一种用于深紫外光刻照明系统的chirp式复眼匀光单元

摘要

本发明提供一种用于深紫外光刻照明系统的chirp式复眼匀光单元，包括chirp式复眼、孔径光阑和聚光镜；其中chirp式复眼中第一排复眼的基底为阶梯型结构，第二排复眼的基底为等厚度结构，且第一排复眼上子透镜位于与其对应的第二排复眼上子透镜的物方焦平面处；基于通过chirp式复眼上每一子透镜的光束在掩模面上的照明区域大小相同的限定条件，确定chirp式复眼上各子透镜的口径与曲率半径。本发明在不使用旋转散射元件和光学延迟元件的情况下，可以有效抑制光刻照明系统中的干涉散斑，简化深紫外光刻照明系统。

主权项

一种用于深紫外光刻照明系统的chirp式复眼匀光单元，包括chirp式复眼、孔径光阑和聚光镜；其特征在于，chirp式复眼中第一排复眼的基底为阶梯型结构，第二排复眼的基底为等厚度结构，且第一排复眼上子透镜位于与其对应的第二排复眼上子透镜的物方焦平面处；基于通过chirp式复眼上每一子透镜的光束在掩模面上的照明区域大小相同的限定条件，确定chirp式复眼上各子透镜的口径与曲率半径；所述第一排复眼的基底的阶梯端朝向光源；以光束前进的方向为z轴，依据左手坐标原则确定坐标系(x,y,z)；所述chirp式复眼上各子透镜的结构构成形式为：两排复眼中朝向光源的一侧为等长x柱形透镜阵列，两排复眼中朝向掩模的一侧为y柱形透镜阵列，在每一排复眼上，由x柱形透镜阵列与y柱形透镜阵列相互垂直正交形成多个子透镜；所述chirp式复眼中第i对子透镜的焦距f_i、口径p_i及曲率半径r_i；$f_1=f_0+(p_0/2+p_1/2)\frac{\tan \alpha }{n_{\mathrm{LA}}}---\left(1\right)$$p_1=2\times \frac{(f_0+p_0·\tan \alpha /2n_{\mathrm{LA}})}{(1/\mathrm{NA}-\tan \alpha /n_{\mathrm{LA}})}---\left(2\right)$$\begin{array}{cc}{f}_i=f_0+(p_0/2+\underset{n=0}{\overset{i-1}{\Sigma }}{p}_n+p_i/2)\frac{\tan \alpha }{n_{\mathrm{AL}}}& (i\ge 2)---\left(3\right)\end{array}$$\begin{array}{cc}{p}_i=2\times \frac{f_0+(f_0·\mathrm{NA}+\underset{n=1}{\overset{i-1}{\Sigma }}{p}_n)\tan \alpha /n_{\mathrm{LA}}}{1/\mathrm{NA}-\tan \alpha /n_{\mathrm{LA}}}& (i\ge 2)\end{array}---\left(4\right)$r_i＝‑(n_LA‑1)f_i                    (5)其中，n_LA为基底的折射率，f₀和p₀为chirp式复眼阵列中预先设定的尺寸最小的子透镜焦距和口径，α为设定的角度，i＝1,2,……N，N为chirp式复眼子透镜对的总数,NA为每个子透镜的数值孔径；所述chirp式复眼中第i对子透镜沿x方向和y方向的口径分别为p_xi和p_yi，第一排复眼和第二排复眼上第i个子透镜的焦距分别为f_LA1i和f_LA2i，第一排复眼和第二排复眼上第i个子透镜的曲率半径分别为r_LA1i和r_LA2i；$f_{\mathrm{LA}1i}=f_{\mathrm{LA}10}+(p_{y0}/2+\underset{n=1}{\overset{i-1}{\Sigma }}{p}_{\mathrm{yn}}+p_{\mathrm{yi}}/2)\frac{\tan \alpha }{n_{\mathrm{LA}}}---\left(6\right)$$\begin{array}{c}{p}_{\mathrm{yi}}=2\times \frac{f_{\mathrm{LA}10}+(f_{\mathrm{LA}10}·\mathrm{NA}+\underset{n=1}{\overset{i-1}{\Sigma }}{p}_{\mathrm{yn}})\tan \alpha /n_{\mathrm{LA}}}{1/\mathrm{NA}-\tan \alpha /n_{\mathrm{LA}}}\end{array}----\left(7\right)$$p_{\mathrm{xi}}=p_{\mathrm{yi}}·\frac{p_{x0}}{p_{y0}}---\left(8\right)$$f_{\mathrm{LA}2i}=f_{\mathrm{LA}1i}·\frac{f_{\mathrm{LA}20}}{f_{\mathrm{LA}10}}---\left(9\right)$r_LA1i＝‑(n_LA‑1)f_LA1i               (10)r_LA2i＝‑(n_LA‑1)f_LA2i              (11)其中，f_LA10为预先设定的第一排复眼中作为初始子透镜的焦距，f_LA20为预先设定的第二排复眼中作为初始子透镜的焦距,p_x0、p_y0分别为预先设定的初始子透镜x、y方向的口径。