如何提高光刻机的NA值？

知识星球（星球名：芯片制造与封测技术社区，星球号：63559049）里的学员问：为什么光刻机希望有更好的NA值，为什么？怎样提高？

什么是NA值？

如上图是Asml PAS5000型号的光刻机配置，每代光刻机的NA值会比上一代更大一些。NA，又名数值孔径，是影响分辨率(R)，焦深（DOF）的重要参数，公式为

R=k1⋅λ/NA

DOF=k2⋅λ/NA2

其中，λ为波长，k1,k2均为工艺因子。从公式可以看出：提高NA可以提升光刻分辨率，增大NA会缩小景深。

如何增大NA？

增大NA值的主要目标是提高分辨率。NA的公式为：

NA=n⋅sin(θ)

其中：n 是透镜介质的折射率，θ 是透镜最大入射角。 因此，要增大NA，就要从增大透镜折射率或透镜这两方面入手。

如何增大透镜介质的折射率？

一般透镜的材料为熔融石英，折射率大概为1.46，而氟化钙，氟化镁，氟化锶的折射率更高。另一方面是采用浸没式光刻，通过在透镜与晶圆之间填充液体来增加折射率。

如何增大透镜的最大入射角？

增大透镜的直径。通过增大物镜的直径，可以接纳更多的光线，从而使最大入射角增大。但大尺寸透镜的磨制和抛光过程中，要确保透镜表面平整、无划痕，并保持预定的曲率。制造难度非常大，成本也随之增加。

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