專利名稱：光刻機(jī)環(huán)形光柵離軸照明光學(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)環(huán)形光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)，屬于半微米至深亞微米分步重復(fù)投影光刻機(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)化方向發(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)急需解決的核心問題。目前，為提高分辨力和增大焦深，光刻機(jī)采用了加入四極相干片或環(huán)形相干片的離軸照明光學(xué)系統(tǒng)，其不足之處在于(1)光路中的四極相干片或環(huán)形相干片擋掉了50％以上的照明光能量，因而光能量利用率低，曝光時(shí)間長，對(duì)細(xì)線條的曝光極為不利。
(2)四極相干片或環(huán)形相干片僅部分孔徑通光，其照明均勻性差。
(3)四極相干片或環(huán)形相干片照明雖然對(duì)掩模上相對(duì)應(yīng)的特征線寬圖形分辨力和焦深有提高作用，但對(duì)同一塊掩模中的其它非對(duì)應(yīng)關(guān)系的特征線寬圖形分辨力和焦深提高效果不好，實(shí)用范圍受到限制，即使使用相位光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)用范圍擴(kuò)大，但光刻不同特征線寬圖形時(shí)，也需更換對(duì)應(yīng)的相位光柵板，并且對(duì)斜線條圖形效果也不好。
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)環(huán)形光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到光刻機(jī)環(huán)形光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)中，在聚光鏡與掩模之間是一個(gè)與掩模面平行的環(huán)形光柵板，環(huán)形光柵板上刻滿至少一組間隔不相同，刻蝕深度相同的同心圓環(huán)。
本實(shí)用新型的目的還可以通過以下措施來達(dá)到環(huán)形光柵板上每組環(huán)形光柵，其刻蝕深度h與光刻曝光波長λ滿足h=(0.5～1.5)λ,刻蝕圓環(huán)圖形的半徑為R=i[(1.2～1.8),(1.8～2.4),(2.4～3.0)]微米，其中i=1,2,3,…,m(m為正整數(shù))。


圖1為本實(shí)用新型環(huán)形光柵板結(jié)構(gòu)圖。
圖2為刻有兩組環(huán)形圖形的環(huán)形光柵結(jié)構(gòu)圖。
圖3為刻有九組環(huán)形圖形的環(huán)形光柵結(jié)構(gòu)圖。
圖4為光刻機(jī)環(huán)形光柵離軸照明的光學(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)一步說明如圖1所示環(huán)形光柵板(8)為純相位結(jié)構(gòu)，在石英基片上刻若干組間隔不同的同心圓環(huán)?？涛g深度h與光刻曝波長λ的關(guān)系為h=(0.5～1.5)λ?？涛g的光柵圓環(huán)半徑為R=i[(1.2～1.8),(1.8～2.4),(2.4～3.0)]微米，其中i=1,2,3,…,m(m為正整數(shù))。R的具體數(shù)值為(1.2～1.8),(1.8～2.4),(2.4～3.0),(2.4～3.6),(3.6～4.8),(4.8～6.0),(3.6～5.4)，…微米，直到充滿掩模板。圓環(huán)寬度相同，取值為1.8～2.5微米。
如圖2所示環(huán)形光柵板(8)的圖形由圖1所述二組圓環(huán)狀光柵的圖形構(gòu)成。
如圖3所示環(huán)形光柵板(8)的圖形由圖1所述九組圓環(huán)狀光柵的圖形構(gòu)成。
如圖4所示在聚光鏡(7)與掩模(9)之間是一個(gè)環(huán)形光柵板(8)，它與掩模(9)的掩模面平行放置。從光源(1)射來的光通過橢球鏡(2)、集光鏡(3)、積分鏡(4)、聚光鏡(5)、反射鏡(6)、聚光鏡(7)后，照射到環(huán)形光柵板(8)上，由于環(huán)形光柵板(8)上的圖形是深度為h的圓環(huán)光柵，經(jīng)過環(huán)形光柵板(8)后光線被衍射成與光軸有一定夾角的環(huán)狀光帶分布，然后照射到掩模(9)上，使掩模(9)上的圖形都受到傾斜照明，通過光刻物鏡(10)成像于硅片(11)上，它變原來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、環(huán)形光柵板結(jié)構(gòu)簡單，能方便制作，不需對(duì)照明系統(tǒng)其他條件作任何改變，一次放置，不需更換，對(duì)不同特征線寬的各種掩模圖形均適用，實(shí)用范圍寬，有利于用戶使用。
2、裝入該環(huán)形光柵板的照明光學(xué)系統(tǒng)，所有照明光均照射掩模，照明能量無遮擋，能量利用率高，用它優(yōu)化照明光，照明均勻性好，光刻分辨力和焦深均提高25％以上，適合大規(guī)模生產(chǎn)需要。
3、插入環(huán)形光柵板的離軸照明，產(chǎn)生了環(huán)形光帶的照明光傾斜照明掩模，改變原來成像系統(tǒng)三束光成像為兩束光成像，提高了分辨力，由于二束光成像，光程差為零，成像焦深也得到提高。并且對(duì)分辨力和焦深的提高不依賴圖形方向，形狀和大小，可應(yīng)用于0.3微米～0.12微米范圍內(nèi)的特征線寬圖形光刻，效果很好。
權(quán)利要求1.光刻機(jī)環(huán)形光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)，來自光源(1)的光經(jīng)橢球鏡(2)、集光鏡(3)、積分鏡(4)、聚光鏡(5)、反射鏡(6)和聚光鏡(7)照射到掩模上，被照明的掩模圖形通過光刻物鏡(10)投影成像于硅片(11)上，其特征在于在聚光鏡(7)與掩模(9)之間是一個(gè)與掩模面平行的環(huán)形光柵板(8)，環(huán)形光柵板(8)是由在石英基片上刻滿至少一組間隔不同、深度相同的同心圓環(huán)光柵圖形構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)環(huán)形光柵離軸照明光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于環(huán)形光柵板(8)的每組環(huán)形光柵，光柵刻蝕深度h與光刻曝光波長λ的關(guān)系為h=(0.5～1.5)λ，光柵圓環(huán)半徑為R=i[(1.2～1.8),(1.8～2.4),(2.4～3.0)]微米，其中i=1,2,3,…,m(m為正整數(shù))。
專利摘要本實(shí)用新型是光刻機(jī)環(huán)形光柵離軸照明光學(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。其特征是在聚光鏡與掩模板之間有一個(gè)與掩模面平行的環(huán)形光柵板,它是由在石英基片上刻有間隔不同、深度相同的同心圓環(huán)構(gòu)成。環(huán)形光柵板結(jié)構(gòu)簡單,制作方便,只需一次放置,能量利用率高,均勻性好,對(duì)不同特征線寬的各種掩模圖形光刻分辨力和焦深均提高25%以上,實(shí)用范圍寬,適合大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)G03F7/20GK2351772SQ98229440
公開日1999年12月1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, 王肇志 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所