[發明專利]一種照明系統、曝光系統及光刻設備

有效

• 申請號: 201810550300.5
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN110554571B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 尉佩;田毅強;徐建旭
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備(集團)股份有限公司
• 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: 孟金喆

本發明公開了一種照明系統、曝光系統及光刻設備，其中，照明系統包括：光源，位于光源出光側的光束調整模塊以及設置在光源與光束調整模塊之間的偏振態調節模塊，光束調整模塊包括錐鏡組，錐鏡組上鍍有光學膜層，光學膜層對s光和p光的透過率不同；偏振態調節模塊包括波片，波片與垂直照明光束光軸的平面具有第一夾角，用于將照明光束的偏振態由線偏振改變為部分偏振，使所述光瞳在水平和豎直方向均具有能量分布，從而改變所述光瞳的橢圓度。本發明實施例提供的照明系統、曝光系統及光刻設備，通過調節波片與垂直照明光束光軸的平面的夾角實現對光瞳橢圓度進行調節，提供了一種結構簡單、成本低廉的光瞳橢圓度調節方案。

技術領域

本發明實施例涉及半導體技術，尤其涉及一種照明系統、曝光系統及光刻設備。

背景技術

隨著半導體技術的高速發展，光刻特征尺寸不斷減小，對光刻機的套刻精度與特征尺寸均勻性(Critical dimension uniformity，CDU)的要求不斷提高，其中，CDU是指基底上實際曝光線寬與期望線寬的標準偏差，影響CDU的重要因素為曝光圖形內水平線條與垂直線條的平均寬度之差(Horizontal Vertical bias，HV bias)。而在光刻機曝光系統中，照明系統的光瞳面內豎直方向上的能量和∑E_(y)和水平方向上能量和∑E_(x)的比值即光瞳的橢圓度是影響HV bias的最主要因素，光瞳橢圓度可表示為

現有的通過調整照明系統的光瞳，減小曝光圖形中的HV bias，進而改善曝光系統CDU的方案中，多是在照明系統的光瞳面直接放置擋板或者透過率變化分布的玻璃平板，通過改變光瞳面上光束的能量分布，對光瞳進行調整，以提高曝光系統CDU。然而上述方案中，曝光系統需要額外增加擋板和透過率變化分布的玻璃平板等額外的裝置組件，擋板和玻璃平板改變能量分布也存在一定的控制難度。除此之外，擋板或玻璃平板的設計精度要求較高，需要較高的成本。

發明內容

本發明實施例提供了一種照明系統、曝光系統及光刻設備，以提供一種結構簡單、成本低廉的光瞳橢圓度調節方案。

第一方面，本發明實施例提供了一種照明系統，包括：

光源，用于輸出線偏振的照明光束；

光束調整模塊，位于所述光源的出光側，用于接收所述照明光束并形成具有特定形狀的光瞳；

所述光束調整模塊包括錐鏡組，所述錐鏡組上鍍有光學膜層，所述光學膜層對s光和p光的透過率不同；

所述光源與所述光束調整模塊之間還設置有偏振態調節模塊，所述偏振態調節模塊包括波片，所述波片與垂直所述照明光束光軸的平面具有第一夾角，用于將照明光束的偏振態由線偏振改變為部分偏振，使所述光瞳在水平和豎直方向均具有能量分布，從而改變所述光瞳的橢圓度。

可選地，所述波片為四分之一波片或者二分之一波片或者全波片。

可選地，所述偏振態調節模塊還包括角度調節器，所述角度調節器用于調節所述第一夾角。

可選地，所述光束調整模塊包括：

光瞳形成單元，用于調節所述照明光束在光瞳面上形成預設形狀的光瞳。

可選地，所述光束調整模塊還包括：變焦鏡組，所述變焦鏡組沿光路設置于所述光瞳形成單元之后，用于將所述光瞳形成單元的出射光束成像于像面；

所述錐鏡組的光入射面位于所述變焦鏡組的像面，所述錐鏡組用于調節所述預設形狀的光瞳的相干因子。

可選地，所述錐鏡組包括相對設置的正軸錐鏡和負軸錐鏡，所述正軸錐鏡沿光路方向設置于所述負軸錐鏡之后，所述正軸錐鏡和/或所述負軸錐鏡上鍍有所述光學膜層。

可選地，所述正軸錐鏡和所述負軸錐鏡的底面為圓形或正多邊形，所述正多邊形的邊數為4的倍數。