CN1141620C - 用于集成电路光刻系统中的线阵光源扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于微细加工技术领域，包括由n个短波长微光源组成的线阵光源和对该光源实现小视场和近场技术的微型成像系统，所说的线阵光源由n个相邻微光源排成直线得到的，每个微光源的开关可进行独立控制。本发明提高了系统光刻分辨率，可实现集成电路最小尺寸的图形光刻制作。并实现了宽度扫描，扫描线宽可以在扫描光刻过程中根据实际需要随时调整，大大提高了加工速度。

Description

用于集成电路光刻系统中的线阵光源扫描装置

技术领域

本发明属于微细加工技术领域，特别涉及应用于集成电路制造中的扫描装置。

背景技术

目前成熟的集成电路制造技术采用了投影光刻技术，其原理如图1所示。会聚透镜12把光源11发出的光会聚照射到掩膜板13，掩膜上的图形经过透镜组14、15后，在硅片16上成缩小的像，从而光刻出目标图形。由于该投影光刻技术是把整个芯片的图形做成掩膜进行投影成像，必然具有较大的视场，这限制了它分辨率的提高。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种用于集成电路光刻系统中的线阵光源扫描装置，采用了小视场、短波长和近场技术，使分辨率可以达到0.1微米以下。本发明提出的一种用于集成电路光刻系统中的线阵光源扫描装置，其特征在于，包括由多个微光源组成的线阵光源和对该光源实现小视场和近场技术的微型透镜成像系统，所说的线阵光源由排成直线的多个相邻微光源构成，每个微光源连有可进行独立控制的开关。

本发明的微光源的个数和所用波长可以根据具体需要而定。本发明使用的微光源为微型激光器，其波长为407纳米的蓝光。

本发明的微型透镜成像系统可以采用各种不同形式的成像装置。

本装置的特点在于：

1.本发明采用小视场、短波长和近场技术提高了系统光刻分辨率，可实现集成电路最小尺寸图形的光刻制作。

2.本发明实现了宽度可控扫描，扫描线宽可以在扫描光刻过程中根据实际需要随时调整，大大提高了加工速度。

附图说明

图1为已有的采用投影光刻技术制作集成电路的原理示意图。

图2为本实施例的扫描装置的结构示意图。

图3为本实施例的线阵光源的形状示意图。

图4为本实施例的光刻成图原理示意图。

具体实施方式

本发明设计的实施例是一种用于集成电路光刻系统中的线阵光源扫描装置。下面结合各附图详细说明如下：

本实施例的扫描装置的结构如图2所示。图中21为线阵光源，22为会聚透镜，23为透镜，24为固体浸没透镜(SIL)，25是待加工硅片。在本实施例中，采用透镜成像系统作为微型成像系统。该透镜系统由21，22，23，24组成。线阵光源21通过22、23和24后在硅片上成形状和线阵光源完全相同的缩小的实像。线阵光源中单个光源大小为20微米，线阵的长度为2毫米。这样，对于成像系统来说，物方视场的大小仅为2毫米。在小视场条件下，如果采用理想条件(260纳米光源和数值孔径1.2的固体浸没透镜)，就可以使得单个光源所成像的直径小于0.1微米，即最小光刻线宽可以达到0.1微米甚至更小。本实施例实际采用的是波长407纳米的蓝光作为光源，透镜22为普通凸透镜。物镜由透镜23和固体浸没透镜24组合而成，数值孔径为0.95。系统中透镜的最大直径为2毫米。光刻分辨率为0.2微米。

本实施例的线阵光源的形状如图3所示，由100个微型激光器组成线阵列。目前微型激光器已经可以利用微纳米技术在硅片上加工得到，可以达到所需要的尺寸。图中1，2，3，…，100分别代表100个完全相同的激光器，它们组成了一个线性光源阵列。线性光源阵列中的激光器与激光器之间是相互独立的，每个激光器的开关都可以独立控制。这样通过控制线阵光源中各个激光器的开关，就可以控制线阵光源所成像的形状。

本发明利用对线阵光源的调制实现了宽度扫描，即在一次扫描过程中同时光刻出一定宽度内硅片上的所有图案。宽度扫描的光刻成图原理如图4所示。图中从上至下分别为图3中线阵光源中对应单个光源所成像在一次扫描过程中得到的光刻图案(白色方块表示该处材料未感光，而黑色方块表示已经感光)，这些图案排列在一起拼成目标图案。这样，一次扫描就可以完成20微米宽度范围内的光刻加工，将生产率提高了100倍。

Claims (1)

1、一种用于集成电路光刻系统中的线阵光源扫描装置，其特征在于，包括由多个短波长微光源组成的线阵光源和对该光源实现小视场和近场技术的微型透镜成像系统，所说的线阵光源由排成直线的多个相邻微光源构成，每个微光源连有可进行独立控制的开关，该短波长微光源采用波长为407纳米的蓝光。

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