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上海光机所知识创新工程工作简报

（第一九五期）

2007年5月25日



上海光机所高端光刻机成像质量原位检测技术研究取得重要研究成果


    近期，上海光机所信息光学实验室王向朝研究员课题组与上海微电子装备有限公司合作，利用国家“十五”863计划集成电路制造装备重大专项“100纳米分辨率步进扫描投影光刻机”的研发平台，对高端光刻机成像质量原位检测技术进行了系统和深入的研究，在高端光刻机投影物镜的轴向像质、垂轴像质、静态与动态像质以及波像差的原位检测技术等领域获得了多项重要研究成果。
    该课题组创新性地提出了一系列193纳米高端光刻机成像质量原位检测的新思想和新方法。其中，基于镜像FOCAL标记的垂轴像质原位检测技术可以实现轴向像质与垂轴像质的同时测量。与国际上同类技术相比，该技术大大简化了光刻机像质检测过程，检测速度提高了50％；同时，为了提高目前国际上广泛采用的TAMIS波像差检测技术的测量精度，他们创新性地采用交替移相掩模代替传统的二元掩模，提出了一种基于交替移相掩模与像传感器的波像差原位检测技术，可以在不降低检测速度的同时提高测量精度20%以上；针对现有光束干涉波像差检测技术的不足，在双光束干涉检测技术的基础上提出了基于多光束干涉的物镜波像差检测技术，扩大了物镜光瞳的采样范围，较大幅度地提高了物镜波像差检测精度；提出的基于移相套刻测试标记的多光束干涉像质参数检测方法，使高阶像质参数的检测精度得到了较大幅度的提高。
    当前，极大规模集成电路几乎成为一切高技术领域发展的基础。新一代集成电路的出现，总是以光刻工艺实现更小的芯片特征尺寸为主要技术标志。根据最新的国际半导体技术蓝图ITRS2006，芯片特征尺寸将在2007年达到65纳米节点，在2010年达到45纳米节点，在2013年达到32nm节点，在2016年达到22nm节点。193纳米高端光刻机技术是实现上述目标节点的国际主流光刻机技术。高精度的光刻机成像质量原位检测技术是193纳米高端光刻机成功研发不可或缺的重要保证。
    同时，上述研究成果对我国在“十一五”期间研发90纳米光刻机产品与65纳米光刻机样机的成像质量原位检测技术具有重要指导作用，并为45纳米以下光刻机成像质量原位检测技术的研发奠定重要理论与技术基础。
    迄今为止，在193纳米高端光刻机原位检测技术领域，王向朝研究员课题组已在《Optics Letters》、《Applied Optics》等国际光学领域一流学术期刊以及《光学学报》、《中国激光》等国内光学领域重要学术期刊上发表学术论文50篇，申请包括国际专利在内的发明专利12项，培养了我国第一批高端光刻机整机集成技术领域的博士研究生。

 

（信息光学开放实验室供稿）


 

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