投影光刻系統(tǒng)套刻對準技術的研究.pdf

1、現代光學和IC產業(yè)的發(fā)展要求光學器件的微型化、陣列化和集中化，從而產生了微光學技術。微光學技術是光學與微電子學、微機械學相結合滲透的一個學科，是研究亞微米級尺寸光學元件或光學系統(tǒng)的現代光學分支。
　　光刻技術是大規(guī)模集成電路制造技術和微光學、微機械技術的先導和基礎，它決定了集成電路的集成度。光刻技術的不斷創(chuàng)新改革決定著集成電路的發(fā)展方向。光刻技術經歷了接觸式光刻、接近式光刻、分步重復式等倍投影光刻、步進式縮小投影光刻、步進掃描式投

2、影光刻等典型光刻技術過程，極紫外光刻、X射線光刻正處于研究和使用階段。下一代光刻技術如納米壓印光刻、原子力光刻等尚處于前沿研究中。目前的IC生產主要應用的就是投影光刻技術。
　　制作二元光學元件需要經過多次曝光、顯影、刻蝕才能完成。每次曝光都需要一塊掩模板，曝光前，每一塊掩模板都需要和前次已經曝光的圖像進行對準后才能夠進行曝光，這樣才能保證每一層圖形有精確的相對位置，這稱為套刻對準。套刻精度是投影光刻機的重要關鍵技術之一，而對準精

3、度是影響套刻精度的主要因素。
　　本文在接觸式和接近式光刻的基礎上，提出了建立投影光刻系統(tǒng)。該系統(tǒng)由曝光光源、掩模板、投影光刻物鏡、三維平移工作臺等部分組成。每一部分都對分辨率的提高和圖形精確度都有著很大的作用。投影光刻的工作原理主要是利用光學投影成像，將掩模板上的圖形經過曝光的方式，通過投影光刻物鏡，成像在涂好膠的基片上進行曝光的過程。然后經過顯影、刻蝕、套刻對準后再曝光，可得到分辨率更加高的圖形。其中，套刻對準是投影光刻機的關

4、鍵技術指標，對準精度是影響套刻精度的關鍵因素。對準的方法有很多，本文應用的是基于moiré條紋光柵衍射形成明暗相間的條紋的原理，確定掩模板和基片的相對位置，進而進行對準。
　　本文在討論了影響投影光刻系統(tǒng)成像因素的基礎上，進行優(yōu)化改進，利用長工作距離投影物鏡，自行設計、搭建了一套能夠用于光刻粗縮套刻對準的實驗系統(tǒng)，包括機械零部件的設計加工。并設計了一種對準標記，應用moiré條紋對準技術進行了一次套刻，基本實現了二元光學元件的4臺