[發明專利]光刻照明系統

有效

• 申請號: 201310030574.9
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103092006A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 曾愛軍;朱玲琳;方瑞芳;黃惠杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B27/09;G02B3/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及光刻技術領域，特別是一種光刻照明系統。

背景技術

隨著微電子產業的迅猛發展，極大規模集成電路的加工設備——高端掃描光刻機的研制成為迫切的需求。照明系統可以為光刻機提供高均勻性照明、控制曝光劑量和實現離軸照明，從而提高光刻分辨率和增大焦深，是光刻機的重要組成部分。因此照明系統的性能直接影響著光刻機的性能。

先技術[1](參見Mark?Oskotsky，Lev?Ryzhikov等.Advanced?illumination?system?for?use?in?microlithography，US?Patent?7187430?B2,2007)和先技術[2]（參見Jorg?Zimmermann,Paul?Graupner等.Generation?of?arbitrary?freeform?source?shapes?usingadvanced?illumination?systems?in?high-NA?immersion?scanners,Proc.of?SPIE?Vol.7640,764005,2010）都對一般光刻照明系統進行了描述。如圖1所示，一般的光刻照明系統包括激光光源1、準直擴束單元2、光瞳整形單元3、第一微透鏡陣列4、第二微透鏡陣列5、聚光鏡組6、掃描狹縫7、照明鏡組8和掩膜9幾個主要部分。其中，第一微透鏡陣列4和第二微透鏡陣列5構成了光刻照明系統的勻光單元。激光束經過準直擴束單元2、光瞳整形單元3后形成需求的照明模式，然后激光束再由勻光單元均勻化和聚光鏡組6聚焦后在聚光鏡組6的后焦面上形成均勻的光場，均勻光場經過掃描狹縫7后由照明鏡組8成像到掩膜9上，掃描狹縫7在聚光鏡組6后焦平面處對均勻光場進行了掃描，則掩膜上的光場也被相應地掃描。掃描狹縫的掃描速度非?？?，可達到160mm/s，會產生一定的振動影響掩膜，進而影響光刻系統的性能，故需要引入照明鏡組將掩膜和掃描狹縫分隔開。照明鏡組的口徑一般較大（一般200mm左右）、且鏡片數目一般較多（一般10片左右），這樣就會減小系統的光束透過率，降低能量利用率，且使得系統結構更加復雜。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，提出一種光刻照明系統，該光刻照明系統減小了掃描狹縫的掃描行程和速度，降低了掃描狹縫振動帶來的影響，提高了系統透過率，且具有結構簡單的特點。

本發明的技術解決方案如下：

一種光刻照明系統，包括激光光源、準直擴束單元、光瞳整形單元、第一微透鏡陣列、第二微透鏡陣列、聚光鏡組、掩膜、其特點在于還有微掃描狹縫陣列、運動控制單元和微積分棒陣列，上述元部件的位置關系是：激光光源出射的激光束依次經過所述的準直擴束單元、光瞳整形單元、第一微透鏡陣列、微積分棒陣列、微掃描狹縫陣列、第二微透鏡陣列、聚光鏡組后照射到掩膜上；所述的運動控制單元與所述的微掃描狹縫陣列相連，控制所述的微掃描狹縫陣列的移動速度與行程，掃描相應的光場；所述的第一微透鏡陣列處于所述的光瞳整形單元的出瞳面；所述的微積分棒陣列的入射端面位于第一微透鏡陣列的后焦面；微積分棒陣列的出射端面處于第二微透鏡陣列的前焦面；第二微透鏡陣列的后焦面與掩膜的位置相對于所述的聚光鏡組共軛，所述的第一微透鏡陣列由多個完全相同的第一微透鏡組成，所述的第二微透鏡陣列由多個完全相同的第二微透鏡組成，所述的微積分棒陣列由多個完全相同的微積分棒組成，所述的第一微透鏡、所述的微積分棒和所述的第二微透鏡一一對應。

所述的第一微透鏡陣列是由多個完全相同的第一微透鏡組成的，所述的第一微透鏡之間需緊密相連，所述的第一微透鏡為柱面鏡或球面鏡。

所述的第二微透鏡陣列是由多個完全相同的第二微透鏡組成的，所述的第二微透鏡為柱面鏡或球面鏡，所述的第二微透鏡的視場與所述的第一微透鏡的視場不同。

所述的微積分棒陣列是由多個完全相同的微積分棒組成的，所述的微積分棒為長方體，所有所述的微積分棒的兩端分別利用第一支撐架和第二支撐架固定呈等間隔的二維矩陣排列，所述的間隔的尺寸要大于等于所述的微積分棒的端面尺寸。

所述的微掃描狹縫陣列是由多個微掃描狹縫組成的，所述的微掃描狹縫位于所述的微積分棒的出射端面處，且穿插在所述的微積分棒兩兩之間的空間間隔里。

所述的運動控制單元是控制所述的微積分棒陣列進行一維或二維掃描移動的。

與先技術相比，本發明的技術效果如下：