[發(fā)明專利]用于微光刻的照明光學系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910046061.0
• 申請日: 2009-02-10
• 公開（公告）號: CN101477317A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 張祥翔
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術領域

本發(fā)明涉及微光刻領域，更具體的說，是涉及微光刻法設備中的一套照明光學系統(tǒng)。?

背景技術

現(xiàn)有光刻法中采用高壓汞燈照明的光學系統(tǒng)，主要對g(436nm)h(405nm)i(365nm)三線進行曝光，在涂有光刻膠的硅片上得到一定的光刻膠圖形，再通過刻蝕等步驟使硅片上得到同樣的光刻膠圖形。?

根據(jù)不同的曝光要求，硅片面上有時需要不同的曝光視場，數(shù)值孔徑或相干因子。?

現(xiàn)有的技術主要是將照明系統(tǒng)的聚光透鏡或中繼透鏡用變焦透鏡組來替代，不同的焦距對應不同的曝光視場、數(shù)值孔徑或相干因子。?

如美國專利US5245384采用了變焦的聚光鏡改變相干因子。請參考圖1，該系統(tǒng)其包括汞燈1，橢圓反射鏡2，準直鏡3，濾波片4，變焦系統(tǒng)5，復眼透鏡6，孔徑光闌7，聚光鏡8，物鏡系統(tǒng)9，掩模面R以及硅片面W。光源即汞燈1所發(fā)出的光經(jīng)過準直鏡3變成平行光，經(jīng)過變焦鏡組50a，改變投射到復眼透鏡6上的光斑尺寸。復眼透鏡6產生的不同尺寸大小的次級光源面在橢圓反射鏡的出射端口的共軛面的附近，由復眼透鏡6產生的不同尺寸的次級光源，再經(jīng)過中繼系統(tǒng)，照射到掩模面R上。?

微光刻設備中為了適應不同的線寬要求，如關鍵層和非關鍵層等，要求有不同的相干因子，或不同的曝光視場，或不同的數(shù)值孔徑。在上述先前技術的系統(tǒng)中可采用變焦的中繼透鏡來改變相干因子等。再請參考圖2，當圖2中的中繼透鏡的前組，往前移動時，出射的數(shù)值孔徑減小，視場增大，相干因子減小。?

然而對于現(xiàn)有技術來說，需要一套變焦鏡來實現(xiàn)相干因子的變化，特別在變焦范圍較大時，結構更是比較復雜，設計制造不容易實現(xiàn)，也增加了設計制造的成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種用于微光刻的照明系統(tǒng)，能用簡單的方法達到改變相干因子的目的，簡化結構降低成本。?

為了到達上述目的，本發(fā)明提出一種用于微光刻的照明光學系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：?

光源；石英棒，位于所述光源的光路上，所述光源發(fā)出的光經(jīng)由所述石英棒的入射端進入并經(jīng)由出射端射出；中繼透鏡，位于所述石英棒的出射端的射出光路上；照明場，位于所述中繼透鏡的出光光路上；其中所述石英棒的入射端和出射端具有不同的口徑；其中，所述中繼透鏡為變焦鏡組，包括第一變焦透鏡和第二變焦透鏡。?

進一步的，該系統(tǒng)包括電機帶動所述石英棒進行180度旋轉。?

進一步的，所述電機為步進電機。?

進一步的，所述光源為高壓汞燈。?

進一步的，所述照明場為掩模面。?

進一步的，該系統(tǒng)包括聚光單元，位于所述光源和石英棒之間的光路上。?

進一步的，所述聚光單元為變焦鏡組。?

本發(fā)明提出的用于微光刻的照明系統(tǒng)，利用兩端不同面積的石英棒，并用步進電機控制石英棒的位置，只需旋轉石英棒180度就可實現(xiàn)數(shù)值孔徑和曝光視場的變換，比用變焦鏡組實現(xiàn)數(shù)值孔徑和曝光視場的變換要簡單易行，設計制造相對簡單，成本降低。?

使用該系統(tǒng)的微光刻方法比用變焦透鏡組改變數(shù)值孔徑的方法要簡單易行，在設計制造上更加容易實現(xiàn)，用電機控制石英棒的位置，可以達到較高的精度。單獨使用勻光棒旋轉變化數(shù)值孔徑、相干因子時，可以有兩檔變化。當要實現(xiàn)大范圍的數(shù)值孔徑、相干因子變化時，如果單用變焦透鏡，可能會造成結構復雜，設計制造成本增加，如果和這種勻光棒旋轉配合使用，變焦透鏡的結構可以簡化，設計制造成本降低。?

附圖說明

圖1所示為美國專利US5245384中的使用變焦聚光鏡改變相干因子的光學系統(tǒng)。?

圖2所示為美國專利US5245384中使用中繼透鏡變焦改變視場、數(shù)值孔徑的示意圖。?

圖3(a)和圖3(b)所示為本發(fā)明第一較佳實施例的照明系統(tǒng)的方案圖。?

圖4(a)和圖4(b)所示為本發(fā)明第二較佳實施例的照明系統(tǒng)的方案圖。?

具體實施方式

為了更了解本發(fā)明的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。?

本發(fā)明提供一種用于微光刻的照明系統(tǒng)，能用簡單的方法達到改變相干因子的目的，簡化結構降低成本。?