【摘要】：浸沒式光刻是在干式光刻技術(shù)的基礎(chǔ)上,將投影物鏡與硅片之間填充上折射率較大的液體來代替原來的空氣,使系統(tǒng)的分辨率得到提高的一種光刻技術(shù)。浸沒液體的引入雖然提高了分辨率,但也帶來了一些其他問題。浸沒液體作為光學(xué)系統(tǒng)的一部分,要保持其光學(xué)性質(zhì)的均一、穩(wěn)定,這就對(duì)浸沒流場(chǎng)的流動(dòng)提出了要求。本文主要研究了浸沒流場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)曝光區(qū)流動(dòng)狀態(tài)的影響及單側(cè)注液、單側(cè)回收式浸沒流場(chǎng)的應(yīng)力分布。這將為今后浸沒流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化與各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置提供有價(jià)值的參考。主要研究內(nèi)容如下:注液口、回收口環(huán)形張開角度與寬度非對(duì)稱變化對(duì)曝光區(qū)流動(dòng)狀態(tài)的影響。在193 nm浸沒式光刻流場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上,讓注液口、回收口環(huán)形張開角度與寬度做非對(duì)稱變化,通過模擬仿真得出各種注液口、回收口環(huán)形張開角度與寬度下曝光區(qū)中面的平均速度、速度方差、平均壓強(qiáng)、壓強(qiáng)方差四項(xiàng)數(shù)據(jù),通過對(duì)比分析得出最優(yōu)的注液口、回收口環(huán)形張開角度與寬度組合。流場(chǎng)高度與注液壓力對(duì)曝光區(qū)流動(dòng)狀態(tài)的影響。在最優(yōu)的注液口、回收口結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上,繼續(xù)研究了流場(chǎng)高度與注液壓力對(duì)曝光區(qū)流動(dòng)狀態(tài)的影響。通過數(shù)值模擬得到在不同流場(chǎng)高度與注液壓力下,曝光區(qū)中面液體流動(dòng)的平均速度、速度方差、平均壓強(qiáng)與壓強(qiáng)方差四項(xiàng)數(shù)據(jù)的變化情況,通過綜合分析得出流場(chǎng)高度與注液壓力對(duì)曝光區(qū)流動(dòng)狀態(tài)影響的規(guī)律。單側(cè)注液/單側(cè)回收式浸沒流場(chǎng)物鏡下表面應(yīng)力分布研究。通過模擬仿真研究單側(cè)注液/單側(cè)回收式浸沒流場(chǎng)投影物鏡下表面切應(yīng)力與正應(yīng)力隨注液速度、掃描速度、流場(chǎng)高度、液體粘度的變化規(guī)律,可以對(duì)浸沒流場(chǎng)各項(xiàng)參數(shù)控制提供參考。并推導(dǎo)了流場(chǎng)內(nèi)物鏡下表面切應(yīng)力的理論公式與仿真結(jié)果做對(duì)比,變化趨勢(shì)相同。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN405
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文進(jìn)掃描式光刻機(jī)，其數(shù)值孔徑和工藝因子已接近理論極限[1]。人們首先考慮波長更短的 157 nm（F2）光刻技術(shù)，但由于其材料昂貴以及光刻膠與掩膜材料的局限，圖形對(duì)比度低等因素,使得 157 nm 光刻技術(shù)的發(fā)展受到很大的限制[2]。而下一代光刻技術(shù)：極紫外（EUV）光刻、納米壓印、無掩膜光刻雖然取得進(jìn)展但技術(shù)還不成熟[3]。因此另一種改善分辨率的有效的方法浸沒式光刻被采用。浸沒式光刻就是將折射率較高的液體直接填充在物鏡與硅片之間的空隙中，由于液體的折射率大于空氣，從而能有效的提高分辨率。浸沒式光刻原理如圖 1-2 所示，

圖 2-1 浸沒流場(chǎng)仿真幾何模型[41]表 2-1 流場(chǎng)仿真主要參數(shù)參數(shù) 數(shù)值浸沒流場(chǎng)半徑 R（mm） 30浸沒流場(chǎng)高度 h（mm） 1注液、回收口內(nèi)徑 r（mm） 27注液口環(huán)形張開角度αin(°) 60、90、120、150回收口環(huán)形張開角度αout（°） 60、90、120、150注液口寬度 bin（mm） 0.5、1、1.5、2回收口寬度 bout（mm） 0.5、1、1.5、2注液、回收口高度 H（mm） 5液體密度ρ（kg·m-3） 998.2液體粘度μ（kg·m-1·s-1） 0.001003注液壓力 pin（Pa） 200

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文以自動(dòng)生成四面體網(wǎng)格，也可以生成質(zhì)量更高的六面體網(wǎng)格[43]。我采用了 ICEM 對(duì)仿真模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分，圖 2-2 為網(wǎng)格劃分后仿真模型局部放大圖，網(wǎng)格的疏密程度會(huì)直接影響網(wǎng)格的質(zhì)量，根據(jù)仿真模擬中計(jì)算數(shù)據(jù)的分布特點(diǎn)，在計(jì)算數(shù)據(jù)變化梯度較大的部分與要研究問題主要研究部分，為了較好的反應(yīng)數(shù)據(jù)變化規(guī)律，會(huì)采用比較密集的網(wǎng)格。由于注液口、回收口附近區(qū)域的速度梯度較大，所以對(duì)注液口、回收口網(wǎng)格進(jìn)行了加密處理，也對(duì)要研究的浸沒流場(chǎng)中心曝光區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)行了加密。網(wǎng)格的數(shù)量也直接影響網(wǎng)格的質(zhì)量與仿真模擬的計(jì)算精度，網(wǎng)格數(shù)量越大網(wǎng)格質(zhì)量越好，計(jì)算精度也就越高，但隨著網(wǎng)格數(shù)量的增加，計(jì)算規(guī)模也會(huì)增加而使計(jì)算速度降低。根據(jù)仿真問題的特點(diǎn)，生成網(wǎng)格數(shù)量在 1.3×106左右。在研究沒有掃描速度的浸沒流場(chǎng)時(shí)，除了注液口與回收口外，其余壁面設(shè)置為固壁面。在研究有掃描速度的浸沒流場(chǎng)時(shí)，除了注液口與回收口外，會(huì)將下壁面設(shè)置為滑移壁面，其余壁面任然設(shè)置為固壁面。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號(hào)：2773842