曝光分辨率浅析

光刻分辨率由系统的数值孔径和波长决定，当然还与k1因子相关的光刻分辨率增强方式有关。我们知道，光学系统的分辨率由著名的瑞利（Rayleigh）判据给出。当两个相同大小的点光源靠近到它们的中心，从中心的距离等于每一个光源在光学仪器所成像的光强最大值到第一极小值的距离时，光学系统便不能够分辨出是两个还是-个光源。不过，即便是符合瑞利判据，两个点光源之间区域的光强仍然比峰值低一些，有大约20%的对比度。当光源的宽度为无限小时，对于数值孔径为NA，照明光源的波长为A的光学系统，其像平面的光强分布为

即相对像的中央位置（ZNA），光强达到第一极小值点。I0表示在像中心点的光强。由此可以认为，此光学系统能够分辨的最小距离为λ/（2NA）。如当波长λ为193 nm，NA为1.35（浸没式），光学系统的最小分辨距离为71.5 nm。当然，对于光刻工艺，是否意味着116 nm集成电路制造工艺能够印制空间周期为71.5 nm的图形呢？回答是否定的。原因有两个：①一个工艺需要一定的宽裕度和工艺指标才能够大规模生产；②所有机器设备的可商业化制造精度以及机器性能的全面性，比如此机器既能够印制分辨率极限的密集线条，也能够印制单独的图形，而且还必须最大限度地降低剩余像差对工艺的影响。对于1.35NA的光刻机，阿斯麦（ASML）承诺最小能够生产的图形空间周期为76 nm，也就是等间距的38 nm密集线条。在光刻工艺当中，极限分辨率只具有参考价值，实际工作中，我们只谈在某一个空间周期、某一个线宽，具备多大工艺窗口、是否满足批量生产。

总之，特征尺寸或光刻分辨率表征为瑞利第一公式(www.xing528.com)

其中k1是与光刻胶等光强响应特性有关的常数；NA为镜头的数值孔径，NA=n sin（θ）；n为折射率；θ为接受角；λ是曝光光源的波长。