清華新聞網(wǎng)6月13日電 近日，基于對(duì)光柵衍射及其在超高精度干涉測(cè)距與成像應(yīng)用的深入研究，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院李星輝副教授、王曉浩研究員團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)邀撰文綜述高端光刻機(jī)光柵定位與套刻測(cè)量技術(shù)發(fā)展。
電子信息產(chǎn)業(yè)是社會(huì)支柱之一，大規(guī)模集成電路是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，高端集成電路的自給自足迫在眉睫。光刻機(jī)作為集成電路制造的核心裝備，其國(guó)產(chǎn)化是我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)獨(dú)立自主健康發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。我國(guó)在14nm及以下工藝制程的光刻機(jī)仍依賴(lài)于進(jìn)口，突破其中的關(guān)鍵技術(shù)、提升關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化比例，具有重要意義。圍繞光刻機(jī)關(guān)鍵零部件晶圓臺(tái)的超精密定位和光刻工藝套刻誤差測(cè)量的需求，李星輝、王曉浩團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了長(zhǎng)期的研究。
首先，在目前高端光刻機(jī)晶圓臺(tái)的亞納米級(jí)定位需求中，光柵干涉測(cè)量具有較大優(yōu)勢(shì)，測(cè)量分辨率可達(dá)17pm，長(zhǎng)期測(cè)量穩(wěn)定性可達(dá)0.22nm，采用先進(jìn)的二維平面光柵可以實(shí)現(xiàn)空間六自由度測(cè)量，是14nm及以下光刻工藝制程的重要技術(shù)路線(xiàn)。其中需要突破的關(guān)鍵技術(shù)包括多自由度與絕對(duì)式測(cè)量原理、大面積二維平面計(jì)量光柵的制作與表征、大規(guī)模并行數(shù)據(jù)的同步處理等。其次，圍繞評(píng)價(jià)多層光刻工藝之間對(duì)準(zhǔn)、監(jiān)控光刻工藝良率的關(guān)鍵參數(shù)“套刻誤差”，基于衍射技術(shù)的套刻測(cè)量技術(shù)（DBO）具有亞納米級(jí)的測(cè)量精度，逐漸成為14nm以下制程高端光刻機(jī)的套刻誤差測(cè)量中有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)路線(xiàn)。但是DBO技術(shù)路徑的完善，還面臨測(cè)量精度穩(wěn)定性提升、測(cè)量量值的溯源技術(shù)、測(cè)量效率的提升等技術(shù)與工程難題。
六自由度光柵編碼器（左）、雙層疊加光柵套刻誤差DBO衍射測(cè)量示意圖
針對(duì)上述具體問(wèn)題，李星輝、王曉浩團(tuán)隊(duì)基于多年來(lái)的工作積累及對(duì)本行業(yè)的深入了解，應(yīng)邀撰寫(xiě)了領(lǐng)域綜述文章，以期為本領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者提供有益借鑒。
相關(guān)成果以“面向光刻機(jī)晶圓臺(tái)的超精密光柵定位技術(shù)”（Ultraprecision Grating Positioning Technology for Wafer Stage of Lithography Machine）和“光刻套刻誤差測(cè)量技術(shù)”（Overlay Metrology for Lithography Machine）為題發(fā)表在《激光與光電子學(xué)進(jìn)展》（Laser & Optoelectronics Progress）期刊中“光刻技術(shù)”專(zhuān)題的特邀綜述中。
清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院副教授李星輝為兩篇論文的通訊作者，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院2020級(jí)碩士研究生朱俊豪和2021級(jí)博士研究生李一鳴（鵬城實(shí)驗(yàn)室聯(lián)培）分別為兩篇論文的第一作者，論文其他作者還包括清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院研究員王曉浩，2021級(jí)博士生汪盛通，2021級(jí)碩士生單碩楠、鄧富元，工業(yè)和信息化部電子第五研究所楊霖等。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、深圳市科技計(jì)劃基礎(chǔ)研究等項(xiàng)目支持。
論文鏈接：
https://www.opticsjournal.net/M/Articles/OJ22d9373e881a7661/Abstract
https://www.opticsjournal.net/m/Articles/OJc584cb36def641b3/Abstract
供稿：深圳國(guó)際研究生院
編輯：李華山
審核：呂婷
