[發(fā)明專利]投影式光刻機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710094390.3
• 申請日: 2007-12-06
• 公開（公告）號: CN101452212A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳福成;王雷
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備領(lǐng)域中的光刻設(shè)備，特別是涉及一種投影式光刻機(jī)。

背景技術(shù)

投影式光刻機(jī)是半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中非常普遍采用的曝光工具。如圖1所示，已有的簡單的投影光刻機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)包括一個激光光源，這個激光光源發(fā)出特定頻率的激光，該激光通過光闌照射到聚光透鏡上，通過聚光透鏡照射在掩模版上，從掩模版上穿過的光線通過投影透鏡再照射到晶片上。

在投影式光刻機(jī)上通常采用的光學(xué)系統(tǒng)中，各個光源元件包括光源、聚光透鏡和投影透鏡都是固定的，這樣光刻機(jī)的倍率也是固定的。

但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中，不同倍率的掩模版可能在同一個工廠被使用，使得不同倍率的掩模版和光刻機(jī)之間的匹配成為問題。只采用一種特定倍率的掩模版不是明智之舉，而特定購買不同倍率的光刻機(jī)大大增加了生產(chǎn)的成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種投影式光刻機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同倍率的掩模版和光刻機(jī)之間的匹配，而且不增加成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明投影式光刻機(jī)的技術(shù)方案是，其光學(xué)系統(tǒng)包括特定的激光光源、光闌、聚光透鏡、掩模版、投影透鏡，激光光源發(fā)出的光通過光闌、聚光透鏡和掩模版并經(jīng)過投影透鏡射向晶片，在掩模版和投影透鏡之間還包括四個全反射鏡：第一個全反射鏡的反射面與掩模版平面相對且呈45度夾角，它接受從掩模版平面上出射的光線；第二個全反射鏡的反射面與第一個全反射鏡的反射面相對，且與第一個全反射鏡平行，它接受從第一個全反射鏡面反射出的光線；第三個全反射鏡的反射面與第二個全反射鏡的反射面相對且成90度夾角，它接受第三個全反射鏡反射出的光線；第四個全反射鏡的反射面與第三個全反射鏡的反射面相對，且與第三個全反射鏡平行，它接受第三個全反射鏡的反射光，并將該光線反射從而照射到投影透鏡上，上述第二個全反射鏡和第三個全反射鏡可以同時在與掩模版平行的方向作平移。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是，第二個全反射鏡和第三個全反射鏡在與掩模版平行的方向所作的平移量精確到微米。

本發(fā)明通過在掩模版和投影透鏡之間增加四個全反射鏡，通過同時移動其中兩個反射鏡改變掩模版到投影透鏡之間的物距，改變掩模版圖形像的大小，因此調(diào)節(jié)光刻機(jī)的倍率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1為已有投影式光刻機(jī)簡單的光學(xué)鏈圖；

圖2為本發(fā)明投影式光刻機(jī)光學(xué)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記為10為第一個全反射鏡，20為第二個全反射鏡，30為第三個全反射鏡，40為第四個全反射鏡。

具體實(shí)施方式

根據(jù)透鏡成像原理，以薄透鏡作簡單假設(shè)。當(dāng)透鏡組的物方焦距等于像方焦距是F為焦距，S為物距，S’為相距，則有：

公式1：1/S’+1/S＝1/F，其中，F(xiàn)為焦距，S為物距，S’為相距。

而薄透鏡的像的橫向放大率V為：

公式2：V＝-(S’-F)/F＝1-S’/F，其中，V為薄透鏡的像的橫向放大率，F(xiàn)為焦距，S為物距，S’為相距。

由公式1和2得出：當(dāng)物距減小時，像距變大；當(dāng)像為實(shí)像時，此時，像距小于焦距，像的倍率減小。反之，當(dāng)物距變大時；當(dāng)像為實(shí)像時，此時，像距小于焦距，像的倍率增大。

根據(jù)上述原理，如圖2所示，本發(fā)明投影式光刻機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)包括特定的激光光源、光闌、聚光透鏡、掩模版、投影透鏡，激光光源發(fā)出的光通過光闌、聚光透鏡和掩模版并經(jīng)過投影透鏡射向晶片，在掩模版和投影透鏡之間還包括四個全反射鏡：第一個全反射鏡10的反射面與掩模版平面相對且呈45度夾角，它接受從掩模版平面上出射的光線；第二個全反射鏡20的反射面與第一個全反射鏡10的反射面相對，且與第一個全反射鏡10平行，它接受從第一個全反射鏡10反射出的光線；第三個全反射鏡30的反射面與第二個全反射鏡20的反射面相對且成90度夾角，它接受第二個全反射鏡20反射出的光線；第四個全反射鏡40的反射面與第三個全反射鏡30的反射面相對，且與第三個全反射鏡30平行，它接受第三個全反射鏡30的反射光，并將該光線反射從而照射到投影透鏡上，上述第二個全反射鏡20和第三個全反射鏡30可以同時在與掩模版平行的方向作平移，并且，第二個全反射鏡20和第三個全反射鏡30在與掩模版平行的方向所作的平移量精確到微米。

本發(fā)明在投影式光刻機(jī)原來的鏡頭組光路中，加入兩對全反射鏡片，通過精確調(diào)節(jié)其中一對全反射鏡片的位置，改變掩模版到投影透鏡的物距，從而改變光刻圖形的像的大小，從而達(dá)到改變光刻機(jī)倍率的目的。