[发明专利]一种产生连续可变光瞳的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻照明技术，特别涉及一种产生连续可变光瞳的光刻照明装置。

背景技术

光刻法用于制造半导体器件。光刻法使用电磁辐射，如紫外(UV)、深UV或可见光，在半导体器件设计中产生精细的图形。许多种半导体器件，如二极管、三极管和集成电路，能够用光刻技术制作。

光刻曝光系统通常包括照明系统、含有电路图的掩模版、投影系统和用于涂覆了光刻胶的硅片和硅片对准台。照明系统照射掩模版电路图，投影系统把掩模版电路图照明区域的像投射到晶片上。

在光刻中，对图像质量起关键作用的两个因素是分辨率和焦深。所以既要获得更好的分辨率来形成关键尺寸的图形，又要保持合适的焦深。离轴照明技术可以提高焦深并且提高了分辨率。当今先进的光刻工艺要求使用离轴照明技术，包括环形照明、双极照明、四极照明等。通过合理的选择与曝光图案相匹配的光瞳形状可以最大限度的提高工艺窗口，这就要求照明系统具有可调节的光瞳形貌。

如图1所示为离轴照明的成像机理，在离轴照明中，由于掩模具有光栅周期结构，入射光入射到掩模上由于衍射作用分成三束光，分别为0级、+1级和-1级。投影物镜由于其有限的NA只捕获0级和+1级光，并改变光束方向使光束会聚到硅片面上，这两束平面波场在硅片面上叠加，叠加的光波方程和照明入射光入射角θ_i有关。理论上，当照明的入射光满足方程(1)时，可以获得无限大的焦深。

1-(λ/p-sinθi)2-cosθi=0---(1)]]>

因此最优化的照明入射角为：θ_i＝arcsin(λ/2p)，式中p为掩模在该方向上的空间周期Pitch。而入射角θ_i对应于照明相干因子σ。由此可见，照明相干因子σ的选择应该与掩模的空间周期Pitch相联系。对于只分布在x方向上的一维密集线条来说，一种优化的照明方式可以为二极照明，其二孔径的中心坐标可以由公式(1)得到。

J(f,g)=12[δ(f-λ2NA*Px,g)+δ(f+λ2NA*Px,g)]---(2)]]>

J(f，g)为照明的光源函数，f，g为光瞳平面坐标，p_x为掩模的光栅周期Pitch，NA为投影物镜的数值孔径，λ为曝光波长。