[發明專利]用于光刻曝光系統的光源布置和光刻曝光系統

在審

• 申請號: 201710575782.5
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107621755A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 保羅·凱撒
• 申請（專利權）人: 蘇斯微技術光刻有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 王小衡,王天鵬

技術領域

本發明涉及一種用于光刻曝光系統的光源布置和光刻曝光系統。

背景技術

光致抗蝕劑借由其沉積在晶片上的光刻曝光系統以光刻方法被曝光，通常包括光源以及將由光源生成的光反射到光掩模上的光學器件以及要以盡可能均勻的強度被暴露的晶片。

此外，光刻曝光系統現在傾向于以更緊湊的方式被設計。因此，LED可以被用作光源，其代替常規使用的相對大的氣體放電燈。然而，來自發光二極管(LED)的光通量顯著低于氣體放電燈的光通量，因此需要多個LED來實現可比較的照明強度。這再次導致更大的LED布置，因此自由空間將被LED減小。

本發明的目的是提供僅需要較小足跡并且還提供高照明強度的光源布置和光刻曝光系統。

該目的通過一種用于光刻曝光系統的光源布置來實現，包括：具有不同波長的至少三個光源；以及分束單元，其包括至少三個輸入、一個輸出和至少兩個反射面，其中輸入被分配給每個光源和每個反射面，其中反射面將被分配給其對應輸入的光源所發射的光反射到輸出中，并且其中三個光源被布置在分束單元周圍的三個不同側上。這里，這些輸入可被分配有其光軸與輸出的光軸不同的反射面。這里，“不同波長”表示不同波長之間的差異至少為20nm。

本發明基于以下認識：不是氣體放電燈的完整發射光譜務必由LED生成，而是完全足以使LED發射所用光致抗蝕劑對其已經適應的波長的光(即，其曝光光致抗蝕劑)。LED當然不會發射一個波長中的單色光，而是在中心波長周圍的一些納米帶內具有高斯分布的光。然而為了便于理解，下面將使用術語“波長”來表示具有對應光譜的中心波長。然后，可以借由分束單元來添加三種不同的LED光譜的強度。由此，可以在相關的波長范圍內實現與氣體放電燈的照明強度相等的照明強度。

具有三個輸入和一個輸出的分束單元是指這些類型的光學組件，借助于這些光學組件，來自三個光源的光可以彼此組合并在相同方向上輸出。例如，對于頻譜不是選擇性的分束板包括兩個輸入和兩個輸出。

優選地，光源發射波長小于500nm、特別是小于450nm的光，因此光源布置可以與通常的光致抗蝕劑一起使用。

例如，光的波長對應于汞蒸汽燈的發射光譜的i線、h線或g線中的至少一個光源，因此汞蒸氣的有效光譜燈被模仿。i線對應于約365nm的波長，h線對應于約405mm的波長，并且g線對應于約436nm的波長。

當然，可以使用具有其它波長、特別是在UV范圍內的LED。然而，LED的波長務必彼此間隔足夠遠，因此反射面分別僅反射相應LED的光或使其能夠通過。LED的波長和反射面的選擇取決于待被曝光的光致抗蝕劑等。

發明內容

在本發明的一個實施例中，光源包括一個或多個LED和/或LED陣列。這種方式可以提供節省空間和高效的光源。這里，可以為每個LED分配分離的準直器，或者為光源的所有LED提供完整的準直光學器件。

在本發明的一個示例性實施例中，分束單元包括兩個分束板，它們彼此垂直布置，并且與光源的光軸形成特別是約45°的角度，因此可以以簡單的方式實現具有三個輸入和一個輸出的分束單元。

優選地，每個分束板的至少一個表面形成分束單元的反射面，其中該表面面向或相對于相應的輸入和輸出，使得其光軸不同于輸出的光軸的輸入被分配有反射面。

該表面被設置有例如將對應光源的光反射至至少50％、優選地至少75％、更優選地至少90％的波長選擇性反射涂層，并且其對從其他光源發出的光基本上是透明的。借由波長選擇性反射涂層，可以將任何光源的光反射到輸出中，而不會顯著地影響由分束單元透射的剩余光源的強度。這里，剩余光源的光強度的損失量取決于分束板針對剩余光源的光的相應波長的透射度。

在一個實施例中，分束單元由X立方體形成，因此可以實現高質量的表示。

分束單元由例如四個棱鏡的布置形成，這允許減少吸收損失。

優選地，完整布置具有矩形橫截面。因此，這種布置更容易操控。

棱鏡的表面可以被設置有波長選擇性反射涂層，這進一步增強了曝光質量。

在本發明的一個實施例中，相對輸入的光軸是同軸的和/或輸出和與其相對的輸入的光軸是同軸的，這確保了分束單元的特別緊湊的設計。

此外，通過包括如描述的光源布置的光刻曝光系統來解決該目的。

優選地，光刻曝光系統包括被布置在分束單元的輸出側的集成光學器件(integrator optics)，這是由于僅需要一個集成光學器件使能光刻曝光系統的緊湊且成本有效的制造的事實。