[发明专利]一种极紫外光刻投影物镜设计方法

摘要

本发明提供一种极紫外光刻投影物镜设计方法，具体过程为：确定光刻投影物镜的光学设计参数，并设定该投影物镜包含六个镜片和一孔径光阑，按照光束传播的方向将六个镜片分成三组；确定第一组镜片的的半径和间距，确定第三组镜片的半径和间距；根据前面两组镜片的参数，确定第三组镜片的半径和间距。本发明根据不同的参数要求进行设计和搜索，避免了传统光学设计方法在现有结构上进行修改和试错的盲目性。有针对性的计算出一系列符合参数条件的镜头结构，便于根据光学加工检测的特殊要求对光线进行选择，避免了大量的检索和判断。

主权项

一种极紫外光刻投影物镜设计方法，其特征在于，具体步骤为：步骤101、确定投影物镜的光学系统参数：物方数值孔径NAO，系统放大倍率M，像方数值孔径NAI，物方视场高度YOB，像方视场高度YIM；并根据物方数值孔径NAO确定物方主光线入射角度CA；步骤102、确定置于掩模和硅片之间的极紫外光刻投影物镜包含六枚反射镜和光阑，其中六枚反射镜和光阑之间的位置关系为：从掩模开始沿光路方向依次为第一反射镜M1、光阑、第二反射镜M2、第三反射镜M3、第四反射镜M4、第五反射镜M5以及第六反射镜M6，且光阑放置于第二反射镜M2上；步骤103、确定物方视场高度与掩模到第一反射镜M1距离的比例参数radio1，第二反射镜M2到第一反射镜M1距离与掩模到第一反射镜M1距离的比例参数radio2，第一反射镜M1与第二反射镜M2出射的光线不发生遮挡的空间CLEAPE1，硅片到第六反射镜M6的距离WDI，硅片到第六反射镜M6距离WDI与第五反射镜M5到第六反射镜M6间距的比radio3，第六反射镜M6与第五反射镜M5的入射光线不发生遮挡的空间CLEAPE6，第六反射镜M6出射的光线与第五反射镜M5不发生遮拦的空间CLEAPE5；步骤104、设定掩模到第一反射镜M1的距离为‑l1，则|‑l1|＝YOB/radio1；设定第一反射镜M1到第二反射镜M2的距离‑d1，则|‑d1|＝YOB/radio1·radio2；步骤105、设定第一反射镜M1的半径为r1，则 r 1 = h z 1 / ( arctan ( h z 1 / ( - d 1 + z z 1 ) ) 2 - CA 2 ) 其中，hz1为主光线RAY1与第一反射镜M1交点的高度，zz1为第一反射镜M1上主光线RAY1入射点与第一反射镜M1顶点的轴向距离；步骤106、设定第二反射镜M2的半径为r2，则 r 2 = h a 2 / tan ( U a 2 2 - arctan ( h b 1 - CLEAPE 1 - h a 2 - d 1 ) 2 ) 其中，Ua2为入射至第一反射镜M1上的上光线RAY2与光轴的夹角，ha2为上光线RAY2与第二反射镜M2交点的高度，hb1为下光线RAY3与第一反射镜M1交点的高度；步骤107、设定第五反射镜M5到第六反射镜M6之间的间距为d5，则|d5|＝WDI·radio3；步骤108、在光路中设置虚拟面D1，虚拟面D1的空间位置与第五反射镜M5的空间位置相同，设定入射至第六反射镜M6上的主光线RAY1与光轴OA平行，进一步设定第六反射镜M6的半径为r6，则 r 6 = h b 6 / tan ( arctan ( ( h b 6 - ( h bD 1 - CLEAPE 5 ) ) / ( - d 5 - z b 6 ) ) 2 + U b 6 ′ 2 ) 其中，hb6为下光线RAY3与第六反射镜M6交点的高度，hbD1为下光线RAY3与虚拟面D1交点的高度，zb6为第六反射镜M6上下光线RAY3入射点与第六反射镜M6顶点的轴向距离，U′b6为第六反射镜M6出射下光线RAY3与光轴的夹角；步骤109、设定第五反射镜的半径为r5，则 r 5 = h b 5 / tan ( arctan ( ( h b 5 - ( h a 6 - CLEAPE 6 ) ) / ( - d 5 - z a 6 ) ) 2 + U b 5 ′ 2 ) 其中，hb5为下光线RAY3与第五反射镜M5交点的高度，ha6为下光线RAY3与第六反射镜M6交点的高度，U′b5为第五反射镜M5出射下光线RAY3与光轴的夹角，za6为第六反射镜M6处上光线RAY2入射点与第六反射镜M6顶点的轴向距离，U′b5为第五反射镜M5出射下光线RAY3与光轴的夹角；步骤110、选取第三反射镜M3的半径r3，根据物象共轭关系、放大倍率关系、匹兹万和条件以及光瞳共轭关系，并利用上述确定的第一反射镜M1、第二反射镜M2、第五反射镜M5以及第六反射镜M6的半径以及相互之间的距离，利用近轴迭代算法获取第四反射镜M4的半径r4、第三反射镜M3与第四反射镜M4的间距d3、第三反射镜M3与第二反射镜之间的距离d2即第三反射镜M3的物距l3、以及第四反射镜M4和第五反射镜之间的距离d5即第四反射镜M4的像距l′4。步骤111、根据上述步骤获取的6枚反射镜的半径以及相应的位置关系，极紫外光刻投影物镜。