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ASML科技聚焦
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2023-03-30 10:46:00
我们将为大家分两期开讲光刻机的微影大神:照明模组(lllumination module)和投影物镜模组 (Projection lens) 。
照明模组的功能就是要提供投向掩模版的光。
同学们一定会问,难道不是上期讲的激光光源提供的吗?没错,光是从激光光源生成的,但要投向掩模版的光是需要再做一些“加工”的。
在本期光刻小讲堂中,我们将为各位同学介绍:为了使投向掩模版的光达到理想的状态,以实现在晶圆表面完美成像,我们需要对这束光进行哪些“加工”呢?
01 提升光的均匀度
光刻的过程,就是光透过掩模版成像在晶圆表面的光刻胶上。ASML的双工件台光刻机是以扫描的方式来曝光的,如同打印机一般,一束条形光从一端扫描到另一端。
很重要的是,这一整个条形光的强度必须是非常均匀的。这也就意味着,在这束条形光的任何位置,能量都需要是一样的。
QUESTION:
是怎样的“加工”才能实现均匀的光强度呢?
这么复杂的问题。。。可难不倒用心科普的小编,来,我们用万花简来举个例子(童年的花花世界,你们应该都玩过吧)。
万花筒的原理,就是通过几面相对放置的镜子,将万花筒底部放置的一些七彩碎花纸,经过相对的镜子进行多次反射,产生无数的重复影像,形成繁复对称的美丽图案。
如果我们把万花筒底部的小碎花纸换成一个光源呢?在另一端的我们,是不是就能够看到无数对称的光源从各个方向照来了呢?
如此,光的均匀度就得到了显著提升啦。
02 控制扫描条形光的开合
除了条形光的均匀度外,晶圆上面每个曝光单元中的任何位置都必需接受等量的光,因此,扫描条形光必须是能够开合的。
03 调整光的形状
当光穿过掩模版上纳米宽度的图案(狭缝)时,衍射效应就产生了。必须把1阶衍射光收进投影物镜内,才能成像在晶圆上。
而随看线宽愈来愈窄,衍射光的角度愈来愈大,当1阶衍射光超过物镜外,便无法成像。
又是个头疼的难题,怎么办?改变光的形状!我们把原来的点光,改变为圆形光,如此,部分的1阶衍射光,又收进了物镜内就可以成像了!
但问题又来了。
这样成像的影像品质却并不好,因为无影像的0阶光亮度太高,而有影像信息的1阶光却只收到一点点。为了提升影像品质,我们可以将光的形状改成甜甜圈形状,这时候0阶光和1阶光的比例就接近了,从而提高图像的对比度。
TIPS:
同学应该会有个疑问,不是说照明模组投向掩模版的是条形光吗?怎么又存在点光、圆形光和甜甜圈形状的光呢?
★专业的解释需要用到光学原理中的瞳面和焦面的相关知识,在今天的光刻小讲堂中,我们先用一个浅显易懂的方式来解释:
照向掩模版的是条形光,而我们改变的是在这束条形光里面的光的基本形状。
我们可以理解为,无数的点光、圆形光、或甜甜圈形状的光集合成一束条形光投向掩模版。
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