[發明專利]光刻機光瞳整形單元結構及其衍射光學元件設計方法

有效

• 申請號: 201310576235.0
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103676498B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 司徒國海;蔡燕民;黃惠杰;王向朝
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B27/09;G02B27/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 張澤純

1.一種光刻機光瞳整形單元結構，包括級聯衍射光學元件和變焦距準直透鏡組，其特征在于，所述的級聯衍射光學元件包括第一衍射光學元件和第二衍射光學元件，所述的第一衍射光學元件和第二衍射光學元件的通光表面均垂直于照明系統光軸，所述的第一衍射光學元件和第二衍射光學元件均為相位調制型的衍射光學元件，第一衍射光學元件對入射光束的相位進行預調制后傳輸至第二衍射光學元件，第二衍射光學元件對預調制后的光束進一步調制傳輸至變焦距準直透鏡組，在變焦距準直透鏡組的后焦面上得到所需要的照明模式，所述的第一衍射光學元件和第二衍射光學元件的通光口徑均不小于入射光束的直徑，所述的第二衍射光學元件位于變焦距準直透鏡組的前焦面。

2.權利要求1所述的光瞳整形單元的級聯衍射光學元件的設計方法，其特征在于包括第一衍射光學元件和第二衍射光學元件的設計方法，該方法包括下列步驟：

①確定系統參數：包括激光波長λ、級聯衍射光學元件的通光口徑L、輸出全孔徑角2θ和變焦距準直透鏡組的焦距變化范圍f₁～f₂；

②計算相位單元周期；

③入射光束和確定所需光束的光強分布并進行離散化處理；

④對第二衍射光學元件和第一衍射光學元件的初始位相矩陣進行賦值；

⑤采用迭代算法計算所述的第二衍射光學元件和第一衍射光學元件的位相矩陣并進行量化處理，得到第二衍射光學元件和第一衍射光學元件的量化位相矩陣；

⑥評估設計結果。

3.根據權利要求2所述的級聯衍射光學元件的設計方法，其特征在于所述的第一衍射光學元件初始位相矩陣進行賦值的方法，是首先對矩陣進行傅里葉逆變換到第二衍射光學元件平面，得到矩陣Q^Q(x₂，y₂)，該過程在數學上描述為其中是一個隨機位相矩陣，其元素個數與I_t相同，其初始位相賦值方法與所述的第一衍射光學元件的初始相位賦值方法相同，是傅立葉逆變換，其算法是該領域的技術人員所公知；再對作傳播距離為Z1的菲涅耳變換進行處理得到矩陣P⁰(x₁，y₁)，記為其中-Z₁是所述的第一衍射光學元件和所述的第二衍射光學元件之間的距離，表示傳播距離為Z₁的菲涅耳變換，所述的第一衍射光學元件初始位相其中arg{}表示求解復矩陣P⁰個元素的位相矩陣。