[发明专利]一种照明均匀性补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种均匀性补偿装置，尤其是光刻照明系统中的照明均匀性补偿装置。

背景技术

为掩膜面提供均匀照明是光刻照明系统的主要功能，良好的照明均匀性能降低光刻工艺因子，提高整个光刻系统的分辨率；反之，照明的不均匀性分布会使得硅片面上曝光线条的粗细不均匀，严重影响光刻质量。

随着光刻波长的不断缩短，特征尺寸的不断缩小，光刻对照明系统的均匀性要求越来越高，仅使用传统的匀光器件和匀光原理已经达不到或很难达到均匀性要求。此外，照明系统内器件会随着时间不断磨损，降低其匀光性能，引入新的非均匀性。因此，为了达到光刻照明均匀性的要求，补偿系统内不同因素引入的非均匀性，需要在系统中增加照明均匀性补偿装置。

美国专利US7173688给出一种双面插入形式的均匀性补偿装置，该结构的补偿器装置在照明视场的两边排布着多个补偿单元，每个补偿单元均为矩形平板结构，可沿明视场扫描方向插入照明视场，遮挡部分照明光，达到调整照明视场积分能量分布均匀性的目的。在该专利中，所有的补偿单元处于同一平面，并排放置，这样相邻的补偿单元之间存在间隙，导致漏光，会造成新的不均匀性。此外，并排放置使得补偿装置对照明视场划分的等份宽度等于补偿单元宽度，即对均匀性的调整空间周期等于补偿单元的宽度，因此该形式的补偿装置只能补偿空间周期大于补偿单元宽度的不均匀性，调整精度较低。

在中国专利CN101221373A中，提出一种补偿单元重叠设置的均匀性补偿装置，这种补偿装置的补偿单元也为矩形平板结构，分两层交错放置，相互覆盖另一层两相邻补偿单元之间的间隙，这样有效地解决了美国专利US7173688中漏光的问题。此外交叠的放置形式也使得补偿装置对照明视场划分的等份宽度小于补偿单元宽度，即对均匀性的调整空间周期小于补偿单元的宽度，在一定程度上提高了补偿装置的补偿精度。然而其补偿精度的增加是建立在补偿单元个数的增加上，同一空间内补偿单元个数越多给机械设计和控制系统带来的难度越大，因此该专利在提高补偿精度的同时增加了机械设计及控制的难度。随着科学技术的发展，对光刻照明系统的照明均匀性要求越来越高，由于机械和控制水平的限制，通过增加补偿单元个数和减小补偿单元尺寸提高均匀性补偿装置补偿精度的途径越来越难以实现。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种照明均匀性补偿装置，其不需要减小补偿单元宽度或增加的补偿单元个数，在不增加机械设计及控制难度的同时，增加补偿装置对照明视场的划分等份数，减小划分等份的宽度，从而提高补偿装置的补偿精度。

为了实现所述目的，本发明提出的技术方案为：

一种照明均匀性补偿装置，放置在照明系统的视场面或其共轭面附近，包括沿垂直于系统光轴方向设置的第一、第二补偿组件，每个补偿组件均由多个补偿单元组成，且第一、第二补偿组件的补偿单元数相等，相应的补偿单元构成补偿单元对。各个补偿单元均能沿照明视场扫描方向运动进出照明视场，遮拦部分照明光，达到调整扫描视场积分能量均匀性的目的。

其中，所述照明均匀性补偿装置的补偿单元为插入照明视场端做成多边形或圆弧形结构的薄板，分两层排布，互相遮盖另一层两补偿单元间形成的间隙，这样的结构形式和排布方式可以有效地增加照明视场的划分等份数量，减小每等份的宽度，从而提高补偿器的补偿精度。

所述的补偿单元的多边形插入端，每一边占整个补偿单元宽度的尺寸为1/2或1/3、1/4等比例；每一边的倾斜角取30°、45°、60°等位于0~90°之间的角度。

所述的补偿单元为长条形薄板，插入照明视场的一端为切角矩形的形状。

所述的切角矩形补偿单元的每个切角占整个补偿单元宽度的尺寸为1/2或1/3、1/4等比例；每个切角的倾斜角取30°、45°、60°等位于0~90°之间的角度。

所述的补偿单元为长条形薄板，插入照明视场的一端为弧形的形状，其弧度根据实际需要确定。

所述的第一、第二补偿组件，其所有的补偿单元在补偿平面上均为两层排布，上层补偿单元遮盖下层相邻两补偿单元之间形成的间隙，同理，下层补偿单元也同时遮盖上层相邻两补偿单元之间形成的间隙。

所述的第一和第二补偿组件完全对称，分布在照明视场两边，第一、第二补偿组件上对应的补偿单元组成一补偿单元对，其运动方式完全对称，即插入照明视场时间一致，插入量相等，方向相反。