極紫外（Extreme Ultraviolet，EUV）光刻是以13.5nm為曝光光源的投影光刻技術(shù)，被公認(rèn)為是最具潛力的下一代光刻技術(shù)。“極紫外光刻關(guān)鍵技術(shù)研究”作為一項(xiàng)前瞻性研究項(xiàng)目，旨在突破極紫外光刻研制中的國外技術(shù)封鎖。光電所承擔(dān)的“極紫外光刻原理實(shí)驗(yàn)裝置機(jī)械與真空系統(tǒng)研制”課題為該項(xiàng)目的重要研究內(nèi)容之一，主要解決曝光裝置高穩(wěn)定真空環(huán)境、主動減振、自動輸片系統(tǒng)、高精度工件臺控制和納米級調(diào)平調(diào)焦測量系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，是極紫外光刻曝光裝置集成和試驗(yàn)必不可少的組成部分，該課題需研制的系統(tǒng)復(fù)雜、研制內(nèi)容多、技術(shù)難度大。
光電所微電子裝備總體研究室團(tuán)隊(duì)經(jīng)過八年艱苦奮戰(zhàn)，突破真空、輸片、工件臺、減振和檢焦等關(guān)鍵單元技術(shù)：真空系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)5.8×10-7Torr穩(wěn)定的高真空環(huán)境，保證了EUV光源傳播的穩(wěn)定性；整機(jī)框架及減振系統(tǒng)達(dá)到VC-F減振標(biāo)準(zhǔn)，水平方向2.2Hz-500Hz、垂直方向2Hz-500Hz頻率范圍隔振效果良好，框架、工件臺及掩模臺穩(wěn)定性滿足32nm光刻需求和亞納米級波像差檢測；調(diào)平調(diào)焦檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了納米級檢測精度，為32nm光刻分辨力的連續(xù)多次復(fù)現(xiàn)提供了保障。同時(shí)，工件臺研制中，在已有基礎(chǔ)上研究了多工件臺協(xié)同控制技術(shù)，解決了硅片臺與像方臺、掩模臺與物方臺的同時(shí)控制和位置切換問題；自動輸片系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境中的全自動上下片；軟件系統(tǒng)完成多模塊復(fù)雜控制，協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)完成曝光流程。
在完成關(guān)鍵單元系統(tǒng)研制的基礎(chǔ)上，配合項(xiàng)目總體單位長春光機(jī)所實(shí)現(xiàn)32nm可重復(fù)曝光以及配合上海光機(jī)所實(shí)現(xiàn)亞納米波像差檢測發(fā)揮了較大作用，受到項(xiàng)目總體單位、各課題單位及驗(yàn)收組專家好評。在課題的研制過程中，課題組在工件臺控制、精密測量技術(shù)等領(lǐng)域取得了一系列原創(chuàng)性成果，累計(jì)申請發(fā)明專利31項(xiàng)，其中國內(nèi)專利28項(xiàng)，國際專利3項(xiàng)。
課題順利通過驗(yàn)收，表明光電所微電子裝備總體研究室團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成為我國極紫外光刻研究隊(duì)伍的重要組成部分。同時(shí)，也表明我國現(xiàn)已突破EUV光刻設(shè)備研發(fā)的核心技術(shù)，為EUV光刻的下一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
裝置總體及關(guān)鍵單元系統(tǒng)
裝置實(shí)物