Effect of sidewall roughness on the diffraction efficiency of EUV high aspect ratio freestanding transmission gratings

光学 极紫外光刻 材料科学 极端紫外线 栅栏 衍射 表面光洁度 波长 衍射效率 衍射光栅 表面粗糙度 严格耦合波分析 摩尔吸收率 物理 复合材料 激光器
作者
Shan Wu,Jinshi Wang,Fengzhou Fang
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:30 (22): 40413-40413 被引量:2
标识
DOI:10.1364/oe.473602
摘要

Manufacturing-induced sidewall roughness has a significant impact on the diffraction efficiency of extreme ultraviolet (EUV) gratings and masks, which could be evaluated by a Debye-Waller damping factor. The rough profile models of line structures are always parallel to the surface for the reflective elements. In this manuscript, a model of rough lines along the thickness direction is established, which cannot be ignored for high aspect ratio transmission gratings. Numerical calculations are carried out using both a rigorous model and a Fraunhofer approximation model. The two models agree with each other on the low-order transmission efficiencies, and the fitted Debye-Waller factor indicates a larger roughness value than that of the model due to the absorption of EUV irradiation for 90° sidewall angle. When the sidewall angle is smaller than 88°, an extra degree of freedom is introduced to the traditional Debye-Waller factor-based formula. The +1-order transmission efficiency and absorptivity with smooth and rough sidewalls are also analyzed, as well as the effect of incidence angle, wavelength and grating thickness.
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