光刻机结构及工作原理

２００３中国电子制造技术论坛会

光刻机投影物镜结构型式比较

黄惠杰张强程建瑞

上海微电子装备有限公司，贺荣明

上海２０１２０３

【摘要】本文分析了光刻机中采用的几种投影物镜的结构型式，比较了各自的优缺点，指出目前光刻

机中采用全折射投影物镜作为主流结构型式的原因．

【关键词７光刻机；投影物镜；全折射型；折反射型

Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｌｅｎｓ　ｔｙｐｅｓ　ｉｎ　ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ　ｔｏｏｌｓ

Ｈｕａｎｇ　Ｈｕｉｊｉｅ Ｚｈａｎｇ　Ｑｉａｎｇ Ｃｈｅｎｇ　Ｊｉａｎｒｕｉ Ｈｅ　Ｒｏｎｇｍｉｎｇ Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，　Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１２０３

ＡｂｓｔｒａｃｔＳｅｖｅｒａｌ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｌｅｎｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ　ｔｏｏｌｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｆｅａｔｕｒｅｓ

ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ，　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．　Ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ　ａｌｌ－ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｌｅｎｓｅｓ　ａｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ　ｉｎ　ｃｕｒｒｅｎｔｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ　ｔｏｏｌｓ　ａｒｅ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ　ｔｏｏｌ；　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｌｅｎｓ；　ａｌｌ－ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ；　ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ

一、引言

随着光刻分辨率的不断提高，光学光刻机中采用的投影物镜结构型式经历了一个演变和筛选过程。在早

期的低分辨率光刻机中，全反射型、全折射型、折反射型多种结构型式并存：在目前的高分辨率光刻机中，以全折射式结构型式为主流。与全折射式结构型式相比，折反射式结构的投影物镜具有许多优越的光学性能，

但其在光刻机中的真正使用尚需克服许多技术问题。

采煤机结构和工作原理

山西晋能装备产业有限公司 王峰山

一、 背景介绍

煤炭是我国的主要能源，煤炭工业为国民经济发展做出了重大贡献。但是煤炭工业面临着许多困难和问题，主要包括产业结构不合理，生产投入不足，劳动条件差等方面的问题。它在一定程度上解决了这些方面的问题，采煤机械化是最终发展的必然。所以如何提高采煤效率以满足我国现代化建设中迅猛发展的经济对能源的需要就成了十分迫切的要求。

按煤层赋存的条件，对煤炭的开采可以分为露天开采和地下开采。采煤方法不同，所使用的采煤机械也不同。在地下开采中，我国所采用的采煤方法基本上以走向长壁式方法为主。在走向长壁式采煤方法中，有可以分为前进式、后退式、全部垮落式和填充式等。目前国内外采用这些采煤方法的国家所用采煤机械，绝大多数是滚筒式采煤机、刨煤机和掘进机，只有少数先进的煤矿采用薄煤层采煤机等设备。

20世纪40年代初，英国和前苏联相继研发了链式采煤机，这种采煤机是用截链截落煤，在截链上安装有被称截齿的专用截煤刀具，其工作效率低，同地德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机。50年代初，英国和德国相继研制出了滚筒采煤机，在这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上装有截齿，用截煤滚筒实现装煤和落煤。这种采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤炭开采机械化的基础。这种采煤机的主要缺点有二，其一是截煤滚筒的安装高度不能在使用中调整，参煤层厚度及其变化适应性差，其二是截煤滚筒的装煤效果不佳，限制了采煤机生产率的提高。进入60年代，英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒作出了两项革命性改进。其一是截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完全解决对煤层赋存条件的适应性；其二是把圆筒形截煤滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了装煤效果。这两项关键的改进是滚筒式采煤机成为现代化采煤机械的基础。

二、 采煤机的整体结构

采煤机的类型很多，但基本上以双滚筒采煤机为主，其基本组成部分也大体相同。各种类型的采煤机一般都由下列部分组成。

投影光刻机对准系统功能原理

投影光刻机对准系统功能原理

1 对准系统简介

对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±0.4μm（正态分布曲线的3σ值）。因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。

由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描±44μm，所以硅片被传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，以便满足精细对准的捕捉范围。注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。

PAS2500/10投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单元。这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。

1.1 对准系统的光学结构和功能

由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633nm的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。

在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个Q-CELL光电检测器上。此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，Q-CELL光电检测器将对硅片的标记的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与掩膜版标记图象在Q-CELL的显示比例。

Nikon光刻机对准系统功能原理

投影光刻机对准系统功能原理

1 对准系统简介

对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±0.4μm（正态分布曲线的3σ值）。因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。

由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描±44μm，所以硅片被传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，以便满足精细对准的捕捉范围。注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。

PAS2500/10投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单元。这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。

1.1 对准系统的光学结构和功能

由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633nm的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。

在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个Q-CELL光电检测器上。此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，Q-CELL光电检测器将对硅片的标记的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与掩膜版标记图象在Q-CELL的显示比例。