衍射型环形照明发生器及其制备方法

摘要

一种用于紫外光刻机离轴照明系统的衍射型环形照明发生器及其制备方法，特点在于其构成包括表面垂直于光轴的第一衍射元件和第二衍射元件，第一衍射元件将平行光束变换成与光轴成一个产生的发散光束与光轴成夹角θ的圆环形发散光束，第二衍射元件将圆环形发散光束变换成圆环形平行光束。本发明可连续调节光瞳面的光强分布尺寸，具有结构简单和加工工艺成熟的特点，能够有效降低光刻机的生产成本。

主权项

1.一种衍射型环形照明发生器，特征在于其构成包括表面垂直于光轴的第一衍射元件（102）和第二衍射元件（103），第一衍射元件（102）将平行光束变换成与光轴成一个产生的发散光束与光轴成夹角θ的圆环形发散光束，第二衍射元件（103）将圆环形发散光束变换成圆环形平行光束，通过调节两个衍射元件之间的距离实现输出光束尺寸的连续调节，第一衍射元件（102）和第二衍射元件（103）之间的最大距离为d由下列公式确定；${\phi }_{\mathrm{out}}-{\phi }_{\mathrm{in}}=2d\sin \theta ·\left[\frac{\cos {\theta }_1}{\cos (\theta +{\theta }_1)}\right]$其中：θ₁为中间参数，满足方程式：sin(θ+θ₁)/sin(θ₁)＝n，n为照明光束波长λ下第一衍射元件（102）和第二衍射元件（103）的材料折射率，为入射光束的口径，为环形出射光束的外径，夹角θ的选取范围为10°～60°；所述的第一衍射元件（102）和第二衍射元件（103）均由规则排列的方形单元构成，每个单元的透过率相同，仅存在一定的位相差，所述的第一衍射元件（102）是边长为D₁的正方形透明板，直角坐标的原点位于第一衍射元件（102）的中心，入射面为平面，出射面具有位相分布，其位相分布矩阵为其中：x和y表示直角坐标，x和y坐标的选取是在-D₁/2到D₁/2的范围内均分为2^N个点，N为整数，通常选取10到12，且D₁/2^N至少大于1μm，，mod{}表示对除以2π取余数；所述的第二衍射元件（103）是边长为D₂的正方形透明板，直角坐标系的原点位于第二衍射元件（103）的中心，入射面具有位相分布，出射面为平面，其位相分布矩阵为${\phi }_2(x,y)=\mathrm{mod}\left\{\right[-\sqrt{x^2+y^2}·\tan \left({\theta }_1\right)]·(n-1)/\lambda ,2\pi \};$其中：x和y表示直角坐标，x和y坐标的选取是在-D₂/2到D₂/2的范围内均分为2^N个点，N为整数，mod{}表示对除以2π取余数。