[发明专利]照明系统及光刻机

说明书

本发明提供了一种照明系统，包括：光源组件、耦合透镜组、反射光阑和石英棒，光源组件包括光源和椭球碗，光源的光经椭球碗反射后依次经耦合透镜组和反射光阑至石英棒，反射光阑的反射面与石英棒的入光端面成一定夹角，穿过反射光阑的通光口的光束入射至石英棒，未穿过的光束经反射光阑反射后返回至椭球碗，经椭球碗再次反射后入射至石英棒。本发明实施例提供了一种照明系统及光刻机，照明系统包括：光源组件、耦合透镜组、反射光阑和石英棒，反射光阑放置与石英棒的入射端面成一定的夹角，反射光阑通光孔径之外的光，经反射光阑反射沿原路返回，再由椭球碗反射进入石英棒，在解决光瞳均匀性的同时提升石英棒出光口的照度。

技术领域

本发明涉及一种照明系统，尤其是一种照明系统及光刻机。

背景技术

投影式光刻机是一种将掩模面图案转移到基板面/硅片面形成所需要的图案，进而集成出需要的集成电路(IC)的设备。其中，照明系统为光刻机掩模面提供均匀的照明光斑，是光刻机的能量来源，掩模面的光斑能量和光瞳均匀度是照明系统的重要指标，光斑能量的大小决定了光刻机的产率，而光瞳均匀度决定了光刻机曝光时曝光线条方向性宽度的相对差异，间接地影响到光刻机的分辨率。

对于大视场的扫描光学曝光系统，其曝光视场大多为长方形结构，因为视场尺寸的不对称性，其光瞳均匀度普遍低于对称结构的视场，请参考图1，当曝光视场为长方形结构时，掩模面的光瞳均匀度为25％～30％。

目前，主要有三种方式提高光瞳的均匀度：一种是采用滤光的方式，具体请参考图2，该装置由一系列滤波片1拼合组成，在各个滤波片1上安装能量探测器(图中未示出)，通过能量探测器探测该处的能量相对大小，将该探测数据反馈至控制系统(图中未示出)，控制系统控制驱动元件2对滤波片1的相对位置进行调整，从而实现对光瞳均匀度的调节。该装置将滤波片1调入光路来实现光瞳均匀度补偿，其补偿精度受能量探测器的检测精度的影响，且滤波片1的透过滤受温度的影响，大角度光线被滤除，系统掩模面的照度受滤波片1滤光的影响而降低，且系统复杂，可靠性不高；

第二种是采用挡光的方式以减少边沿大角度光线比例，提高光瞳均匀度，利用不同尺寸挡光片的相对位置变化，使挡光片的阴影尺寸和相对位置变化，改变所处区域的光强分布，从而矫正光瞳均匀度。该方案利用挡光片使光散射，改变光强的区域分布和角度分布，挡光片会大大降低光路中能量的通过率，影响到系统的产率，并且对于长方形视场的曝光系统而言，该方案的能量耦合效果太低。

如图3所示，另外一种方式是在长方形端口石英棒3的前端设置正方形光阑4，将系统的入射窗口矫正为对称结构的一种光瞳矫正方案。该方案因为将石英棒3入光端改变为正方形的对称结构，可以大幅度提高系统的光瞳均匀度，请参考图4，此时掩模面的光瞳均匀度达到了0.8％，但对于长方形的入光端，这种正方形光阑4相对于石英棒3的入光端尺寸较小，大大地降低了石英棒3的能量耦合效率，大幅度降低了系统的掩模面照度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种照明系统及光刻机,以提高照明系统的照明对象光瞳均匀度，且提高能量耦合效率。

为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种照明系统，包括：光源组件、耦合透镜组、反射光阑和石英棒，所述光源组件包括光源和椭球碗，所述光源的光经所述椭球碗反射后依次经所述耦合透镜组和反射光阑至所述石英棒，所述反射光阑的反射面与所述石英棒的入光端面成一定夹角，穿过所述反射光阑的通光口的光束入射至石英棒，未穿过的光束经所述反射光阑反射后返回至所述椭球碗，经所述椭球碗再次反射后入射至所述石英棒。

进一步地，所述反射光阑的反射面与所述石英棒的入光端面夹角范围为0-20°。

进一步地，所述反射光阑呈喇叭式围设在所述石英棒的入光端面周围，并与所述石英棒的入光端面匹配连接。