國科大在近場光學(xué)鄰近效應(yīng)研究中獲進(jìn)展
軍工資源網(wǎng) 2023年04月17日表面等離子體光刻(Plasmonic lithography)作為一種近場成像技術(shù),具有可打破衍射極限的特性,能夠為發(fā)展高分辨率、低成本、高效、大面積納米光刻技術(shù)提供重要方法和技術(shù)途徑,是下一代光刻技術(shù)的主要候選方案之一。目前,雖然已通過實驗驗證表面等離子體光刻可以滿足微納制造領(lǐng)域?qū)?4 nm及以下技術(shù)節(jié)點分辨率的要求,但隨著集成電路特征尺寸的進(jìn)一步縮小,嚴(yán)重的近場光學(xué)鄰近效應(yīng)(Near-field optical proximity effect,near-field OPE)不僅會降低曝光圖形的分辨率,而且會增大曝光圖形的失真現(xiàn)象,造成納米器件物理性能及電學(xué)特性的偏差,進(jìn)而影響到產(chǎn)品的功能和成品率,限制了表面等離子體光刻技術(shù)的實際應(yīng)用性。
為滿足集成電路中對納米結(jié)構(gòu)器件的尺寸及質(zhì)量的高性能要求,有效地解決表面等離子體光刻技術(shù)中存在的near-field OPE問題,中國科學(xué)院大學(xué)集成電路學(xué)院教授韋亞一課題組通過對表面等離子體光刻特有的近場增強(qiáng)效應(yīng)進(jìn)行定量表征,從物理根源上揭示了near-field OPE的產(chǎn)生機(jī)理,以及倏逝波(Evanescent waves)復(fù)雜的衰減特性和場分布的不對稱性對曝光圖形邊緣特征尺寸的影響,并從光刻參數(shù)與表征光刻圖形保真度的指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系出發(fā),通過對曝光劑量和目標(biāo)圖形的聯(lián)合優(yōu)化,提出了基于倏逝波場強(qiáng)衰減特性進(jìn)行空間調(diào)制的近場光學(xué)鄰近效應(yīng)矯正(Near-field optical proximity correction,OPC)的優(yōu)化方法。相比于傳統(tǒng)的OPC優(yōu)化方法,該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對近場高頻倏逝波信息的空間調(diào)制,可提高優(yōu)化自由度,能夠更有效地提高表面等離子體光刻系統(tǒng)的成像及曝光圖形質(zhì)量,為批量生產(chǎn)低成本、高分辨率和高保真度的任意二維納米圖形奠定了技術(shù)基礎(chǔ),并為微納米光刻加工技術(shù)的發(fā)展提供了理論支持。
3月30日,相關(guān)研究成果以Enhancement of pattern quality in maskless plasmonic lithography via spatial loss modulationh為題,發(fā)表在Microsystems & Nanoengineering上。研究工作得到中科院和中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目的支持。
近場光學(xué)鄰近效應(yīng)對表面等離子體光刻曝光結(jié)果的影響及基于高頻倏逝波信息空間調(diào)制式的OPC優(yōu)化方法