[发明专利]一种极紫外光刻照明系统中中继镜组的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种极紫外光刻照明系统中中继镜组的设计方法，属于光刻照明设计技术领域。

背景技术

当前的大规模集成电路普遍采用光刻技术进行制造。光刻系统主要包含：照明系统（包括光源和聚光镜）、掩模、投影物镜系统及晶片等四部分。光源发出的光线经过聚光镜聚焦后入射至掩模；经过掩模后，光线经由投影系统入射至涂有光刻胶的晶片上，这样就将掩模图形复制在晶片上。

极紫外光刻（EUVL）是以波长为11~14nm的EUV射线为曝光光源的光刻技术，适用于特征尺寸为32nm及更小特征尺寸的集成电路的大批量生产。投影式光刻机的核心部件是投影曝光光学系统，该系统最重要的组成部分是照明系统和投影物镜系统。照明系统主要功能是为掩模面提供均匀照明、控制曝光剂量和实现离轴照明模式。作为光刻机重要组成部分的照明系统对提高整个光刻机性能至关重要，因此设计好照明系统是完成整个投影曝光系统的重要环节。

产业化极紫外光刻机中的照明系统通常由光源、聚光镜、双排复眼、中继镜组构成。其中中继镜组由两片二次曲面反射镜构成，作为照明系统中的关键部件之一，中继镜组的设计直接影响到整个系统的性能。国内外有关中继镜组结构设计的报道非常少，为了快速而准确的设计出与指定投影物镜相匹配的照明系统，提出一种中继镜组的设计方法是非常有必要的。

相关文献（US6840640）针对极紫外光刻照明系统中的中继镜组提出了一种设计方法，但是通过该方法仅能确定中继镜组的面型参数，无法获取其位置坐标。同时，该方法在计算中继镜组的面型参数时，并没有结合照明系统的相关参数，这样当照明系统的设计指标发生变化时，无法准确的利用该方法计算获得满足要求的照明系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种极紫外光刻照明系统中中继镜组的设计方法，该方法可在投影物镜的相关参数发生了变化时，仍然可以快速而准确的确定中继镜组的结构，从而成功设计出整个照明系统。

实现本发明的技术方案如下：

一种极紫外光刻照明系统中中继镜组的设计方法，该光刻照明系统沿光路方向依次包括光源、聚光镜、双排复眼以及中继镜组构成；该方法的具体步骤为：

步骤101、根据与所述光刻照明系统匹配的投影物镜系统的相关参数，获取照明系统的出瞳直径和出瞳距离，同时获取掩模面弧形区域的尺寸；

步骤102、设定一虚拟面，且虚拟面与光刻照明系统的出瞳面关于掩模面对称；

步骤103、设置一孔径光阑，所述孔径光阑位置与掩模面上弧形区域的位置重合，且该孔径光阑的尺寸与弧形区域的尺寸相同；

步骤104、定义逆向光线追迹过程中遇到的第一片中继镜为第一中继镜，遇到的第二片中继镜为第二中继镜，确定两片中继镜的相对位置关系，即：令第一中继镜的非临近焦点与所述虚拟面的中心重合，且使所述虚拟面经过第一中继镜反射后成像在它的临近焦点上；令孔径光阑经过第一中继镜反射后成像在第二中继镜的临近焦点上，再经过第二中继镜反射后成像在它的非临近焦点上；

步骤105、利用光线追踪原理，基于所述出瞳直径、出瞳距离及两中继镜的相对位置关系，计算出两中继镜的面型参数和位置坐标。

本发明所述步骤105的具体过程为：

步骤201、将所述虚拟面当作物面，取中心物点进行光线追迹，通过该虚拟面与第一中继镜间的光线长度以及反射角，利用平面几何的方法，计算出第一中继镜的面型参数；

步骤202、根据照明系统的出瞳距离和出瞳直径，利用平面几何的方法计算出所述第一中继镜的位置坐标；

步骤203、取虚拟面中心物点进行光线追迹，通过两中继镜组间的光线长度以及第二中继镜的反射角度，利用平面几何的方法计算出第二中继镜的面型参数；

步骤204、利用平面几何的方法计算第二中继镜的位置坐标；

步骤205、微调第二中继镜的位置和倾斜角度，保证照明系统中的后续元件不会发生光路遮挡。

有益效果

本发明针对极紫外光刻照明系统中的中继镜组提出了一套设计方法，依据该方法可以快速的获得满足投影物镜要求的中继镜组结构。并且，即使投影物镜的相关参数发生改变，依据本发明中提出的方法仍然可以快速并准确地设计出满足要求的中继镜组结构，为整个照明系统的设计奠定了坚实的基础。

其次，本发明针对中继镜组提出的设计方法中还考虑了每一片反射镜的入射角度，在一定程度上兼顾了离轴反射系统的机械结构设计。

附图说明

图1为产业化极紫外光刻系统结构示意图。