nm领域。可以认为随着以中芯国际、华虹NEC、华润上华等为首一线代工厂光刻水平的快速提升,国内的的光刻技术水平有望在未来取得更快的发展。
2.国外现状
当今世界集成电路的大生产已进入了纳米时代,以美国TI、Inter 、日本东芝 等公司代表着该行业最先进的生产力,多条90nm/12英寸的生产线已进入规模化生产;65nm的生产技术已经基本成型,采用65nm技术的产品已经出产 ,10纳米已在技术攻关。世界第一台光刻机在1973年由荷兰的Philips 公司研制出,通过几十年的发展。从曝光方式上讲主要经过了:接触式、接近式、扫描投影式、分步重复投影式、步进扫描投影式几个阶段。波长由长到短经过了436nm G线、365nm I线、248nm、193nm等突破,分辨率从1.5um、0.8um、0.5um、0.35um、0.25um、0.18um、0.13um、90nm、65nm、45nm、32nm、等技术点的跨越,第一台分步投影式光刻机由1978年美国GCA公司研制出,为曝光场:10*10 mm,wph20P的436nm G线光刻机,1984年,日本Nikon公司推出-1010i3为365nm i线光刻机,分辨率0.85um,通过不断的更新换代版本已到i14,2013年推出NSR-622D,NA高达1.35,套刻精度高达2nm,分辨率38nm,wph 200wps.2000年荷兰ASML 公司推出了世界上第一台双工件光刻机台TWINSCAN XT400K,采用水中曝光浸没式曝光。是光刻机发展史上的一次重大进。目前,世界主流光刻机市场主要被荷兰ASML 和日本的Nikon 、Canon三家垄断。
本文的主要研究内容
Nikon光刻机的焦点平面是其关键参数之一,调焦测平是光刻机的一个最为重要的系统,他决定着光刻机的套刻精度,他的功能是测量出硅片表面相对物镜焦平面的高度值和倾斜量,传送到控制系统,控制系统命令调焦机构,对两种偏差量进行补偿,提高集成电路的曝光成品率和质量。本文主要针对焦平面调焦测平算法进行了研究,并通过调焦测平及INC调整使晶片曝光时位于设备的有效公共景深内达到优化焦平面的目的,同时针对部分关键产品关键特殊的要求通过Leveling优化调整达到最佳焦平面的目的。
摘要
一、第一章引言
(一)国内情况
(二)国外情况
二、光刻工艺原理介绍
(一)什么是集成电路
(二)集成电路制作流程
(三)光刻工艺原理及制造流程
1.光刻各工序的目的作用
三、光刻机的发展史
(一)光刻机的发展概况
1. 第一代:接触、接近式(contact Aligner)
2.第二代:扫描等倍投影式
3.第三代:步进缩小投影式光刻机
4.第四代:步进缩小扫描投影式光刻机
5.第五代:EUV、电子束、X射线光刻机
四、光刻机设备原理和NIKON光刻机结构
(一)光刻机的作用及重要参数
1.曝光光源
2.几个重要的光学概念
3.光圈和景深的关系
4.光刻机的主要性能
(二)Nikon光刻机的结构
1.Nikon光刻机系统NSR的动作原理
2. 装置的构成
五、NIKON光刻机调焦测平算法设计
(一)Nikon光刻机聚焦测平系统
(二)调焦测平算法研究
1.单场焦点测量算法模型
2.整片聚焦调平算法模型
3.坐标系转化标定动态模型算法
六、NIKON光刻机INC优化
(一)Defocus问题的分类
(二)NIKON STEPPER 从灯室到主镜头的光路部分及INC部分
1.Projection lens缩小透镜层次
2.I7设备性能指标
3.缩小透镜实物图
4.INC部分
(三)INC调试
1.透镜擦拭
2.计算和更换INC Washer
3.调节前后设备状况对比
七、Auto leveling 功能的优化使用
(一)Leveling的介绍
(二)Auto leveling的构成
1. Auto leveling sensor
2. Auto leveling stage
(三)Auto leveling 的动作过程
(四)驱动部分实物图
(五)Leveling的操作优化
1.Leveling优化前后的对比
八、结束语
参考文献
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[5] 期刊数据库 作者:马建军 篇名:光学光刻技术的历史演变 《电子一业专用设备》 2008-
[6]唐夏. 0.13μm集成电路光刻工艺平台优化和光刻分辨率增强技术的研究 《中国优秀全文数据库》 2012, (02):-.
[7]张维新. 扫描式投影光刻机的扫描畸变及其调整[J]. 光学仪器, 1984(1):35-39.
[8]姚达刘欣岳世忠. 半导体光刻技术及设备的发展趋势[J]. 半导体技术, 2008(3):14-17.
[9]杨银堂 刘帘曦 现代半导体集成电路 出版社: 电子工业出版社 出版时间: 2009年04 ISBN:9787121082542
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[12]肖诗浏. 用于气体传感的红外探测器材料与器件制备[D]. 华中科技大学, 2013.
[13] 张明明 廖聪湘 HMDS 预处理程序优化 电子与封装 第9 卷 第4期
[14]杨天领. 医学内窥镜高性能LED冷光源研究[D]. , 2013.
[15] 曾爱军 王向朝 徐德衍. 投影光刻机调焦调平传感技术的研究进展 《激光与光电子学进展》 2004
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