[发明专利]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

权利要求书

1.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：

disland/2l=tanθ]]>

FOV/2l=tanθ′]]>

②从像空间摄取扩展中频粗糙度：

αdisland/2l′=disland/2l=tanθ]]>

α·FOVimage/2l′=FOV/2l=tanθ′]]>

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：

sinθλ<f<sinθ′λ]]>

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。

2.根据权利要求1所述的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，在进行步骤一之前还包括以下步骤：最佳暗岛尺寸提出的理论分析

当一小尺寸暗岛经过理想投影曝光系统后形成第一空间像，由于系统数值孔径限制而发生衍射，从而使得小尺寸暗岛的第一空间像的中心区域具有光强，即若使用该小尺寸暗岛测量系统杂散光，对于理想投影曝光系统而言，其测得的杂散光水平也不为0，这与假设的理想投影曝光系统相矛盾，说明该小尺寸暗岛尺寸选择失当；

当一大尺寸暗岛经过半真实投影曝光系统后形成第二空间像，半真实投影曝光系统由理想投影曝光系统、基础像差和引入杂散光的扩展中频粗糙度组成，使得大尺寸暗岛的第二空间像的中心区域光强为0，即若采用该大尺寸暗岛测量系统杂散光，对于半真实投影曝光系统而言，其测得的杂散光水平为0，这与假设的半真实投影曝光系统相矛盾，说明该大尺寸暗岛尺寸选择失当；

基于以上两种情况的考虑，小尺寸暗岛和大尺寸暗岛之间必然存在一最佳尺寸暗岛，当一最佳尺寸暗岛经过投影曝光系统后形成第三空间像，投影曝光系统由理想投影曝光系统与基础像差组成，使得最佳尺寸暗岛的第三空间像的中心区域光强刚好为0，这便与假设的投影曝光系统相吻合，且与利用仿真进行杂散光公差分配的过程中所使用的系统一致；

结合光刻系统仿真以及系统杂散光测量两方面理论，得到了必然存在一用于杂散光测量的最优暗岛尺寸的结论，而不是任意选取，使得杂散光成为系统的一种固有性质，与照明条件、光学元件加工水平有关。