[实用新型]能量衰减器及照明系统

说明书

本实用新型提供了一种能量衰减器及照明系统，其中，所述能量衰减器包括若干个具有不同总透过率的衰减档位，两条经过所述衰减档位的几何中心的分界线将所述衰减档位划分为两两相对的四个衰减分区，其中两个相对的所述衰减分区的透过率之和为第一设定值，另外两个相对的所述衰减分区的透过率之和为第二设定值，且所述第一设定值和所述第二设定值不同，以实现所述光斑的光瞳椭圆度的补偿。本实用新型通过改进能量衰减器的结构，在进行能量衰减的同时实现光瞳椭圆度的补偿，从而简化了照明系统的结构，降低了生产成本及调试时间成本，提高产率。进一步地，本实用新型将能量衰减器设置于匀光组件之前，减小了能量衰减器对光线均匀性的影响。

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种能量衰减器及照明系统。

背景技术

投影式光刻机台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，照明系统是光刻机台的能量来源，为光刻机台的掩模面提供均匀的照明光斑。照明光斑的光斑能量和光瞳椭圆度是衡量照明系统性能的重要指标，光斑能量的大小决定了光刻机台的产率，而光瞳椭圆度决定了光刻机台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，其光瞳椭圆度普遍低于对称结构的视场。参阅图1，所述光瞳椭圆度(Ellipticity)的定义为：

其中，I1、I2、I3、I4分别对应图1中不同区域的辐照度。

剂量控制单元是所述照明系统的重要组成部分，用于对传输到掩模和硅片上的光束能量进行监控，包括能量衰减器VA以及能量探测器ED和ESS，其中，能量探测器ED用于对照明剂量进行测量；能量探测器ESS用于测量硅片面附近视场的均匀性，并与能量探测ED相互校准；能量衰减器VA用于调节激光脉冲能量，对通过照明系统的光能进行衰减，从而进行剂量控制，保证剂量重复性和剂量准确性。在实际的生产过程中，一些光刻工艺要求使用低剂量的光源，而低剂量下的光源性能不稳定，无法保证曝光剂量的准确性，因此可以通过能量衰减器VA来降低能量密度，即在光源出射能量恒定的情况下，通过改变能量衰减器来改变硅片面的曝光剂量。

目前，主要有两种方式提高光瞳椭圆度。第一种方式采用了由一系列滤波片拼合组成的滤光装置，参阅图2，所述滤光装置1中，每个所述滤波片11上均设置有能量探测器(图中未示出)，通过能量探测器探测对应区域内能量的相对大小并将探测数据反馈至控制系统(图中未示出)，所述控制系统控制驱动元件12对所述滤波片11的相对位置进行调整，从而调节光瞳椭圆度。然而，所述滤光装置的结构复杂，所述光瞳椭圆度的补偿精度受所述能量探测器的检测精度影响，所述滤波片11的透过率受温度的影响，大角度光线被滤除，掩模面的照度受所述滤波片11滤光的影响而降低，因此所述滤光装置的可靠性不高。

第二种提高的光瞳椭圆度方式可以参阅图3，石英棒2的入光端设置有正方形光阑3，将照明系统的入射窗口矫正为对称结构，大幅度提高了照明系统的光瞳椭圆度。然而，由于所述入光端为长方形端口，所述正方形光阑3相对于石英棒2的入光端尺寸较小，大大地降低了石英棒2的能量耦合效率，大幅度降低了照明系统的掩模面照度。

目前，主要有两种方式调节照明光斑的光斑能量。参阅图4和图5，第一种方式采用光学能量衰减器，其内部由一片或两片可变衰减片4组成，所述衰减片4上进行了特殊的镀膜设计，使得所述衰减片4对不同的入射角度光具有不同的衰减率(透过率)。当入射进所述光学能量衰减器的光能一定时，旋转所述衰减片4，改变入射光与所述衰减片4的夹角，即可控制出射光的能量。然而，所述光学能量衰减器的成本较高，无法实现大规模应用。