自由形式光源指在積體電路光刻製造工藝中，光照的條件應該根據掩模版上的圖形來設定，這樣才能使掩模上所有的圖形實現最佳解析度，共同的光刻工藝視窗才能達到最大。
基本介紹
- 中文名：光刻自由形式光源
- 外文名：Freeform Source
- 英文縮寫：FFS
為了使光源與掩模版上的圖案相匹配，獲得優良的光刻表現，在2010年左右提出了光源-掩模協同最佳化技術(source-mask optimization,SMO)，並投入到20nm及以下技術節點的實際套用中。光源-掩模協同最佳化技術中光源每一個像素處的光強都是可以調整的，因此被稱為自由形式的光照(freeform illumination)。
其基本概念就是根據掩模版上的設計圖形計算出最佳的光照條件，包括光源的形狀和光強的分布—被稱為光源圖(source map)。這種計算出來的光源圖通常不再是規則圖案，而是像素化的光照，而且孔徑中光強的分布不再是均勻的，如圖1所示。這種像素化(pixelated)的光照就需要依靠光刻機中可程式的光照系統 (programmable illumination source)來實現。
圖1 自由形式光源示意圖
像素式光照是通過使用小反射鏡的陣列來實現的。陣列包含上千個小反射鏡，每一個反射鏡的傾斜角度都是可以獨立調整的，它們可以把光線投送到指定的位置，形成所需要的強度分布，如圖2所示。反射鏡沿X和Y方向的傾斜角通過靜電來驅動(electrostatic actuation)。曝光時，系統不斷監控每一個反射鏡的位置狀態，並提供反饋修正。由於使用反射鏡調整光強的分布，光照系統中損失的能量很少。反射鏡陣列中的反射鏡數目有足夠的餘量，少量的反射鏡不工作並不影響整個光照系統的正常功能。
圖2 像素式光照形成示意圖
使用FFS的最終目標是通過增加曝光能量容忍度(exposure latitude, EL)或者減小掩模誤差增強因子(mask error enhancement factor, MEEF)來增大光刻工藝視窗，總之，這項技術能夠繼續推動器件的縮小。
