投影光刻离轴照明的矢量DOE分析：精度提升与误差研究

本文主要探讨了投影光刻中离轴照明（OAI）技术的一种关键组件——衍射光学元件（DOE）的矢量分析。DOE作为一种特殊的光学元件，被用于光刻系统中，其作用是将光源的光线经过特定的衍射和扩散，从而实现对光束的形状和光强分布的精细控制，这对于提高光刻的精度和效率至关重要。 文章首先介绍了背景，强调了在现代光刻工艺中，尤其是在追求更高分辨率和更大照明角度的应用中，传统的标量分析方法可能不再适用。当工作波长接近DOE的单元尺寸，且需要处理大角度衍射时，光的偏振特性不能被忽略，此时简单的标量近似方法可能导致设计结果的严重偏差。因此，矢量分析方法的引入显得尤为重要，它能够更准确地考虑光的波动性和偏振效应。 作者在矢量角谱传输理论的基础上，构建了一套针对投影光刻DOE的矢量分析模型。该模型考虑了光的波前形状和偏振状态，使得在设计DOE时能够考虑到这些因素对光束整形和均匀性的影响。通过深入的数学建模和数值模拟，研究者揭示了在偏振照明情况下，采用标量设计方法的DOE在实际应用中的局限性。 研究结果显示，采用矢量分析方法，可以显著提高DOE在离轴照明中的性能，尤其是在大角度衍射和高精度光束控制方面。然而，这需要更高的计算复杂度和技术要求，但所得出的结果对于优化光刻系统的性能具有决定性意义。 论文的关键词包括“衍射”，“衍射光学元件”，“光束整形”，“矢量角谱”以及“偏振”，这些关键词反映了文章的核心研究内容。本文为理解和改进投影光刻中的离轴照明技术提供了一种更为精确和全面的分析工具，对于提升光刻行业的技术水平具有重要价值。