[發明專利]一種投影光刻機、照明系統、控制系統及方法

在審

• 申請號: 202111115762.2
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113805439A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海度寧科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海大邦律師事務所 31252
• 代理人: 陳丹楓

本發明提供一種投影光刻機、照明系統、控制系統及方法。照明系統包括：光源、微鏡陣列、照明光路以及微鏡陣列數字控制器；所述光源適于發出曝光光束，所述微鏡陣列數字控制器適于發出微鏡陣列控制信號，以控制所述微鏡陣列不同區域的微鏡像素開閉狀態；所述微鏡陣列適于根據所述微鏡陣列控制信號形成狹縫窗口，接收入射至所述狹縫窗口的曝光光束，以形成照明光束；所述照明光路適于調制所述照明光束，以在掩模版上形成照明視場。本發明能夠簡化投影光刻機掃描狹縫模塊控制復雜度，并降低掃描狹縫窗口的實現成本。

技術領域

本發明涉及光刻技術，特別涉及一種投影光刻機、照明系統、控制系統及方法。

背景技術

光刻是可以在涂有光敏感介質的硅片或基板上做出圖形的一種技術，可用于集成電路(IC)及其封裝、平板顯示(FPD)、LED照明、微機電系統器件(MEMS)和其他精密器件的制造。光刻技術中的光刻設備是實現預期圖形轉移到硅片或基板目標區域上的一種工具。光刻機是一種可細分為接觸式、接近式、投影式等多種工作方式的系統裝置，以上光刻技術中，均要使用掩模版。

投影式光刻機的鏡頭倍率一般采用1：1、2：1、4：1或5：1等，其中步進投影光刻機一般采用1：1或5：1居多，掃描投影光刻機一般采用4:1居多。掃描投影光刻機通過曝光場與曝光場間工件臺的步進運動，曝光場內工件臺掩模臺同步掃描運動的方式實現整個硅片的曝光。

在工件臺與掩模臺同步掃描過程中，需要配置可變掃描狹縫(簡稱掃描狹縫)模塊配合一起掃描運動，以避免曝光場之間的光相互串擾。在曝光時，掃描狹縫用來將設定視場大小的光線入射到掩模面上，進而將掩模上的圖形曝光到硅片上。這種傳統投影光刻機通過掩模臺、工件臺以及掃描狹縫模塊在掃描方向的同步運動，使得硅片面的同一點的劑量為投影物鏡視場光強分布輪廓在掃描方向上各點光強的積分。在一個曝光視場的起始與終止位置，部分照明視場的位置位于曝光視場之外，超出曝光視場范圍的照明視場會照射到相鄰曝光場上。掃描狹縫模塊作為傳統投影光刻機曝光系統中重要的攔光裝置，其作用是限定掩模面照明視場大小及其中心位置，在曝光過程中通過掃描狹縫的刀片與掩模/硅片的同步掃描運動，避免成像光束對曝光場以外的區域曝光。步進投影光刻機的掃描狹縫作為掃描投影光刻機掃描狹縫的一種應用特例，其通過掃描狹縫的靜止開口大小來確定步進投影光刻機當前曝光窗口的大小。

在傳統投影光刻機中，掃描狹縫模塊的機械部件由兩維方向上的兩兩相對的四個可動刀片組成，每個可動刀片由分布在四周的電機驅動，并通過位移傳感器測量和反饋位置信息，通過控制四個可動刀片相對位置，以及相對打開和關閉，可以實現曝光視場設置和同步掃描曝光；可變狹縫控制部件由控制器、執行器、電機、位置傳感器等組成。但是，傳統機械式掃描狹縫模塊是一個高速、高精的機電運動系統，在采用掃描狹縫模塊限定掩模面照明視場時，因掃描狹縫模塊的機械結構和控制結構非常復雜，會導致控制照明視場的技術難度大、可靠性低，生產及控制成本都很高。

發明內容

本發明技術方案所解決的技術問題是如何克服因掃描狹縫模塊機械結構復雜且控制難度大帶來的控制照明視場困難的問題。

為了解決上述技術問題，本發明技術方案提供了一種適用于投影光刻機的照明系統，包括：光源、勻光光路、微鏡陣列、照明光路以及微鏡陣列數字控制器；

所述光源適于發出曝光光束，所述微鏡陣列數字控制器適于發出微鏡陣列控制信號，以控制所述微鏡陣列不同區域的微鏡像素開閉狀態；

所述微鏡陣列適于根據所述微鏡陣列控制信號的開關狀態形成可變的、大小可控的開狀態區域或關狀態區域，其中開狀態所在區域稱為狹縫窗口，微鏡陣列接收入射至所述狹縫窗口的曝光光束，以形成照明光束；

所述照明光路適于調制所述照明光束，以在掩模版上形成照明視場。

可選的，所述微鏡陣列有一組，所述照明系統還包括：所述微鏡陣列數字控制器適于發出一組微鏡陣列控制信號，以控制所述該組微鏡陣列不同區域的微鏡像素開閉狀態。