先进光刻机曝光系统光学设计

先进光刻机是制造高端芯片的利器，只有少数国家掌握先进光刻设备的研制和高端芯片的制造。《先进光刻机曝光系统光学设计》遵循国际半导体协会光刻技术发展路线图，结合作者20余年从事先进光刻机曝光系统的研究，重点介绍光刻28nm～14nm～7nm～5nm技术节点相关的深紫外和极紫外光刻机曝光系统设计研制技术，主要包括以下内容：光刻机发展历程以及深紫外/极紫外光刻机曝光系统光学设计的发展历程；光刻机曝光系统光学设计基础；浸没式深紫外光刻机物镜系统光学设计基础、方法与系统设计；深紫外光刻机照明系统光学设计基础、方法与系统设计；极紫外光刻机匀倍率/变倍率物镜系统光学设计基础、方法与系统设计；极紫外光刻机匀倍率/变倍率照明系统光学设计基础、方法与系统设计。

目录

前言

第1章 绪论 1

1.1 光刻机发展简介 1

1.2 深紫外光刻机曝光系统光学设计 3

1.2.1 深紫外光刻机物镜系统的光学设计 3

1.2.2 深紫外光刻机照明系统的光学设计 7

1.3 极紫外光刻机曝光系统光学设计 11

1.3.1 极紫外光刻机物镜系统的光学设计 12

1.3.2 极紫外光刻机照明系统的光学设计 16

参考文献 20

第2章 光刻机曝光系统光学设计基础 29

2.1 光学表面结构 29

2.1.1 球面 29

2.1.2 非球面 30

2.1.3 自由*面 31

2.2 光刻机物镜系统的光学设计基础 34

2.2.1 光刻机物镜系统的设计方法 35

2.2.2 光刻机物镜系统的优化方法 36

2.2.3 成像光学系统像质评价方法 39

2.3 光刻机照明系统的光学设计基础 49

2.3.1 光能及其计算 49

2.3.2 照明系统基本组成 53

参考文献 54

第3章 浸没式深紫外光刻机物镜系统光学设计 56

3.1 浸没式深紫外光刻机物镜系统设计基础 56

3.1.1 浸没式深紫外光刻机物镜系统设计的主要性能 56

3.1.2 浸没式深紫外光刻机物镜系统的光学材料 57

3.2 浸没式深紫外光刻机物镜系统分组设计方法 58

3.2.1 浸没式深紫外光刻机物镜系统分组方法 58

3.2.2 光学元件增减与面型优化方法 59

3.2.3 浸没式深紫外光刻机物镜系统初始结构设计方法 62

3.3 浸没式深紫外光刻机物镜系统设计 69

3.3.1 多维度参数优化策略 69

3.3.2 公差分析方法 70

3.3.3 NA1.35深紫外物镜系统优化设计 72

参考文献 79

第4章 深紫外光刻机照明系统光学设计 81

4.1 深紫外光刻机照明系统设计基础及方案 81

4.1.1 深紫外光刻机照明系统的设计基础 81

4.1.2 深紫外光刻机照明系统的设计方案 83

4.2 深紫外光刻机照明系统双向设计方法 85

4.2.1 深紫外光刻机照明系统的匀光照明子系统设计 85

4.2.2 深紫外光刻机照明系统的光束整形子系统设计 86

4.2.3 深紫外光刻机照明系统的偏振照明子系统设计 94

4.3 深紫外光刻机照明系统设计 100

4.3.1 NA1.35深紫外光刻机照明系统设计 100

4.3.2 照明系统仿真分析 105

4.3.3 照明光源仿真分析 106

参考文献 109

第5章 极紫外光刻机物镜系统光学设计 112

5.1 极紫外光刻机物镜系统设计基础 112

5.1.1 匀倍率极紫外光刻机物镜系统设计基础 112

5.1.2 变倍率极紫外光刻机物镜系统设计基础 113

5.2 极紫外光刻机物镜系统分组设计方法 115

5.2.1 极紫外光刻机物镜系统分组方法 115

5.2.2 匀倍率极紫外光刻机物镜系统初始结构设计方法 116

5.2.3 变倍率极紫外光刻机物镜系统初始结构设计方法 123

5.3 极紫外光刻机物镜系统设计 130

5.3.1 极紫外光刻机物镜系统优化方法 130

5.3.2 NA0.33匀倍率极紫外光刻机物镜系统设计 130

5.3.3 NA0.55变倍率极紫外光刻机物镜系统设计 134

参考文献 137

第6章 极紫外光刻机照明系统光学设计 139

6.1 极紫外光刻机照明系统设计基础及方案 139

6.1.1 极紫外光刻机照明系统设计基础 139

6.1.2 极紫外光刻机照明系统设计方案 140

6.2 极紫外光刻机照明系统逆向设计方法 141

6.2.1 极紫外光刻机照明系统中继镜组设计 142

6.2.2 极紫外光刻机照明系统双排复眼设计 151

6.2.3 极紫外光刻机照明系统双排复眼对位匹配方法 158

6.3 极紫外光刻机照明系统设计 163

6.3.1 极紫外光刻机照明系统光源 163

6.3.2 匀倍率极紫外光刻机照明系统设计 164

6.3.3 变倍率极紫外光刻机照明系统设计 167

参考文献 176