專利名稱：光刻機(jī)相位光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種光刻機(jī)相位光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)，屬于半微米至深亞微米光刻機(jī)離軸照明光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
隨著現(xiàn)代微電子技術(shù)向高集成度超微細(xì)化發(fā)展，不斷提高制作微細(xì)圖形的關(guān)鍵設(shè)備光刻機(jī)所能達(dá)到的分辨力水平，已成為光刻技術(shù)急需解決的核心問(wèn)題。目前光刻機(jī)采用四極離軸照明光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)提高分辨力和增大焦深有一定效果，實(shí)際使用中仍存在如下不足(1)光路中的四極相干片擋掉了50％以上的照明光能量，因而光能量利用率低，曝光時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)細(xì)線條的光刻極為不利。
(2)四極相干片僅部分孔徑通光，其照明均勻性差。
(3)四極相干片照明，雖然對(duì)0.5微米～0.25微米線條中對(duì)應(yīng)圖形特征線條能一定程度提高分辨力增大焦深，但效果還不很理想。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種光能利用率高，照明均勻性好，光刻分辨力高，焦深大，實(shí)用范圍寬的光刻機(jī)相位光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到光刻機(jī)相位光柵離軸照明的光學(xué)系統(tǒng)中，在聚光鏡與掩模之間是一個(gè)與掩模面平行的相位光柵板，相位光柵板的上、下表面分別刻有線寬相同，刻蝕深度相同的線形光柵，且光柵方向相互垂直。
本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到相位光柵板的光柵線寬D與要求光刻特征線寬d，滿足D=(0.7～1.3)d，光柵刻蝕深度h與光刻波長(zhǎng)滿足h=(0.5～1.5)λ。


圖1為本實(shí)用新型相位光柵結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為光刻機(jī)相位光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
下面本實(shí)用新型將結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明如圖1所示相位光柵板為純相位結(jié)構(gòu)。針對(duì)要求光刻特征線寬圖形，在石英基片上表面刻滿線寬為D的線形光柵，下表面也刻滿線寬同樣是D的線形光柵，上下表面光柵方向相互垂直，其刻蝕深度相同。光柵線寬D與要求光刻特征線寬d的關(guān)系為D=(0.7～1.3)d，光柵刻蝕深度h與光刻曝光波長(zhǎng)λ的關(guān)系為h=(0.5～1.5)λ。
如圖2所示，在聚光鏡(7)與掩模板(9)之間是一個(gè)與掩模面平行的相位光柵板(8)，其光柵方向與掩模圖形線條方向一致(或垂直)。相位光柵(8)的上、下表面分別刻有線寬相同，刻蝕深度相同的線形光柵，且上下光柵方向垂直。從光源(1)射來(lái)的光通過(guò)橢球鏡(2)、聚光鏡(3)、積分鏡(4)、聚光鏡(5)、反射鏡(6)、聚光鏡(7)后，照射到相位光柵板(8)上，由于相位光柵板(8)上的圖形是深度為h的兩組相互垂直的線形光柵，經(jīng)過(guò)相位光柵板(8)后光線被衍射成四個(gè)方向分布，然后照射到掩模(9)上，使掩模(9)上x(chóng)或y方向的圖形都受到傾斜照明，通過(guò)光刻物鏡(10)成像于硅片(11)上，它變?cè)瓉?lái)三束光為兩束光成像，提高了光刻成像分辨力，因?yàn)槭莾墒獬上?，光程差為零，成像焦深也得到增大?br> 本實(shí)用新型相比已有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1．加入照明系統(tǒng)的相位光柵板采用純相位結(jié)構(gòu)，它優(yōu)化照明光，照明均勻性好，所有照明光均照射掩模，照明光能量利用率高，變?nèi)鉃閮墒獬上?，提高光刻分辨力和焦深，滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要。
2．在聚光鏡與掩模之間放置相位光柵板實(shí)現(xiàn)離軸照明，針對(duì)不同特征線寬圖形，其相位光柵板能方便取放，不需對(duì)傳統(tǒng)照明系統(tǒng)做任何改變，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用范圍加大。可應(yīng)用于1微米～0.15微米范圍內(nèi)的特征線寬圖形光刻，對(duì)0.5微米～0.25微米范圍內(nèi)的特征線寬圖形光刻，提高分辨力和增大焦深效果更好。
權(quán)利要求1．光刻機(jī)相位光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)，來(lái)自光源(1)的光經(jīng)集光鏡(3)、積分鏡(4)和聚光鏡(7)等照射到掩模上，被照明的掩模圖形通過(guò)光刻物鏡(10)投影成像于硅片(11)上，其特征在于在聚光鏡(7)與掩模板(9)之間是一個(gè)與掩模面平行的相位光柵板(8)，其光柵方向與光刻圖形方向一致，相位光柵板(8)的上下表面分別刻有線寬相同、刻蝕深度相同的線形光柵，且上下光柵方向垂直。
2．如權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)相位光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于相位光柵線寬D與要求光刻特征線寬d的關(guān)系為D=(0.7～1.3)d，光柵刻蝕深度h相同，與光刻曝光波長(zhǎng)λ的關(guān)系為h=(0.5～1.5)λ。
專利摘要光刻機(jī)相位光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)，屬于半微米至深亞微米光刻機(jī)離軸照明光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。其特征是聚光鏡與掩模板之間是一個(gè)與掩模面平行的相位光柵板，它的上下表面分別刻有線寬相同、刻蝕深度相同的方向互相垂直線形光柵，光柵方向與掩模圖形方向一致。相位光柵板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取放方便，實(shí)用范圍大，照明均勻性好，光能量利用率高，變?nèi)鉃閮墒獬上?，提高光刻分辨力和焦深，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)G03F7/20GK2352974SQ98229439
公開(kāi)日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1998年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月3日
發(fā)明者羅先剛, 姚漢民, 陳旭南 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所