光刻机投影物镜结构型式比较
光刻机中投影光学系统的优化与成像品质评估
光刻机中投影光学系统的优化与成像品质评估光刻技术在半导体工艺中扮演着重要角色，它是制造微电子器件的关键步骤之一。
光刻机中的投影光学系统对于获得良好的成像品质至关重要。
本文将介绍光刻机中投影光学系统的优化方法，并讨论如何评估光刻机的成像品质。
光刻机中的投影光学系统由曝光光源、光路系统以及掩膜与感光胶之间的投影镜头组成。
优化投影光学系统可以提高光刻机的分辨率、对比度和成像稳定性。
首先要考虑的是提高光源的稳定性和光强度。
可以通过优化光源的冷却系统和反射体表面的反射率来增强光源的稳定性和亮度。
其次，光路系统的设计和布局也对成像品质有重要影响。
光路系统包括透镜组、反射镜和分束器等，优化这些元件可以改善光刻机的分辨率和像场曲度。
使用高质量的透镜材料和精确的制造工艺可以减小像差，提高成像的清晰度和准确性。
此外，光路系统的对称性和平衡性也需要优化，以避免像场的不均匀度和畸变。
最后，投影镜头的设计和加工对光刻机的成像品质至关重要。
投影镜头是光刻机中最关键的元件之一，决定了光刻机的分辨率和成像质量。
现代光刻机常用的投影镜头是抛物面反射型或抛物面折射型。
针对特定的光刻要求，可以通过调整镜头的曲率和孔径来优化成像品质。
此外，使用高精度的加工技术和材料选择也可以提高投影镜头的成像性能。
在优化投影光学系统之后，我们需要评估光刻机的成像品质。
成像品质评估主要包括分辨率、像差、像场曲度和稳定性等方面。
分辨率是光刻机成像的最重要指标之一，它决定了最小可分辨的特征尺寸。
可以使用测试图案和高分辨率显微镜来检测和测量分辨率。
像差是指投影光学系统由于光学设计和制造的不完美导致的图像畸变现象。
像差可以通过分析光刻芯片上的参考图案来评估。
除了分辨率和像差，像场曲度也是一个重要的成像品质指标。
光刻机的光学系统必须保证在整个曝光区域内，特征尺寸保持一致。
可以通过制作曝光区域中的线形图案来评估像场曲度。
稳定性测试是另一个重要的评估指标，它可以用来确定光刻机在长时间运行中的成像性能是否稳定。
光刻投影物镜可变光阑的结构设计与分析
光刻投影物镜可变光阑的结构设计与分析摘要：光刻投影技术在集成电路制造中起着至关重要的作用，而光刻投影物镜是光刻机的核心部件。
可变光阑是光刻投影物镜中的关键部分，它能够根据需要调整光线的直径，从而实现更高的分辨率和光刻精度。
本文将进行光刻投影物镜可变光阑的结构设计与分析，分析其原理，探讨不同结构设计对光刻性能的影响，并提出优化的建议。
一、引言在集成电路制造中，光刻技术扮演着至关重要的角色。
光刻投影物镜是光刻技术中最关键的组成部分，它能够将芯片上的电路图案投影到光刻胶上，形成图案，从而实现电路的制造。
然而，由于芯片的尺寸持续缩小，光刻投影物镜的分辨率和光刻精度要求越来越高。
可变光阑作为光刻投影物镜的关键组成部分，能够调整光线的直径，从而实现更高的分辨率和光刻精度。
二、原理光刻投影物镜的可变光阑主要由横通槽、传动机构和光阑片组成。
横通槽是光刻机中的一个空腔，用来容纳光阑片。
传动机构通过齿轮和导轨系统，使得光阑片能够在横通槽内移动。
光阑片通常由多个材料组成，具有不同的折射率，通过调整光阑片在横通槽内的位置，可以实现不同直径的光阑。
三、结构设计1.光阑片材料的选择光阑片的材料应具有高透光性、低散射率，并且能够承受较高的光能量。
常见的材料有石英、镁氟锂和氟化镁等。
2.光阑片的数量和形状光阑片的数量和形状会直接影响光刻机的分辨率和光刻精度。
一般情况下，光阑片数量越多，光刻机的性能越好。
光阑片的形状通常为圆形或方形，具体选择应根据实际情况进行。
四、性能分析1.分辨率可变光阑能够调整光线的直径，从而改善光刻机的分辨率。
光阑直径越小，分辨率越高。
因此，在可变光阑的设计中，应尽量减小光阑的直径。
2.光刻精度光刻精度主要受光阑片位置和光阑片之间的间隙影响。
当光阑片位置不准确或存在较大的间隙时，会导致图案失真、光刻胶厚度不均匀等问题。
因此，在可变光阑的设计过程中，应确保光阑片位置准确，减小光阑片之间的间隙。
五、优化建议1.优化传动机构设计传动机构是可变光阑的关键组成部分，它直接影响光阑片的准确性和稳定性。
深度解析光刻机中的光学系统与投影系统
深度解析光刻机中的光学系统与投影系统光刻机是现代微电子制造过程中至关重要的设备之一。
它承担着将电子线路图案转移到硅片上的关键任务。
光刻机中的光学系统与投影系统是实现高精度、高分辨率图案转移的核心组成部分。
本文将深度解析光刻机中的光学系统与投影系统的原理、功能和关键技术。
光刻机中的光学系统负责将光源发出的光束通过一系列光学元件进行调节、聚焦和分配，最终形成高质量的光学图案。
光学系统的核心组成部分包括透镜、反射镜、光栅、波片等。
其中，透镜是最重要的元件之一，它通过折射和散射作用对入射光进行调节，实现对图案的放大和聚焦。
反射镜则通过反射作用对光束进行反射和折射，实现光束的改变方向和入射角度的调节。
光栅和波片则通过衍射和干涉作用对光束进行调节和分配，实现对多个光束的同时处理。
在光学系统中，还存在一个重要的组成部分，即投影系统。
投影系统的作用是将电子线路图案通过透镜系统进行放大和聚焦，然后投射到光刻背面的光刻胶层上，形成所需的图案。
投影系统的核心是投影镜头，它是一个复杂的光学系统，由多个透镜组成。
投影镜头通过光路设计和透镜组合方式，能够实现高分辨率、高放大倍率和低畸变的图案转移。
投影镜头的制作对于实现高精度的图案转移至关重要。
在光刻机中，光学系统和投影系统的优化设计与关键技术有很多。
首先是光源的选择和控制。
光源要求光谱稳定、光亮度高、波长可调节，并且要具备长时间稳定光束输出的能力。
其次是透镜和反射镜的设计和制造。
透镜和反射镜的表面形态、材料特性和光学性能对最终图案的质量影响非常大。
因此，要提高光学系统的整体性能，需要对透镜和反射镜的制作工艺和材料进行不断优化。
另外，投影系统的设计和制造中需要解决的问题还有对畸变的校正、对透射率的控制和对光刻胶的曝光均匀性的改进等。
除了上述的光学系统和投影系统设计与制造方面的问题，还有一些其他关键技术也需要在光刻机中应用。
例如，自动对焦系统能够实现对光刻胶层的自动调节和对焦，从而提高图案的分辨率和图案的质量。
光刻投影物镜可变光阑的结构设计与分析
固有频率进行 了分析 。结果表 明： 光阑的关键 受力部 件 （ 如连接铆 钉及传 动齿轮 ） 的应 力均满 足要求 ， 阑片的 固有频 光
率 间不存在密频现象 。结果证 明了提 出结构 的合理性 。 关 键 词： 可变光阑 ； 影物镜 ； 投 结构设计 ； 限元分析 有
文献标识码 ： Ａ ｄ ｉ１ ．７ ８ Ｃ ．０ ２ ５ ． ０ ｏ：０ ３ ８ ／ Ｏ ２ １０ ０ ０ １ ４ ４ 中 图分 类 号 ：Ｈ ０ Ｔ １２ Ｔ ７ ３； Ｈ ３
；Ｃｏ ｒｓ ｏ ｄ ｎ ｕ ｈ ｒ ｌ ｒｅｐ ｎ ｉ ｇ ａ ｔ ｏ ，Ｅ— ｉ：ｕ ｚ ｅ ７ ： ｍａ ｌｓ ｎ ｈ ｎ１ ６＠ １ ３ ｃ ｍ ６．ｏ
Ａ ｓｒｃ ： ｈ ｉ ｈａｍ ｓ ｕｔｒ ｔｏｒｐ ｉ ｐｏｅｔ ｎｏ ｊ ｔ ｅｉ ｄ ｓ ｎ ｄｄ ｐ ｎ ｉｇｏ ｅｃ ａａ－ ｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ａ ｒｇ ｒｃ ｅｉ ａｌｈ ｇａ ｈｃ ｒ ｃ ｏ ｂｅ ｉ ｅｉ ｅ ｅ ｅ ｄｎ ｎｔ ｈ ｒｃ ｄ ｐ ｔ ｕ ｎ ｉ ｊ ｉ ｃｖ ｓ ｇ ｈ ｔ ｅ ｎ ｒ ａｇ ｄｕｔｂｅｒｎｅ ， ｍａ ｓ ｌｎ ｐ ｃｓ ｎ ｉ ｄｕｔ ｌ ｐｅｉｏ ， ｎ ｅｉｓ ｉ— ｅ ｄｍａｄｆ ｒｅａｊｓ ｌ ａ ｇｓ ｓ ｌｉ ｔ ｌ ｇｓａｅ ｄｈｇ ａｊｓ ｂｅ ｒｃｓ ｎ ａｄｔ ｉ ｄａ ｒ ｏｌ ａ ｌｎ ａ ｉ ａ ｈ ａ ｉ ｈ ｒ ｐ ｒｇ ａ ｎａｅｔｒ ｆ ３ ｍ ａ ｄａｊｓ ｂｅｐｅｉ ｏ ｆ Ａ± ． ０ ．Ｔ ｅｐ ｒｍ ｔ ｓｏ ｔｅｉｓ ｉ ｅ ｈａｍ ｈ ｓ ｐ ｒ ｅｏ ６ｍ ｎ ｄｕｔ ｌ ｒｃ ｉ ｏ Ｎ ａ ｕ ２ ａ ｓｎ ０ ０ ３ ｈ ａａ ｅｅ ｆ ｈ ｅ ｒ ｉ ｒ ｐ ｃ
ｔ ｅ ｄａ ｈ ａ ｍ ｅｓｔ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｈ ｙ ｔ ｍ ｎ ｈ ａｕ ｅ ｆｅ ｕ ｎｃ ｆｔ ｅ ｄ ａ ｈ ａ ｍ ｓｎ ｅ ｓ ｒ — ｈ ｉｐ ｒ ｇ ｍｅ ｔ ｈｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｆｔ ｅ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｒ ｑ ｅ ｙ ｏ ｈ ｉｐ ｒ ｇ ｉ ｏ ｄ ｎ ｅｆｅ ｑ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｎ ｎ．Ｔｈ ｓ ｅ ｕ ｔ ｒ ｖ ｈ ａｉ ｎ ｌｔ ｆｔ ｅ ｐｒｐｏ ｅ ｔ ｃｕ ｅ ｕ ｎ ｙ ｐ ｅ ｍｅ ｏ ｅ ｅ ｒ ｓ ｌｓｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ａｉｙ ｏ ｈ ｏ ｓ ｄ ｓｒ ｔ ｒ ． ｏ ｕ
最新32nm工艺技术汇总
浸没式光刻技 术需要在光刻 机投影物镜最 后一个透镜的 下表面与硅片 上的光刻胶之 间充满高折射 率的液体，如 图所示。
传统光刻和浸没式光刻的对比示意图
1.1原理
1.2浸没式光刻带来的主要问题及对策
浸没液体 液体浸没方式 大数值孔径投影物镜的设计 偏振光照明 液体温度变化带来的影响 气泡的消除 光刻胶与污染
• 就目前的发展来看，实现双重图形的方法大致分为三 类：自对准双重图形、二次刻蚀双重图形和单刻蚀双 重图形，如下图。
目前它还拥有多个不同名字，如侧壁间隔层转印图形化技 术（sidewall spacer transfer patterning techniques）、节距 降低（pitch reduction）、间隔层掩膜图形化（spacer mask patterning）或者SA双重图形1-3等。
个侧边使用间隔层，当去除最初的模板材料后，就能有效实现 线条密度的加倍（图2）。根据具体工艺流程，可以使用间隔 层在正胶模式下定义线条或者在负胶模式下定义槽结构。
第二种实现双重图形的办法是二次刻蚀双重图形法（DEDP）。 DEDP采用曝光-刻蚀-曝光-刻蚀的双重图形方法，需要将32nm的 设计分解为两组64nm的设计，而64nm通过目前最先进的单次 曝光技术就可以实现。分解设计的原理是将两组亚设计相重叠， 这样就可以重构出初始的设计。两组设计重叠的图形化可以通 过LELE的顺序实现。该方法的难点在于获得具有可重复性的工 艺，并需要采用低成本的工艺流程、自动设计分解、掩膜的设 计和制造，以及套刻的对准精度。
在双重曝光工艺操作完成后，需要某种技术能够在下一步操作 前就可以检测并确认曝光区域的线宽表现。双重图形技术采用 多层工艺，能够进一步缩小成像图形的尺寸。为了使这项技术 能够确实可行，就必须要进一步提高套刻对准精度。此外，测 量技术还必须具备很好的兼容性。目前令人鼓舞的是，通过努 力看起来CD-SEM有可能满足下几代半导体技术的需求。
光刻机投影镜头的高分辨率设计与制造
光刻机投影镜头的高分辨率设计与制造在当今信息科技高速发展的时代，光刻技术作为芯片制造领域的核心工艺之一，起到了至关重要的作用。
而光刻机中的投影镜头作为实现高分辨率光刻的关键部件，其设计与制造水平直接决定了芯片制造的质量和性能。
本文将探讨光刻机投影镜头的高分辨率设计与制造。
一、高分辨率设计高分辨率是光刻机投影镜头的重要性能指标之一，它决定了光刻机的能力以及芯片制造的质量和效率。
在设计高分辨率的投影镜头时，以下几个关键因素需要考虑。
1. 光学系统设计光刻机投影镜头的光学系统设计必须准确严谨。
在设计过程中，需要考虑光学系统的孔径，像差校正，以及透镜元素的形状和材料选择等方面。
通过优化这些参数，我们可以提高投影镜头的分辨能力，从而实现高分辨率的光刻。
2. 液面透镜技术液面透镜技术是实现高分辨率光刻的重要手段之一。
液面透镜利用液体的折射率变化，可以有效减小透镜的孔径限制，提高透镜的分辨能力。
在制造过程中，我们需要选择合适的液体材料，并将其注入到透镜中，以实现液面透镜技术的应用。
3. 高精度加工技术在投影镜头的制造过程中，高精度加工技术是非常重要的。
精确的加工工艺可以保证透镜的表面平整度和形状精度，从而提高投影镜头的分辨能力。
目前，常用的加工技术包括光刻、磨削、抛光等，这些技术在制造过程中需要严格控制，以确保投影镜头的高分辨率设计。
二、制造工艺除了设计，制造工艺也是实现高分辨率光刻的关键环节。
在制造过程中，以下几个方面需要重点考虑。
1. 材料选择投影镜头的材料选择直接关系到其成像效果和使用寿命。
常用的材料有石英、镁氟硅、镁氟锂等。
不同的材料具有不同的特性，需要根据光刻工艺的要求选择合适的材料。
2. 光刻技术光刻技术在制造过程中起到了至关重要的作用。
通过光刻技术，我们可以将芯片的图案转移到投影镜头的光刻模板上，从而实现高分辨率的光刻。
常用的光刻技术包括传统的接触式光刻和非接触式光刻等。
3. 模板制造光刻机中的光刻模板也是实现高分辨率光刻的重要组成部分。
光刻机的投影镜头工作原理
光刻机的投影镜头工作原理光刻机是半导体制造中关键的设备之一，它通过投影镜头将图形投射到硅片上，是制造集成电路的重要工艺。
在光刻机中，投影镜头作为一个核心组件，起着至关重要的作用。
本文将围绕光刻机的投影镜头工作原理展开论述。
一、光刻机的基本原理光刻机是一种利用紫外光束对硅片进行曝光的制程设备。
它将模板上的图形通过光学投影技术缩小后投射到硅片上，形成微细的图形结构。
光刻机主要由紫外光源、光学系统、投影镜头、准直器、硅片平台等组成。
投影镜头是将模板上的图形投射到硅片上的核心部件。
二、投影镜头的基本结构投影镜头通常由多个光学镜片组成，其中包括透镜、非球面镜等。
这些镜片的数量、曲率半径、材料等参数都是经过精确计算和优化设计的，以确保最终的图形投影具有高分辨率和良好的成像质量。
三、投影镜头的工作原理1. 投影镜头的光学放大原理投影镜头通过多个光学镜片的协同作用，将模板上的图形投射到硅片上，同时具有一定的放大倍率。
在光刻机中，放大倍率通常达到数十倍甚至上百倍，这意味着即使模板上的图形微小到亚微米级别，投影镜头也能将其有效地放大并投射到硅片上。
2. 投影镜头的色差校正原理在光刻机工艺中，紫外光源的波长通常为365nm或者193nm，而不同波长的光在光学系统中会产生色差。
投影镜头需要通过适当的设计和校正，以确保不同波长的光线在通过镜头后仍能准确投射到硅片上，保证最终的成像质量。
3. 投影镜头的照明均匀性校正原理投影镜头需要确保整个硅片表面都能受到均匀的照射，以避免图形形变或失真。
投影镜头设计中需要考虑如何实现照明均匀性，通常通过使用特殊的非球面镜片等结构进行优化设计和校正，以提高整个曝光区域的照明均匀性。
四、投影镜头的性能指标1. 分辨率投影镜头的分辨率是指其能够准确投射最小特征尺寸的能力，通常以亚微米甚至纳米为单位。
高分辨率的投影镜头能够实现更加精细的图形成像，提高制程的精度和可靠性。
2. 成像质量投影镜头的成像质量包括像差、畸变等指标，这些指标直接关系到最终图形的成像精度和准确性。
光刻物镜成像原理
光刻物镜成像原理
光刻物镜的成像原理主要是利用多枚镜片将照明模组发射出的1阶衍射光收进物镜内，再将掩膜版上的电路图案缩小并聚焦成像在晶圆上。
这个过程中，投影物镜需要补偿光学误差，确保精确无误地投射在曝光台上的晶圆表面，精度需要达到纳米级别。
光刻物镜的结构型分为折射式和折反式，折射式结构简单易于装调，而折反式则使用较少数量和较小口径的光学元件满足对场曲的校正在一定物镜尺寸限制内实现更大的NA。
光刻工艺是半导体制程中的核心工艺，通过涂光刻胶和曝光，将掩膜板上的图案“复制”到光刻胶上。
曝光时，激光器产生高能激光，经过一系列特制的精密光学镜片后，通过掩模版，再透过一系列镜片排列组成的物镜补偿光学误差，最终精确无误的投射在曝光台上的晶圆表面。
曝光后，利用化学方式显影，光刻胶就显现出将要进行刻蚀的电路图案。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅光刻机相关书籍或咨询相关人士。
光刻投影物镜可变光阑的结构设计与分析
光刻投影物镜可变光阑的结构设计与分析孙振;巩岩【摘要】The diaphragm structure in a lithographic projection objective is designed depending on the character demand for large adjustable ranges,small installing spaces and high adjustable precision,and the iris diaphragm has an aperture of 236 mm and adjustable precision ofNA±0.003.The parameters of the iris piece are calculated in detail and the size of part is acquired.Then,the part of gear is used to reduce the mass and motion friction of the motion structure and the strength of parts such as the rivet and gears is checked to ensure the adjustable precision and material stress of the diaphragm.It is shown that the stress of all of key parts of the diaphragm meets the requirement of the system and the nature frequency of the diaphragm is no dense frequency phenomenon.These results prove the rationality of the proposed structure.%针对光刻机投影物镜的可变光阑设计对光阑调整范围、安装空间、调整精度的要求,设计了口径为236 mm、调整精度为NA±0.003的连续可变光阑。
光刻机的分类及其特点
光刻机的分类及其特点光刻机是半导体制造过程中不可或缺的设备之一，主要用于制造微细结构和芯片图形的复制。
根据其特性和功能，光刻机可以分为接触式光刻机、投影式光刻机和纳米光刻机。
本文将详细介绍这三种光刻机的分类以及各自的特点。
一、接触式光刻机接触式光刻机是最早出现的光刻机类型之一。
它采用的是将掩膜与照射物之间进行直接接触的方式来进行图形的转印。
这种方式的优点是简单、容易操作，并且成本相对较低。
然而，由于掩膜与芯片之间接触的压力较大，容易导致掩膜和芯片之间的摩擦和磨损。
此外，由于接触方式的限制，接触式光刻机不能用于制造微细结构。
二、投影式光刻机为了解决接触式光刻机的缺陷，投影式光刻机应运而生。
它通过使用透镜或反射镜将照射光线投射到芯片上，从而实现对图形的转印。
相比于接触式光刻机，投影式光刻机具有更高的分辨率和更好的精确度。
同时，由于投影方式的限制，它可以制造出微细结构，因此成为了目前半导体制造中主流的光刻机类型。
在投影式光刻机中，又可分为步进式光刻机和连续式光刻机。
1. 步进式光刻机步进式光刻机是一种比较常见的投影式光刻机，它采用逐个步进的方式进行图形的转印。
在每一步中，光刻机会对芯片上的一个小区域进行曝光，并进行移动，直到整个芯片完成曝光。
这种方式的优点是精确度高，适合进行高密度电路的制造。
但是，由于需要逐步移动，制造速度相对较慢。
2. 连续式光刻机连续式光刻机是一种可连续进行曝光的光刻机。
它通过使用连续的光束进行曝光，从而能够实现高速制造。
相比于步进式光刻机，它的制造速度更快，但精确度稍低。
由于其高速性能，连续式光刻机在大规模芯片制造中得到广泛应用。
三、纳米光刻机纳米光刻机是近年来新兴的一种光刻机类型，它主要用于制造纳米尺度的结构。
随着科技的进步，传统的投影式光刻机已经无法满足制造纳米结构的需求，而纳米光刻机则弥补了这一不足。
纳米光刻机的特点是具有更高的分辨率和更好的精确度。
它使用类似于投影式光刻机的投影方式，但采用了更先进的曝光技术和透镜系统，可以实现更小尺寸的图形转印。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｃ ｍ ａｉ ｎ ｒｊｃｏ ｌ ｔ ｓ ｈｔ ｉ ｏｒｐｉ ｏ ｓ ｅｔ ｎ ｓ ｅ ｉｐ ｏ ｌｈｇａｈ ｔ ｌ ｏ ｐｒ ｏ ｏｐｏ ｉ ｅ ｙ ｎ ｏｔ ｓ ｆ ｎ ｐ ｃ ｏ
Ｈ ａｇ ｊ Ｚａｇ ｎ Ｃ ｅｇ ｒ Ｈ Ｒｎｍｎ ｇ ｕｎ Ｈ ｉ ｕｉ ｈｎ Ｑａｇ ｈｎ Ｊｎ ｉ ｅ ｇ ｉ ｅ ｉ ｉ ｕ ａ ｏ ＳａｇａＭｉ Ｅｅ ｒ ｉ Ｅｕ ｍ ｎＣ ． ｔ Ｓａｇａ２１０ ｈｉ ２３ ｈｎｈｉ ｒ ｃｏ ｃ ｑｉ ｅｔ Ｌ ， ｃ ｌ ｔｎ ｓ ｐ ｏ ｏ ｄ ｈｎ ， ０
Ａ ｓａｔ ｖ ａ ｐｃ ｔ ｓ ｒｅｉ ｌ ｓ ｉｐｏ ｌ ｏｒ ｈ ｔ ｓ ｌ ｅ ａ ｈ ｒ ｒ ｅ ｒ ｏｔａ ｙｅｏｐ ｊ ｔｎ ｕ ｄ ｈｔ ｔ ｇ ｐｉ ｏｌ ｒａａｚ ， ｔ ｉ ｅｕ ｓ ｂｔ ｃＳ ｅ ｌ ｌ ｆ ｃｏ ｅ ｓ ｎ ｏ ｈ ａ ｃ ａ ｎ ｙ ｄ ｎ ｅ ｆ ｔ ｒ ｉ ｐ ｏ ｎ ｅ ｉ ｏ ｅ ｄ ａｅ
模 计 结 明１ 如 心 光比 ０ 则Ｓｅ 下 为 心 光 的９ ＇ 其 像 的 表 ［， 果中 拦 为１ 时， ｔｈ比 降 无中 拦 时 ９ ， 对 质 拟 算 果 ０ １ ％ ｒｌ ３ ０
影响可以忽略。 为一种折反射型结构及中 图６ 心拦光比、 像差对Ｓｅｌ 的影响。 ｔｈ比 ｒ 对于１ ｎ ９ ｍ波长下Ｎ －． ３ Ａ０ ５ ７
人射面内 波 的Ｐ 和垂直于人射面内的ｓ 波进人光刻 差异 （ 透过率或 胶的 即 反射率差异） 大于２％ 这种差异 ０， ａ 将随 长 缩 而 波 的 短 增大。 为 图７ 在不同Ｎ 光 胶 两 交 振 吸 率曲 ｝ 如 像 各点 Ａ下 刻 对 种正 偏 光的 收 线９ 果 场内 偏 ） 。
振度不同， 将引起曝光剂量不均匀。 因此除了 要控制照明光强均匀性外， 还要控制成像光线的偏振度均匀性。
ｐｏ ｌ ｏｒ ｈ ｔ ｌ ｒｃ ｃ ｄｄ ｈｔ ｔ ｇ ｐｉ ｏ ｓ ｌ ｅ． ｏ ｈ ａ ｃ ａ ｏ ｕ ｉ ｏ ｅ ｎ Ｋｙ ｏ ｓ ｈｔ ｔ ｇ ｐｉ ｏ ； ｃｏ ｅ ； ｒ ｔｅｃａ ｏ ｒ ｐｏ ｌ ｏｒ ｈ ｔ ｌ ｒｅｉ ｌ ｓ ｌ ｆｃｖ； ｉ ｔ ｅｗ ｒ ： ｏ ｈ ａ ｃ ｐ ｊ ｔｎ ａ－ ａ ｉ ａｄ ｐｉ ｄ ｉ ｏ ｏ ｎ ｌ ｅ ｒ ｔ ｃ
产 碑行
． 二： 二． ． ： 一 一一 － ． 二 下 ． …
。 一泛十－ Ｔ－ 卞 ０ ｏ 闷 ３ ｝
￥ｌｒ ７ ｐ ｉ ９ ｕ Ｗ
压 ｎ 健目 ２４
Ｏｎ ２ ２ ｎ ｒ 口 ｔ
一 Ｔ山 ２ 去２ 〕
—
人 山护二． ｚ ｝ ｍ ｖ
图 ６中心拦光和 像差对Ｓｒｈ 比的影响 ｔｅｌ
投影物镜的结构与性能特点。
３４ ９
第七局 日 ， ” 扶术研讨会 加 、日 刀
２０ ０３中 国 电 子 制 造 技 术 论 坛 会
一
一， 一一
叮
Ｊ‘
图１一种全折射型投影物镜结构示意图 １ 折反射型结构的主要型式与特点 、 目 前折反射型结构主要分两种： 一种是带偏振分光棱镜的， 另一种是不采用偏振分光棱镜的。 图２ 所示
一、引言
随着光刻分辨率的不断提高， 光学光刻机中 采用的 投影物镜结构型式经历了一个演变和筛选过程。 在早 期的 低分辨率光刻机中， 全反射型、 全折射型、 折反射型多种结构型式并存： 在目 高分辨率光刻机中， 前的 以全折射式结构型式为主流。 与全折射式结构型式相比， 折反射式结构的 投影物镜具有许多优越的光学性能， 但其在光刻机中的真正使用尚 需克服许多技术问 题。 在现代高分辨率光学光刻机中。 投影物镜的结构型式大致分为 两类： 全折射型和折反射型。 本文将对几
种结构型式的投影物镜进行简要分析，以期找出 各自 的特点及适用性。
二、 学性能 光
全折射型投影物镜是指只含有透 镜的投影物镜， 而折反射型投影物镜则是同时含有透镜和反射镜的 投影
物镜。图 １ 为一种全折射型投影物镜结构示意图［ ｍ 。全折射型是目 前光刻机中 应用最多的一种投影物镜结构
型式。 而随着曝光波长的 进一步缩短， 折反射型投影物镜将可能被用于光刻机中。 下面将主要分析折反射型
的投影物镜， 能准确了解中 为了 心拦光对 １ ｎ ０ ｍ线条成像质量的 ０ 影响， 应该进行详细的 模拟分析， 给出Ｏ Ｄ Ｐ
与中心拦光比的控制要求。
４ 偏振光对光刻质量的影响 、
１ 偏振方向 将影响曝光剂量均匀性。 ） 根据 Ｆ ｓ ｌ ｅ ｅ ｒ ｎ 公式， 随着人射角 （ Ａ 的变化， 即Ｎ ） 偏振方向 位于
一 、
ｋ甲 口
（）环孔，ｅ０５ ）环孔，ｅ １ ｂ ＝． （ ｃ － ４
图 ５中心拦光对衍射斑强 」
０２ 仰 舰 翻 如 绷
ｎ Ｊ ”） Ｏｂ 国 ａｌ ｎ ． 的」 鱿 ｌ ｏ
， ‘ ‘． 洲 ‘ ，
出 具 心 光的 反 型 构 １ 种 构的 心 光比 ７ －０ 。 种 构的 点 中 拦 大； 的 有中 拦 折 射 结 ｎ 这 结 中 拦 为１ ５ ％ 这 结 缺 是： 心 光 ， ３２
反射镜的 反射镜口 径太大， 约为透镜的３ 倍。
图４ ｉ 公司 的 用离 视 折反 结 其 场 用 不足 计 一 ４ Ｎ ｏ公 ｎ 提出 利 轴 场的 射型 构， 视 利 率 设 值的 半［。 ｉｎ 是Ｎ ｏ ｋ １ ｋ
０３ ５
｀ ７ ｐｎ ａ ｎ Ｅ ｎ ｔ ｏ ｌｉ ｌ ｏ
０２ 三
３０ 伯
ｄｎ Ｓ ｅｐ Ｍ ｅｓ
ｉ ｌｅ Ｐ ｔｄ Ｍ ｓａ ｏ Ｓ
氏以 ‘户 ，’Ｊ ‘
尹
Ｔ ｏ ｎ ｎＭ ｚｎ Ｍｐ ｌ ｎ
艺 ０５ ． １
山
一界 ｝ ０ 口 ｕ ． 二 。 ０ ０
２：ｅ ５ 、ｄ － 卜
２ ０
２０ ０３中 国 电 子 制 造 技 术 论 坛 会
光刻机投影物镜结构型式比较
黄惠杰 张 强 程建瑞 贺荣明
上海微电子装备有限公司，上海 ２１０ ０２３
【 要】 本文分析了 摘 光刻机中 采用的几种投影物镜的结构型式， 比较了 各自 优缺点， 的 指出目 前光刻 机中 采用全折射投影物镜作为主流结构型式的原因．
３６ ９
第七局 日， “ 加 、日刀技术研讨会
２０ ０３中 国 电 子 制 造 技 术 论 坛 会
ｚ 折反射型结构与全折射型结构的主要差异 、
与全 结构相比， 折射型 折反射型 结构的 ［ １ １ 工作 优点［ ： ２ ） 带宽大。 反 ． ３ 因为 射镜不产 差， 用单一折 生色 采
图３ ｓ 公司 Ｚｉｓ 折反射型投影物镜结构 ｅ
只
。 扣 １
！
日 ！
一
一
勺 １
．ｔ ｅ ｗｅ ｗｅ Ｊ ． １
图‘ ｉ ｎ Ｎｋ 公司折反射型投影物镜结构及其视场 ｏ
一四 １
吸 Ｌ
决田 邃
自汉】 、 ＿ ￣
－ Ｅ ／
ｅ ａ／
ｔ ｏ ｚ ｅ ｍ －
＼
二１ ０
ｘ ａ
Ｙ ｌ ｂ
Ｊ， 口 口
图 ５另外两种折反射型投影物镜结构
色 ．， 川ｅ ． ｄ ｄ
ｍ。 。 。
１， ＞ ０ －５ ０
０
ａ
１ ５
０ ５ ． １
１ Ｏ
口
：
．
． 才
刁 ２ ５
０ 气 －５ ． ３
．， 一 户 介
０２ ０４ ． ０６ ０ １ ８ ｎ
： ； ：：
－．Ａ 卜
“ 日口 －
，ｒ 叹 ： 二
０５ ０５ ０６ ０ ．０ ．５ ． ０ ６ ５ ＮＡ
司在这方面有许多专利。 包括光学设计与整机结构等方面。图５ 为两种其他结构型式的利用离轴视场的折反
射型结构［］ ［ ５ ， ６
１ ２！
图２ Ｌ ＳＧ 公司折反射型投影物镜结构 Ｖ
第七石 日 ， 加 ． 、日 。技术研讨会
３５ ９
２０ ０３中 国 电 子 制 造 技 术 论 坛 会
＼Ｙ ｌ １
第七局日， ‘刀拉术研讨舍 ．、 翻
３７ ９
２０ ０３中 国 电 子 制 造 技 术 论 坛 会
｝ 一 ｝ 军
：｝ ｝－ ｛ ｈ ｌ ， ｝ ｛Ｉ
｛｝ 厂
１ ｛ １ 丰
｝
！
｝｛ 石 丁 ｝ １１ －一 一
｝
｛ 一
１ ｝ ｛ 一 １ ｉ ｉ 准 ｛． ｒ ｒＩ
｛ ／ ’
（）园孔 ａ
卞 丰 笛
结构带 偏振分光 棱镜［ 主 ２ 要由ＳＧ 公司 ［ ， Ｖ Ｌ 提出， 并在其光 上使用， ９ ｍ光刻机 刻机 在１ ｒ ３ ｓ 上使用的 这种结 构 型式的 最大数值孔径 Ｎ ＝． 这种折反射型结构的 Ａ０ 。 ６ 特点是： 心拦光， 无中 视场位于光轴周围， 透镜体积较
小； 但必须采用偏振光照明与成像； 其中的反射镜 （ 一般为凹 非球面） 偏振分光梭镜、１ 波片的口 、 ／ ４ 径大， 材料难获得， 加工难度大，由 此造成这种结构型式的大Ｎ Ａ投影物镜制造成本急剧上升。 不带偏振分光棱镜的 折反射型结构． 要么存在中心拦光， 要么只能利用离轴视场。 ３ Ｚｉ 公司 图 为 ｅｓ 提 ｓ
ａ ｍ ａ ｄ ｉ ｔｓ ｐｒ Ｔｅ ａ ｎ ｅ ｐ ｙ ｇ ｌ ｆｃｖ ｌ ｓ ａ ｔ ｍ ｉ ｔａ ｉ ｃｒｎ ｅ ｏ ｅ ｎ ｒ ｃ ｐｒ ， ｈ ｐ ｅ ｈ ｒ ｓ ｓ ｌ ｉ ａ－ｒ ｔｅ ｅ ｓ ｉ ａ ． ｅ ｏ ｍ ｏ ｎ ｌ ａ ｉ ｅ ｓ ｈ ａ ｓ ｍ ｕ ｅｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｎ ｒ ｅ ｎ ｒ
要 起特 尺 Ｄ 生 化） １ 是引 征 寸Ｃ 发 变 Ｄ
通常认为， 心拦光或利用离轴视场的折反射型结构在Ｎ ＞．时， 体像质很难满足要求。 中 Ａ０ ５ 总 所以Ｓ Ｇ ＶＬ
公司 选择带偏振分光 棱镜的 射型结 ２ 折反 构［ １