中科院上海光机所光刻机投影物镜热效应模型研究取得进展_风闻

**提示：**上海微电子只是系统集成，核心技术都是长春光机所等科研机构研发，转给具体某个公司产业化后再由上海微电子集成。跟90%核心技术是外国的组装货ASML类似。

制程工艺主要的理论，工艺核心研究一样如此，不是代工厂中芯国际， 美资控股的欧美马甲工厂台积电，三星做的！****很多小白在幼稚的夸大某个人在中芯国际，美资控股的欧美马甲工厂台积电 三星的作用。

                                       中科院上海光机所光刻机投影物镜热效应模型研究取得进展

来源：上海光机所

光刻机是集成电路制造的核心装备，其作用是将承载集成电路版图信息的掩模图形转移至硅片面的光刻胶内。

　　光刻机工作过程中，照明系统输出的光照射到掩模上，未被阻挡的光携带掩模图形信息，经投影物镜汇聚后形成掩模图形的光学像。被光学像照射的光刻胶发生光化学反应，从而实现掩模图形的转移。

　　投影物镜材料吸收光的能量并引起物镜内部温度变化的现象称为投影物镜热效应。光刻机工作时激光持续照射投影物镜，热量在投影物镜内部大量累积，镜片局部温度明显变化，导致镜片材料折射率和面形随之发生变化，进而增大投影物镜的像差。由投影物镜热效应导致的像差称为热像差，是影响光刻机成像质量的主要因素之一。

　　随着技术节点的不断发展，光刻机允许的像差范围越来越小。光刻机光源功率的增大、透光率更高的亮场掩模的应用等因素使得照射到投影物镜的光能量更大；光源掩模联合优化等先进计算光刻技术的应用使得照射到投影物镜的光强分布更加不均匀；导致先进节点中光刻机投影物镜的热像差更大。热像差对光刻机成像质量的影响更加严重。另外，热像差还会随着曝光时间的推移动态变化，对成像质量的影响更加复杂。如果不加以控制，热像差大小可以远超过光刻机正常工作允许的像差大小范围，导致光刻机无法正常工作。

　　在投影物镜设计阶段可以通过优化物镜设计减小热像差。在光刻机工作过程中可以采用热像差补偿技术减小热像差对成像质量的影响。

　　投影物镜热效应模型主要用于热像差仿真预测，是进行投影物镜优化设计和热像差补偿的重要基础。国际上两大光刻机生产商Nikon公司的ThAO(Thermal Aberration Optimizer)热像差补偿技术以及ASML公司的cASCAL(computational application specific calibration)热像差补偿技术均采用投影物镜热效应模型进行热像差仿真预测。

　　中科院上海光学精密机械研究所对光刻机投影物镜热效应模型及热像差预测技术进行了研究，在热效应快速仿真模型、热效应严格模型，以及基于热效应经验模型的热像差在线预测技术方面取得进展：　　**建立了一种投影物镜热效应快速仿真模型。**上海光机所与上海微电子装备（集团）有限公司合作在国产商用前道扫描光刻机上进行了实验验证。本模型的热像差仿真精度(Rs2)优于0.99。结果表明本模型适用于光刻机投影物镜热像差的快速精确仿真。相关成果发表在[Optics Express, 2019, 27(23), 34038]。 　　**建立了一种即能够仿真物镜综合热像差又能够仿真单个镜片热像差的投影物镜热效应严格仿真模型。**利用该模型对典型光刻投影物镜的热像差进行了仿真分析，发现热效应引起的光路变化是除了镜片折射率变化、镜片表面形变两个热像差来源之外的另一个主要热像差来源，需要在物镜优化设计阶段着重考虑。利用该模型对典型干式光刻投影物镜设计进行了优化。优化后主要热像差明显降低。相关成果发表在[J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS, 2018, 17(2), 023501]，并在国际先进光刻年会SPIE Advanced Lithography上报道。　　**提出了一种基于粒子滤波算法的投影物镜热效应经验模型，并基于该模型提出了光刻机投影物镜热像差在线预测技术。**在自由照明条件下对浸没式光刻投影物镜进行了全视场热像差预测。与本领域现有技术相比，该技术的误差均方根均值明显降低，精度不受测量数据误差分布形式的影响。仿真结果表明该技术具有精度高、适应性强的优点。相关成果发表在[J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS, 2019, 18(1), 013502]，并在国际先进光刻年会SPIE Advanced Lithography上报道。延伸阅读：

30多年前飞利浦以技术入股跟代工岛合资原材料 设备 工艺全部被外国控制的，

现在80%是外资的代工厂台积电是IMEC所主持的研发联盟之核心成员

｛IMEC设计出一种多边合作模式：IMEC工业联盟项目（IIAP）IMEC拥有决策权，同时充分听取各家企业的意见。这些企业都向IMEC支付了可观的入会费和年费｝

而中芯国际2015年跟imec合作是“Imec provides support [developing] the 14 nm process,

very strictly following export controls,” he said.

2009 台积电联手IMEC公司开发22nm制程技术【双方合作过程中，

【IMEC公司将主要负责研发设计方面】，而代工厂台积电则将负责产品的实际生产代工】。

为此，IMEC公司已经开始着手改善自己的产品设计与台积电现有制程技术之间的兼容性，以确保将来设计出来的产品能在台积电进行大量生产。

近日中科院成功攻克了2纳米级芯片所需的关键技术——垂直纳米环栅晶体管，为今后我国2纳米级半导体的研发提前打下了基础，全球首创。

微电子所与中芯国际在14纳米产学研合作中取得显著成果稿件来源： 发布时间：2017-04-13

　　近期**，微电子所先导工艺研发中心韦亚一研究员团队与中芯国际集成电路新技术研发（上海）有限公司在负显影光刻胶建模和光源掩模协同优化方面开展深入合作，围绕14纳米节点中光刻研发所面临的各项工艺挑战进行联合技术攻关并取得显著进展，**完成了后段制程中特定关键层的模型校准工作。结果表明，对于负显影工艺在光源掩模协同优化中引入光刻胶模型，能够减少仿真数据和实验数据的偏差，有利于提高光学仿真的准确性，为调整光源及优化掩模在仿真阶段的快速收敛奠定基础，进而保证先进节点中光刻工艺的稳定性，确保后续研发进程的顺利进行。

　　合作研发过程中，研究所的技术创新能力和企业的工程研发能力形成良好互补，产学研合作模式获得了充分肯定，成果得到了业界的广泛认可。