高数值孔径光刻中衬底反射率的控制

高数值孔径(N4)光刻中,需要控制衬底反射率以减小薄膜干涉对光刻性能的影响。采用薄膜光学方法研究了高NA光刻中底层抗反膜(BARC)对衬底反射率的控制。针对硅基底对单层和双层BARC进行优化以探索满足高NA光刻要求的BARC材料光学参数容限。结果表明,当NA超过0.8时,单层BARC无法控制衬底反射率而有必要采用双层BARC。横电(TE)比横磁(TM)偏振光的衬底反射率更难以控制。NA越大,单层BARC折射系数的优化值越大。双层BARC中的顶层膜应采用低吸收率材料而底层膜应采用高吸收率材料。本研究可为高NA光刻中的BARC材料研制及衬底反射率控制提供理论依据。

高数值孔径投影光刻物镜的光学设计

针对45nm节点投影光刻物镜的应用,开展了工作波长为193nm的深紫外浸没式高数值孔径（NA）投影光刻物镜的研究和研制。设计了数值孔径（NA）为1.30的离轴三反射镜投影光刻物镜和NA为1.35的同轴两反射镜投影光刻物镜,并对两个设计方案的优劣进行对比分析,选择了同轴式结构作为最终的设计方案。分析了系统在不同NA情况下可变光阑与其远心度之间的关系,提出了用双可变曲面光阑的设计方案来优化系统的远心度。实验表明,应用本文设计方案,光刻物镜的波像差小于1nm,畸变小于1nm;新型的可变光阑使系统NA在0.85～1.35变化时的最大远心度由5.83～17.57mrad降低至0.26～3.21mrad。本文提出的设计方案为45nm节点高数值孔径投影光刻物镜的研制提供了有益的理论依据和指导。