一種光刻照明系統(tǒng)中的相干因子調(diào)整裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光刻領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種光刻照明系統(tǒng)中的相干因子調(diào)整模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學投影光刻是利用光學投影成像的原理，將掩模版上的集成電路（1C)圖形W 分步重復或步進掃描曝光的方式將高分辨率圖形轉(zhuǎn)移到涂膠娃片上的光學曝光過程。
[0003] 根據(jù)光刻機實際工作時不同的曝光要求，娃片上需要不同的數(shù)值孔徑或者相干因 子。
[0004] 現(xiàn)有的技術(shù)主要是變焦鏡組配合錐形棱鏡來調(diào)整照明系統(tǒng)的相干因子。
[0005] 如美國專利US6452662采用了變焦鏡組配合錐形棱鏡的方法調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的相 干因子。圖1所示為該系統(tǒng)的圖；該系統(tǒng)主要包括擴束整形系統(tǒng)10,錐形棱鏡和變焦模塊 12,勻光器和投影光學系統(tǒng)14。系統(tǒng)中定義了光軸16,光瞳面18和調(diào)制平面20。模塊12 中包含了間距可調(diào)的錐形棱鏡組和變焦鏡組，其中錐形棱鏡22中前者為負錐，后者為正 錐。激光器光源發(fā)出的經(jīng)光照明系統(tǒng)中的擴束整形系統(tǒng)10后，進入由錐形棱鏡和變焦鏡構(gòu) 成的模塊12,最后進入勻光器和投影光學系統(tǒng)模塊14后，照明調(diào)制平面。圖2所示為經(jīng)錐 形棱鏡22和變焦鏡組24調(diào)節(jié)后，光瞳面18上可獲得的光能分布。其中光瞳形狀由A變?yōu)?形狀B時，將錐形棱鏡的間隔置零，將變焦鏡組24的焦距變大即可；當需要從光瞳形狀A變 為形狀C時，增加錐形棱鏡22的間隔即可。上述過程就是在調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的相干因子。
[0006] 然而對于上述的照明系統(tǒng)想要得到大的相干因子變化范圍時，變焦鏡組的變倍比 就很大，使得設(shè)計難度增加，由短焦變到長焦時動鏡的行程會很長。另一方面，激光通過照 明系統(tǒng)的玻璃鏡片時，能量會被鏡片吸收，變焦鏡組和石英椿會影響系統(tǒng)的透過率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明主要解決技術(shù)問題為：主要提供了一種光刻照明系統(tǒng)中的相干因子調(diào)整裝 置，能用簡單的方法實現(xiàn)照明系統(tǒng)的相干因子連續(xù)變化，提高光刻機的效率，降低成本。
[000引本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為；一種光刻照明系統(tǒng)中的相干因子調(diào) 整裝置，其特征在于：利用兩組反射鏡、一組準直鏡W及一組錐形棱鏡可W實現(xiàn)相干因子的 連續(xù)變化；將準直鏡組、錐形棱鏡中屯、的連線定義為系統(tǒng)的光軸，所述裝置包括：
[0009] 反射鏡組，由四片反射鏡組成，起調(diào)整由聚光鏡匯聚出射光的數(shù)值孔徑的作用。每 片反射鏡都由高精度旋轉(zhuǎn)電機控制其旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)動反射鏡來改變光束從反射鏡出射的數(shù) 值孔徑；
[0010] 準直鏡組：位于反射鏡組后，負責準直反射鏡組出射的光束；
[0011] 錐形棱鏡組；位于準直鏡組后，由兩個錐形棱鏡組成，通過調(diào)整錐形棱鏡的間隔能 同時改變光束的內(nèi)外沿高度，保持光束寬度和角度不變。
[0012] 進一步的，每組反射鏡分布于光軸的兩側(cè)，反射鏡組的中屯、與準直鏡組和錐形棱 鏡組的中屯、在同一條直線上。
[0013] 進一步的，當每組反射鏡組的反射鏡分布于照明系統(tǒng)光軸兩側(cè)時，為了保證實現(xiàn) 光束整形的功能，每組反射鏡組的入射端間隔必須大于出射端間隔。
[0014] 進一步的，反射鏡組還可W與準直鏡組和錐形棱鏡組成非共軸系統(tǒng)調(diào)節(jié)照明系統(tǒng) 的相干因子，其中，第一和第四片反射鏡位于照明系統(tǒng)的光軸上，第二和第S片反射鏡不位 于照明系統(tǒng)的光軸上。
[0015] 進一步的，可將第=片反射鏡設(shè)置成動鏡來確保由反射鏡組出射光束的中屯、在照 明系統(tǒng)的光軸上。
[0016] 進一步的，為了保證反射鏡組的出射光束能全部被準直，準直鏡組的入射數(shù)值孔 徑必須大于反射鏡組的出射數(shù)值孔徑。
[0017] 進一步的，所述反射鏡由低轉(zhuǎn)速高精度的旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，控制精度在秒級，W滿足 照明系統(tǒng)的對準精度要求。
[001引進一步的，所述照明系統(tǒng)中的錐形棱鏡由精度在微米量級的步進電機控制，控制 精度滿足照明系統(tǒng)的對準要求。
[0019] 本發(fā)明的原理在于：
[0020] 一種光刻照明系統(tǒng)中的相干因子調(diào)整裝置首先將過照明系統(tǒng)中的準直鏡組，錐形 棱鏡和均勻照明系統(tǒng)中屯、的直線定義為系統(tǒng)的光軸，沿Z軸正方向為光軸的正方向；
[0021] 所述相干因子調(diào)整裝置還包括：
[0022] 反射鏡組，由4片反射鏡組成，負責調(diào)整由聚光鏡匯聚出射光的數(shù)值孔徑，位置靠 近的兩片反射鏡為一組。每片反射鏡都由高精度旋轉(zhuǎn)電機控制其旋轉(zhuǎn)，通過改變反射鏡與 光軸的夾角來改變光束從反射鏡出射的數(shù)值孔徑。所有反射鏡與光軸的夾角數(shù)值都相等， 每組反射鏡組內(nèi)部的反射鏡與光軸夾角的符號相反。
[0023] 準直鏡組；位于反射鏡組后的照明系統(tǒng)光路上，負責準直反射鏡組出射的光束；
[0024] 錐形棱鏡組；位于準直鏡組的照明系統(tǒng)光路上后，由兩個錐形棱鏡組成，通過調(diào)整 錐形棱鏡的間隔能在保持光束寬度和角度不變的前提下同時改變光束的內(nèi)外沿高度；
[0025] 為了保證實現(xiàn)光束整形的功能，每組反射鏡組的入射端間隔必須大于出射端間 隔。
[0026] 所述的錐形棱鏡組由一正錐形棱鏡和一負錐形棱鏡組成。錐面向內(nèi)凹的錐形棱鏡 為負錐形棱鏡、錐面向外凸的錐形棱鏡為正錐形棱鏡。負錐形棱鏡放置在在準直鏡組后的 照明系統(tǒng)光路上，正錐形棱鏡放置在負錐形棱鏡后，需要在負錐形棱鏡與準直鏡組或者正 錐形棱鏡與準直鏡組之間留出足夠的軸向距離來移動錐形棱鏡；
[0027] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于；本發(fā)明利用可旋轉(zhuǎn)的反射鏡，實現(xiàn)照明系統(tǒng) 多檔數(shù)值孔徑，即多檔相干因子的變化。轉(zhuǎn)動反射鏡。反射鏡不動的情況下，調(diào)整錐形棱鏡 組的間距，可W獲得更大的相干因子調(diào)節(jié)范圍。與通過石英椿和變焦鏡組調(diào)整照明系統(tǒng)相 干因子的方法相比，該種方法調(diào)節(jié)時照明系統(tǒng)透過率高，四片反射鏡可同時轉(zhuǎn)動，相干因子 調(diào)節(jié)速度快，節(jié)約空間，能夠提高曝光效率。
【附圖說明】
[002引圖la和圖化為美國專利US6452662中使用變焦鏡組和錐形棱鏡來調(diào)整系統(tǒng)相干 因子的照明系統(tǒng)，其中圖la為采用石英椿勻光的照明系統(tǒng)實施圖；圖化為采用復眼陣列透 鏡勻光的照明系統(tǒng)。
[0029] 圖2為美國專利US6452662中使用變焦鏡組和錐形棱鏡調(diào)整光瞳面能量分布示意 圖。
[0030]圖3為反射鏡組整形光束的示意圖。圖3a為反射鏡組1的兩塊反射鏡水平放置 和反射鏡組2的兩塊反射鏡豎直放置時的反射鏡組示意圖，圖3b轉(zhuǎn)動了一定角度的反射鏡 組1在YZ平面的投影圖。圖3c為轉(zhuǎn)動了相同角度的反射鏡組1在XZ平面的投影圖。
[0031] 圖4為相干因子調(diào)整裝置工作示意圖。圖4a為各反射鏡轉(zhuǎn)動了一定角度后照明系 統(tǒng)示意圖，圖4b為各反射鏡轉(zhuǎn)動了較圖4a中反射鏡角度更大的角度后，照明系統(tǒng)示意圖。 圖4c為將圖4a中所示照明系統(tǒng)中的錐形棱鏡拉開一定距離后的照明系統(tǒng)示意圖。
[0032] 圖5為反射鏡組整形光束另一種實現(xiàn)方式的示意圖。圖中光束依次經(jīng)過4片反射 鏡a、b、C、d。其中反射鏡a和反射鏡b為一組，反射鏡c和反射鏡d為一組。
[0033] 圖6反射鏡與錐形棱鏡組成非共軸系統(tǒng)時相干因子調(diào)整裝置的工作示意圖。
[0034] 圖7經(jīng)過反射鏡后光線的角度計算示意圖。
[0035] 圖8為錐形棱鏡調(diào)整光束高度的示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細地描述。
[0037] 本發(fā)明能用簡單的方法實現(xiàn)多檔相干因子變換，提高照明系統(tǒng)的透過率，提高曝 光效率。
[003引本發(fā)明首先利用兩組反射鏡組，通過旋轉(zhuǎn)電機控制每片反射鏡與光軸成相同的角 度，調(diào)整光束的數(shù)值孔徑從而調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)相干因子，可連續(xù)調(diào)節(jié)數(shù)值孔徑，即連續(xù)的相干 因子。再利用錐形棱鏡來改變光束的整體高度，在不調(diào)節(jié)反射鏡組的前提下，增大相干因子 的可調(diào)范圍。與僅通過變焦鏡組配合錐形棱鏡組來調(diào)整照明系統(tǒng)相干因子，該種方法調(diào)節(jié) 相干因子時僅需調(diào)節(jié)一次反射鏡控制裝置，控制結(jié)構(gòu)和過程都簡單，并且可W獲得多檔相 干因子?？刂蒲b置通過高精度旋轉(zhuǎn)臺驅(qū)動，可W達到較高的旋轉(zhuǎn)精度。
[0039] 圖3為反射鏡組整形光束的示意圖。圖3a為轉(zhuǎn)動了一定角度的反射鏡組30