一種極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)，包括光源、收集鏡、波紋板和中繼鏡組；光源發(fā)出的EUV光經(jīng)收集鏡收集后形成平行光束或小角度會聚的近似平行光束依次經(jīng)過波紋板、中繼鏡組后照射到掩模上；波紋板為垂直于軸線方向上依次排列的柱面反射鏡陣列，用于將入射寬光束分割為多個通道，每個通道分別對光源成子午像和弧矢像；中繼鏡組由修正型復(fù)合拋物面聚光鏡(CPC)與二次曲面反射鏡組組成，用于將波紋板所成的子午像疊加到掩模面上，將波紋板所成的弧矢像成像在照明系統(tǒng)的出瞳上。本發(fā)明通過減少系統(tǒng)中反射鏡的數(shù)量，提高系統(tǒng)光能利用率。
【專利說明】一種極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光刻照明設(shè)計【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 光刻技術(shù)是一種制造半導(dǎo)體器件技術(shù)，利用光學(xué)的方法將掩模板上的電路圖形轉(zhuǎn) 移到硅片上。多種半導(dǎo)體器件可以采用光刻技術(shù)制造，如二極管、晶體管和超大規(guī)模集成電 路。一個典型的光刻曝光系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)、掩模、投影物鏡和硅片。
[0003] 極紫外光刻（EUVL)是以波長為11?14nm的EUV輻射為曝光光源的微電子光刻 技術(shù)。投影式光刻機(jī)的核心部件是投影曝光光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)最重要的組成部分是照明系 統(tǒng)和投影物鏡系統(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(shí)現(xiàn)一 定的光瞳填充。作為光刻機(jī)重要組成部分的照明系統(tǒng)對提高整個光刻機(jī)性能至關(guān)重要，因 此設(shè)計好照明系統(tǒng)是完成整個投影曝光系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。
[0004]目前造成極紫外光刻系統(tǒng)光能損失的原因主要有兩個：一是光源收集效率低， 現(xiàn)階段，可收集到的EUV光源的最大功率僅為70W(cleanpowerOIF)，遠(yuǎn)小于極紫外光刻 HVM(high_volumemanufacturing)的目標(biāo)值 250 - 350W(cleanpowerOIF);二是曝光系統(tǒng) 光能利用率非常低。因此有必要研究高光能利用率的極紫外光刻照明系統(tǒng)。根據(jù)勻光元件 的不同，極紫外光刻照明系統(tǒng)主要有雙排復(fù)眼照明系統(tǒng)和波紋板照明系統(tǒng)。與雙排復(fù)眼照 明系統(tǒng)相比，波紋板照明系統(tǒng)僅采用一片掠入射式反射鏡作為勻光元件，不僅可以降低照 明系統(tǒng)的復(fù)雜度，顯著地提高系統(tǒng)的可制造性，更重要的是，還可以極大的提高系統(tǒng)的光能 利用率。
[0005] 相關(guān)文獻(xiàn)（U.S.，2003/0031017)提出一種極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)，但是該系 統(tǒng)需要波紋板勻光器與復(fù)眼勻光器組合使用，需要5?7片反射鏡，所用光學(xué)元件較多，光 能利用率并沒有得到顯著提高。
[0006] 相關(guān)文獻(xiàn)（U.S.，2005/0057738)提出單一勻光器的波紋板照明系統(tǒng)，但是該系統(tǒng) 的中繼鏡組由7片反射鏡組成，所用光學(xué)元件較多，光能利用率并沒有得到顯著提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的為了克服已有技術(shù)的缺陷，為了解決極紫外光刻照明系統(tǒng)光能利用 率低的問題，提供一種高光能利用率的極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)，通過減少系統(tǒng)中反射 鏡的數(shù)量，盡量多地使用掠入射，提高系統(tǒng)光能利用率，勻光元件波紋板的面形采用柱面鏡 陣列，降低系統(tǒng)加工難度，且該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
[0008] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0009] -種極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)，包括光源、收集鏡、波紋板和中繼鏡組；光源發(fā) 出的EUV光經(jīng)收集鏡收集后形成平行光束或小角度會聚的近似平行光束依次經(jīng)過波紋板、 中繼鏡組后照射到掩模上；其中，
[0010] 波紋板為垂直于軸線方向上依次排列的柱面反射鏡陣列，用于將入射寬光束分割 為多個通道，每個通道分別對光源成子午像和弧矢像，所述子午像為弓形平行光束，為了便 于理解，稱其為子午像；
[0011] 中繼鏡組由修正型復(fù)合拋物面聚光鏡（CPC)與二次曲面反射鏡組組成，用于將波 紋板所成的子午像疊加到掩模面上，將波紋板所成的弧矢像成像在照明系統(tǒng)的出瞳上。
[0012] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述柱面反射鏡的半徑R。滿足如下條件：
[0013]Rc2 = (p/4)2+(Rc-H/2)2, ⑴
[0014] 其中，P是波紋板的周期，是掩模弓形所對應(yīng)的圓心角，H為峰谷值，定義為：

【權(quán)利要求】
1. 一種極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)，其特征在于，包括光源、收集鏡、波紋板和中繼鏡 組；光源發(fā)出的EUV光經(jīng)收集鏡收集后形成平行光束或小角度會聚的近似平行光束依次經(jīng) 過波紋板、中繼鏡組后照射到掩模上；其中， 波紋板為垂直于軸線方向上依次排列的柱面反射鏡陣列，用于將入射寬光束分割為多 個通道，每個通道分別對光源成子午像和弧矢像； 中繼鏡組由修正型復(fù)合拋物面聚光鏡CPC與二次曲面反射鏡組組成，用于將波紋板所 成的子午像疊加到掩模面上，將波紋板所成的弧矢像成像在照明系統(tǒng)的出瞳上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)，其特征在于，所述柱面反射鏡的 半徑R。滿足如下條件： Rc2 = (p/4)2+(Rc-H/2)2, (1) 其中，P是波紋板的周期，是掩模弓形所對應(yīng)的圓心角，H為峰谷值，定義為： H =-----jl-Cosftir + In[上(I+ cosftr.)]l (2) c 2sin<9arc L '2 '。J
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)，其特征在于，所述二次曲面鏡組 由雙曲面反射鏡及橢球面反射鏡組成，其中所述波紋板和CPC采用掠入射，所述雙曲面反 射鏡及橢球面反射鏡均采用正入射。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述極紫外光刻波紋板照明系統(tǒng)，其特征在于，所述CPC的拋物線方 程為： sin2 Θ -2sin Θ cos Θ +y2cos2 Θ +2Rzcos Θ -2dzsin Θ (3) +2Rysin Θ +2dycos2 Θ +d2cos2 Θ +2dRsin Θ -R2 = 〇， d = -I · sin β , 其中，I是光源子午像經(jīng)CPC所成的疊加像與光源弧矢像經(jīng)CPC所成的像之間的距離， β = 180- θ - γ，γ /2是主光線在CPC上的反射角，Θ為拋物面的傾斜角；R為構(gòu)成CPC的 拋物線的頂點(diǎn)半徑。
【文檔編號】G03F7/20GK104317169SQ201410608655
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】李艷秋, 梁欣麗, 梅秋麗 申請人:北京理工大學(xué)