[發(fā)明專利]一種采用自由曲面透鏡實(shí)現(xiàn)離軸照明的光刻曝光裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010237979.6
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN101916047A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭臻榮;吳仍茂;李海峰;邢莎莎;劉旭
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B27/09
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種采用自由曲面透鏡實(shí)現(xiàn)離軸照明的光刻曝光裝置，其特征在于包括激光光源(LS)、光束擴(kuò)束器(1)、自由曲面透鏡光束整形器(2)、濾波光闌(3)、變焦光學(xué)系統(tǒng)(4)、光學(xué)積分器(5)、準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)(6)、視場光闌(7)、中繼光學(xué)系統(tǒng)(8)、掩膜(M)、光刻投影物鏡(PL)、光刻膠(W)；中繼光學(xué)系統(tǒng)(8)包括前透鏡組(8.1)、中間反射鏡(8.2)和后透鏡組(8.3)；激光光源(LS)的出射激光光束依次經(jīng)過光束擴(kuò)束器(1)、自由曲面透鏡光束整形器(2)、濾波光闌(3)、變焦光學(xué)系統(tǒng)(4)、光學(xué)積分器(5)、準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)(6)、視場光闌(7)、中繼光學(xué)系統(tǒng)(8)、掩膜(M)、光刻投影物鏡(PL)，最后照射至光刻膠(W)；濾波光闌(3)所處位置和光學(xué)積分器(5)的前表面所處位置是變焦光學(xué)系統(tǒng)(4)的一對共軛位置，光學(xué)積分器(5)后表面所處位置和視場光闌(7)所處位置是準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)(6)的一對共軛位置，視場光闌(7)所處位置和掩膜(M)所處位置是中繼光學(xué)系統(tǒng)(8)的一對共軛位置，掩膜(M)所處位置和光刻膠(W)所處位置是光刻投影物鏡(PL)的一對共軛位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用自由曲面透鏡實(shí)現(xiàn)離軸照明的光刻曝光裝置，其特征在于所述的自由曲面透鏡光束整形器(2)包括前表面平面(S1)、后表面自由曲面(S2)和側(cè)面圓柱面(S3)，前表面平面(S1)與后表面自由曲面(S2)通過側(cè)面圓柱面(S3)相連接，前表面平面(S1)垂直于激光光束傳播方向，后表面自由曲面(S2)用于偏折激光光束；后表面自由曲面(S2)包括第一自由曲面(S2.1)、第二自由曲面(S2.2)、第三自由曲面(S2.3)、第四自由曲面(S2.4)、第五自由曲面(S2.5)、第六自由曲面(S2.6)、第七自由曲面(S2.7)、第八自由曲面(S2.8)和圓柱面(S2.9)，第一自由曲面(S2.1)、第二自由曲面(S2.2)、第三自由曲面(S2.3)、第四自由曲面(S2.4)、第五自由曲面(S2.5)、第六自由曲面(S2.6)、第七自由曲面(S2.7)和第八自由曲面(S2.8)通過圓柱面(S2.9)相連接，后表面自由曲面(S2)關(guān)于坐標(biāo)平面平面xOz和坐標(biāo)平面yOz對稱；激光光束經(jīng)第一自由曲面(S2.1)、第二自由曲面(S2.2)、第三自由曲面(S2.3)和第四自由曲面(S2.4)偏折，激光光束在目標(biāo)面上的照明區(qū)域?qū)?yīng)雙四極均勻照明中的內(nèi)環(huán)，激光光束經(jīng)第五自由曲面(S2.5)、第六自由曲面(S2.6)、第七自由曲面(S2.7)和第八自由曲面(S2.8)偏折，激光光束在目標(biāo)面上的照明區(qū)域?qū)?yīng)雙四極均勻照明中的外環(huán)；

其中，后表面自由曲面(S2)的面型由如下公式確定：

第一自由曲面(S2.1)、第二自由曲面(S2.2)、第三自由曲面(S2.3)和第四自由曲面(S2.4)的面型確定公式為

其中

第五自由曲面(S2.5)、第六自由曲面(S2.6)、第七自由曲面(S2.7)和第八自由曲面(S2.8)的面型確定公式為

其中

R1=-w022ln{1-[1-exp(-2Rmax2w02)](rmax12-rmin12)[(rmax12-rmin12)+(rmax22-rmin22)]},]]>

R_max為激光光束在前表面平面(S1)位置處截面的最大半徑，r_max1和r_min1、r_max2和r_min2分別為目標(biāo)面上雙四極均勻照明光斑的內(nèi)環(huán)區(qū)域和外環(huán)區(qū)域的最大外徑和最小內(nèi)徑，w₀為前表面平面(S1)上光斑強(qiáng)度為中心強(qiáng)度的1/e處的半徑，θ_max和θ_min為目標(biāo)面照明區(qū)域內(nèi)位于第一象限的雙四極光斑的直線邊界與x軸正向的夾角，(t_x，t_y，t_z)為目標(biāo)面照明區(qū)域內(nèi)點(diǎn)T的直角坐標(biāo)，(θ，ρ)為后表面自由曲面(S2)上點(diǎn)P的球坐標(biāo)，θ的取值范圍為[0，π/2]，的取值范圍為[0，π/2)，ρ_θ和分別為矢徑ρ關(guān)于θ和的偏導(dǎo)數(shù)，n_I為自由曲面透鏡的折射率，n_O為介質(zhì)的折射率，且n_O＜n_I，π為圓周率。