【光刻百科】聚焦深度 Depth of Focus (DOF)

焦点周围的一个范围，在这个范围内图像连续地保持信息，这个范围被称作聚焦深度(DOF:Depth of Focus)或焦深[1]，它相当于照相机的景深[2]。

聚焦深度是衡量曝光工艺窗口的重要参数，它标志了曝光系统成像的质量和晶圆表面位置的关系。在聚焦深度范围之内，曝光成像的质量是可以保证的。曝光时的聚焦深度必须要远大于晶圆表面的不平整度，只有这样才能保证光刻工艺的良率[3]。

描述聚焦深度的方程式

如图1所示，为简化计算，只考虑来自掩膜版的第0级和第1级衍射光通过投影透镜在晶圆上成像，聚焦深度定义为2P₀P，即为：

DOF=2P₀P=λ/2(NA)²

 其中，λ=曝光的波长，NA=光学系统的数值孔径[1]

图1 球形波面的光程计算（P0是波面的聚焦点，即R0P0=RP0）

参考文献：

[1] Michael Qurik, Julian Serda（著），韩郑生等（译），半导体制造技术，电子工业出版社，2015.06，359-360

[2] 崔铮，微纳米加工技术及其应用，高等教育出版社，2013.4，22

[3] 韦亚一，超大规模集成电路先进光刻理论与应用，科学出版社，2016.06，9-10