光刻机像质检测技术是支撑光刻机整机与分系统满足光刻机分辨率、套刻精度等性能指标要求的关键技术。本书系统地介绍了光刻机像质检测技术。介绍了国际主流的光刻机像质检测技术，详细介绍了本团队提出的系列新技术，涵盖了光刻胶曝光法、空间像测量法、干涉测量法等检测技术，包括初级像质参数、波像差、偏振像差、动态像差、热像差等像质检测技术。本书介绍了这些技术的理论基础、原理、模型、算法、仿真与实验验证等内容。以光刻机原位与在线像质检测技术为主，也介绍了投影物镜的离线像质检测技术，涵盖了深紫外干式、浸液光刻机以及极紫外光刻机像质检测技术。
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(上册)
序言
前言
第1章 绪论 1
1.1集成电路发展历程 1
1.2集成电路制造工艺 3
1.3光刻机技术的发展 5
1.3.1光刻机曝光方式的演变 5
1.3.2光刻分辨率的提升 7
1.4光刻机整机关键技术 8
1.4.1光刻机基本结构 8
1.4.2光刻机主要性能指标 14
1.4.3光刻机的技术挑战 15
1.5光刻机的成像质量与主要性能指标 16
1.5.1成像质量的影响因素 16
1.5.2成像质量对光刻机性能指标的影响 17
1.6光刻机的技术进步与成像质量提升 18
1.6.1光刻机成像质量与像质控制 18
1.6.2像质控制与光刻机技术进步 18
1.7光刻机像质检测技术 20
1.7.1不同类型像质参数的检测需求 21
1.7.2不同场合下像质参数的检测需求 22
1.7.3像质检测的技术类型 22
1.7.4光刻机像质检测技术体系 24
1.8本书主要内容 25
参考文献 26
第2章光刻成像模型 29
2.1光刻成像理论 29
2.1.1标量衍射理论 29
2.1.2矢量衍射理论 31
2.2标量光刻成像模型 51
2.2.1相干成像模型 51
2.2.2部分相干成像模型 52
2.3矢量光刻成像模型 62
2.3.1建模基础 62
2.3.2厚掩模近场模型 64
2.3.3 物方矢量场远场衍射模型 67
2.3.4入瞳球面到出瞳球面的映射关系 76
2.3.5像方矢量场会聚成像模型 77
2.4投影物镜热效应模型 78
2.4.1快速热效应模型 78
2.4.2严格热效应模型 86
参考文献 93
第3章初级像质参数检测 95
3.1初级像质参数对光刻成像位置的影响 95
3.1.1垂轴像质参数的影响 95
3.1.2轴向像质参数的影响 97
3.2垂轴像质检测技术 99
3.3轴向像质检测技术 101
3.3.1 FEM技术 101
3.3.2 FOCAL技术 102
3.3.3基于神经网络的检测技术 144
3.3.4基于双线线宽变化量的检测技术 153
3.3.5其他检测技术 158
3.4垂轴与轴向像质同步检测技术 159
3.4.1 TIS技术 159
3.4.2 镜像 FOCAL技术 170
3.5初级像质参数检测技术的应用拓展 178
3.5.1焦深检测 178
3.5.2硅片表面不平度检测 185
3.5.3套刻精度检测 191
3.5.4像质参数热漂移检测 198
参考文献 203
第4章基于光刻胶曝光的波像差检测 205
4.1波像差对光刻成像质量的影响 205
4.1.1奇像差对光刻成像质量的影响 205
4.1.2偶像差对光刻成像质量的影响 211
4.1.3波像差对套刻精度的影响 214
4.2光束干涉检测法 219
4.2.1双光束干涉检测 219
4.2.2三光束干涉检测 229
4.2.3多光束干涉检测 233
4.3像面曝光检测法 242
4.3.1单一照明条件检测 242
4.3.2多照明条件检测 244
4.4多离焦面曝光检测法 251
4.4.1单一照明条件检测 251
4.4.2多照明条件检测 259
参考文献 273
第5章基于空间像测量的波像差检测 275
5.1基于空间像位置偏移量的检测 275
5.1.1二元光栅标记检测法 275
5.1.2相移掩模标记检测法 298
5.1.3混合标记检测法 322
5.2基于空间像线宽不对称度的检测 328
5.2.1双线标记检测法 328
5.2.2 Brick Wall标记检测法 333
5.3基于空间像峰值光强差的检测 337
5.3.1相移掩模标记检测法 337
5.3.2二元双缝图形标记检测法 346
5.4基于空间像傅里叶分析的检测 354
5.4.1检测原理 354
5.4.2仿真实验 359
5.5基于空间像解析线性模型的检测 362
5.5.1检测原理 362
5.5.2仿真实验 368
5.5.3技术优化 371
参考文献 373
第6章基于空间像主成分分析的波像差检测 375
6.1 AMAI-PCA技术 375
6.1.1检测原理 375
6.1.2仿真与实验 390
6.1.3工程应用技术 404
6.2高精度波像差检测方法 433
6.2.1 多级 BBD采样法 433
6.2.2 Three-Space标记检测法 438
6.2.3阶梯相位环标记检测法 442
6.3高阶波像差检测方法 452
6.3.1多照明设置法 452
6.3.2环形照明检测法 457
6.3.3六方向孤立空标记检测法 468
6.3.4二阶模型检测法 483
6.4浸液光刻机投影物镜波像差检测 496
6.4.1基于矢量成像模型的波像差检测 496
6.4.2基于八方向孤立空标记的高阶波像差检测 507
6.4.3基于线性采样的波像差快速检测 517
6.4.4基于多偏振照明条件的高精度波像差检测 521
参考文献 528
(下册)
第7章基于原位 PMI的波像差检测
第8章偏振像差检测
第9章极紫外光刻投影物镜波像差检测
第10章像质检测关键依托技术
后记
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