[发明专利]一种深紫外光刻照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及光刻领域，特别是一种深紫外光刻照明系统。

背景技术

光学投影光刻是利用光学投影成像的原理，将掩模版上的集成电路(IC)图形以分步重复或步进扫描曝光的方式将高分辨率图形转移到涂胶硅片上的光学曝光过程。

根据光刻机实际工作时不同的曝光要求，硅片上需要不同的数值孔径或者相干因子。

现有的技术主要是变焦镜组配合上锥形棱镜来调整照明系统的相干因子。

如美国专利US6452662采用了变焦镜组配合锥形棱镜的方法调节照明系统的相干因子。图1a和图1b所示为该系统的见图：该系统主要包括扩束整形系统10，锥形棱镜和变焦模块12，匀光器和投影光学系统14。系统中定义了光轴16，光瞳面18和调制平面20。模块12中包含了间距可调的锥形棱镜组和变焦镜组，其中锥形棱镜22中前者为负锥，后者为正锥。激光器光源发出的经光照明系统中的扩束整形系统10后，进入由锥形棱镜和变焦镜构成的模块12，最后进入匀光器和投影光学系统模块14后，照明调制平面。图2所示为经锥形棱镜22和变焦镜组24调节后，光瞳面18上可获得的光能分布。其中光瞳形状由A变为形状B时，将锥形棱镜的间隔置零，将变焦镜组24的焦距变大即可；当需要从光瞳形状A变为形状C时，增加锥形棱镜22的间隔即可。上述过程就是在调节照明系统的相干因子。

然而对于上述的照明系统想要得到广的相干因子变化范围时，变焦镜组的焦距比就更大，控制结构就会变得更复杂。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种深紫外光刻照明系统，能用简单的方法改变照明系统的相干因子，简化变焦镜组，提高光刻机的效率，降低成本。

本发明技术解决方案：一种深紫外光刻照明系统，首先将穿过照明系统各组件中心的虚拟直线定义为系统的光轴，沿Z轴正方向为光轴的正方向，照明系统各元件的中心都在光轴上；

所述照明系统还包括：

衍射元件：位于照明系统的前端照明光路上，将入射光束整形成对应的形状，在光瞳面上获得相应形状的能量分布；

聚光镜组，位于衍射元件后的照明系统光路上，将经扩束整形得到的平行光会聚到石英棒入射端口附近；

石英棒，位于所述聚光镜组后的照明系统光路上，聚光镜组出射的光经由所述石英棒的入射端进入，并由其出射端出射；系统中有多根所述石英棒；任意两根石英棒两端的口径比不相同；

石英棒控制装置，被安装在照明系统的机械外壳上，用来固定所述多根石英棒，石英棒控制装置有垂直于光轴的旋转轴，石英棒控制装置沿旋转轴移动可以调节石英棒的位置，使指定的石英棒置于照明系统光路中参与调节照明系统的相干因子，还可以绕石英棒控制装置的旋转轴石英棒来调节照明系统的相干因子；

准直镜组：位于控制装置后的照明系统光路上，负责将由石英棒出射的光束准直；

锥形棱镜组：位于准直镜组的照明系统光路上后，由两个锥形棱镜组成，通过调整锥形棱镜的间隔能同时改变光束的内外沿高度，保持光束宽度和角度不变；

复眼透镜阵列：位于锥形棱镜后的光路上，将光束分解为多个子光源，调节照明系统掩模面上的照明均匀性；

复眼成像系统：复眼透镜阵列分解成的多个二级光源通过复眼成像系统照明掩模面；

光束经过系统的衍射元件、聚光镜组、石英棒、聚光镜组、锥形棱镜后，在复眼透镜组的前表面形成由衍射元件整形成的特定光瞳形状，此面为系统的光瞳面。

所述石英棒两端的口径不相同；

所述控制装置由调整精度在微米量级的一位平移台控制轴向移动，由分辨率＞0.0001°，单向重复性＞0.0005°，绝对控制精度达到0.01°的高精度旋转台控制转动，控制精度满足照明系统的对准要求。

所述准直镜组必须为变焦镜组，以准直经过锥形棱镜调整的不同高度入射的光线。