一种光刻照明系统中的相干因子调整装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光刻领域，尤其设及一种光刻照明系统中的相干因子调整模块。
【背景技术】
[0002] 光学投影光刻是利用光学投影成像的原理，将掩模版上的集成电路（1C)图形W 分步重复或步进扫描曝光的方式将高分辨率图形转移到涂胶娃片上的光学曝光过程。
[0003] 根据光刻机实际工作时不同的曝光要求，娃片上需要不同的数值孔径或者相干因 子。
[0004] 现有的技术主要是变焦镜组配合锥形棱镜来调整照明系统的相干因子。
[0005] 如美国专利US6452662采用了变焦镜组配合锥形棱镜的方法调节照明系统的相 干因子。图1所示为该系统的图；该系统主要包括扩束整形系统10,锥形棱镜和变焦模块 12,匀光器和投影光学系统14。系统中定义了光轴16,光瞳面18和调制平面20。模块12 中包含了间距可调的锥形棱镜组和变焦镜组，其中锥形棱镜22中前者为负锥，后者为正 锥。激光器光源发出的经光照明系统中的扩束整形系统10后，进入由锥形棱镜和变焦镜构 成的模块12,最后进入匀光器和投影光学系统模块14后，照明调制平面。图2所示为经锥 形棱镜22和变焦镜组24调节后，光瞳面18上可获得的光能分布。其中光瞳形状由A变为 形状B时，将锥形棱镜的间隔置零，将变焦镜组24的焦距变大即可；当需要从光瞳形状A变 为形状C时，增加锥形棱镜22的间隔即可。上述过程就是在调节照明系统的相干因子。
[0006] 然而对于上述的照明系统想要得到大的相干因子变化范围时，变焦镜组的变倍比 就很大，使得设计难度增加，由短焦变到长焦时动镜的行程会很长。另一方面，激光通过照 明系统的玻璃镜片时，能量会被镜片吸收，变焦镜组和石英椿会影响系统的透过率。
【发明内容】
[0007] 本发明主要解决技术问题为：主要提供了一种光刻照明系统中的相干因子调整装 置，能用简单的方法实现照明系统的相干因子连续变化，提高光刻机的效率，降低成本。
[000引本发明解决上述技术问题采用的技术方案为；一种光刻照明系统中的相干因子调 整装置，其特征在于：利用两组反射镜、一组准直镜W及一组锥形棱镜可W实现相干因子的 连续变化；将准直镜组、锥形棱镜中屯、的连线定义为系统的光轴，所述装置包括：
[0009] 反射镜组，由四片反射镜组成，起调整由聚光镜汇聚出射光的数值孔径的作用。每 片反射镜都由高精度旋转电机控制其旋转，通过转动反射镜来改变光束从反射镜出射的数 值孔径；
[0010] 准直镜组：位于反射镜组后，负责准直反射镜组出射的光束；
[0011] 锥形棱镜组；位于准直镜组后，由两个锥形棱镜组成，通过调整锥形棱镜的间隔能 同时改变光束的内外沿高度，保持光束宽度和角度不变。
[0012] 进一步的，每组反射镜分布于光轴的两侧，反射镜组的中屯、与准直镜组和锥形棱 镜组的中屯、在同一条直线上。
[0013] 进一步的，当每组反射镜组的反射镜分布于照明系统光轴两侧时，为了保证实现 光束整形的功能，每组反射镜组的入射端间隔必须大于出射端间隔。
[0014] 进一步的，反射镜组还可W与准直镜组和锥形棱镜组成非共轴系统调节照明系统 的相干因子，其中，第一和第四片反射镜位于照明系统的光轴上，第二和第S片反射镜不位 于照明系统的光轴上。
[0015] 进一步的，可将第=片反射镜设置成动镜来确保由反射镜组出射光束的中屯、在照 明系统的光轴上。
[0016] 进一步的，为了保证反射镜组的出射光束能全部被准直，准直镜组的入射数值孔 径必须大于反射镜组的出射数值孔径。
[0017] 进一步的，所述反射镜由低转速高精度的旋转电机驱动，控制精度在秒级，W满足 照明系统的对准精度要求。
[001引进一步的，所述照明系统中的锥形棱镜由精度在微米量级的步进电机控制，控制 精度满足照明系统的对准要求。
[0019] 本发明的原理在于：
[0020] 一种光刻照明系统中的相干因子调整装置首先将过照明系统中的准直镜组，锥形 棱镜和均匀照明系统中屯、的直线定义为系统的光轴，沿Z轴正方向为光轴的正方向；
[0021] 所述相干因子调整装置还包括：
[0022] 反射镜组，由4片反射镜组成，负责调整由聚光镜汇聚出射光的数值孔径，位置靠 近的两片反射镜为一组。每片反射镜都由高精度旋转电机控制其旋转，通过改变反射镜与 光轴的夹角来改变光束从反射镜出射的数值孔径。所有反射镜与光轴的夹角数值都相等， 每组反射镜组内部的反射镜与光轴夹角的符号相反。
[0023] 准直镜组；位于反射镜组后的照明系统光路上，负责准直反射镜组出射的光束；
[0024] 锥形棱镜组；位于准直镜组的照明系统光路上后，由两个锥形棱镜组成，通过调整 锥形棱镜的间隔能在保持光束宽度和角度不变的前提下同时改变光束的内外沿高度；
[0025] 为了保证实现光束整形的功能，每组反射镜组的入射端间隔必须大于出射端间 隔。
[0026] 所述的锥形棱镜组由一正锥形棱镜和一负锥形棱镜组成。锥面向内凹的锥形棱镜 为负锥形棱镜、锥面向外凸的锥形棱镜为正锥形棱镜。负锥形棱镜放置在在准直镜组后的 照明系统光路上，正锥形棱镜放置在负锥形棱镜后，需要在负锥形棱镜与准直镜组或者正 锥形棱镜与准直镜组之间留出足够的轴向距离来移动锥形棱镜；
[0027] 本发明与现有技术相比的优点在于；本发明利用可旋转的反射镜，实现照明系统 多档数值孔径，即多档相干因子的变化。转动反射镜。反射镜不动的情况下，调整锥形棱镜 组的间距，可W获得更大的相干因子调节范围。与通过石英椿和变焦镜组调整照明系统相 干因子的方法相比，该种方法调节时照明系统透过率高，四片反射镜可同时转动，相干因子 调节速度快，节约空间，能够提高曝光效率。
【附图说明】
[002引图la和图化为美国专利US6452662中使用变焦镜组和锥形棱镜来调整系统相干 因子的照明系统，其中图la为采用石英椿匀光的照明系统实施图；图化为采用复眼阵列透 镜匀光的照明系统。
[0029] 图2为美国专利US6452662中使用变焦镜组和锥形棱镜调整光瞳面能量分布示意 图。
[0030]图3为反射镜组整形光束的示意图。图3a为反射镜组1的两块反射镜水平放置 和反射镜组2的两块反射镜竖直放置时的反射镜组示意图，图3b转动了一定角度的反射镜 组1在YZ平面的投影图。图3c为转动了相同角度的反射镜组1在XZ平面的投影图。
[0031] 图4为相干因子调整装置工作示意图。图4a为各反射镜转动了一定角度后照明系 统示意图，图4b为各反射镜转动了较图4a中反射镜角度更大的角度后，照明系统示意图。 图4c为将图4a中所示照明系统中的锥形棱镜拉开一定距离后的照明系统示意图。
[0032] 图5为反射镜组整形光束另一种实现方式的示意图。图中光束依次经过4片反射 镜a、b、C、d。其中反射镜a和反射镜b为一组，反射镜c和反射镜d为一组。
[0033] 图6反射镜与锥形棱镜组成非共轴系统时相干因子调整装置的工作示意图。
[0034] 图7经过反射镜后光线的角度计算示意图。
[0035] 图8为锥形棱镜调整光束高度的示意图。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和具体实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步详细地描述。
[0037] 本发明能用简单的方法实现多档相干因子变换，提高照明系统的透过率，提高曝 光效率。
[003引本发明首先利用两组反射镜组，通过旋转电机控制每片反射镜与光轴成相同的角 度，调整光束的数值孔径从而调节照明系统相干因子，可连续调节数值孔径，即连续的相干 因子。再利用锥形棱镜来改变光束的整体高度，在不调节反射镜组的前提下，增大相干因子 的可调范围。与仅通过变焦镜组配合锥形棱镜组来调整照明系统相干因子，该种方法调节 相干因子时仅需调节一次反射镜控制装置，控制结构和过程都简单，并且可W获得多档相 干因子。控制装置通过高精度旋转台驱动，可W达到较高的旋转精度。
[0039] 图3为反射镜组整形光束的示意图。图3a为转动了一定角度的反射镜组30