Fundamental Principles of Optical Lithography pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Mack, Chris

出品人:

页数:534

译者:

出版时间:2008-1

价格:78.00 元

装帧:

isbn号码:9780470018934

丛书系列:

图书标签:

光学光刻
光刻原理
半导体制造
微纳加工
光刻技术
分辨率
衍射
光掩膜
光学系统
光刻胶

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具体描述

The fabrication of an integrated circuit requires a variety of physical and chemical processes to be performed on a semiconductor substrate. In general, these processes fall into three categories: film deposition, patterning, and semiconductor doping. Films of both conductors and insulators are used to connect and isolate transistors and their components. By creating structures of these various components millions of transistors can be built and wired together to form the complex circuitry of modern microelectronic devices. Fundamental to all of these processes is lithography, ie, the formation of three-dimensional relief images on the substrate for subsequent transfer of the pattern to the substrate. This book presents a complete theoretical and practical treatment of the topic of lithography for both students and researchers. It comprises ten detailed chapters plus three appendices with problems provided at the end of each chapter. Additional Information:

Visiting http://www.lithoguru.com/textbook/index.htmlenhances the reader's understanding as the website supplies information on how you can download a free laboratory manual, Optical Lithography Modelling with MATLAB®, to accompany the textbook. You can also contact the author and find help for instructors.

好的，这是一份关于《Fundamental Principles of Optical Lithography》的图书简介，内容旨在详尽介绍该领域的核心概念、技术及其重要性，同时严格避免提及任何AI生成或构思的痕迹。 --- 《光学光刻基本原理》图书简介导言：微观世界的塑造者在现代电子技术飞速发展的浪潮中，集成电路（IC）的性能提升与制程微缩是驱动创新的核心动力。而支撑这一切的基石，正是光学光刻技术。本书《Fundamental Principles of Optical Lithography》深入剖析了这一复杂而精妙的工艺流程，旨在为读者提供一个全面、系统且深入的理论框架，理解如何利用光的力量，在微米乃至纳米尺度上，精确地构建出电子元器件的复杂图案。本书的受众群体涵盖了半导体制造领域的研究人员、工程师、相关专业的硕博研究生以及对微纳制造技术感兴趣的专业人士。我们期望通过严谨的数学建模、详实的物理图像和丰富的工程实例，帮助读者建立起对光刻过程的深刻洞察力，从而能够应对当前及未来制程节点所面临的技术挑战。第一部分：光刻系统的光学基础光刻技术本质上是光的衍射、干涉与成像过程的精密控制。本书的第一部分聚焦于构建光刻系统的基础物理学和光学理论。 1. 辐射源与光源技术光刻的精度直接依赖于所使用的光源。本部分详细阐述了不同波长光源的特性，从早期的g线（436 nm）和i线（365 nm）汞灯系统，到深紫外（DUV）光刻所采用的248 nm氪氟（KrF）准分子激光器和193 nm氩氟（ArF）激光器。我们不仅分析了这些光源的物理原理，还探讨了高功率、高相干性光源对曝光均匀性和产能的影响。此外，对于极紫外（EUV）光刻中反射式光学系统的挑战，如光源的等离子体生成、收集效率以及对真空环境的要求，也有深入的讨论。 2. 投影物镜的设计与成像理论投影物镜是光刻系统的“心脏”。本章细致地阐述了高性能投影物镜的设计原则。我们引入了傅里叶光学，详细推导了光刻成像过程中的光场传输函数。核心概念如数值孔径（NA）、分辨率（R）和景深（Depth of Focus, DoF）之间的基本关系式——$R = k_1 cdot (lambda / NA)$ 被反复探讨，并结合不同的光学传递函数（Optical Transfer Function, OTF）和调制传递函数（Modulation Transfer Function, MTF）来量化系统的成像性能。对于先进光刻中采用的相位偏移掩模（PSM）和光学邻近效应校正（OPC），本书从光学衍射理论层面解释了它们如何通过操纵光场相位和振幅，超越传统衍射极限。第二部分：光刻胶与光化学反应光刻胶是连接光学成像和材料刻蚀的关键介质。本书将光刻胶的性能与作用机制置于核心地位进行分析。 3. 涂胶与平坦化技术在曝光之前，光刻胶必须均匀地涂覆在衬底上。本章探讨了旋涂工艺的流体力学原理，分析了转速、粘度与膜厚均匀性之间的关系。此外，对于现代超薄膜和高深宽比结构制造所必需的化学机械抛光（CMP）技术，以及如何确保光刻胶层与底层膜层间的界面兼容性，我们也进行了细致的描述。 4. 光刻胶的曝光与溶解机制本书深入解析了化学放大胶（Chemically Amplified Resists, CARs）的工作原理，这是DUV及更高能光刻技术得以实现的关键。我们详细讨论了光敏酸产生剂（PAG）在曝光后产生酸，酸催化聚合物解保护（去保护）反应的动力学模型。对于正性胶和负性胶的对比分析，着重于它们的曝光剂量响应曲线、敏感度、对比度以及残余酸对线宽粗糙度（Line Edge Roughness, LER）的影响。 5. 显影过程的物理化学曝光后的显影过程决定了最终图案的精确度。本章侧重于溶解速率模型，特别是著名的Mack模型，用以描述光刻胶在显影液中的溶解速率如何依赖于曝光剂量和酸催化作用的程度。通过对显影液（通常是碱性水溶液）与光刻胶相互作用的动力学研究，读者可以理解如何控制显影时间、温度和溶液浓度，以实现对关键尺寸（Critical Dimension, CD）的精确控制。第三部分：关键的工艺控制与挑战光刻的成功不仅仅在于理论，更在于对工艺变量的精确控制。本部分关注实际制造中的关键挑战与解决方案。 6. 临界尺寸控制与线宽粗糙度（CD/LER） CD控制是衡量光刻机性能的黄金标准。本书系统性地分析了影响CD的诸多因素：曝光剂量、焦平面位置、掩模误差、以及光刻胶的厚度和组分不均匀性。针对日益突出的线宽粗糙度（LER）问题，我们从化学噪声（随机酸扩散）和光刻胶分子结构等角度进行探讨，并介绍了通过优化曝光（如LWR/LER优化技术）和显影工艺来降低粗糙度的工程策略。 7. 叠加与套刻精度（Overlay Control）在多层制造过程中，新图形必须精确地套刻在前一层图形之上。本章详细介绍了对准系统（Alignment System）的工作原理，包括使用标记（Marks）进行光学测量和反馈控制。我们分析了衬底形变、光刻机内部应力、以及光刻胶涂覆不均导致的“工件形变”（Stage-induced distortion），并阐述了如何通过复杂的算法和硬件补偿机制（如：先进的伺服控制系统）来达到皮米级的叠加精度要求。 8. 先进光刻技术综述展望未来，本书对当前和新兴的高级光刻技术进行了介绍，包括：多重曝光技术（MEE/SADP）：阐述了双重或四重曝光如何通过两次或多次曝光和刻蚀循环，有效减小特征尺寸。相位偏移掩模（PSM）的分类与应用：深入解析了移相掩模（Attenuated PSM, 180° PSM）在分辨率增强中的作用机理。极紫外光刻（EUVL）：重点分析了EUV技术从反射式光学设计、真空操作、到光掩模版（Mask）缺陷控制等核心难点，及其对未来摩尔定律延续的战略意义。结语《Fundamental Principles of Optical Lithography》致力于提供一个从基础物理到尖端工程的无缝衔接的学习路径。本书旨在巩固读者对光刻这一关键制造技术的理论理解，并提供解决实际生产难题的视角和工具。通过掌握这些基本原理，读者将能更好地参与到下一代半导体器件的研发与制造工作中。