光刻技术是半导体产业发展的关键驱动力之一。摩尔定律表明芯片上集成元器件的数目每18 个月增加1 倍;瑞利定则指引着光刻技术的发展。要保持该产业持续发展30 余年,有光刻、增加硅片尺寸和设计三个主要技术构成。集成度的提高约有一半来自于光刻技术的提高。光刻技术主要分为曝光和刻蚀两个阶段。曝光成像的完整性和精确性是实现良好的电路复制的基础。描述成像性能的主要特征参数包括:分辨率、焦深、CD 控制、前后图层间的套准精度、成像均一性。其中,分辨率和焦深是两个相互制约的特征参数,分辨率是关键尺寸能否达到的前提条件。大多光刻技术研究的重点在于分辨率的提高。分辨率的提高成为主要驱动力,CD 控制和套刻容差进一步驱动着它的发展。CD 控制的要求(即均匀性)被设定为±10%的范围,套准精度被定义为CD 的1/3。高分辨率印制方法能够解决小于30nm 的光刻,但是光刻尺寸的最终极限更可能由CD 控制要求和经济角度决定而不是纯粹的分辨率能力。本课题主要针对现阶段紫外光投影光刻机的成像效果进行分析,理论依据为透镜成像原理和光刻胶线宽变化机理。本文首先引入瑞利定则,对光刻技术的现状和发展趋势进行论述,重点讨论了先进的光学光刻技术;围绕分辨率和焦深两个参数展开讨论;将影响光刻效果的因素与光刻胶线宽变化预测模型相结合,设定单因素试验从光刻机的光源系统、调焦系统、掩膜版和棱镜的畸变、光刻胶之间的成像差异、晶片本身及工艺中不同膜层的应力的变化等角度进行论证分析。整个课题的研究以工程应用为目的,涉及到光学、微电子工艺、化学及高分子材料等交叉学科,通过基础理论去指导和把握实验方向,很大程度上改善了光刻曝光的成像效果,最终提高在线产品的成品率。