深紫外光刻機(jī)照明系統(tǒng)光瞳面光強(qiáng)分布的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光刻設(shè)備，特別是一種深紫外光刻機(jī)照明系統(tǒng)光瞳面光強(qiáng)分布的控制 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 深紫外光刻技術(shù)用于制造大規(guī)模集成電路、微機(jī)電系統(tǒng)等。深紫外光刻機(jī)采用高 重頻深紫外波長激光器作為光源通過照明系統(tǒng)均勻照射掩模版，掩模版中的精細(xì)圖案被投 影物鏡成像到硅片表面的光刻膠上，在經(jīng)過顯影、刻蝕等就能在硅片上制造出微納尺寸的 精細(xì)結(jié)構(gòu)。光刻機(jī)照明系統(tǒng)的光源發(fā)出的光束經(jīng)擴(kuò)束器進(jìn)行準(zhǔn)直擴(kuò)束后入射至光束整形單 元，光束整形單元將矩形高斯光束調(diào)制成光刻照明所需的光強(qiáng)分布，該強(qiáng)度分布位于照明 系統(tǒng)的光瞳面上。當(dāng)前深紫外投影光刻機(jī)所需照明光瞳面強(qiáng)度分布不僅包括傳統(tǒng)、環(huán)形、二 極-X、二極-Y、四極-0°、四極-45°等，還包括通過源掩模優(yōu)化技術(shù)（SMO)產(chǎn)生的自定義 強(qiáng)度分布。
[0003] 在先技術(shù)1 "微光刻投影曝光的照明系統(tǒng)"（CN 10102099743 A)給出了一種投影 光刻照明系統(tǒng)，能夠在系統(tǒng)光瞳面上形成一定的光強(qiáng)度分布。該系統(tǒng)中用于形成照明光瞳 的元件包括：光源、擴(kuò)束單元、轉(zhuǎn)折反射鏡、微透鏡陣列、反射鏡陣列、第一聚光器、光學(xué)積分 器、光瞳面。光源發(fā)出的光束經(jīng)擴(kuò)束單元后入射到轉(zhuǎn)折反射鏡，經(jīng)轉(zhuǎn)折反射鏡反射至微透鏡 陣列表面。微透鏡陣列由許多個(gè)微小透鏡組成，將光束分割成多個(gè)子光束并會(huì)聚到反射鏡 陣列上的單個(gè)反射鏡元件上，反射鏡陣列上每個(gè)單個(gè)反射鏡可以互相獨(dú)立地被優(yōu)選互相垂 直的兩個(gè)傾斜軸傾斜，傾斜角可被照明系統(tǒng)的總系統(tǒng)控制的反射鏡控制單元控制。各個(gè)子 光束經(jīng)反射鏡陣列后形成具有一定角度分布的光束，經(jīng)過第一聚光器、光學(xué)積分器后在系 統(tǒng)光瞳面形成一定光強(qiáng)分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種深紫外光刻機(jī)照明系統(tǒng)光瞳面光強(qiáng)分布的控制裝置，該裝置采用 自由曲面反射鏡代替轉(zhuǎn)折反射鏡和微透鏡陣列實(shí)現(xiàn)光束的分割與聚焦，減小了光能的損 失，提高深紫外光刻機(jī)的曝光效率。本發(fā)明所采用自由曲面反射鏡具有加工、裝調(diào)容易的優(yōu) 點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：
[0006] 一種深紫外光刻機(jī)照明系統(tǒng)光瞳面光強(qiáng)分布的控制裝置，包括：激光源，特征在 于其構(gòu)成是：沿所述的激光源輸出光束傳播方向依次是：擴(kuò)束器、自由曲面反射鏡、微反 射鏡陣列和傅里葉透鏡組，所述的微反射鏡陣列還有微反射鏡陣列控制器，所述的自由 曲面反射鏡包括許多相同的凹球面反射鏡單元，凹球面反射鏡單元的數(shù)目為N*N，N滿足 50 < NS 100,凹球面反射鏡單元的曲率半徑為-sr，其中表示該面為凹面，sr滿足 1000mm < sr < 3000mm，凹球面反射鏡單元的長和寬分別為a和b，長寬比s = a/b，s滿足 OKsS 1.2,所述的傅里葉透鏡組（5)的焦距f與所述的凹球面反射鏡單元的曲率半 徑-sr滿足以下關(guān)系：f S 3$SI'，所述的自由曲面反射鏡的參數(shù)與微反射鏡陣列的參數(shù) 滿足以下關(guān)系：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種深紫外光刻機(jī)照明系統(tǒng)光瞳面光強(qiáng)分布的控制裝置，包括：激光源（1)，特征在 于其構(gòu)成是：沿所述的激光源（1)輸出光束傳播方向依次是：擴(kuò)束器（2)、自由曲面反射鏡 (3)、微反射鏡陣列（4)和傅里葉透鏡組（5)，所述的微反射鏡陣列（4)還有微反射鏡陣列控 制器（7)，所述的自由曲面反射鏡（3)包括許多相同的凹球面反射鏡單元，凹球面反射鏡單 元的數(shù)目為N*N，N滿足50彡N彡100,凹球面反射鏡單元的曲率半徑為-sr，其中表示 該面為凹面，sr滿足1000mm<sr< 3000mm，凹球面反射鏡單元的長和寬分別為a和b，長 寬比s=a/b，s滿足0.8<s <1. 2,所述的傅里葉透鏡組（5)的焦距f與所述的凹球面 反射鏡單元的曲率半徑_sr滿足以下關(guān)系：
所述的自由曲面反射鏡（3)的參 數(shù)與微反射鏡陣列（4)的參數(shù)滿足以下關(guān)系：
其中，min(a，b)表示取所述自由曲面反射鏡（3)的凹球面反射鏡單元（3. 1)的長和寬 中較小的值，0為所述激光源（1)輸出光束經(jīng)過擴(kuò)束器（2)后的發(fā)散角，X表示所述激光 源（1)的中心波長，c表示所述微反射鏡陣列（4)上微反射鏡單元（41)的邊長，k為所述微 反射鏡陣列⑷的填充因子。
【專利摘要】一種深紫外光刻機(jī)照明系統(tǒng)光瞳面光強(qiáng)分布的控制裝置，包括：激光源、擴(kuò)束器、自由曲面反射鏡、微反射鏡陣列、傅里葉透鏡組、光瞳面。本發(fā)明采用自由曲面反射鏡代替轉(zhuǎn)折反射鏡和微透鏡陣列實(shí)現(xiàn)光束的分割與聚焦，減小光能的損失，提高深紫外光刻機(jī)的曝光效率。本發(fā)明自由曲面反射鏡具有加工裝調(diào)、容易的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G02B27-10, G03F7-20
【公開號(hào)】CN104777719
【申請?zhí)枴緾N201510174149
【發(fā)明人】張運(yùn)波, 曾愛軍, 黃惠杰
【申請人】中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月14日