光刻机光源中单元光学系统的ZEMAX模拟

论文摘要

极紫外光刻(EUVL)是下一代光刻技术中最有前途的方法,它向人们提供了突破22nm节点的途径。但是,限制EUV技术发展的一个主要制约因素是大功率,高质量大功率的EUV光源难以获得。根据预测,如果将EUV技术应用于工业上的规模化生产,需要EUV光刻系统输出的极紫外光功率达到115W以上。目前,最先进并且最成熟的光刻技术依然是193nm的深紫外光刻。193nm准分子激光器放电腔发出的原始光谱宽度达几百皮米。这样宽的光谱带宽无法满足光刻的要求,因此需要对初始脉冲进行光谱线宽压缩,常用的线宽压缩模块由棱镜扩束系统和光栅组成。本文采用光学设计软件ZMEAX模拟了由3个棱镜(CaF2)组成的棱镜扩束系统。3个棱镜的尺寸依次增大,用于分离波长,减小光束的发散角,同时减小光束能量密度,减轻光栅的光学损伤,为光栅进行窄线宽的波长选择提供了基础。另外,本文研究模拟了EUV光源的旋转椭球收集镜。计算出直径为600mm,立体角为5sr的旋转椭球收集镜的面型参数。并且采用ZEMAX对收集镜进行模拟,模拟的光源半径分别为50μm,75μm和100μm,收集镜直径分别为300mm,400mm,500mm,600mm和700mm,得到了IF点光斑的大小、光源输出光展量(Etendue)和收集镜的放大率。分析了当收集镜的直径为300mm和600mm,光源半径为50μm,75μm和100μm时,光源在Y、Z方向漂移对IF点光斑的影响,给出了IF点光斑随漂移量变化的大小和趋势。为椭球收集镜的制作和液体微滴生成器的研发提供了很好的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 光刻技术
• 1.2 准分子激光光刻
• 1.3 极紫外光刻技术
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2 准分子激光器棱镜扩束系统
• 2.1 光刻用准分子激光的特性
• 2.2 光刻用准分子激光器的主要模块
• 2.3 棱镜扩束原理
• 2.4 棱镜扩束系统的ZEMAX 模型的建立
• 2.5 棱镜扩束系统的ZEAMX 模拟的结果
• 2.6 本章小结
• 3 LPP 极紫外光源中的收集镜
• 3.1 收集镜的立体角和光源输出光展量（etendue）
• 3.2 收集镜面型参数的计算
• 3.3 椭球成像放大理论
• 3.4 本章小结
• 4 收集镜的ZEMAX 模拟
• 4.1 收集镜ZEMAX 模型的建立
• 4.2 液滴无漂移时IF 点光斑的特性
• 4.3 液滴漂移时IF 点光斑的特性
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文目录