[发明专利]一种照明均匀性校正装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于光刻系统中的照明均匀性校正装置。

背景技术

光刻是半导体制造中一道重要工艺，其将掩膜版上的图案精确地转移到衬底(如：硅片)上。在光刻系统中，激光源与掩膜版之间包含照明系统，用于产生需要的照明模式和照明场分布。光刻中要求照明系统产生的照明场尽量均匀，均匀性误差尽量小，以便整个照明光束能够均匀地照射在掩膜版上，并均匀地投影到衬底上。照明均匀性会影响整个曝光场的线宽均匀性。

步进扫描光刻系统是典型的光刻系统，它具有矩形照明场，掩膜台和工件台沿着全曝光区域扫描矩形照明场，然后步进到下一个曝光区，再沿着该曝光区域扫描矩形照明场，依此进行下去。沿扫描方向的光能量被积分，使扫描方向矩形照明场的非均匀性被平均化。而扫描方向积分能量在非扫描方向的非均匀性，会导致整个曝光场曝光不均匀。

在美国专利US 7,173,688(公告日：2007年2月6日)中，所述的均匀性校正系统是利用多组校正元件来改变透射率，该系统具有双边结构，即在照明场两边插入许多校正元件，设置它们具有一定透过率分布，从而改变它们所覆盖区域的光强。照明场的每边每个元件都具有对立的元件，每组对立元件具有相同X坐标，但在Y方向沿相反方向插入，对立元件也可旋转具有V型结构。对立元件各自最大可以插入到照明场区域中间，彼此不重叠，也可以在照明场区域重叠。

在该专利中，由于每个校正元件具有有限宽度和厚度，因此每一个校正元件具有多个边。当照明光束角较大时(即大Sigma照明时)，光可能在元件侧面形成反射，造成阴影。另外相邻的校正元件之间也存在间隙，由于每一间隙具有0％的衰减，而校正元件具有非零的衰减，因此间隙会产生漏光，通过间隙的光在照明区将产生较大强度的条纹带或区域带，由于这种透过率的突变而引入新的非均匀性。

而在美国专利US 7,088,527(公告日：2006年8月8日)中，提到了一种补偿漏光和阴影的方法，这种方法在上述方案基础上增加了额外的补偿板，在补偿板上与间隙对应区域设置非零衰减率，而在其它区域设置100％的透过率。虽然利用这种带透过率分布的补偿板可以消除上述漏光与阴影效应，但是需要增加额外的补偿板，而且补偿板的透过率分布需要与校正元件的所有间隙对应，必然增加校正系统的复杂度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种照明均匀性校正装置，其不需要利用额外的补偿板，就可避免相邻校正组件之间的间隙所导致的漏光和阴影；同时，其可控制扫描方向积分能量的分布，并可控制全照明场的均匀性。

为达上述目的，本发明提供一种照明均匀性校正装置，设置在掩膜版附近或掩模版的光学共轭面附近，其包含若干设置在照明光束横截面的校正组件对，其沿非扫描方向间隔排列设置以覆盖整个照明场，沿扫描方向重叠设置以覆盖整个照明场，共同作用于光束，改变所覆盖区域的照明光强；特点是，

所述的校正组件对包含沿扫描方向插入矩形照明场的第一校正组件，和沿扫描反方向插入矩形照明场的第二校正组件；

所述的第一校正组件和第二校正组件在扫描方向与光束传输方向截面上呈互相平行的平板状，可分别在扫描方向做至少一维运动，改变两者之间的相对位置；

所述的第一校正组件和第二校正组件上设置有随位置变化而变化的透过率分布，且该第一校正组件的透过率分布与第二校正组件的透过率分布相反设置，即两者在移动方向上具有相反变化趋势的透过率分布。

所述的所有校正组件对中的第一校正组件均设置在同一平面上，且相邻的两个第一校正组件之间设置间隔隔开；所述的所有校正组件对中的第二校正组件均设置在同一平面上，且相邻的两个第二校正组件之间设置间隔隔开。

所述的相邻第一校正组件之间的间隔和相邻第二校正组件之间的间隔大小相等。

所述的所有第一校正组件和对应的第二校正组件之间设置间隔隔开。

所述的透过率分布至少是一维的透过率分布，可以是一次函数分布，或者二次函数分布，或者三角函数分布，或者上述若干种函数的组合分布。

所述的第一校正组件和第二校正组件由玻璃，或者透射材料制成。

所述的设置有透过率分布的第一校正组件和第二校正组件通过在制造材料上沉积透射或衰减物的方法制成，例如：在玻璃基板上沉积铬薄膜，根据位置做成不同膜的函数形式，连续改变膜的厚度，以实现预定的透过率分布。

所述的设置有透过率分布的第一校正组件和第二校正组件通过在制造材料上沉积随机点状衰减或挡光物的方法制成，通过控制所述点状物的密度以实现预定的透过率分布。