[发明专利]一种光瞳均匀性补偿装置

说明书

技术领域

一种用于补偿照明系统，特别是光刻相关的照明系统光瞳均匀性的补偿装置。

背景技术

光学投影光刻是利用光学投影成像的原理，将掩膜上的集成电路(IC)图形以分步重复或步进扫描曝光的方式将高分辨率的图形转移到涂胶硅片上。随着IC集成度的不断提高，需要转移的图形线条尺寸也越来越细，这就对光刻性能提出了越来越高的要求。

光刻照明系统是光学投影光刻机的核心部分之一，光源发出的光束经过照明系统后照射掩膜。对于高分辨率的掩膜，照明系统不仅需要提供高度均匀性的照明光场，而且对场平面内的照明角分布均匀性也有很高的要求，这就要求照明系统出射光瞳面上的光强分布均匀。

图1a至图1d为遮光元件局部遮挡效应的示意图。对于具有一定数值孔径的照明光束1而言，当遮光元件2伸入到照明光束1中，就会在其后的参考面3上产生该遮光元件2的阴影。由于遮光元件2的挡光作用，阴影处的光强较之无阴影处的光强会有一定的削弱效果。图1a和图1b分别示意了遮光元件2到参考面3的距离不同时，遮光元件2在参考面3上形成的局部遮挡效应。其中L和L’均表示遮光元件2到参考面3的距离。D和D’均表示遮光元件2在参考面3上形成的阴影宽度，d表示遮光元件2的直径。图1c和图1d分别示意了图1a和图1b中参考面3的光强分布情况，E表示光强大小，ΔE和ΔE’均表示阴影处的光强与无阴影处光强的差值大小。从图1a和图1b对比可以看出，随着遮光元件2到参考面3的距离的增大(L’＞L)，遮光元件2在参考面3上形成的阴影宽度也增大(D’＞D)。从图1c和图1d对比得出遮光元件2对参考面3上光强的削弱效果随着距离的增大而减弱(ΔE′＜ΔE)。如当遮光元件2与参考面3之间的距离为0时，参考面3上得到清晰的遮光元件2的全影，全影的大小等于遮光元件2尺寸，随着遮光元件2与参考面3之间的距离增大，阴影会逐渐变大变模糊，这就是遮光元件2的局部遮挡效应。利用局部遮挡效应可以调节参考面上的光强分布，光瞳补偿装置正是采用这个原理对光瞳面光强分布的不均匀性进行补偿的，即对光瞳面上光强较高的区域，插入遮光元件2降低该区域的光强，通过对不同区域遮光元件2插入深度的控制，使整个光瞳面光强分布趋于均匀。

为了补偿照明系统出射光瞳面上光强分布的不均匀性，可调节的光瞳均匀性补偿装置是必不可少的。美国专利US6535274公开了一种补偿装置结构，其中至少两个对称的遮光元件彼此可以转动，但这种结构只能补偿具有对称分布的光瞳光强，对具有复杂的不对称光瞳光强分布的补偿是不可能的。

美国专利US7798676提出了一种利用遮光元件的局部遮挡效应来校正光瞳光强分布的补偿装置，该器件能够校正光瞳照明中复杂的不对称光强分布。但是该专利在校正过程中也存在问题：该种补偿装置只含有一种遮光元件，只通过一种遮光元件由外向内插入的方式对光瞳进行均匀性补偿存在多种弊端，首先是遮光元件的局部遮挡效应会使光瞳内外相干因子产生变化，相干因子的变化很难通过该专利结构进行调节；其次是必须对光瞳不同区域(如内部区域和外部区域)光强进行调节时，单种遮光元件结构不可避免地会造成光能的不必要损失。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种调整光瞳面上光强均匀性的补偿装置，该补偿装置能够以较少的能量损失校正照明系统出射光瞳或该出射光瞳共轭的光瞳面照明的所有不对称性，并能够调节光瞳的内外相干因子。

为了实现所述目的，本发明提供的光瞳均匀性补偿装置，包括侧壁和多个补偿单元，每个补偿单元包括第一驱动器、第一驱动机构、第一遮光组件和第二遮光组件；其中：在侧壁上设置有多个导轨槽；多个补偿单元沿着侧壁外侧均匀分布，且第一遮光组件位于第一驱动器和第二遮光组件之间，第一遮光组件和第二遮光组件的另一端穿过导轨槽并伸入照明系统的照明光束外延中，补偿单元中的第一遮光组件和第二遮光组件在第一驱动器和第一驱动机构的驱动下，沿着导轨槽方向即光轴方向独立运动，改变第一遮光组件和第二遮光组件与光瞳共轭面之间的距离。

所述的光瞳均匀性补偿装置，还包括上安装基板、下安装基板，所述第一驱动器固接于上安装基板，所述第一驱动机构的一端与第一驱动器通过联轴器方式连接；第一驱动机构的另一端以轴承连接方式连接于下安装基板。