第96章 二元光柵照明

從信息光學的觀點出發,掩模圖形在經過投影系統成像時,由于數值孔徑大小有限,高頻部分不進入光瞳,它們對圖像成像沒有什麼作用,導致對比度降低,影響成像質量。

為了改進成像質量,提高光刻分辨率,可以通過降低低頻成份來調制高頻,從而使成像質量得到改進,改變照明可以達到此目的。

通常情況下,改變光源形狀,減少低頻信號,也就是采用其它的照明模式,就可以提高圖像的對比度。這種方式相對成本非常低,比起直接尋找虛無縹緲的鏡片而言更易于實現,更符合現在晶華的現狀。

「江師兄,四極照明和環形照明可以提高實際分辨率,增大焦深,但是也存在致命的缺點。」王向中想了一會,說道。

雖然他對光學原理涉獵比較淺,但是他的腦子已經將後世的不少論文和發現給深深地印刻在了腦子里面。

「為什麼?」江超愣了愣,旋即才反應過來,沒想到王向中竟然還懂微細加工光學,著實也是暗中吃了一驚。

「我也是在看報紙時偶然間掃到的,」王向中笑了笑,「這兩種方法的能量利用率至少要損失一半以上,曝光時間也相對比較長,在實驗室里用一用還行,如果放到實際生產中,恐怕生產效率要降低不少。」

江超在听到王向中的話後,便是低頭托腮,陷入了苦苦沉思之中。

傳統的離軸照明法通常采用四極或環形相干片來實現,對整體的情況

「我倒是听說過這些說法,」一旁另一個女生突然開口道,「在相干度較小的時候,由于光波的干涉作用,在焦面附近的光強曲線中出現了光強的極小值,這事引起鄰近效應的重要原因之一。」

「如果采用新的離軸照明手段,比如二元光柵照明,可以顯著提高光強的對比度,改善成像系統的頻率傳遞函數,可以在一定程度上消除鄰近效應。」女生道。

這話講的江超一愣一愣的,真是人外有人,天外有天,這一支小隊內果然是藏龍臥虎,即使是如此專業的知識點也難不倒他人。

「厲害厲害,不知道師妹師從哪位名師?」江超笑道。和劉兵不同,他為人比較隨和,也沒有什麼鋒芒和架子,對于什麼權力、虛名都比較淡泊,只言片語之間都讓人如沐春風。

「師兄過譽了,」女孩回復道,即便此時她戴著護目鏡和口罩,但也不難看出她的臉已經紅到了脖子根,「我只是光電工程專業蕭炎教授手下的一個普通研二學生,只不過主攻方向是微細加工光學罷了。對了,忘了自我介紹,我叫譚珊珊。」

「原來是譚師妹,」江超點了點頭,繼續說道︰「你可以講講二級光柵照明法的具體優勢嗎?」

譚珊珊听言,便是在低頭整理了片刻思緒,隨後說道︰「如果是通過電磁理論來分析的話……」

她的理論井井有條,在專業性上也是毋庸置疑,不過作為外專業的其他人,包括王向中在內,都是听得一愣一愣的,很多東西都听不太懂。

但是具體總結一下主要有四點,二元光柵照明對光能利用率、照明均勻性、分辨率和焦深、光強分布都有著不同的影響。

「當然這些都是恩師的研究成果,我只是學到了一點皮毛罷了,」江珊珊顯得有些不好意思,「我們進行過模擬初步測算,二元光柵照明法理論上能將1.0微米的分辨率提高到0.55微米,相比四級照明和環形照明的60秒曝光時間,二元光柵照明只需要20秒的曝光時間,效率提升足足翻了三番。」譚珊珊道。

「竟然有這麼多。」

「這蕭炎教授真是個天才!」

不少研究生都是紛紛驚嘆道,尤其是物理光學方向的同學們,此時更是大受啟發,皆是陷入了沉思之中。

「不知道這種光柵制作成本和工藝高不高?」江超突然發問道。

這一問題倒是讓不少人面色一怔,的確,現在他們的資金和工藝技術才是大問題,要是制作成本太高的話,即使這個方案再好,也不得不舍棄掉。

「江師兄不必擔心這個問題,」譚珊珊嫣然一笑,道︰「之前恩師已經制作了兩塊樣品,現在就放在水木大學光研所里,我可以聯系恩師,想辦法把東西從華京托運過來。」

「至于成本嘛,光柵的材料基質是高純度玻璃,這種基質比較有利于光的透射,減少光的反射和吸收,制作成本不高,我也可以讓恩師想辦法多弄幾塊樣品,他一定會很樂意的。」

在譚珊珊看來,蕭炎教授目前正苦于沒有實際設備用于驗證理論,有這種好事他當然會十分樂意,區區幾塊玻璃對他來說根本就不算什麼。

有了實際數據的支撐,恩師這兩年一直在些寫的這篇論文也終于可以了結了!

「那這事就只能拜托蕭炎教授了。」江超點了點頭,「那溫度氣壓控制補償這事可能要拜托材料工程學的師兄弟們了。」

溫度和氣壓變化會使光學和金屬材料膨脹收縮,從而改變透鏡的厚度、空氣間隔、光學材料的折射率和空氣折射率。

一般來講,空氣折射率是1,但對于光刻物鏡而言,必須考慮它隨溫度等諸多條件的變化。

在理論上而言,當波長和濕度不變時,溫度變化1K(K,開爾文,一種溫度單位,1K=272.15),氣壓提高2.0kPa時,空氣折射率將變化5*10^-4以上,它會引起物鏡的焦點飄移、倍率的變化、畸變變化,甚至影響成像質量,所以一般這種技術都是應用于補償工藝。

但是反過來,可以利用這個工藝,空氣折射率一旦發生變化,就如同一塊透鏡一般,同樣可以給透鏡組本身帶來正面影響,解決倍率控制問題,以改善最終的像質。

「江師弟放心,」一個青年男子站了出來,「我是林動教授手下的學生,現在正在讀博二,我的名字叫杜曉風,如果江師弟想要研究透鏡材料氣壓承受極限,來找我準沒錯!」

他一邊說著,一邊將胸脯拍得啪啪作響,也引來了一旁不少研究生的哄笑聲。

看著眼前的師兄師姐們討論著對于鏡頭改良的可能性,王向中也是露出了一抹欣慰的笑容。

說實話,作為計算機科學博士,他在其它學科上的能力實在是有限,只能是依靠其它人的力量來完成更深層次的研究。

旋即他又不著痕跡地嘆了一口氣,說白了還是沒錢!水木同方給的一百二十萬元資金看起來很多,實際上也就僅僅能支撐一些理論研究工作上的開銷和生活開銷,要想真的把這一套復雜的系統給造出來,還是有不小的財政赤字。

要是有足夠的錢,又怎麼還需要對什麼霓虹國的破光刻機進行改造?有這麼多人才,直接就可以原地造一台國產光刻機了!

一想到這里,王向中也是不禁握緊了拳頭,等到這邊的事情告一段落,一定要好好把上網小助手給經營起來,有錢,才是發展的硬道理!

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