[发明专利]用于光刻曝光系统的光源布置和光刻曝光系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光刻曝光系统的光源布置和光刻曝光系统。

背景技术

光致抗蚀剂借由其沉积在晶片上的光刻曝光系统以光刻方法被曝光，通常包括光源以及将由光源生成的光反射到光掩模上的光学器件以及要以尽可能均匀的强度被暴露的晶片。

此外，光刻曝光系统现在倾向于以更紧凑的方式被设计。因此，LED可以被用作光源，其代替常规使用的相对大的气体放电灯。然而，来自发光二极管(LED)的光通量显着低于气体放电灯的光通量，因此需要多个LED来实现可比较的照明强度。这再次导致更大的LED布置，因此自由空间将被LED减小。

本发明的目的是提供仅需要较小足迹并且还提供高照明强度的光源布置和光刻曝光系统。

该目的通过一种用于光刻曝光系统的光源布置来实现，包括：具有不同波长的至少三个光源；以及分束单元，其包括至少三个输入、一个输出和至少两个反射面，其中输入被分配给每个光源和每个反射面，其中反射面将被分配给其对应输入的光源所发射的光反射到输出中，并且其中三个光源被布置在分束单元周围的三个不同侧上。这里，这些输入可被分配有其光轴与输出的光轴不同的反射面。这里，“不同波长”表示不同波长之间的差异至少为20nm。

本发明基于以下认识：不是气体放电灯的完整发射光谱务必由LED生成，而是完全足以使LED发射所用光致抗蚀剂对其已经适应的波长的光(即，其曝光光致抗蚀剂)。LED当然不会发射一个波长中的单色光，而是在中心波长周围的一些纳米带内具有高斯分布的光。然而为了便于理解，下面将使用术语“波长”来表示具有对应光谱的中心波长。然后，可以借由分束单元来添加三种不同的LED光谱的强度。由此，可以在相关的波长范围内实现与气体放电灯的照明强度相等的照明强度。

具有三个输入和一个输出的分束单元是指这些类型的光学组件，借助于这些光学组件，来自三个光源的光可以彼此组合并在相同方向上输出。例如，对于频谱不是选择性的分束板包括两个输入和两个输出。

优选地，光源发射波长小于500nm、特别是小于450nm的光，因此光源布置可以与通常的光致抗蚀剂一起使用。

例如，光的波长对应于汞蒸汽灯的发射光谱的i线、h线或g线中的至少一个光源，因此汞蒸气的有效光谱灯被模仿。i线对应于约365nm的波长，h线对应于约405mm的波长，并且g线对应于约436nm的波长。

当然，可以使用具有其它波长、特别是在UV范围内的LED。然而，LED的波长务必彼此间隔足够远，因此反射面分别仅反射相应LED的光或使其能够通过。LED的波长和反射面的选择取决于待被曝光的光致抗蚀剂等。

发明内容

在本发明的一个实施例中，光源包括一个或多个LED和/或LED阵列。这种方式可以提供节省空间和高效的光源。这里，可以为每个LED分配分离的准直器，或者为光源的所有LED提供完整的准直光学器件。

在本发明的一个示例性实施例中，分束单元包括两个分束板，它们彼此垂直布置，并且与光源的光轴形成特别是约45°的角度，因此可以以简单的方式实现具有三个输入和一个输出的分束单元。

优选地，每个分束板的至少一个表面形成分束单元的反射面，其中该表面面向或相对于相应的输入和输出，使得其光轴不同于输出的光轴的输入被分配有反射面。

该表面被设置有例如将对应光源的光反射至至少50％、优选地至少75％、更优选地至少90％的波长选择性反射涂层，并且其对从其他光源发出的光基本上是透明的。借由波长选择性反射涂层，可以将任何光源的光反射到输出中，而不会显着地影响由分束单元透射的剩余光源的强度。这里，剩余光源的光强度的损失量取决于分束板针对剩余光源的光的相应波长的透射度。

在一个实施例中，分束单元由X立方体形成，因此可以实现高质量的表示。

分束单元由例如四个棱镜的布置形成，这允许减少吸收损失。

优选地，完整布置具有矩形横截面。因此，这种布置更容易操控。

棱镜的表面可以被设置有波长选择性反射涂层，这进一步增强了曝光质量。

在本发明的一个实施例中，相对输入的光轴是同轴的和/或输出和与其相对的输入的光轴是同轴的，这确保了分束单元的特别紧凑的设计。

此外，通过包括如描述的光源布置的光刻曝光系统来解决该目的。

优选地，光刻曝光系统包括被布置在分束单元的输出侧的集成光学器件(integrator optics)，这是由于仅需要一个集成光学器件使能光刻曝光系统的紧凑且成本有效的制造的事实。