极紫外光刻系统中与杂散光有关的镜面加工误差分析方法

摘要

极紫外光刻系统中与杂散光有关的镜面加工误差分析方法，属于光学设计仿真分析领域，解决了在极紫外光刻系统中与杂散光紧密相关的扩展中频粗糙度摄取无统一测量标准或求解方法而导致镜面加工误差分析较低的问题。该方法为：初始暗岛尺寸的最小值和最大值，取其平均值为初始暗岛尺寸进入光刻仿真，判断杂散光水平与仿真杂散光阈值的关系直到两者相等，得到最佳暗岛尺寸；扩展中频粗糙度的空间周期为Λ，对应的空间频率光栅方程Λsinθ＝λ，λ为系统曝光波长，得到扩展中频粗糙度对应的空间频率：θ和θ’为入射光在扩展中频粗糙度上发生衍射时的衍射角极限值，且θ＜θ’。本发明可以准确地为光刻性能分析、后续光学元件精修等工作提供重要依据。

主权项

极紫外光刻系统中与杂散光有关的镜面加工误差分析方法，其特征在于，该方法的条件和步骤如下：步骤一、最佳暗岛尺寸的求解(1)确定仿真杂散光阈值；(2)根据光刻原理确定暗岛尺寸的最小值λ为曝光波长，NA为投影曝光系统的像方数值孔径，该暗岛尺寸的最小值为投影曝光系统的极限分辨率，即在任何条件下均不能成功成像曝光；(3)初始暗岛尺寸的最大值d_max＝D，该暗岛尺寸的最大值可以使暗岛的空间像在任何条件下其中心区域光强为0；(4)取暗岛尺寸的最小值和最大值的平均值作为初始暗岛尺寸进入第一次光刻仿真；(5)根据Kirk法中关于系统杂散光的定义和光刻仿真空间像得到杂散光水平，判断杂散光水平与仿真杂散光阈值的关系，若杂散光水平大于仿真杂散光阈值，说明初始暗岛尺寸d过小，则将d赋值于d_min并进入下一次仿真计算，若杂散光水平小于仿真杂散光阈值，说明初始暗岛尺寸d过大，则将d赋值于d_max并进入下一次仿真计算；(6)重复步骤(5)，最终d将收敛于某一值d_island，直到杂散光水平与仿真杂散光阈值相等，即d＝d_island，则d_island为最佳暗岛尺寸；步骤二、利用最佳暗岛尺寸求解与杂散光有关的扩展中频粗糙度对应的空间频率(1)最佳尺寸暗岛经投影曝光系统后形成暗岛空间像，而亮区经投影曝光系统后形成亮区空间像，因投影曝光系统中存在与杂散光有关的扩展中频粗糙度，导致入射光发生衍射产生0级光和两束次级光，忽略能量极低的高衍射级次，其中一束次级光进入到暗岛空间像，叠加一亮背景，形成杂散光；(2)暗岛空间像所在像面与亮区空间像所在像面在同一平面上，设该平面与投影曝光系统口径之间的距离为l’，最佳尺寸暗岛所在物面与亮区所在物面在同一平面上，设该平面与投影曝光系统口径之间的距离为l，扩展中频粗糙度的空间周期为Λ，对应的空间频率最佳暗岛尺寸为d_island，系统放大倍率为α，则结合光栅方程Λsinθ＝λ，其中，λ为系统曝光波长，从两个方面求解与杂散光有关的扩展中频粗糙度对应的空间频率：①从物空间摄取扩展中频粗糙度：$\frac{d_{\mathrm{island}}/2}{l}=\tan \theta$$\frac{\mathrm{FOV}/2}{l}=\tan {\theta }^{\prime }$②从像空间摄取扩展中频粗糙度：$\frac{{\mathrm{\alpha d}}_{\mathrm{island}}/2}{l^{\prime }}=\frac{d_{\mathrm{island}}/2}{l}=\tan \theta$$\frac{\alpha ·{\mathrm{FOV}}_{\mathrm{image}}/2}{l^{\prime }}=\frac{\mathrm{FOV}/2}{l}={\tan \theta }^{\prime }$其中，θ和θ’为入射光在扩展中频粗糙度上发生衍射时的衍射角极限值，且θ＜θ’，由于扩展中频粗糙度上具有不同频率的加工误差，因此实际的衍射角为θ和θ’之间的任意值，则与杂散光有关的扩展中频粗糙度对应的空间频率分布范围为：$\frac{\sin \theta }{\lambda }<f<\frac{\sin {\theta }^{\prime }}{\lambda }$无论是从物空间求解还是从像空间求解结论一致，因此可从物空间和像空间分别求解扩展中频粗糙度。