專利名稱：投影光刻成像相移濾波裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種投影光刻成像相移濾波裝置，屬于IC生產設備分步重復投影光刻機高分辨力投影成像技術領域。
近年來，為了提高IC生產設備分步重復投影光刻機光刻分辨力，通常采用短波長、大數值孔徑、以及相移掩模和離軸照明技術，在挖盡了這些提高光刻分辨力技術的各種潛力后，國外已開始以犧牲成像光的強度，在照明系統(tǒng)中放置濾波用光欄，再把光欄的像投影在物鏡的光瞳面上，用此近似光瞳濾波方法提高現有的投影光刻成像像對比度，達到提高光刻分辨力。顯然這種近似濾波方法的濾波效果不好，結構也很復雜，又因為這種方法是一種純振幅濾波，擋去大量低頻成像光，大幅度降低了成像光的強度。
本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術的不足，而提供一種投影光刻成像相移濾波裝置，在投影光刻物鏡光瞳面上直接加入完全透光相移濾波板，既保證成像光不受阻擋，又能提高像對比度，較大地提高投影成像光刻分辨力，同時也大幅度增大焦深。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術措施實現由橢球鏡、照明光源、聚光鏡組、掩模板、成像物鏡及硅片構成，在成像物鏡前組的后焦面和后組的前焦面位置，即成像物鏡的光瞳面位置，放置對成像光可進行相移濾波的相移濾波板。
本發(fā)明也可以由以下技術措施實現位于光瞳面上的相移濾波板的石英基板上，制作有完全透光相移10°-350°的等相移園環(huán)形膜層，其園環(huán)內半徑r1＝(0.10-0.48)R，園環(huán)外半徑r2＝(0.52-0.90)R，R為相移濾波板的全半徑。
本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點1、在投影成像光刻物鏡光瞳面上直接加入在石英基板上作有園環(huán)形完全透光膜層的相移濾波板，成像光不受阻擋，但卻改變光瞳函數，從而改變光學系統(tǒng)傳遞函數，使頻譜傳輸特性得到改善，提高投影成像對比度，既克服了離軸照明和相移掩模低曝光容限、高鄰近效應的不足，也克服了用近似光瞳濾波，濾波效果不好，又擋去大部分低頻成像光，使成像光強大幅降低的缺點；2、同時發(fā)揮多焦面復合效應和邊緣增強相位效應，進一步挖掘了短波長大數值孔徑投影成像系統(tǒng)的光刻分辨力能力，較大地提高投影成像光刻分辨力和大幅度增大焦深；3、在投影成像光刻系統(tǒng)中加入該相移濾波板，可保持原投影成像系統(tǒng)技術參數不變，在設計制造物鏡時就考慮加入，則更為簡單方便。


圖1為投影光刻成像相移濾波裝置的總結構圖。
圖2為相移濾波板的結構圖。
圖3為相移濾波板透過率曲線圖。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明如圖1所示投影光刻成像相移濾波裝置由橢球鏡1、照明光源2、積分鏡組3、聚光鏡組4、掩模板5、相移濾波板7、投影成像物鏡的前后鏡組6、8及硅片9構成。照明光源2通過橢球鏡1反射和聚光，將光聚集在積分鏡組3上，積分鏡組3上的每個積分鏡發(fā)出的光通過聚光鏡組4聚光，均勻照明掩模板5，而掩模板5上的超微細掩模圖形通過投影成像物鏡的前后鏡組6、8及相移濾波板7成像于硅片9上。相移濾波板7的濾波平面位于成像物鏡前組6的后焦面，也位于后組8的前焦面，即成像物鏡光瞳面上，在該面上可得到掩模圖形的頻譜。由于有完全透光膜層的相移濾波板的加入，成像光不受阻擋，但卻改變投影成像光學系統(tǒng)的光瞳函數，從而改變光學系統(tǒng)傳遞函數，進行成像系統(tǒng)的頻譜調制，使頻譜傳輸特性得到改善，同時也發(fā)揮多焦而復合效應和邊緣增強相位效應，進一步挖掘短波長大數值孔徑投影成像系統(tǒng)的光刻分辨力能力，提高像對比度，較大地提高投影成像光刻分辨力和大幅度增大焦深。
如圖2和圖3所示相移濾波板7由石英基板10和其上面制作的完全透光相移10°-350°的等相移園環(huán)形膜層11構成，膜層11的振幅透過率值T相當于負值，園環(huán)內半徑r1＝(0.10-0.48)R，園環(huán)外半徑r2＝(0.52-0.90)R，式中R為相移濾波板全半徑。由于膜層11完全透光，成像光通過膜層后不會受阻擋而減弱。
權利要求
1.由橢球鏡(1)、照明光源(2)、聚光鏡組(4)、掩模板(5)、投影成像物鏡及硅片(9)構成的投影光刻成像相移濾波裝置，其特征在于在成像物鏡前組(6)的后焦面和后組(8)的前焦面位置，即成像物鏡的光瞳面位置，放置可對成像光進行相移濾波的相移濾波板(7)。
2.如權利要求1所述的投影光刻成像相移濾波裝置，其特征在于位于光瞳面上的相移濾波板(7)的石英基板(10)上，制作有完全透光相移10°-350°的等相移園環(huán)形膜層(11)。
3.如權利要求1和2所述的投影光刻成像相移濾波裝置，其特征還在于相移濾波板(7)石英基板(10)上的完全透光園環(huán)形相移膜層(11)，其園環(huán)內半徑r1＝(0.10-0.48)R，園環(huán)外半徑r2＝(0.52-0.90)R，R為相移濾波板(7)的全半徑。
全文摘要
本發(fā)明是一種投影光刻成像相移濾波裝置,由照明光源、聚光鏡組、成像物鏡及硅片等構成,其特征是在投影光刻物鏡的光瞳面位置,放置對成像光可進行相移濾波的完全透光相移濾波板,既保證成像光不受阻擋,又能提高像對比度,進一步挖掘短波長大數值孔徑投影成像系統(tǒng)的光刻分辨力能力,較大地提高投影成像光刻分辨力和大幅度增大焦深。
文檔編號G02B27/46GK1350193SQ00116190
公開日2002年5月22日 申請日期2000年10月20日 優(yōu)先權日2000年10月20日
發(fā)明者陳旭南, 羅先剛, 姚漢民, 李展, 康西巧 申請人:中國科學院光電技術研究所