解析分析投影物镜偏振像差对光刻质量影响

"本文主要探讨了投影物镜在线性偏振照明条件下的偏振像差如何影响光刻成像质量的问题。通过建立解析模型，分析了偏振像差对交替相移掩模（Alt-PSM）空间像产生的影响，特别是图形位置偏移误差（IPE）和最佳焦面偏移（BFS）。研究中，作者基于矢量光刻成像理论，从掩模空间像的光强分布出发，推导出了IPE和BFS的解析表达式，并将各个泡利-泽尼克偏振像差对空间像的影响进行了解析分析。进一步，他们建立了IPE与奇像差项泡利-泽尼克系数以及BFS与偶像差项泡利-泽尼克系数之间的线性关系。利用光刻仿真软件进行模拟验证，确保了解析分析结果的准确性，并通过最小二乘法评估了线性关系的精度。关键词包括成像系统、光刻、偏振像差、泡利系数和泡利-泽尼克系数。" 在光刻技术中，成像质量是决定最终微纳结构精细度的关键因素之一。投影物镜作为光刻系统的核心组件，其性能直接影响到光刻过程的精度。本研究关注的是在采用线性偏振光源时，物镜中存在的偏振像差对光刻成像质量的潜在影响。偏振像差是指由于光源偏振状态与光学系统的相互作用导致的像质下降，这在高分辨率光刻中尤其重要，因为微小的像差可能导致成像错误，影响微结构的定位和尺寸控制。 研究者利用矢量光刻成像理论，这是一种考虑光波电磁性质的全面理论，它能够更精确地描述光在复杂光学系统中的传播。通过对掩模空间像的光强分布进行分析，研究人员能够计算出由偏振像差引起的图形位置偏移误差（IPE）和最佳焦面偏移（BFS）。这两个参数直接反映了光刻图像在空间位置和深度上的不准确度，是评估成像质量的重要指标。 泡利-泽尼克系数是描述光学系统像差的一种方式，它们对应于不同类型的像差项，包括球面像差、彗差、畸变等。在本文中，研究者建立了IPE与奇像差项泡利-泽尼克系数以及BFS与偶像差项泡利-泽尼克系数之间的定量关系，这意味着可以通过测量这些系数来预测偏振像差对成像质量的具体影响。 为了验证这些解析结果的可靠性，研究团队使用光刻仿真软件进行了模拟实验，这种方法能够模拟实际光刻过程中的各种条件，并与解析模型的预测进行比较。通过最小二乘法，他们评估了建立的线性关系的精确度，从而为偏振像差的修正和光刻系统优化提供了理论基础。 这项研究为理解和改善光刻系统的偏振像差问题提供了重要的理论工具，对于提升光刻技术的分辨率和精度，尤其是在纳米尺度制造领域，具有深远的实践意义。