低k成像对像差的敏感性探究

以上我们一直把透镜作为理想状态来处理，在成像过程中未引入任何误差。然而任何使用过廉价放大镜的人都知道，用来成像的实际透镜决不完美。虽然光刻机采用的透镜的性能要远远优于只采用单透镜的放大镜（当然其价格也要随之贵好几个数量级），但是它们在成像性能上仍存在误差。这些误差被称作像差，可以作为使得衍射级增加了附加的相位差来处理，其大小与衍射角以及平面上衍射级次的方向有关。采用与波长之比定量描述像差的大小。现代透镜能实现20或更小量级的波误差。对193nm的曝光波长，相当于曝光工具只有约4nm的像差，这意味着必须制造和组装非常接近理想状态的透镜才能避免像差。当衍射角度更大时，波阵面误差一般会增加，这定性地说明当k下降时，像差敏感性增加。图3-12详细地说明了像差敏感性的增加情况。这些曲线是将像差类型和幅度作为随机变量通过蒙特卡罗仿真获得的。图中给出了仿真得到的特征尺寸并绘制了一个近似的包络函数。如图3-12a～图3-12d，阴影区域不断增加，表明CD分散更加明显，这就证实了像差敏感性在不断增加。

图3-12 低k成像的像差敏感性(www.xing528.com)

（采用与波长之比定量描述像差的大小。x轴上显示的波前扭曲是由几种单独的像差组合形成的。对密集的线条图形情况，可以看到CD的变化范围与对波前扭曲有贡献的像差类型有关。当k因子减小时，该范围会激烈的拓宽，如图中四个实例所示。图中的k因子分别为0.6（见图a），0.5（见图b），0.4（见图c），0.35（见图d））