[實用新型]一種用于增強光刻分辨率的離軸照明結(jié)構(gòu)和光刻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720415620.0
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN207164465U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊彪;周金運
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及光刻設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于增強光刻分辨率的離軸照明結(jié)構(gòu)和光刻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光刻的基本原理是：利用光致抗蝕劑(或稱光刻膠)感光后因光化學(xué)反應(yīng)而具有耐蝕性的特點，將掩模板上的圖形刻制到被加工表面上。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，對于光刻系統(tǒng)的要求也越來越高。因此，光刻系統(tǒng)是高科技產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的中流砥柱，最終能影響電子產(chǎn)品商業(yè)競爭的成敗。

隨著光刻特征尺寸變小和光刻圖形結(jié)構(gòu)愈趨復(fù)雜及多樣化，同時也是在超大規(guī)模集成電路再造需求的推動下，提高光刻分辨率已成為研究光刻技術(shù)的核心。由瑞利公式R＝k₁λ/NA可知，減小工藝因子k₁、縮短曝光波長λ或增加投影透鏡的數(shù)值孔徑NA，都可以提高光刻的分辨率。其中，縮短曝光波長是光刻技術(shù)增加分辨率的重要研究方向。

近年來，已經(jīng)從436nm的紫外光發(fā)展到近紫外光再到193nm等深紫外光(EUV)，以及現(xiàn)在正在研制的13nm的極紫外光(DUV)，都推進(jìn)著光刻分辨率的不斷提高。但是由焦深公式DOF＝K₂λ/NA²可知，焦深與波長成正比，與數(shù)值孔徑的平方成反比，所以利用縮短曝光波長或提高投影透鏡的數(shù)值孔徑的同時會使得焦深線性減小。因此，在一定波長的情況下，為了保持足夠的焦深，必須采用各種分辨率增強技術(shù)。

常用的分辨率增強技術(shù)有離軸照明(OAI)、相移掩膜(PSM)、光學(xué)鄰近效應(yīng)(OPC)、光瞳濾波及偏振光照明。離軸照明技術(shù)能在不改變工作波長、投影透鏡的數(shù)值孔徑及光刻膠工藝的條件下，提高光刻的分辨率，從而獲得良好的發(fā)展。常見的離軸照明方式有環(huán)形照明、偶極照明、四極照明等，其表征參數(shù)有照明相干因子、照明極開口角、照明極數(shù)量及形狀，不同 的離軸照明方式對分辨率的改善、焦深與對比度的提高程度不同，但常用的離軸照明方式只適用于固定柵距、線條規(guī)則的圖形。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種用于增強光刻分辨率的離軸照明結(jié)構(gòu)以及光刻系統(tǒng)，能夠增強光刻分辨率，提高焦深和對比度。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提供了一種用于增強光刻分辨率的離軸照明結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置的反射鏡、聚光透鏡、掩膜板和投影透鏡，還包設(shè)置在所述反射鏡與所述掩膜板之間的相位圖形片，所述相位圖形片包括同一圓內(nèi)的多個相鄰夾角相等且圓心角相等的極邊扇形，所述極邊扇形被多個與所述極邊扇形同心的同心圓分割為多個曲邊照明極塊，同一所述極邊扇形對應(yīng)的多個所述曲邊照明極塊之間的間距成等差級數(shù)，入射光束經(jīng)過所述反射鏡反射到所述相位圖形片后偏離主光軸產(chǎn)生一個傾角后，透射過所述掩膜板的圖形的零級和一級衍射光經(jīng)過所述投影透鏡在晶圓片的光刻膠上形成干涉圖案。

其中，所述相位圖形片設(shè)置在所述聚光透鏡上方、所述掩膜板上方或所述掩膜板的上表面。

其中，所述曲邊照明極塊的開口角為30°～45°。

其中，相鄰所述極邊扇形之間的夾角為30°～60°。

其中，所述極邊扇形的數(shù)量為4～6。

其中，同一所述極邊扇形對應(yīng)的多個所述曲邊照明極塊之間的間距相等。

其中，同一所述極邊扇形對應(yīng)的多個所述曲邊照明極塊在徑向的厚度相等。

其中，同一所述極邊扇形對應(yīng)的多個所述曲邊照明極塊在徑向的厚度與之間的間距相等。

其中，所述相位圖形片的中心與所述聚光透鏡、所述投影透鏡處于同一主光軸。

除此之外，本實用新型實施例還提供了一種光刻系統(tǒng)，包括如上所述的用于增強光刻分辨率的離軸照明結(jié)構(gòu)。

本實用新型實施例所提供的用于增強光刻分辨率的離軸照明結(jié)構(gòu)和光刻系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

本實用新型實施例提供的用于增強光刻分辨率的離軸照明結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置的反射鏡、聚光透鏡、掩膜板和投影透鏡，還包設(shè)置在所述反射鏡與所述掩膜板之間的相位圖形片，所述相位圖形片包括同一圓內(nèi)的多個相鄰夾角相等且圓心角相等的極邊扇形，所述極邊扇形被多個與所述極邊扇形同心的同心圓分割為多個曲邊照明極塊，同一所述極邊扇形對應(yīng)的多個所述曲邊照明極塊之間的間距成等差級數(shù)，入射光束經(jīng)過所述反射鏡反射到所述相位圖形片后偏離主光軸產(chǎn)生一個傾角后，透射過所述掩膜板的圖形的零級和一級衍射光經(jīng)過所述投影透鏡在晶圓片的光刻膠上形成干涉圖案。

本實用新型實施例提供的光刻系統(tǒng)，包括如上所述的用于增強光刻分辨率的離軸照明結(jié)構(gòu)。