浸沒式光刻中流場(chǎng)的分析與仿真.pdf

1、在浸沒式光刻中,折射率大于1的液體被引入光刻機(jī)透鏡和硅晶片之間的空隙內(nèi),這樣光刻機(jī)的透鏡便可以獲得更大的數(shù)值孔徑,從而提高了系統(tǒng)的分辨率。由于引入的浸沒液也成為透鏡的一部分,所以任何會(huì)影響到浸沒液光學(xué)性質(zhì)的情況都必須進(jìn)行研究以保證浸沒液具有高度均勻和穩(wěn)定的光學(xué)性質(zhì)。本文針對(duì)浸沒場(chǎng)的流動(dòng)特性著重研究了浸沒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、硅晶片非定常拖動(dòng)以及曝光過程中的光熱效應(yīng)對(duì)浸沒場(chǎng)流動(dòng)的影響。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　通過構(gòu)建浸沒流場(chǎng)數(shù)學(xué)模型推

2、導(dǎo)出流場(chǎng)的理論流量和速度分布并與數(shù)值仿真模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了浸沒場(chǎng)速度理論計(jì)算式的準(zhǔn)確性。通過構(gòu)建定常流場(chǎng)模型研究了浸沒系統(tǒng)的出入口的寬度、傾角以及環(huán)向張角對(duì)浸沒場(chǎng)的流速分布和流量的影響。最終獲取浸沒液進(jìn)行穩(wěn)定流動(dòng)所需的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　研究目前主流光刻機(jī)所采用的步進(jìn)-掃描式硅晶片運(yùn)動(dòng)對(duì)浸沒場(chǎng)的流動(dòng)影響。首先推導(dǎo)出硅晶片非定常拖動(dòng)下浸沒場(chǎng)速度分布的精確解,通過和數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了理論推導(dǎo)結(jié)果的正確性。采用理論推導(dǎo)出的

3、浸沒流場(chǎng)速度分布公式研究硅晶片的非定常運(yùn)動(dòng)對(duì)步進(jìn)-掃描式曝光系統(tǒng)流場(chǎng)流動(dòng)的影響。建立步進(jìn)-掃描式系統(tǒng)的三維浸沒流場(chǎng),分析了步進(jìn)速度對(duì)浸沒場(chǎng)流動(dòng)的影響。
　　使用數(shù)值仿真軟件模擬單個(gè)芯片曝光過程中的流場(chǎng)局部光熱效應(yīng),研究硅晶片在靜止、定常拖動(dòng)、非定常拖動(dòng)時(shí)的浸沒流場(chǎng)曝光區(qū)域的溫度不均勻程度以及加熱層厚度,得出硅晶片運(yùn)動(dòng)對(duì)曝光區(qū)域溫度分布的影響規(guī)律。此外,還研究了外加壓強(qiáng)和硅晶片拖動(dòng)聯(lián)合作用對(duì)曝光過程中浸沒流場(chǎng)溫度分布和加熱層厚度的影