[發明專利]一種光瞳均勻性補償裝置

有效

• 申請號: 201110327838.8
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102331688A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 甘大春;張海波;邢廷文;林嫵媚;劉學峰;廖志杰;何毅;盧亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B27/09
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

一種用于補償照明系統，特別是光刻相關的照明系統光瞳均勻性的補償裝置。

背景技術

光學投影光刻是利用光學投影成像的原理，將掩膜上的集成電路(IC)圖形以分步重復或步進掃描曝光的方式將高分辨率的圖形轉移到涂膠硅片上。隨著IC集成度的不斷提高，需要轉移的圖形線條尺寸也越來越細，這就對光刻性能提出了越來越高的要求。

光刻照明系統是光學投影光刻機的核心部分之一，光源發出的光束經過照明系統后照射掩膜。對于高分辨率的掩膜，照明系統不僅需要提供高度均勻性的照明光場，而且對場平面內的照明角分布均勻性也有很高的要求，這就要求照明系統出射光瞳面上的光強分布均勻。

圖1a至圖1d為遮光元件局部遮擋效應的示意圖。對于具有一定數值孔徑的照明光束1而言，當遮光元件2伸入到照明光束1中，就會在其后的參考面3上產生該遮光元件2的陰影。由于遮光元件2的擋光作用，陰影處的光強較之無陰影處的光強會有一定的削弱效果。圖1a和圖1b分別示意了遮光元件2到參考面3的距離不同時，遮光元件2在參考面3上形成的局部遮擋效應。其中L和L’均表示遮光元件2到參考面3的距離。D和D’均表示遮光元件2在參考面3上形成的陰影寬度，d表示遮光元件2的直徑。圖1c和圖1d分別示意了圖1a和圖1b中參考面3的光強分布情況，E表示光強大小，ΔE和ΔE’均表示陰影處的光強與無陰影處光強的差值大小。從圖1a和圖1b對比可以看出，隨著遮光元件2到參考面3的距離的增大(L’＞L)，遮光元件2在參考面3上形成的陰影寬度也增大(D’＞D)。從圖1c和圖1d對比得出遮光元件2對參考面3上光強的削弱效果隨著距離的增大而減弱(ΔE′＜ΔE)。如當遮光元件2與參考面3之間的距離為0時，參考面3上得到清晰的遮光元件2的全影，全影的大小等于遮光元件2尺寸，隨著遮光元件2與參考面3之間的距離增大，陰影會逐漸變大變模糊，這就是遮光元件2的局部遮擋效應。利用局部遮擋效應可以調節參考面上的光強分布，光瞳補償裝置正是采用這個原理對光瞳面光強分布的不均勻性進行補償的，即對光瞳面上光強較高的區域，插入遮光元件2降低該區域的光強，通過對不同區域遮光元件2插入深度的控制，使整個光瞳面光強分布趨于均勻。

為了補償照明系統出射光瞳面上光強分布的不均勻性，可調節的光瞳均勻性補償裝置是必不可少的。美國專利US6535274公開了一種補償裝置結構，其中至少兩個對稱的遮光元件彼此可以轉動，但這種結構只能補償具有對稱分布的光瞳光強，對具有復雜的不對稱光瞳光強分布的補償是不可能的。

美國專利US7798676提出了一種利用遮光元件的局部遮擋效應來校正光瞳光強分布的補償裝置，該器件能夠校正光瞳照明中復雜的不對稱光強分布。但是該專利在校正過程中也存在問題：該種補償裝置只含有一種遮光元件，只通過一種遮光元件由外向內插入的方式對光瞳進行均勻性補償存在多種弊端，首先是遮光元件的局部遮擋效應會使光瞳內外相干因子產生變化，相干因子的變化很難通過該專利結構進行調節；其次是必須對光瞳不同區域(如內部區域和外部區域)光強進行調節時，單種遮光元件結構不可避免地會造成光能的不必要損失。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種調整光瞳面上光強均勻性的補償裝置，該補償裝置能夠以較少的能量損失校正照明系統出射光瞳或該出射光瞳共軛的光瞳面照明的所有不對稱性，并能夠調節光瞳的內外相干因子。

為了實現所述目的，本發明提供的光瞳均勻性補償裝置，包括側壁和多個補償單元，每個補償單元包括第一驅動器、第一驅動機構、第一遮光組件和第二遮光組件；其中：在側壁上設置有多個導軌槽；多個補償單元沿著側壁外側均勻分布，且第一遮光組件位于第一驅動器和第二遮光組件之間，第一遮光組件和第二遮光組件的另一端穿過導軌槽并伸入照明系統的照明光束外延中，補償單元中的第一遮光組件和第二遮光組件在第一驅動器和第一驅動機構的驅動下，沿著導軌槽方向即光軸方向獨立運動，改變第一遮光組件和第二遮光組件與光瞳共軛面之間的距離。

所述的光瞳均勻性補償裝置，還包括上安裝基板、下安裝基板，所述第一驅動器固接于上安裝基板，所述第一驅動機構的一端與第一驅動器通過聯軸器方式連接；第一驅動機構的另一端以軸承連接方式連接于下安裝基板。