一种照明系统技术方案

本发明专利技术涉及一种照明系统，包括依次排列的光源、椭球碗组件、耦合透镜组、折转模块、微透镜阵列、石英棒、中继透镜组以及照明对象，所述折转模块的入光端为正方形，所述折转模块的出光端与所述石英棒的入光端形状相同，所述光源发出的光经所述椭球碗组件的会聚后进入所述耦合透镜组，再经过所述折转模块、微透镜阵列以及石英棒的多次反射匀光后进入所述中继透镜组，最终成像在照明对象上。本发明专利技术通过在照明系统中增加折转模块，所述折转模块的入光端为正方形，出光端为长方形，这样，既提高了照明系统掩模面的光瞳均匀度，同时提高了系统的能量耦合效率。

【技术实现步骤摘要】
一种照明系统
本专利技术涉及光刻机领域，尤其涉及一种照明系统。
技术介绍
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7%。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。
技术实现思路
本专利技术提供一种照明系统，以提高长方形视场照明系统掩模面光瞳均匀度的同时，提高能量耦合效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种照明系统，包括依次排列的光源（图5中未画出）、石英棒以及照明对象，还包括折转模块，所述折转模块设置在所述光源和所述石英棒之间。较佳地，还包括椭球碗组件、耦合透镜组、微透镜阵列、中继透镜组，他们依次的排列顺序是所述光源、所述椭球碗组件、所述耦合透镜组、所述折转模块、所述微透镜阵列、所述石英棒、所述中继透镜组以及所述照明对象。较佳地，所述折转模块的入光端为正方形，所述折转模块的出光端与所述石英棒的入光端截面形状相同。较佳地，所述折转模块包括第一棱柱、第二棱柱、第一直角棱镜、第二直角棱镜、第三直角棱镜以及第四直角棱镜，所述第一棱柱的长宽高比为2L：2L：L，所述第二棱柱的长宽高比为2L：L：L，所述第一直角棱镜的厚度及两条直角边的长度比为2L：L：L，所述第二直角棱镜与所述第一直角棱镜的尺寸相同，所述第三直角棱镜的厚度及两条直角边的长度比为2L：2L：L，所述第四直角棱镜与所述第三直角棱镜的尺寸相同。较佳地，射入所述折转模块的入光端的一部分光线依次经过第一棱柱、第一直角棱镜以及第二直角棱镜，然后射出所述折转模块；射入所述折转模块的入光端的另一部分光线依次经过第三直角棱镜、第四直角棱镜以及第二棱柱，然后射出所述折转模块。较佳地，在右侧所述第一棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在左侧所述第三直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的入光端，其长宽分别为2L*2L；在上部所述第二棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在下部所述第二直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的出光端，其长宽分别为L*4L。较佳地，所述第一直角棱镜、第二直角棱镜、第三直角棱镜和第四直角棱镜的斜面镀反射膜，所述第一棱柱、第二棱柱的入光端和所述第一直角棱镜、第二直角棱镜、第三直角棱镜和第四直角棱镜的入光端镀增透膜。较佳地，在左侧所述第一棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在右侧所述第三直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的入光端，其长宽分别为2L*2L；在上部所述第二棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在下部所述第二直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的出光端，其长宽分别为L*4L。较佳地，在右侧所述第一棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在左侧所述第三直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的入光端，其长宽分别为2L*2L；在下部所述第二棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在上部所述第二直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的出光端，其长宽分别为L*4L。较佳地，在左侧所述第一棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在右侧所述第三直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的入光端，其长宽分别为2L*2L；在下部所述第二棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在上部所述第二直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的出光端，其长宽分别为L*4L。较佳地，所述折转模块的入光端位于所述耦合透镜组的像方焦面处。较佳地，所述折转模块的入光端位于所述椭球碗组件的焦点处，所述耦合透镜组的物方焦面与所述折转模块的出光端重合。较佳地，所述光源和耦合透镜组的物方焦面分别位于椭球碗组件的两个焦点上。较佳地，所述中继透镜组的物方焦面与所述石英棒的出光端重合。较佳地，所述照明对象位于所述中继透镜组的像方焦面处。较佳地，所述耦合透镜组包括依次排列的耦合前组、滤波片和耦合后组，所述耦合前组和耦合后组分别包括三个球面，所述耦合前组和耦合后组的光焦度均为正。较佳地，所述中继透镜组包括依次排列的第一中继组、第二中继组和第三中继组。较佳地，所述光源为高压汞灯。较佳地，所述照明系统还包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜位于所述椭球碗组件与所述耦合透镜组之间，所述第二反射镜位于所述中继透镜组和所述照明对象之间。较佳地，所述第一反射镜和第二反射镜分别为冷光镜。与现有技术相比，本专利技术提供的一种照明系统具有如下优点：1.所述折转模块的入光端为正方形，即对称结构，从而提高了系统的光瞳均匀度；2.所述折转模块采用反射和折射组件，系统的能量损失较小；3.所述折转模块的出光端为长方形，与石英棒的形状和大小相同，大幅度提高了系统的能量耦合效率。附图说明图1为曝光视场为长方形时掩模面光瞳均匀度仿真图；图2为现有技术的采用滤波片的光瞳均匀度矫正装置结构示意图；图3为现有技术的采用正方形光阑的光瞳均匀度矫正装置结构示意图；图4为采用图3所示结构时掩模面光瞳均匀度仿真图；图5为本专利技术一具体实施方式的照明系统的结构示意图；图6a～6d为本专利技术一具体实施方式的照明系统中折转模块的结构示意图；图7为本专利技术一具体实施方式的照明系统中耦合透镜组的结构示意图；图8为本专利技术一具体实施方式的照明系统中中继透镜组的结构示意图；图9为本专利技术一具体实施方式的照明系统掩模面光瞳均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明系统，包括依次排列的光源、石英棒以及照明对象，其特征在于，还包括折转模块，所述折转模块设置在所述光源和所述石英棒之间。

【技术特征摘要】
1.一种照明系统，包括依次排列的光源、椭球碗组件、耦合透镜组、微透镜阵列、石英棒、中继透镜组以及照明对象，其特征在于，还包括折转模块，所述折转模块设置在所述耦合透镜组和所述微透镜阵列之间，所述折转模块的入光端为正方形，所述折转模块的出光端与所述石英棒的入光端截面形状相同，包括第一棱柱、第二棱柱、第一直角棱镜、第二直角棱镜、第三直角棱镜以及第四直角棱镜，所述第一棱柱的长宽高比为2L：2L：L，所述第二棱柱的长宽高比为2L：L：L，所述第一直角棱镜的厚度及两条直角边的长度比为2L：L：L，所述第二直角棱镜与所述第一直角棱镜的尺寸相同，所述第三直角棱镜的厚度及两条直角边的长度比为2L：2L：L，所述第四直角棱镜与所述第三直角棱镜的尺寸相同。2.如权利要求1所述的一种照明系统，其特征在于，射入所述折转模块的入光端的一部分光线依次经过第一棱柱、第一直角棱镜以及第二直角棱镜，然后射出所述折转模块；射入所述折转模块的入光端的另一部分光线依次经过第三直角棱镜、第四直角棱镜以及第二棱柱，然后射出所述折转模块。3.如权利要求2所述的一种照明系统，其特征在于，在右侧所述第一棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在左侧所述第三直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的入光端，其长宽分别为2L*2L；在上部所述第二棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在下部所述第二直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的出光端，其长宽分别为L*4L。4.如权利要求3所述的一种照明系统，其特征在于，所述第一直角棱镜、第二直角棱镜、第三直角棱镜和第四直角棱镜的斜面镀反射膜，所述第一棱柱、第二棱柱的入光端和所述第一直角棱镜、第二直角棱镜、第三直角棱镜和第四直角棱镜的入光端镀增透膜。5.如权利要求2所述的一种照明系统，其特征在于，在左侧所述第一棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在右侧所述第三直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的入光端，其长宽分别为2L*2L；在上部所述第二棱柱中长宽分别为L*2L的一个面与在下部所述第二直角棱镜的一个长宽分别为L*2L的面组成所述折转模块的出光端，其长宽分别为L*4L。6.如权利要求2所述的一种照明系统，其特征在于，在右侧所述第一棱柱中...

【专利技术属性】
技术研发人员：景磊，湛宾洲，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31