[發明專利]投影光刻機照明裝置和使用方法

有效

• 申請號: 201310307405.5
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103399463A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 曾愛軍;張運波;陳明星;王瑩;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
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種投影光刻機的照明裝置，包括激光源（1），特征在于：其構成包括沿激光源（1）輸出光束方向依次的擴束器（2）、微鏡陣列（3）、快速反射鏡（4）、光闌陣列（5）、微透鏡陣列（6）、照明鏡組（7）和反射鏡（8），所述的微鏡陣列（3）具有控制系統，該控制系統包括第一計算機（13）和微鏡陣列控制器（12），所述的第一計算機（13）通過微鏡陣列控制器（12）控制所述的微鏡陣列（3）上各個微鏡單元的二維轉角，所述的快速反射鏡（4）具有控制系統，該控制系統包括第二計算機（11）和快速反射鏡控制器（10），所述的第二計算機（11）通過快速反射鏡控制器（10）控制快速反射鏡（4）上反射鏡部分的一維轉角，所述的光闌陣列（5）位于所述的微透鏡陣列（6）的前焦面，所述的光闌陣列（5）外形為矩形，包含多個相同的長方形通孔，所有的長方形通孔按二維均勻分布，所有長方形通孔的長對稱軸互相平行，長方形通孔的長度方向的尺寸d₄小于或者等于兩相鄰長方形通孔的長度方向之間的間隔，所述的長方形通孔的寬度方向的尺寸d₂小于或者等于兩相鄰長方形通孔的寬度方向之間的間隔，所述的微鏡陣列（3）上所有的微鏡單元的外形為相同的正方形。

2.根據權利要求1所述的投影光刻機的照明裝置，其特征在于所述的光闌陣列（5）的單個長方形通孔的面積為所述的微鏡陣列（3）上單個微鏡單元面積的S倍S為正整數。

3.根據權利要求1所述的投影光刻機的照明裝置，其特征在于所述的光闌陣列（5）上長方形通孔的數目為1000-50000個，所述的微鏡陣列（3）上微鏡單元的數目大于所述的光闌陣列（5）上長方形通孔的數目。

4.權利要求1所述的投影光刻機的照明裝置的使用方法，其特征在于該方法包括下列步驟：

①根據掩模上圖案確定所述的光闌陣列（5）上強度模式為傳統強度模式、環形強度模式、二級-X強度模式、二級-Y強度模式或四級強度模式；

②根據所確定的強度模式計算微鏡陣列（3）上各個微鏡單元的二維轉角，計算方法如下：將強度模式分割成與微鏡單元面積相等的正方形光斑，第j個正方形光斑中心坐為（X_j，Y_j），與正方形光斑j對應的T個微鏡單元的中心坐標為（X'_p，Y'_p）、（X'_P+1，Y'_P+1）、…、（X'_P+T-1，Y'_P+T-1），光束沿光軸從微鏡陣列（3）傳播到光闌陣列（5）的距離為L，根據光學反射原理計算微鏡單元的轉角為:

α_p=arctan[（X_j-X'_p）/L]/2，β_p=arctan[（Y_j-Y'_p）/L]/2

α_p+1=arctan[（X_j-X'_P+1）/L]/2，β_p+1=arctan[（Y_j-Y'_P+1）/L]/2

…

α_p+T-1=arctan[（X_j-X'_P+T-1）/L]/2，β_p+T-1=arctan[（Y_j-Y'_P+T-1）/L]/2；

③將步驟②得到的二維轉角輸入到第一計算機（13）的控制程序，第一計算機（13）通過微鏡陣列控制器（12）控制所述的微鏡陣列（3）上各個微鏡單元二維轉角，使光束經過微鏡陣列（3）達到光闌陣列（5）時形成所確定的強度模式；

④根據掩模的初始位置與移動速度計算快速反射鏡（4）的初始轉角δ₀與角速度ω，計算方法如下：設掩模的初始位置為（X，Y），掩模掃描速度為V，微透鏡陣列的焦距為f₁，聚光鏡組的焦距為f₂，光束沿光軸從快速反射鏡（4）傳播到光闌陣列（5）的距離D，則初始轉角δ₀=arctan(Y*f₁/f₂/D)，角速度ω=arctan(V*f₁/f₂/D)；

⑤將步驟④得到的快速反射鏡（4）的初始旋轉角度δ₀輸入到第二計算機（11）的控制程序，第二計算機（11）通過快速反射鏡控制器（10）控制快速反射鏡（4）上反射鏡部分轉動至δ₀；

⑥掃描開始后t時刻，將角度（δ₀+ωt）輸入到第二計算機（11）的控制程序，第二計算機（11）通過快速反射鏡控制器（10）控制快速反射鏡（4）上反射鏡部分轉動至（δ₀+ωt），使步驟③形成的強度模式相對于所述的光闌陣列（5）從所述的初始位置開始運動掃描，經d₂/V/f₁*f₂時間后掃描結束。