[發明專利]一種多光源大視場拼接照明系統

有效

• 申請號: 201310183230.1
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN104166312A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 景磊;張祥翔;陳璐玲
• 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;F21V8/00
• 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

本發明涉及一種集成電路裝備制造領域，尤其涉及一種用于光刻設備的多光源大視場拼接照明系統。?

背景技術

隨著薄膜場效應晶體管TFT光刻技術的發展，基板的尺寸越來越大，集成的單元越來越多，單一的照明系統很難滿足TFT光刻的需求。在集成電路IC、封裝等步進光刻設備中最大的照明視場一般為8英寸，掃描光刻也只是在掃描方向有更大的視場，一般也不超過10英寸。但是現在五代以上的TFT曝光視場都在17英寸以上，所以單一鏡頭的照明視場遠遠不能滿足大視場光刻的要求。?

采用多個照明分系統形成梯形曝光區域拼接掃描是實現大視場TFT光刻的解決方案之一，增大曝光分系統的數量有利于增大曝光區域的尺寸。這種解決方案主要解決兩個問題：第一，將光源能量耦合并分解到分支的曝光分系統中去。第二，在曝光分系統中形成可以完好拼接掃描的梯形曝光視場。?

圖1為現有單一光源的照明方案，該方案將光源的能量用單頭兩分枝的光纖結構耦合入兩個曝光分系統中去實現大視場的拼接掃描。當采用單光源時，光源的能量被分解到多個曝光分系統中，曝光分系統越多，單一曝光視場的像面照度越低。?

為克服單光源時視場像面照度低的問題，現有技術多采用增加光源數量，將多個光源的能量耦合分解到多個曝光分系統中去的方案。日本專利JP1996139009采用3個光源4個鏡頭拼接的方式實現了大視場曝光，如圖2所示。?

為實現多光源分系統的照明，日本專利JP3348467中采用了如圖3所示的大端口多分支的光纖結構。前述照明方案中的光纖結構存在加工制造的困難，而且特殊的光纖結構對照明燈室的設計、安裝造成了很大的限制性。此外，當采用多個光源將其能量耦合分解到多個分系統時，每個分系統都要接收所有光源的光能。當單個燈熄滅或者故障時，物面初始光能分布會發生較大的變化，而系統的耦合組沒有相應的調節裝置，會使所有分系統的照明視場均勻度下降，不利于光刻設備長期穩定的工作。?

楔形平板玻璃是一類重要的光學元件，利用其相對棱邊的偏向角大小，可以調節通過楔形平板玻璃的光束的角分布。如圖4所示，日本專利JP2005331694中利用兩塊楔形平板玻璃的相對移動和轉動，實現了調節像面位置和放大倍率的目的。?

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的缺陷，本發明提出一種多光源大視場拼接照明系統，其特征在于，包括：多個光源，多個光纖，及多個照明分系統，每個光源和每個照明分系統之間設置有至少一個光纖，光線由所述光源發射，經過所述多個光纖分別入射到所述多個照明分系統，經所述照明分系統處理后在掩模板上形成照明視場。?

其中，所述照明分系統包括耦合透鏡組，平板調節裝置，勻光裝置，及中繼透鏡組，由所述光纖引導的光線，入射到所述耦合透鏡組耦合后，經平板調節裝置調整角度，再經勻光裝置勻光后進入中繼透鏡組。?

較優地，還包括投影物鏡，所述投影物鏡中設置狹縫光闌，由所述照明分系統出射的光線，經過所述投影物鏡及所述狹縫光闌，在所述投影物鏡的像面上形成梯形曝光視場。?

其中，所述光源包括汞燈光源及橢球反射鏡。?

其中，所述勻光裝置包括微透鏡陣列和石英棒。?

其中，所述光纖的數目與照明分系統數目相同。?

其中，所述平板調節裝置包括一個平行平板和兩個楔角方向相反的楔形平板。?

其中，所述兩個楔形平板的傾斜角度分別為13.68°和11.31°。?

其中，所述平板調節裝置位于耦合透鏡組后方，勻光裝置前方。?

本發明使用多根光纖拼接耦合的技術方案可以克服大直徑多分支光纖的制造困難和對燈室設計安裝造成的限制。通過平行平板/楔形平板調節裝置克服因單個汞燈故障造成的像面不均勻性。?

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為現有單一光源照明系統；?

圖2為現有多光源照明系統；

圖3為現有多光源照明系統多分支光纖結構；

圖4為現有多光源照明系統利用楔形平板的物鏡結構；

圖5為本發明多光源照明系統結構示意圖；

圖6為本發明多光源照明系統中光纖組入射端面結構示意圖；

圖7為本發明多光源照明系統中耦合透鏡組結構示意圖；

圖8為本發明多光源照明系統中光纖組出射端面結構示意圖；

圖9為本發明多光源照明系統中平板調節裝置結構示意圖；

圖10為汞燈熄滅是掩模面照度分布圖；