[發明專利]一種光刻照明系統

有效

• 申請號: 201010619062.2
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102540752A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（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;G02B27/00;G02B3/00
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別是涉及一種光刻照明系統。

背景技術

步進或掃描光刻機將掩模板上的圖形通過光學系統成像到IC制程的硅片或LCD制程的基板上，然后通過軟烘、顯影的光刻工藝制成芯片或基板驅動電路等。隨著大規模集成電路的發展，光刻成像的分辨率要求越來越高，對光刻工藝的要求也越來越高。在光刻工藝中最重要的步驟之一就是如何精準的控制曝光劑量，從而使硅片或基板上的曝光線條更好的適合光刻膠性能。現有技術的曝光劑量控制一般是在照明系統中分出一小部分曝光光路中的能量，通過標定的方法，使被分出的小部分曝光能量可以代表硅片或基板上的曝光能量，從而根據被分出的小部分曝光能量來控制硅片或基板上的曝光能量。Nikon的專利US20020159041就描述的這種劑量控制方法，如圖1所示是曝光系統的照明部分，光源7經過橢球反光鏡反射到濾光片10、微透鏡陣列或積分棒8、快門12、聚光鏡13～15，最后照在掩模板M上。分光鏡19就是將曝光光路中的總能量分出大約1％，通過探測器20探測反饋到控制器17，再由控制器控制快門12的開閉時間，從而達到劑量控制的目的。

現在大部分光刻機上都使用類似的劑量控制方法。這種方法雖然可以較好的控制劑量，但是在變換照明模式或照明功率變化時面臨需要重新標定的問題。因為照明模式變化會導致劑量控制探測器上接收的能量的角度和硅片或基板上接收到能量的角度不一樣，一般探測器對角度的變化是敏感的，這就導致在一種照明模式下標定好的劑量控制傳感器，在另一種照明模式下不能真實反應實際曝光劑量需要重新標定。另外功率變化可能導致劑量控制傳感器所在位置的均勻性發生變化，這也會導致和硅片或基板上接收到的能量不一致，這也需要重新標定。這就會占用曝光時間，影響產率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于劑量控制的照明系統，當需要變換照明模式時，可以不需重新標定劑量控制傳感器，從而節省曝光時間，提高產率。

基于上述目的，本發明提出一種光刻照明系統，包括光源、聚光鏡、勻光系統、中繼透鏡組、反射鏡、劑量控制單元、掩模，光線經反射鏡后分別進入劑量控制單元和掩模，其特征在于，所述光刻照明系統還包括：

第一中繼透鏡后組，設置在所述反射鏡與所述掩模之間；

第二中繼透鏡后組，設置在所述反射鏡與所述劑量控制單元之間，所述第一中繼透鏡后組和所述第二中繼透鏡后組結構相同，用于使劑量傳感器和掩模上的照度具有對應的線性關系。

其中，所述第一中繼透鏡后組及第二中繼透鏡后組為兩片凸透鏡結構，用于保證劑量控制測量面的均勻性。

其中，在所述劑量控制單元前還包括角度調整裝置。

較佳地，所述角度轉換裝置具有兩組透鏡，變換近軸光線的孔徑角，其光學系統倍率為-0.5～-4，探測小孔直徑不大于50μm。

較佳地，所述劑量控制單元還包括一消光裝置。

其中，在所述劑量控制單元還包括一信號放大電路。

其中，所述反射鏡的反射率為99％，透過率為1％。

較佳地，經過所述反射鏡后，轉折光路的入射光線的入射角小于10度。

其中，所述聚光鏡形成多種照明模式，包括環形照明、傳統照明、二極照明、四極照明。

本發明的光刻照明系統，不管在掃描光刻系統還是步進光刻系統中，當需要變換照明模式時，比如傳統變為環形照明、二極照明或四極照明等，或者因光源老化，光功率下降時，可以不需重新標定劑量控制傳感器，從而節省了曝光時間，提高了產率。這種照明系統還提供了掩模面均勻性間接測量位置，在測校過程中，可以在有掩模的情況下同時測量掩模位置均勻性。

附圖說明

關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

圖1所示為現有光刻照明系統劑量控制結構圖；

圖2-4所示為本發明光刻照明系統結構示意圖；

圖5所示為本發明光刻照明系統中角度調整裝置結構示意圖；

圖6所示為本發明光刻照明系統中消光裝置結構示意圖；

圖7所示為本發明光刻照明系統入射光線透過率漂移曲線；

圖8所示為本發明光刻照明系統加入角度轉換裝置后角度變化曲線。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施例。