隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步，集成電路科技的進(jìn)步與發(fā)展，對光刻工藝的精度提出了更高的要求。傳統的光刻工藝難以滿(mǎn)足如此的精度要求。接觸式光刻機性能的提高勢在必行。
接觸式光刻機將圖形從掩模上復制到硅片上的若干參數決定了其主要性能。目前行業(yè)內被普遍接受的光刻機三大性能參數是光刻分辨率、套刻精度和產(chǎn)率。近年來(lái)，提高光刻機性能的新技術(shù)不斷涌現，光刻分辨率和套刻精度的提高推動(dòng)光刻技術(shù)步入更小的節點(diǎn)，產(chǎn)率的提高為集成電路制造廠(chǎng)商帶來(lái)更高的經(jīng)濟利益。下面主要討論提高光刻機性能的三種主流技術(shù)。
1、雙工件臺技術(shù)：隨著(zhù)特征尺寸的減小且投影物鏡數值孔徑的增大，光刻面臨焦深不斷減小的挑戰。為了滿(mǎn)足越來(lái)越苛刻的成像質(zhì)量要求，對光刻機的調焦調平和對準精度將提出更高的要求。與此同時(shí)，集成電路制造廠(chǎng)商希望光刻機的產(chǎn)率不斷提高。然而，調焦調平和對準精度的提高是以花費更多的測量時(shí)間為代價(jià)的。在單工件臺系統中，硅片的上片、對準、調焦調平、曝光、下片是依次進(jìn)行的，增加測量時(shí)間必然會(huì )降低光刻產(chǎn)率。為此，人們提出了雙工件臺技術(shù)，一個(gè)工件臺上的硅片進(jìn)行曝光的同時(shí)，另一個(gè)工件臺上的硅片可以進(jìn)行上片、對準、調焦調平、下片等操作。
兩個(gè)工件臺分別處于測量位置和曝光位置，同時(shí)獨立工作，每個(gè)硅片在一個(gè)工件臺上完成所有的操作。當兩個(gè)工件臺上的硅片分別完成了測量和曝光，將兩個(gè)工件臺交換位置和任務(wù)。
2、偏振照明技術(shù)：分析大數值孔徑光刻系統的成像質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，照明光的偏振態(tài)不可忽視。離軸照明方式結合偏振光照明設置可以對各種不同的圖形實(shí)現高對比度成像。在數值孔徑大于0.8的光刻機中，應該使用成像對比度較高的偏振光照。另外，使用偏振光照明可以獲得更好的光刻工藝窗口和更低的掩模誤差增強因子。
當使用偏振光照明時(shí)，光刻機的照明系統中存在諸多機制如光學(xué)材料的本征雙折射及應力雙折射、光學(xué)薄膜的偏振特性等影響著(zhù)光的偏振態(tài)。為了保持成像光束較高的偏振度，需要整個(gè)照明系統進(jìn)行偏振控制。
3、大數值孔徑投影物鏡：投影物鏡是光刻機中zuì昂貴zuì復雜的部件之一，提高光刻機分辨率的關(guān)鍵是增大投影物鏡的數值孔徑。隨著(zhù)光刻分辨率和套刻精度的提高，投影物鏡的像差和雜散光對成像質(zhì)量的影響越來(lái)越突出。浸沒(méi)式物鏡的軸向像差，如球差和場(chǎng)曲較干式物鏡增大了n倍。
在引入偏振光照明后，投影物鏡的偏振控制性能變得更加重要。 在數值孔徑不斷增大的情況，如何保持視場(chǎng)大小及偏振控制性的能，并嚴格控制像差和雜散光，是設計投影物鏡面臨的難題。
