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《成像干涉光刻技术与离轴照明光刻技术的对比分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第26卷第7期半导体学报Vol.26No.72005年7月CHINESEJOURNALOFSEMICONDUCTORSJuly,2005成像干涉光刻技术与离轴照明光刻3技术的对比分析1,211刘娟张锦冯伯儒(1中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室,成都610209)(2中国科学院研究生院,北京100039)摘要:作为分辨率增强技术(RET)之一,离轴照明技术(OAI)通过调整照明方式,不但能提高分辨率还能很好地改善焦深.成像干涉光刻技术(IIL)利用多次曝光分别记录物体空间频率的不同部分,极大地提高了成像质量,其中大角度倾斜照明是对OAI的扩展.从成像原理和频域范围的角度对
2、IIL和OAI进行了理论研究、计算模拟和对比分析.结果表明,在同样条件下,IIL相对于OAI可更好地分辨细微特征.关键词:倾斜照明;成像干涉光刻技术;离轴照明技术;光刻技术PACC:4210J;4225;4230中图分类号:TN405文献标识码:A文章编号:025324177(2005)0721480205过调整照明系统,把频率空间的不同部分在不同曝1引言光中分别引入系统而实现高分辨率成像,是对OAI的扩展.本文从IIL和OAI的成像原理和频域范围的传统投影光学光刻(OL)的分辨率由瑞利(Ray2角度进行比较,并通过具体的计算模拟对比分析,说leigh)判据给出:明了IIL较之于OAI的优越
3、性,其结果令人满意.R=k1λ/NA(1)式中k1为工艺因子;NA为数值孔径;λ为曝光波2IIL和OAI的原理长.提高分辨率最直接的方法是增大NA,减小λ,但目前这些都存在很多限制.多年来,一些新技术不断光学成像系统是信息传递的系统,输入物体(掩涌现.分辨率增强技术(RET),包括离轴照明技术模)的信息可以分解为不同的空间频率,像质的好坏[1,2,4][2,3](OAI)、相移掩模技术(PSM)、光学邻近效取决于物体各种频率成分是否能经过系统到达像[2,3]应校正技术(OPC),都是在给定的λ和NA下减面.物体结构越精细,其空间频率越高,衍射角越大,小k1提高分辨率的方法,而OAI以其未增加
4、掩模相应的频谱在频谱面上离中心也越远.传统衍射受[7]制作难度且有效地改善焦深而独具优势.限光刻系统中,透镜可视为低通滤波器,存在光学[2,4,5]成像干涉光刻技术(IIL)结合了OL可对截止频率fopt=NA/λ,它是OL系统可传递的最大[6]任意图形成像和无掩模干涉光刻(IL),高分辨率空间频率,高于它的空间频率不能进入系统参与成的优点,将投影光刻、大角度偏置照明、光瞳滤波和像.多曝光干涉集成,能以较高分辨率对任意图形成像,如图1(a)所示,垂直曝光时只有靠近光轴的低是一种理想的提高光刻分辨率的方法.Bruck等频分量进入系统到达像面,高频分量都被阻在外面,[2]人曾对各种RETs提出了
5、一个普适模型,并分别所以OL的分辨率较低.离轴照明技术采用倾斜照进行了简单的分析和讨论.和OAI类似,IIL也是通明方式,用从掩模透过的零级光和其中一个一级衍3国家自然科学基金资助项目(批准号:60276043)刘娟女,1981年出生,硕士研究生,主要从事微光刻和微细加工技术研究.Email:biange@vip.371.net2004209224收到,2005201218定稿Z2005中国电子学会第7期刘娟等:成像干涉光刻技术与离轴照明光刻技术的对比分析1481射光成像,让包含主要结构信息的低频分量和部分更好的空间像.图2是曝光x方向高频分量倾斜照包含精细特征的高频分量都进入系统,因而可以
6、提明的示意图,抗蚀剂基片平面上引入的参考光束R高分辨率,改善像质;由于是双光束对称成像,还可和到达的高频分量干涉,以恢复在传统光刻中可能改善焦深.失去的高频信息.图1传统光学光刻(a)与离轴照明(b)示意图图2x方向倾斜曝光示意图Fig.1SchematicdiagramsofconventionalOL(a)andFig.2Illustrationofx2offsetexposureOAI(b)[4]图3(a)是IIL的完整的频域图.图中大圆是成像干涉光刻技术借用“波分复用”的概念,在IL能达到的频域范围,圆心O处半径为fopt的小圆系统有限的通带内,用垂直光照射掩模传递低频信是OL的频域
7、范围.图中有4个偏离原点±foff、半息,再用大角度倾斜曝光传递高频信息,最后把多次径为fopt的共轭圆对,它们分别代表在x,y方向偏曝光进行叠加,就可以得到一个好的像.由于IC结离曝光引起的频率偏移.圆半径仍是fopt,说明系统构很复杂,每一次曝光只是包含一部分频率分量,因是用同一个通带把不同的频谱分别传递;沿轴fx,而需要多次曝光才能覆盖足够的频率范围,记录足fy的圆分别对应于x,y方向的偏离曝光.从频域
