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微电子工业发展的关键之一是超大规模集成电路的制造设备,而投影光刻物镜是微电子专用光学设备中——分步投影光刻机的核心部件,其技术水平很大程度上决定了微电子技术的水平。本文研究源自中国电子科技集团第四十五研究所一项军工项目,主要内容涉及高精度光刻镜头的研制。
由于投影光刻物镜属衍射极限物镜,为实现光学系统设计的技术参数要求,其制作的关键在于合理的结构设计,光学零、部件的加工及其装校精度,以及相关的各种测试技术的保证。本文论述了亚微米(g线或i线)5倍投影光刻物镜制作中的几项关键技术。
文中分析计算了因该光刻物镜的大数值孔径要求而带来的系统组件多、重量大,从而引起变形大的问题,在此基础上给出了对投影光刻物镜结构的改进设计方案及相应材料的选择方法,并介绍了其技术实现的关键措施,即透镜与镜框的无应力粘接-定心-校装技术。
针对本文给出的镜片与镜框一体化设计制作的结构方案,讨论了相应的高精度要求的透镜中心厚度的测量方法,并分析了在透镜中心厚度测试仪上进行透镜中心厚度测试时常见的几种误差的影响。
在介绍胶合对心仪原理的基础上,本文着重介绍了大口径高精度无变形定心胶合技术,包括粘接胶的选择、零件的清洁、胶合及定心调校、应力的退火消除及检验等。
结合EM-9500光刻物镜装配、调整系统在本文研究工作中的应用,介绍了投影光刻物镜的装配——精加工工艺过程及精度保证措施,同时给出了投影光刻物镜的检测与实拍结果。测试结果表明在本课题的研究中所运用的各种技术和方法都是成功的。
本文上述研究工作为研制高精度投影光刻物镜探索出可行的途径并积累了经验,同时也为今后进一步开发研制大数值孔径、高分辨率投影光刻物镜奠定了良好的技术基础。