一种用于掩模对准光刻设备的照明系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于掩模对准光刻设备的照明系统，包括：光源模块，光源模块包括多个可独立控制的光源；光准直模块，光准直模块将光源模块中的每一个光源所发出的光准直成沿平行于照明系统的光轴的第一方向发射的第一多个平行光束；设置于光轴上的第一抛物面反射镜，第一抛物面反射镜在第一方向上设置于光源模块的下游，用于将收集到的经准直的第一多个平行光束反射并汇集到光轴上的第一点，其中第一点是第一抛物面反射镜的焦点；以及设置于光轴上的光融合模块，用于将收集到的来自第一点的光反射并汇集到光轴上的第二点，其中第二点在第一方向上位于第一抛物面反射镜的下游。在第一方向上位于第一抛物面反射镜的下游。在第一方向上位于第一抛物面反射镜的下游。

【技术实现步骤摘要】
一种用于掩模对准光刻设备的照明系统


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，更具体地，涉及一种用于掩模对准光刻设备的照明系统。

技术介绍

[0002]光刻机是集成电路生产的必要设备之一，而照明系统是光刻机系统中的核心组成部分。光刻机的工艺或分辨率与照明波长、投影物镜的数值孔径和工艺系数有关。在投影物镜和工艺系数一定的情况下，缩短照明波长将是直接有效的提升光刻机分辨率的方法。为提高光刻分辨率，照明系统工作波长从传统的汞灯照明谱线G（436nm）、H（405nm）、I（365nm）一直到KrF（248nm）、ArF（193nm），甚至到极紫外EUV（13.5nm）。
[0003]对于后道光刻系统，其光刻分辨率一般要求在微米量级，因此不需要在照明方面追求更短的工作波长，但是却要求照明的光源具有足够高的能量，要求曝光面上有足够均匀的照度值，同时考虑到光刻胶的特性，一般要求照明系统具有至少两种的混合光谱。
[0004]对于后道光刻系统，特别是接触/接近式光刻机，一般采用高压汞灯作为光源。然而，高压汞灯的缺点在于：1、其发射光谱中各谱段之间的比例是固定的，无法单独调节某一谱段的功率；2、功耗大；大功率的高压汞灯体积大，价格昂贵。除了高压汞灯，也有采用白光LED作为光源的方案。然而，白光LED的缺点在于：1、白光中各谱段的光之间的比例是固定的，无法单独调节某一谱段的功率；2、单光白光LED无法实现大功率。

技术实现思路

[0005]提供本
技术实现思路
以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本
技术实现思路
并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0006]针对以上问题，本专利技术提供了一种用于一种掩模对准光刻设备的照明系统，该系统采用由多个可独立控制的光源组成的光源模块，实现了光刻所需的大功率，尤其是在采用紫外波长作为工作波长的场合。该系统可以实现混合光谱功能，包括波长接近的光谱之间的融合以及多重光谱之间的融合，并且各融合的光谱之间的能量比例可控制。此外，该系统构造简单、功能丰富，可满足掩模对准光刻机的使用要求。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于掩模对准光刻设备的照明系统，包括：光源模块，光源模块包括多个可独立控制的光源；光准直模块，光准直模块将光源模块中的每一个光源所发出的光准直成沿平行于照明系统的光轴的第一方向发射的第一多个平行光束；设置于光轴上的第一抛物面反射镜，第一抛物面反射镜在第一方向上设置于光源模块的下游，用于将收集到的经准直的第一多个平行光束反射并汇集到光轴上的第一点，其中第一点是第一抛物面反射镜的焦点；以及设置于光轴上的光融合模块，用于将收集到的来自第一点的光反射并汇集到光轴上的第二点，其中第二点在第一方向上位于第一抛物面反射镜的下游。
[0008]根据本专利技术的进一步实施例，光融合模块进一步包括：第二抛物面反射镜，第二抛物面反射镜在第一方向上设置于光源模块和第一抛物面反射镜之间，第二抛物面反射镜与第一抛物面反射镜共焦点，以将收集到的来自第一点的光反射并准直成沿第一方向发射的第二多个平行光束；以及凸透镜，凸透镜在第一方向上设置于第一抛物面反射镜的下游，用于将收集到的第二多个平行光束汇聚到第二点，其中第二点是凸透镜的焦点。
[0009]根据本专利技术的另一实施例，光融合模块是椭球面反射镜，其中第一点和第二点分别是椭球面反射镜的第一焦点和第二焦点，使得来自第一点的光经椭球面反射后汇集到第二点。
[0010]根据本专利技术的进一步实施例，光准直模块具有与光源模块的各个光源一一对应的光准直器，光准直器是以下光学器件中的任意一种：抛物面反射镜、透镜组、反光杯、以及衍射光学器件。
[0011]根据本专利技术的进一步实施例，第一抛物面反射镜的中心具有第一开口，以便光融合模块所反射的光穿过第一开口。
[0012]根据本专利技术的进一步实施例，第二抛物面反射镜的中心具有第二开口，以便光源模块中被布置在光轴处的光源所发出的光穿过第二开口。
[0013]根据本专利技术的进一步实施例，光源模块的多个光源中的至少一部分是LED灯珠。
[0014]根据本专利技术的进一步实施例，LED灯珠是UV
‑
LED灯珠，UV
‑
LED灯珠中封装有一种或多种波长类型的晶粒。
[0015]根据本专利技术的进一步实施例，在单个UV
‑
LED灯珠中，每一种波长类型包括一个或多个彼此并联连接并且可独立控制的晶粒。
[0016]根据本专利技术的第二方面，提供了一种如第一方面所述的照明系统的掩模对准光刻设备。
[0017]通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。
附图说明
[0018]为了能详细地理解本专利技术的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本专利技术的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。
[0019]图1示出了现有技术中的光谱融合的方式的示意图。
[0020]图2是根据本专利技术的一个实施例的用于掩模对准光刻设备的照明系统的原理图。
[0021]图3示出了根据本专利技术的一个实施例的照明系统的一部分的垂直于光轴方向的截面视图。
[0022]图4示出了图3的照明系统在光轴的不同位置处的光强的示意图。
[0023]图5是根据本专利技术的一个实施例的采用本专利技术的照明系统的用于掩模对准光刻设备的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图详细描述本专利技术，本专利技术的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。然而，可以理解的是，本专利技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受以下公开的具体实施方式的限制。
[0025]表述“和/或”在本文中使用的含义为，包括该表述之前和之后列出的组件中的至少一个。本文中的单数形式也包括复数形式，除非在措辞中特别提及。而且，本文中使用的涉及“包括”或“包含”的组件、步骤、操作和元件的含义为，存在或添加至少一个其他的组件、步骤、操作和元件。
[0026]如
技术介绍
部分中提到的，在掩模对准光刻设备中，如果选择高压汞灯作为光源，有许多缺点，例如功耗高，发热大，且无法单独调节某一谱段的功率。如果采用LED作为光源，则为了提供多种混合波长，就需要采用不同的单波长的光源，并且需要对不同波长的光源进行融合。对于多种单波长光源进行融合的方法通常见于投影仪中，主要有如图1中所示的几种形式。
[0027]图1中（a）示出了第一种光谱融合方式，其中将RGB三种不同波长的芯片封装在同一LED灯珠内。这种方式的优点是结构紧凑、体积小，而其缺点则较多，包括：单个LED灯珠无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于掩模对准光刻设备的照明系统（100），包括：光源模块（1），所述光源模块（1）包括多个可独立控制的光源；光准直模块（2），所述光准直模块（2）将所述光源模块（1）中的每一个光源所发出的光准直成沿平行于所述照明系统（100）的光轴的第一方向发射的第一多个平行光束；设置于所述光轴上的第一抛物面反射镜（3），所述第一抛物面反射镜（3）在所述第一方向上设置于所述光源模块（1）的下游，用于将收集到的经准直的第一多个平行光束反射并汇集到所述光轴上的第一点（201），其中所述第一点（201）是所述第一抛物面反射镜（3）的焦点；以及设置于所述光轴上的光融合模块，用于将收集到的来自所述第一点（201）的光反射并汇集到所述光轴上的第二点（202），其中所述第二点（202）在所述第一方向上位于所述第一抛物面反射镜（3）的下游。2.如权利要求1所述的照明系统（100），其特征在于，所述光融合模块进一步包括：第二抛物面反射镜（4），所述第二抛物面反射镜（4）在所述第一方向上设置于所述光源模块（1）和所述第一抛物面反射镜（3）之间，所述第二抛物面反射镜（4）与所述第一抛物面反射镜（3）共焦点，以将收集到的来自所述第一点的光反射并准直成沿第一方向发射的第二多个平行光束；以及凸透镜（5），所述凸透镜（5）在所述第一方向上设置于所述第一抛物面反射镜（3）的下游，用于将收集到的所述第二多个平行光束汇聚到所述第二点（202），其中所述第二点（202）是所述凸透镜（5）的焦点。3.如权利要求1所述的照明系统（100），其特征在于，所述光融合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张惠，刘功振，文斌，韦宏图，
申请(专利权)人：上海图双精密装备有限公司，
类型：发明
国别省市：