一種偏振純化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種偏振純化裝置，解決了NA1.35浸沒式光刻技術(shù)中光束傳輸因材料雙折射和鍍膜等因素導(dǎo)致光束偏振度下降的問題，所述的偏振純化裝置偏振純化裝置包括前組波片堆和后組波片堆；前組波片堆傾斜放置，前組波片堆的表面法線與入射光線呈布儒斯特角放置；后組波片堆與前組波片堆呈八字對稱形放置；且后組波片堆表面法線也與入射光線呈布儒斯特角放置，后組波片堆用于補償前組波片堆在提高光束偏振度過程中引起的光束偏離，保證輸入輸出光束同向且光束偏離為0。本發(fā)明的偏振純化裝置，利用波片堆的原理，獲得了高偏振度、高光束透過率、無光束偏離的線偏振光束。
【專利說明】一種偏振純化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光刻照明【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種偏振純化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]上世紀70年代出現(xiàn)的集成電路在誕生之初主要用作信息處理器件，從出現(xiàn)至今的短短幾十年的時間里，受到社會信息化進程的強烈牽引，集成電路先后經(jīng)歷了小規(guī)模、超大規(guī)模直至極大規(guī)模等幾個發(fā)展階段，極大規(guī)模集成電路已經(jīng)成為高【技術(shù)領(lǐng)域】發(fā)展的基石，從衛(wèi)星、火箭等航空航天領(lǐng)域，到雷達、激光制導(dǎo)導(dǎo)彈國防領(lǐng)域，以及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域都離不開極大規(guī)模集成電路，它不僅是主要的信息處理器件，同時也發(fā)展成為信息存儲的重要載體之一。
[0003]而體現(xiàn)信息存儲能力的動態(tài)隨機存儲器的存儲容量與集成電路芯片最小特征線寬息息相關(guān)，因此，減小集成電路最小線寬尺寸是提高存儲能力的重要手段。在加工制造集成電路的設(shè)備很多，光刻機是目前技術(shù)最成熟的設(shè)備。光刻機的核心部件是投影曝光光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)最重要的組成部分是照明系統(tǒng)和投影物鏡系統(tǒng)。照明系統(tǒng)主要功能是為掩模面提供均勻照明、控制曝光劑量和實現(xiàn)照明模式的變換。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，對線寬尺寸在納米量級的光刻設(shè)備有很大需求，研發(fā)高NA浸沒式光刻機對科技進步來說都具有重要意義，作為光刻機重要組成部分的照明系統(tǒng)對提高整個光刻機性能至關(guān)重要，因此設(shè)計好照明系統(tǒng)是完成整個投影曝光光學(xué)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。
[0004]偏振純化裝置作為照明系統(tǒng)的核心單元器件，在照明系統(tǒng)中起著關(guān)鍵性的作用。根據(jù)國際光刻機公司提供的數(shù)據(jù)顯示，光投影物鏡數(shù)值孔徑大于0.85時，需要考慮光束的偏振特性。但是，在研制數(shù)值孔徑為1.35的浸沒式光刻系統(tǒng)時，光束在傳輸過程中通常會因為材料雙折射和鍍膜等因素導(dǎo)致光束偏振度下降，嚴重影響光刻成像系統(tǒng)對比度，因此，在光束傳輸過程中必須使用偏振純化裝置以提高光束偏振度，使曝光光學(xué)系統(tǒng)滿足成像性能和指標(biāo)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種偏振純化裝置，以獲取高偏振度、透過率高且無光束偏離的線偏振光束。
[0006]本發(fā)明提供一種偏振純化裝置，所述偏振純化裝置包括前組波片堆和后組波片堆；所述前組波片堆傾斜放置，所述前組波片堆的表面法線與入射光線呈布儒斯特角放置；所述后組波片堆與所述前組波片堆呈八字對稱形放置；且所述后組波片堆表面法線也與所述入射光線呈布儒斯特角放置，所述后組波片堆用于補償所述前組波片堆在提高光束偏振度過程中弓I起的光束偏離，保證輸入輸出光束同向且光束偏離為O。
[0007]可選地，如上所述的偏振純化裝置中，所述前組波片堆和所述后組波片堆分別包括相同片數(shù)的波片。
[0008]可選地，如上所述的偏振純化裝置中，所述前組波片堆和所述后組波片堆分別包括6片所述波片。
[0009]可選地，如上所述的偏振純化裝置中，所述波片的材料為熔石英，或者氟化鈣。
[0010]可選地，如上所述的偏振純化裝置中，所述前組波片堆中的多片所述波片等間距平行排列；所述后組波片堆中的多片所述波片也等間距平行排列。
[0011]可選地，如上所述的偏振純化裝置中，所述波片表面粗糙度為0.5nm?2nm。
[0012]本發(fā)明的偏振純化裝置，采用前組波片堆和后組波片堆相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，前后組波片堆共同實現(xiàn)光束偏振度純化，且后組波片堆還具有補償前組波片堆引起的光束偏離的功能，保證輸入輸出光束同向且光束偏離為O。且本發(fā)明的偏振純化裝置中的前后組波片堆數(shù)目可以增加或者減少，以實現(xiàn)在不同照明模式下對光束偏振度的不同需求。本發(fā)明利用波片堆的原理，解決了 NAl.35浸沒式光刻技術(shù)中光束傳輸因材料雙折射和鍍膜等因素導(dǎo)致光束偏振度下降的問題，獲得了高偏振度、高透過率，無光束偏離的線偏振光束。且本發(fā)明的偏振純化裝置結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)校裝配易于實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為布儒斯特角計算原理圖；
[0015]圖2為波片堆原理圖；
[0016]圖3為圖2所示的波片原理中透射光中S偏振分量大小與波片片數(shù)關(guān)系圖；
[0017]圖4為本發(fā)明實施例提供的偏振純化裝置的主結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖5為本發(fā)明實施例的偏振純化裝置中波片片數(shù)與輸出光束偏振度關(guān)系圖；
[0019]圖6為本發(fā)明實施例的偏振純化裝置中波片表面粗糙度與散射能量損失關(guān)系圖。
[0020]標(biāo)號說明:1-入射光束、2-反射光束、3-折射光束、4-界質(zhì)面、5-法線、6-熔石英波片、7-光束偏離、8-前組波片堆、9-后組波片堆。
【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0022]本實施例中提及的布儒斯特角，又稱偏振角，是自然光或偏振光經(jīng)電介質(zhì)界面反射后，反射光為線偏振光所應(yīng)滿足的條件。該現(xiàn)象由英國物理學(xué)家布儒斯特于1815年發(fā)現(xiàn)。自然光在電介質(zhì)界面上反射和折射時，一般情況下反射光和折射光都是部分偏振光，只有當(dāng)入射角為某特定角時反射光是線偏振光，其振動方向與入射面垂直，此特定角稱為布儒斯特角，用0表示,光以布儒斯特角入射時,反射光與折射光互相垂直。當(dāng)入射角滿足tan Θ = n2/nl時，此時入射角即為布儒斯特角，n2為折射光界質(zhì)折射率，nl為入射光界質(zhì)折射率。如圖1所示布儒斯特角計算原理圖，入射光束I以布儒斯特角Θ入射到界質(zhì)面4，經(jīng)界質(zhì)面4反射獲得反射光束2，經(jīng)界質(zhì)面4折射獲得折射光束3，法線5垂直于界質(zhì)面4。如圖1所示，入射角(指入射光線與法線所成的夾角)為Θ，反射角(指反射光線與法線所成的夾角)為β，折射角(指折射光與法線所成的夾角)為Y，假設(shè)入射光束I為S光(S光指與入射面垂直的分量)和P光(P光指與入射面平行的分量)組成的部分偏振光，由于入射角等于布儒斯特角，因此反射光束2為S偏振光束，折射光束3為S偏振光束和P偏振光束合成的光束。
[0023]對于NAl.35光刻照明系統(tǒng)，界質(zhì)面4所用材料為熔石英，該材料折射率為
1.560312，即η2 = 1.560312，當(dāng)入射光束I由空氣入射到熔石英中時，nl = 1，則此時布儒斯特角等于0 = atan(n2/nl),代入折射率數(shù)值解得該條件下布儒斯特角為57.3度。根據(jù)能量守恒定律，入射光束I中P光能量等于反射光束2中P光能量與折射光束3中P光能量之和，入射光束I中S光能量等于反射光束2中S光能量與折射光束3中S光能量之和，根據(jù)菲涅耳公式:
【權(quán)利要求】
1.一種偏振純化裝置，其特征在于:所述偏振純化裝置包括前組波片堆和后組波片堆；所述前組波片堆傾斜放置，所述前組波片堆的表面法線與入射光線呈布儒斯特角放置；所述后組波片堆與所述前組波片堆呈八字對稱形放置；且所述后組波片堆表面法線也與所述入射光線呈布儒斯特角放置，所述后組波片堆用于補償所述前組波片堆在提高光束偏振度過程中弓I起的光束偏離，保證輸入輸出光束同向且光束偏離為ο。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振純化裝置，其特征在于:所述前組波片堆和所述后組波片堆分別包括相同數(shù)目的多片波片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偏振純化裝置，其特征在于:所述前組波片堆和所述后組波片堆分別包括6片所述波片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏振純化裝置，其特征在于:所述波片的材料為熔石英，或者氟化鈣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的偏振純化裝置，其特征在于:所述前組波片堆中的多片所述波片等間距平行排列；所述后組波片堆中的多片所述波片也等間距平行排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的偏振純化裝置，其特征在于:所述波片表面粗糙度為0.5nm ?2nm。
【文檔編號】G02B27/28GK104035204SQ201410289361
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】范真節(jié), 邢廷文, 林嫵媚, 廖志杰, 張海波 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所