離軸照明技術(shù)是指在投影光刻機(jī)中所有照明掩膜的光線都與主光軸方向有一定夾角.照明光經(jīng)過(guò)掩膜衍射后,通過(guò)投影光刻物鏡成像時(shí),仍無(wú)光線沿主光軸方向傳播,是被認(rèn)為最有希望拓展光學(xué)光刻分辨率的一種技術(shù)之一。SCD0502T-3R3M-N它能大幅提高投影光學(xué)光刻系統(tǒng)的分辨率和增大焦深e目前已經(jīng)應(yīng)用到IC生產(chǎn)的248nm和193nm光學(xué)光刻成像系統(tǒng)中,ASMI',Ni虬n和Canor1公司都在其投影光刻機(jī)上采用了離軸照明技術(shù)。離軸照明的種類有:二極照明、四極照明、環(huán)形照明等。

    Rayklgh在1896年分析相干成像和非相干成像時(shí),發(fā)現(xiàn)了離軸照明在合適的空間孔徑之間能產(chǎn)生類似于移相掩膜所產(chǎn)生的相位偏移,后來(lái)離軸照明技術(shù)就被廣泛用于顯微鏡的照明系統(tǒng)中。在20世紀(jì)80年代末,離軸照明技術(shù)被首次用于光刻技術(shù)。Mack和Fellrs等首先提出環(huán)形照明用于光刻:在照明系統(tǒng)的積分透鏡后設(shè)置環(huán)形帶通光的相干片,將中`心部分的低頻光擋掉,形成離軸光照明,在曝光波長(zhǎng)為~9d8rlnil的投影光學(xué)光刻系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了分辨率為0.25um和焦深為2.钅Im1的黑白線條圖 形,之后又用了四極照明和環(huán)形照明作光刻實(shí)驗(yàn)。日本的許多公司最先在投影光刻機(jī)上使用四極照明,在積分透鏡的出口處加入具有4個(gè)透光孔的相干片,穿過(guò)相干片的四束光通過(guò)聚光鏡后,以一定傾斜角度照射到掩膜上,形成離軸照明。在i線投影光刻機(jī)上利用四極照明,能將分辨率從0.5um提高到0,35um,焦深從0.9um增大到1.8um;在深紫外投影光刻機(jī)上,能將分辨率從0.4um提高到o,3um,焦深增大到l。5um。以后又提出將(認(rèn)I、移相掩膜和光瞳濾波等技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行光刻實(shí)驗(yàn)研究的方案,使光刻分辨率進(jìn)一步提高。

   離軸照明技術(shù)采用傾斜照明方式,用從掩膜圖形透過(guò)的0級(jí)光和

其中一個(gè)l級(jí)衍射光成像,為雙光束成像,與傳統(tǒng)照明情況下的三光

束或多光束成像相比,不但提高了分辨率,而且明顯改善了焦深,其原理示意圖如圖10-13所示。圖(a)為傳統(tǒng)照明,圖(b)為OAI。