極紫外光源收集系統(tǒng)設(shè)計與加工方法研究.pdf

1、極紫外(13.5nm)光刻技術(shù)是目前光學(xué)光刻領(lǐng)域中的頂級光刻技術(shù),是業(yè)界公認最有希望實現(xiàn)最小線寬22nm及更小尺寸的下一代光刻技術(shù),受到國內(nèi)外高度重視。在極紫外光刻機中,極紫外光源收集系統(tǒng)起到提高光刻照明系統(tǒng)光能利用率,以滿足曝光能量需求的作用,是光刻機中不可缺少的組成部分,近年來一直是極紫外光刻行業(yè)的研究重點之一,也是我國發(fā)展自主高端光刻機的必要研究內(nèi)容之一。由于收集系統(tǒng)工作波段極短,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)十分特殊,其設(shè)計、加工等都是光學(xué)領(lǐng)域中的

2、難題,也是收集系統(tǒng)研究中的關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　WolterI型收集系統(tǒng)是針對DPP極紫外光源的收集系統(tǒng)形式,具有高收集效率、良好的遠場均勻性等優(yōu)點,也非常適合用在LPP極紫外光源上。本文就以WolterI型收集系統(tǒng)為研究對象,對該形式收集系統(tǒng)的設(shè)計、仿真、加工、檢測以及集成裝配進行了較為全面的研究。
　　首先,分析了該收集系統(tǒng)有別于常規(guī)光學(xué)系統(tǒng)的掠入射工作方式,以及多層反射鏡內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)的特點及工作原理;推導(dǎo)了國外沒有明確給出的

3、有關(guān)收集系統(tǒng)設(shè)計及性能評價的兩項重要指標——收集效率和集光度的公式,為收集系統(tǒng)的設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次,對課題中收集系統(tǒng)需匹配的毛細管Xe氣放電極紫外光源的輻射特性進行了計算,并結(jié)合光刻機總體要求,進行了收集系統(tǒng)設(shè)計指標的論證;由于Zemax、CodeV等設(shè)計軟件不支持掠入射結(jié)構(gòu)的設(shè)計,論文提出了根據(jù)各層收集鏡的幾何對應(yīng)關(guān)系,進行“逐層迭代求解+多次優(yōu)化”的設(shè)計方法,快速地完成了收集系統(tǒng)的設(shè)計;并針對收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)編寫了三維

4、仿真程序,較Tracepro等第三方仿真軟件相比,該程序大幅降低了設(shè)計及仿真工作量,并且仿真結(jié)果與Tracepro的仿真結(jié)果吻合得很好。仿真結(jié)果表明,設(shè)計的收集系統(tǒng)完全符合設(shè)計要求。
　　然后,介紹了國外收集鏡加工采用的心軸復(fù)制加工方法,并提出了一套適合于國內(nèi)收集鏡試制階段的精車加工方法;在面形檢測方面,提出了以收集鏡成像原理檢測為主的快速檢測方案,對加工出的一層收集鏡進行了檢測,檢測結(jié)果符合設(shè)計要求,證明了收集系統(tǒng)設(shè)計及加工正確