[发明专利]一种极紫外光刻复眼照明系统的设计方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种极紫外光刻复眼照明系统的设计方法，属于光刻照明技术领域。

背景技术

当前的大规模集成电路普遍采用光刻系统进行制造。光刻系统主要分为：照明系统、掩膜、投影系统及晶片等四部分。光源发出的光线经过聚光镜聚焦后入射至掩膜；经过掩膜后，光线经由投影系统入射至涂有光刻胶的晶片上，这样就将掩膜图形复制在晶片上。

极紫外光刻EUVL是以波长为11～14nm的极紫外EUV射线为曝光光源的微电子光刻技术，适用于特征尺寸为32nm及更细线宽的集成电路的大批量生产。投影式光刻机的核心部件是投影曝光光学系统，该系统最重要的组成部分是照明系统和投影物镜系统。照明系统主要功能是为掩膜面提供均匀照明、控制曝光剂量和实现离轴照明模式。作为光刻机重要组成部分的照明系统对提高整个光刻机性能至关重要，因此设计好照明系统是完成整个投影曝光系统的重要环节。

目前极紫外光刻照明系统的设计思想主要有：双排复眼照明，波纹板照明以及自由曲面的照明设计等，其中双排复眼照明以其匀光效果好，加工技术较成熟，便于控制，且易于实现离轴照明等优点成为极紫外光刻照明系统的主流设计结构。

目前国外公开了部分极紫外光刻复眼照明系统的结构，按照光束传播的方向依次包括：光源、聚光镜、匀光系统(包括光阑复眼平板和视场复眼平板)、中继镜组(包括第一中继镜和第二中继镜)及掠入射镜；其中匀光系统为双排复眼，而聚光镜，中继镜组以及掠入射镜等均为二次曲面，中继镜组为椭球面，掠入镜为双曲面。每一套复眼照明系统的参数都是依据与之相匹配的光刻投影物镜的照明要求而确定的，一旦投影物镜的照明要求发生改变，照明系统中每个光学元件的参数都可能发生改变。因此，有必要研究出一种方法，能够更快、更精确的依据已有初始结构得到满足特定投影物镜照明要求的复眼照明系统，目前尚未见到完整的相关设计方法的报道。

相关文献(US7456408)针对极紫外光刻提出了一套复眼照明的设计结果，其中在设计方法部分仅提到将掩膜面当作系统的孔径光阑来展开设计，并没有给出详细的设计过程。

相关文献(US20070295919)针对极紫外光刻提出了一套复眼照明的设计结果，该设计仅针对照明区域为100mm×8mm的弧形区域有效，并没有提出一套如何在该设计基础上设计出适合任意极紫外光刻投影物镜的复眼照明系统的方法。

发明内容

本发明提供了一种极紫外光刻复眼照明系统的设计方法，该方法基于现有复眼照明系统的结构，能快速的获得符合指定极紫外光刻投影物镜照明要求的各器件的设计参数。

实现本发明的技术方案如下：

一种极紫外光刻复眼照明系统的设计方法，该照明系统包括光源、聚光镜、由光阑复眼平板和视场复眼平板组成的匀光系统、由第一中继镜和第二中继镜组成的中继镜组及掠入射镜，具体步骤为：

步骤101、跟据指定的投影物镜的参数确定照明系统出瞳距离L；

步骤102、确定掠入射镜的对称轴为照明系统的主光轴，选定掠入射镜的顶点作为原点，以主光轴为z轴，依照右手坐标系原则建立坐标系(x，y，z)，获取第一中继镜的顶点坐标(Z_G21，Y_G21)、第二中继镜的顶点坐标(Z_G22，Y_G22)、掩膜面的中心坐标(Z_MASK，Y_MASK)；

步骤103、根据所述出瞳距离L和掩膜面中心坐标(Z_MASK，Y_MASK)，确定出瞳中心的坐标(Z_EP，Y_EP)；

步骤104、令出瞳中心与掠入射镜非邻近焦点F_collector1重合，根据(Z_EP，Y_EP)计算出掠入射镜的曲率半径R_G1；

步骤105、令第一中继镜的非邻近焦点F_relay11与掠入射镜的邻近焦点F_collector2重合，根据(Z_G21，Y_G21)计算出第一中继镜的曲率半径R_G21；