简述光刻机投影物镜的几种减振方案
高数值孔径投影光刻物镜像质补偿策略
高数值孔径投影光刻物镜像质补偿策略高数值孔径投影光刻物镜（High Numerical Aperture Projection Lithography Optics，HiNA-PO）是光刻技术中的重要装备，具有成像分辨率高、光刻图案复杂度高等特点，已被广泛应用于半导体、平板显示等高科技产业。
然而，HiNA-PO的制造和调试过程中，光学设计师们面临的一个重要问题是镜像质量的补偿，特别是当HiNA-PO的数值孔径（Numerical Aperture，NA）被设计成很高时，这个问题更加显著。
为了解决这个问题，镜像质量补偿策略被提出。
这个策略的基本思想是，在光刻机使用期间，对HiNA-PO进行反复调整，以确保其成像质量持续和稳定地维持在较高水平。
具体来说，镜像质量补偿策略的实现需要在物镜设计、制造和调试三个阶段中共同解决下面的问题。
首先，需要对物镜进行更精确的设计。
在数值孔径不高的物镜中，误差因为NA量级不同而影响较小；但高NA物镜在设计时如果有极小的误差，也会造成严重的影响。
因此，需要采用更先进的设计方法和精密的设计设备，减小物镜的影响误差，确保其设计满足高精度镜像质量补偿的要求。
第二，需要制造出高精度的物镜。
物镜的制造质量对于HiNA-PO成像质量起着至关重要的作用。
在镜片制造中，需要使用高精度制造装备和工艺流程，以获得较小的表面质量偏差。
而这些制造设备和工艺流程需要由专业的厂商提供，以确保物镜的质量。
最后，需要对物镜进行精确的调试。
通过严密的光学测试，可以测量出物镜的表面质量和光学性能，并根据测试结果进行镜像质量补偿。
其中，可以使用自适应光学手段，来实现HiNA-PO的实时补偿，以保证其成像质量稳定。
总的来说，镜像质量补偿策略是保证HiNA-PO成像质量不变的重要手段，它需要通过合理的物镜设计、制造和调试措施共同配合实现。
随着科技的发展，镜像质量补偿策略也将不断完善，为光刻技术的进一步发展提供有力支持。
降低光刻机投影最小图像的方法
降低光刻机投影最小图像的方法
降低光刻机投影最小图像的方法有哪些？
答：降低光刻机投影最小图像的方法如下：
可以降低光源波长、离轴照明、光学临近修正方法降低光刻机投影最小图像的尺寸。
1、降低光源波长，从436纳米，到365，再降低就到了极紫外准分子激光器的范围，然后是248，然后是目前工业界占绝对统治地位的ArF193nm。
2、离轴照明，即使入射光不再是垂直的入射，而是呈一定角度，提高分辨率，但会牺牲光强，进而降低产能。
3、光学临近修正，光的衍射会使得图形有误差，通过软件反向计算，加一个修正，这样通过衍射之后，反而会得到一个正方形。
降低光刻机投影最小图像尺寸的方法
降低光刻机投影最小图像尺寸的方法包括：
1 使用高倍镜头：使用高倍镜头可以将小图像放大，从而降低最小
图像尺寸。
2 增加光源强度：增加光源强度可以使图像更清晰，从而降低最小
图像尺寸。
3 使用高分辨率摄像机：使用高分辨率摄像机可以捕捉更多细节，
从而降低最小图像尺寸。
4 应用光学效果：使用光学效果，如投影缩小或图像平移，可以降
低最小图像尺寸。
5 使用高精度光刻机：使用高精度光刻机可以提高图像质量，从而
降低最小图像尺寸。
6调整光刻工艺参数：例如光刻时间、胶版厚度、照射强度等参数的调整可以提高图像质量，从而降低最小图像尺寸。
7 应用超高分辨率技术：通过多次扫描或多个不同角度的图像合
成，可以提高图像分辨率，降低最小图像尺寸。
8 使用高精度光学元件：使用高精度光学元件可以提高图像质量，
降低最小图像尺寸。
9 应用机器学习算法：通过机器学习算法可以提高图像处理效率，
降低最小图像尺寸。
10 使用多光谱成像技术：使用多光谱成像技术可以捕捉不同波
段的图像，提高图像质量，降低最小图像尺寸。
这些方法可以结合使用来降低光刻机投影最小图像尺寸，但需要根据具体应用场景和要求来确定最佳方案。
光刻机测量支架减振效果研究
* 基金项目：上海市优秀学术 / 技术带头人技术资助（项目编号：16XD1423100） 68 （总第 242 期）2019·7·
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CIC 中国集成电路 China lntegrated Circult
工艺
引言
1 测量支架局部模态识别
近年来半导体精密加工技术飞速发展，光刻技 术及光刻设备的开发已成为半导体加工设备国产化 的重中之重。其中，基于产率、成本等考虑，专用于新 一代 AM-OLED 显示屏 TFT 电路制造的光刻机不 断向更大世代的发展，玻璃基板尺寸逐步增加，目前 10.5 代的玻璃基板尺寸已达 3370mm×2940mm。随 着玻璃基板尺寸增加，承载玻璃基板的运动台尺寸 及质量也逐步增加。同时，基于产率的要求，运动台 速度 / 加速度也逐步增大，这就导致运动台加速过 程中对内部框架的冲击激励随着光刻机世代的发展 逐步增大。因此，开发出满足大激励冲击的框架技术 开发成为光刻机向大世代发展的重要课题，其中安 装运动台干涉仪的测量支架开发尤为关键。
2 测量支架局部模态减振处理方法
方法出发点：整机出现局部频率时，加强结构提 升频率是需要首要考虑的因素，频率设计完全避开 运动台带宽敏感区间，实现结构频率无毛刺是最理 想方案。
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2019·7·（总第 242 期） 69
工艺
CIC 中国集成电路
China lntegrated Circult
工艺
CIC 中国集成电路
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光刻机测量支架减振效果研究 *
葛黎黎，刘 ，周畅 上海微电子装备（集团）股份有限公司，上海，201203
摘要：本文根据最佳减振效果的理论模型，提出包括被动减振、主动减振等光刻机测量支架减振处理的 几种方法，开发了相应实验装置，并通过实物测试评估了实验装置的减振效果。 关键词：光刻机；被动减振；主动减振
光刻机投影精度镜头管理
光刻机投影精度镜头管理
光刻技术作为半导体加工领域的核心技术之一，具有高精度、低成本的特点。
随着数字微镜器件在无掩模光刻机上也得到了广泛的应用。
精确度是光刻设备所追求的比较重要的一个目的，基于DMD的步进式投影曝光具有高效率的特点，但是由于需要多次对图像边缘进行拼接，对拼接不准确问题需要进行处理。
另外投影镜头由于工艺或者装配原因会造成非线性的畸变，因此必须对镜头进行畸变校正以提高系统的精度。
首先确定投影系统的光轴与投影面是垂直的，棋盘标定板与投影图像处于同一平面，之后利用传统相机标定技术求取相机的外部参数，从而可以获取不存在相机透视情况下的投影原图像，以此来减小因相机的透视误差带来的投影误差;然后对还原后的投影棋盘图片进行边缘提取和边缘曲线的直线拟合，并根据Brown畸变模型，在计算拟合距离偏差时对畸变曲线上的每一点距离增加一个权重，距离中心点的距离越远权重越小，以此来构建偏差距离目标函数，另外在只考虑径向畸变的情况下，根据畸变中心点、畸变曲线点和拟合直线理想点三点共线原理，构建另一个约束条件。
之后利用模拟退火算法进行多次迭代优化畸变参数。
最后通过仿真实验结果对比验证该算法的准确性。
光刻机中光学系统的抗震动设计与实现
光刻机中光学系统的抗震动设计与实现光刻机是一种重要的微电子器件制造设备，其在集成电路制造中起着至关重要的作用。
在光刻机的操作过程中，光学系统是其中的关键组成部分，负责进行光源、光镜以及光罩之间的光学传输与转换。
然而，在光刻机的工作环境中经常会受到各种振动干扰，这些振动会对光学系统的精度和稳定性产生负面影响，进而影响到器件制造的质量和性能。
因此，对光刻机中光学系统进行抗震动设计与实现，成为了提高光刻机工作效率和产品质量的关键所在。
首先，抗震动设计需要从系统结构上进行考虑。
在光刻机中，光学系统通常由光源、准直器、投影镜以及探测系统等组成。
为了减小抗震动设计的难度，可以尽量缩短光学系统的物理长度。
其中，准直器与投影镜之间的距离尽量缩短，可以有效降低系统对外界振动的敏感度，减小振动对光学系统的干扰。
此外，在设计光学系统支撑结构时，应尽可能使用刚性较高的材料，使系统能够更好地抵抗外界振动，提高系统的稳定性。
其次，抗震动设计需要考虑系统的悬浮和隔振。
对于光刻机中光学系统而言，采用悬浮和隔振技术能够降低振动对系统的干扰。
一种常见的方法是使用气浮技术，通过在底座和光学系统之间制造气体薄膜，从而实现对光学系统的悬浮和隔振。
这种方式可以有效减轻振动对光学系统的影响，提高系统的稳定性和抗振能力。
此外，还可以考虑使用减振材料，如橡胶减振垫等，来吸收振动能量，减小振动干扰。
另外，抗震动设计还需要针对光刻机工作环境中的振动特点进行优化。
光刻机通常处于复杂的工作环境中，如设备运行时的机械振动、气流振动、环境温度变化等。
为了更好地抵抗这些振动干扰，可以采用主动抗振技术。
主动抗振技术通过感知和分析外界振动信号，并利用控制系统对系统进行实时调整和抑制，以减小振动对光学系统的影响。
这种技术能够根据实际情况进行主动控制，提高系统的性能和稳定性，使光学系统能够适应不同的工作环境。
综上所述，光刻机中光学系统的抗震动设计与实现对于提高光刻机的工作效率和产品质量具有重要意义。
光刻机中光学投影系统的设计与优化
光刻机中光学投影系统的设计与优化光刻机是一种重要的微电子制造设备，广泛应用于芯片制造等领域。
光刻机中的光学投影系统起着关键的作用，它在光刻过程中将模板上的图案通过光学透镜系统投影到光刻胶上，从而在芯片上形成微细的图案。
因此，光学投影系统的设计与优化对于光刻机的性能和制造精度具有重要影响。
光学投影系统的设计主要包括光路设计、光学元件选择和光学参数优化等方面。
首先，光路设计是光学投影系统的基础，要保证光线的传输和聚焦效果。
常用的光路设计方法包括初始光路设计和优化光路设计两个阶段。
初始光路设计是通过合理选择透镜的数量和位置，确定初步的光路布局。
优化光路设计则通过光线追迹和模拟计算的方式，优化透镜的曲率半径和厚度等参数，使得光线能够准确地聚焦在目标区域内。
其次，光学元件的选择对于光学投影系统的性能和制造精度具有重要影响。
在光刻机中，常用的光学元件有透镜、棱镜和偏振器等。
透镜是光学投影系统最主要的组成部分，它的质量对于图案的分辨率和焦距的稳定性具有重要影响。
因此，在选择透镜时需要考虑到折射率、焦距、材料透过率等因素。
同时，棱镜和偏振器等辅助元件可以通过调整光线的入射角度和偏振方向，进一步优化光路。
最后，光学参数的优化也是光学投影系统设计中的关键环节。
光学参数包括焦距、视场角、光瞳直径、色差等。
焦距决定了图案的放大倍数和焦深度，视场角则决定了光学系统可覆盖的面积大小。
为了保证图案的分辨率和传输质量，光瞳直径需要满足一定的要求。
同时，色差是指不同波长光线通过透镜系统时会产生的偏差，影响着图案的颜色一致性。
因此，针对不同的应用需求，需要对这些光学参数进行综合考虑和优化设计。
在光刻机中，光学投影系统的设计与优化是一个复杂的工程问题。
除了上述所提到的关键点，还需要对光学系统的整体布局、尺寸和稳定性等方面进行综合考虑。
此外，光刻机制造过程中的其他因素，如光刻胶的光谱特性、背隙抽气系统和光源的稳定性等也会对光学投影系统的性能产生影响。
光刻投影物镜中X-Y向柔性调节机构设计
光刻投影物镜中X-Y向柔性调节机构设计陈华男;郭抗;张玲花;刘健;尚红波【摘要】X-Y向柔性调节机构应用于光刻投影物镜中光学元件X-Y方向偏心位置补偿。
基于柔性铰链，设计柔性二级减速机构，并将之应用到新型的一体式X-Y 向柔性调节机构上。
在对机构原理进行分析的基础上，对X-Y向柔性调节机构结构参数进行了优化设计。
进一步，运用有限元分析法，分析了该X-Y向柔性调节机构的性能。
分析结果表明，该机构调节行程大于±20μm，机构位移输入⎯输出关系稳定，传动比约11.9，理论调节精度约8.4 nm，机构单方向驱动刚度为0.473μm/N；机构开环单轴运动时，耦合误差与主运动比值为7.1%；机构1阶模态频率大于200 Hz。
该X-Y向柔性调节机构能够应用到光刻投影物镜中。
%The flexure-basedX-Y adjusting mechanism is applied in lithograph projection objectives to compensate the eccentric position of the optical elements inX-Y direction. Based on flexible hinges, two-stage flexible deceleration mechanism is designed. Further, making use of the two-stage flexible deceleration mechanism, a flexure-basedX-Y adjusting mechanism which is new and of one part is created. Based on the analysis of the principle of the mechanism, structural parameters of the flexure-basedX-Y adjusting mechanism are optimized. Moreover, using finite element method, performance of the flexure-basedX-Y adjusting mechanism is studied. The results showed that the adjusting stroke is greater than±20μm, the displacement input-output relationship of the mechanism is steady, the transmission ratio is 11.9, the theoretically regulation accuracy is about 8.4 nm, the single-direction drive stiffness is 0.473μm/N, and theratio of coupling error and the main movement is 7.1%, when the mechanism moves open-loop and single-axis, and the first modal frequency is greater than 200 Hz. The flexure-basedX-Y adjusting mechanism can be used in lithograph projection objective.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】7页(P50-56)【关键词】光刻投影物镜;X-Y向柔性调节机构;减速机构;柔性铰链【作者】陈华男;郭抗;张玲花;刘健;尚红波【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，长春 130033【正文语种】中文【中图分类】TH7030 引言随着集成电路规模的不断扩大，集成电路线宽越来越小，因此对光刻投影物镜光学精度及机械精度的要求越来越苛刻[1-2]。
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光刻机 是 大规模 制 造集 成 电路 的光学 投影 光刻
工艺 中的关键 设备 ，它 的性 能直 接影 响着 集成 电路 的特 征尺 寸 。 同时 ，在 一套 集成 电路 工艺 中，常 需 要 多 次光刻 ，而且 每次 光刻 得到 的 图形不 是相 互独 立 的 ，而 是有 着密 切 的空 间关系 ，这 种关 系 需要用 光刻 机来 保证 。投 影光 刻物 镜பைடு நூலகம்是投 影光刻 机 的核心
抑制 。采 用一 体式 主动 减振 方案 ，即在被 动方 案 的
基础 上利 用速 度和 加速 度传 感器 进行 反馈 ，作 动器 主动 驱动 的减 振方 案对 支撑 物镜 的 内部框 架进 行减
振 ，稳定 时 间提高 到 １ ０ ０ ￣２ ０ ０ ｍｓ ，位 置 稳定 性提
高到 ２ ０ ～１ ０ ０ Ｉ ． ｔ ｍ。虽然对 低 频减振 有较 好 的效 果 ， 但对 于特 征线 宽在 亚 微米 、纳米 级精 度 ，位置 稳 定
的要 求 。 要求 这些设备 的定位精度 为线宽的 １ ／ ３ ￣１ ／ ５ ，
部件 ，决 定 了投影 光刻 机 的主要 性 能 。投 影光 刻加
工制 造必 须通 过物 镜应 用光 学投 影 曝光技 术 ，才 能
即亚 微米 甚至 是纳 米级 精度 ，通 过减 振器 对 内部框
架 的单级 减振 已不 能满 足其 性 能需求 ，特 别 是针对
互连 线等 图形 以物 镜 的 比例 复制 到硅 片表 面 的光敏
光刻 胶上 ，形 成三 维 图像 。
当特 征线 宽在 ０ ． ５ ～２ ｇ ｍ， 运 动平 台 的 定位 精 度 在
０ ． １ ～０ ． ２ ｕ ｍ，内部框 架 的残 余 振 动 Ｐ Ｓ Ｄ 水 平 限制
光刻投 影 曝光 微纳 米加 工设 备 （ 即光 刻机 ） 是硅 片制 造 的关键 设备 。其 功能 是将 一整 套集 成 电路永
越 多地决 定着 各行 各业 的发 展前 景 ，特别 是在 半 导 体 行 业 。随着 大规模 集 成 电路迅 速发 展 的需求 ，提
高集 成 电路 的集成 度成 为发 展 的关键 。提 高集 成 电 路集 成度 的途 径之 一是 减 小集成 电路 的体 积 ，把每 个 晶体管元 件 做小 。而 微纳米 光 刻加 工设 备则 是 晶 体 管 元件做 小 的关键 ，光刻 的 目的是 把要 制作 的 电 路结 构 ，包括 半 导体器 件 、隔离 槽 、接触 孔 、金属
际中应用表 明，后 一种减振 方案 可以实现 亚微米甚 至纳 米级的定位精 度及 稳定性。
关键 词 光刻机 投影物镜 压 电陶瓷 主动减振
在 现代 工业 技术 的发展 中 ，高精度 的设备越 来
能需 求 。为此 ，物镜 的定位精 度 、动态 稳 定性 能就 成 为影 响光 学微纳 米加 工精 度 的关键 因素 ，而 影 响
性是 在几 个微 米 的需求 上 ，仅对 支撑 物镜 的内部框
架进 行减 振 已无法 满足 需求 。在 微 电子技 术 向大规 模 、超 大 规 模 集 成 电路 方 向发 展 中 ，随 着 集 成 度 的 不断提 高 ，线条 越来越 细 化 ，线 宽 已缩小 到 ９ ０ ～
１ ０ ０ ｎ ｍ左右 ， 对 与之 相 应 的 工 艺 设 备 提 出 了 更 高
实现 在硅 片上 加工 电路 图像 的 目的，精度 达 到微米 或纳 米量 级 ，最终满 足 大规模 集 成 电路芯 片 的高性
高端 光刻 机物 镜系 统及 微纳 米加 工 设备 的性 能要 求
越 来越 多 的取 决于 系统 定位精 度 及稳 定性 。
３５
体 式 被 动 减 振 方 案 对 支 撑 物 镜 的 内部 框 架 进 行 减 振， 从而 达到 对物 镜系 统 的振 动 隔离 与抑 制 ， 如图 １ 所示 。其 缺 点是无 法对 低频 振动 进行 有 效地 隔离 与
通过 投影 物镜 将掩 膜版 上 的集成 电路 图形 正确 地光
刻复 制在硅 片 上 ， 以做 成半 导体 芯 片 。为此 ，光刻
机 被 认为 是大 规模 集成 电路 制造 的核 心设 备 ，光刻 技术 则是 集成 电路 制造 工 艺发展 的动 力 。 目前 ，典 型 的光 刻 技术 包括 接触 式光 刻 、接近
式光 刻 、光学 投影 光刻 和激 光干 涉光 刻 。其 中 ，光 学投 影光 刻技 术是 目前 Ｉ Ｃ 行业 生产 中主 要采 用 的 光刻 工 艺 。
物 镜 动态 稳定 性 的关键 因素 是振 动 。因此 ，如 何 消 除或 抑制 物镜 振动 是至 关重 要 的 。 １ 投 影物 镜 系统 的现 有减 振方 案 光刻机 投 影物镜 安 装在 内部 框架 之上 ，根 据物 镜 曝光 的特 征线 宽指 标采 取不 同 的减 振 方案 。 比如 ，
精 密 制造 与 自动化
２ ０ １ ４ 年第３ 期
简述 光刻机投影物镜 的几种减 振方案
黄静 莉
（ 上海 机床 厂有 限公司 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ３ ）
摘 要 振动是影 响光刻机投 影物镜动态稳定性 的关键因素，决定 了投影光刻机 的主要性能 。简述 了消除或抑 制
投影物镜振动 的两种方案 ，即一体式主动减振方案和采用压 电陶瓷驱动的柔性支撑两级主动减振方案 。通 过在 实
久 的刻蚀在 涂 胶 的硅 片 上 ， 利 用 光学投 影 成像 原理 ，
在 １ ０ 。 。 （ ｍ／ ｓ ） ／ Ｈ ｚ ＠２ １ ０ ０ Ｈｚ ， 稳 定 时 间为 ２ ０ ０ ５ ０ ０ ｍｓ ，位 置稳 定 性为 １ ～５ １ Ｔ ｌ ／ ｎ时 …，大 多采用 一