[發(fā)明專利]一種可實現(xiàn)像素化光瞳的極紫外光刻自由曲面照明系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610053543.9
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105892234B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李艷秋;梅秋麗
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心11120
• 代理人: 劉芳,仇蕾安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可實現(xiàn)像素化光瞳的極紫外光刻自由曲面照明系統(tǒng)，屬于光刻照明技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

極紫外(EUV)光刻作為最有前景的下一代光刻技術(shù)，被寄希望于實現(xiàn)半導(dǎo)制造22nm以及更高技術(shù)節(jié)點的產(chǎn)業(yè)化要求。投影式光刻機的核心部件包括光源模塊、照明系統(tǒng)以及投影物鏡系統(tǒng)。照明系統(tǒng)主要功能是為掩模面提供均勻照明、控制曝光劑量和實現(xiàn)離軸照明模式。目前極紫外光刻照明系統(tǒng)的設(shè)計思想主要有兩種：基于科勒照明的雙排復(fù)眼照明和基于科勒-臨界照明的波紋板照明，其中雙排復(fù)眼照明以其勻光效果好，加工技術(shù)較成熟，便于控制，且易于實現(xiàn)離軸照明等優(yōu)點成為極紫外光刻照明系統(tǒng)的主流設(shè)計結(jié)構(gòu)。

近年來，光源掩模優(yōu)化(SMO)技術(shù)作為分辨率增強的有效手段之一，被引入到EUV光刻中以實現(xiàn)7nm及以下技術(shù)節(jié)點的曝光尺寸。為了保證較好的曝光性能，SMO技術(shù)通常要求照明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)具有復(fù)雜光強分布的光瞳。通常情況下，該光瞳的光強呈像素化分布，每一個像素內(nèi)的光強可以為任意值。如何實現(xiàn)上述具有復(fù)雜光強分布的光瞳，這對于照明系統(tǒng)的設(shè)計來說是一個亟需解決的問題，然而目前相關(guān)技術(shù)還未見公開報道。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可實現(xiàn)像素化光瞳的極紫外光刻自由曲面照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在出瞳面上實現(xiàn)像素化光強分布，為光源掩模優(yōu)化技術(shù)的實施提供了技術(shù)支撐，從而進一步提高了光刻系統(tǒng)的分辨率。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種可實現(xiàn)像素化光瞳的極紫外光刻自由曲面照明系統(tǒng)，沿著光路傳播方向，所述系統(tǒng)包括三組反射鏡，第一組反射鏡由視場復(fù)眼陣列組成，第二組反射鏡由光闌復(fù)眼陣列組成，第三組反射鏡為中繼鏡組；其中，所述視場復(fù)眼陣列由N個視場復(fù)眼構(gòu)成，每一視場復(fù)眼為一個自由曲面反射鏡，每一反射鏡的反射面為矩形，且所有矩形的尺寸均不相同；所述光闌復(fù)眼陣列由N個光闌復(fù)眼構(gòu)成，每一光闌復(fù)眼為一個球面反射鏡或自由曲面反射鏡，每一反射鏡的反射面均為矩形，且所有矩形的尺寸相同；視場復(fù)眼陣列上的N個視場復(fù)眼與光闌復(fù)眼陣列上的N個光闌復(fù)眼一一對應(yīng)，所述N為照明系統(tǒng)出瞳面上光強值不為零的像素的總數(shù)；

所述光闌復(fù)眼用于將入射光束反射至與其對應(yīng)的光闌復(fù)眼上，并且在光闌復(fù)眼上形成一個弧形光斑；所述光闌復(fù)眼用于對入射的弧形光斑進行整形，使其反射一設(shè)定尺寸且均勻的弧形光斑至中繼鏡組；所述中繼鏡組用于將入射的的弧形光斑成像于掩模面上，且掩模面上所有弧形光斑的尺寸相同。

進一步地，本發(fā)明所述中繼鏡組由兩個二次曲面反射鏡構(gòu)成，還用于將光闌復(fù)眼成像于所述照明系統(tǒng)所處的投影式光刻機的投影物鏡的入瞳面上。

進一步地，本發(fā)明作為視場復(fù)眼的自由曲面反射鏡的反射面尺寸確定原則為：反射面所反射的每一個子光束所包含的光強與給定出瞳面上對應(yīng)像素的光強值相同。

系統(tǒng)的工作原理為：中間焦點出射的光束進入照明系統(tǒng)中，每一個視場復(fù)眼將光束反射到與之相對應(yīng)的光闌復(fù)眼上，所有視場復(fù)眼的尺寸均不相同，由此實現(xiàn)對入射光束的不均等切割，通過光束切割使得每一個子光束所包含的光強與給定出瞳面上對應(yīng)像素中的光強值相同，同時，視場復(fù)眼的數(shù)目與出瞳面上的像素數(shù)目相同，由此保證系統(tǒng)可在出瞳面上實現(xiàn)給定的像素化光強分布；每一個視場復(fù)眼都是自由曲面，用于反射一個弧形的光斑至光闌復(fù)眼上；每一個光闌復(fù)眼是一個球面或者自由曲面反射鏡，使得所有出射光束在掩模面上都能獲得一個尺寸相同的弧形光斑。后續(xù)的中繼鏡組將該光斑成像于掩模面處，從而實現(xiàn)均勻照明，同時還將光闌復(fù)眼成像于投影物鏡的入瞳面上，實現(xiàn)光瞳填充。

有益效果

首先，本發(fā)明提出的照明系統(tǒng)可在出瞳面上實現(xiàn)像素化光強分布，且每一個像素內(nèi)的光強可以為任意值，該系統(tǒng)為光源掩模優(yōu)化技術(shù)的實施提供了技術(shù)支撐，從而進一步提高了光刻系統(tǒng)的分辨率。

其次，本發(fā)明提出的照明系統(tǒng)能實現(xiàn)多種離軸照明模式，從而進一步提高曝光系統(tǒng)的分辨力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的可實現(xiàn)像素化光瞳的極紫外光刻照明系統(tǒng)的示意圖。

圖2為照明系統(tǒng)設(shè)計實例需要實現(xiàn)的像素化光瞳示意圖。

圖3為視場復(fù)眼的排布圖。

圖4為光闌復(fù)眼的排布圖。

圖5為光學(xué)仿真軟件中得到的本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖6為仿真得到的掩模面上光斑散射圖。

圖7為本發(fā)明設(shè)計實例在出瞳面上獲得的光強分布。