CN103105737A - 使用拼接的多光源的光刻装置 - Google Patents

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Abstract

一种使用拼接的多光源的光刻装置，包括光源模块、掩模和镜头，光源模块具有多个光源、与多个光源对应的整形光学组件、光源组合元件和匀光部件，从各个光源出射的光经对应的整形光学组件整形后入射至光源组合元件后出射至匀光部件，经匀光部件匀光后作为光刻装置的光源模块的出射光。

Description

使用拼接的多光源的光刻装置
技术领域
本发明涉及光刻领域，尤其涉及使用拼接的多光源的光刻装置。
背景技术
随着光刻技术的发展，对曝光系统的照度要求要求越来越高、体积要求越来越小，单一的光源很难满足这样的发展要求，因此产生了集合多个光源的光能进行光刻的视场需求。
如美国专利US5991009中所公开的光刻机，如图1所示，采用了两个汞灯作为光源，使用光学透镜组，将光能合二为一用来曝光。该方案可以同时使用两个汞灯光源，与市场上大多数光刻机相比，具有照度上的明显优势，但是，同时其体积太大的缺点也较为明显。
发明内容
本发明提供了一种光刻装置，包括光源模块，掩模和镜头，其特征在于，所述光源模块具有多个光源、与多个光源对应的整形光学组件、光源组合元件和匀光部件，从各个光源出射的光经对应的整形光学组件整形后入射至光源组合元件后出射至匀光部件，经匀光部件匀光后作为光刻装置的光源模块的出射光。
其中，所述光源组合元件包含透射元件及反射元件。
其中，部分光源发出的光经反射元件反射后进入匀光部件，部分光源发出的光直接经整形光学组件整形后进入匀光部件。
其中，所述反射元件与光源一一对应。
其中，所述反射元件为直角棱镜。
其中，所述光源为出射光波长相同的汞灯、LED或LD，各个光源的功率可调，发光方向可调。
其中，所述反射元件为透反射元件，从一部分光源出射的光经透反射元件透射后入射至匀光部件，从另一部分光源出射的光经透反射元件反射后进入匀光部件。
其中，所述匀光部件为石英棒。
其中，所述石英棒为矩形、锥形或截面为六角形的石英棒。
根据本发明的光刻装置，其光源为利用匀光部件拼接多个光源而得到的组合光源，采用这种光源可以明显提高光刻装置的照度，从而提高产率，并且结构简单，有利于小型化的实现。
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1所示为现有技术的光刻装置的结构示意图；
图2所示为根据本发明的第一实施方式的光刻装置的结构示意图；
图3所示为根据本发明的第二实施方式的光刻装置的结构示意图；
图4所示为根据本发明的第三实施方式的光刻装置的光源结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
第一实施方式
图1所示为根据本发明的第一实施方式的光刻装置的结构示意图，在该光刻装置中使用了多个光源，其中，从各个光源101所发出的光线通过光学元件或元件组103入射到直角棱镜102中，通过直角棱镜102再入射至作为匀光元件的石英棒104中，经过后续光学元件照射到掩模106上，最后经过镜头105，入射到硅片面上。
在本实施方式中采用了直角棱镜和石英棒的拼接方案，可以用于实现多个汞灯光源或者多个LED光源的拼接，从而制造相对高功率的光刻设备。
尽管在本实施方式中使用了4个光源作为示意，但不限于使用4个光源，根据不同硅片大小、石英棒尺寸、光源尺寸等，可以使用不同的数量作为光能来源，并可以根据要求对光源照射方向进行调解。
图1所示的石英棒为矩形，但并不限于这种形状，根据实际需要，可以使用不同形状的石英棒，例如，为了改变光束角度大小，可以使用入口和出口大小不等的石英棒，为了使经过匀光棒的光束获得更好的多极平衡性，可以使用截面为六角形的石英棒等。
第二实施方式
图2所示为根据本发明的第二实施方式的光刻装置的结构示意图。从各个光源201发出的光线经过光学透镜或透镜组202，入射至直角棱镜203中，再入射至起匀光作用的石英棒204中，然后通过后续光学元件对光束形状、角度进行调整后入射至掩模206上，再通过光学镜头205，照射到硅片207上，完成曝光。
本实施方式的光源选用LED或LD时，可以根据光源排布的方式，控制不同位置的LED或LD光源的功率，用来获得更好的均匀性。由于镜头205的瞳面上的均匀性与石英棒204出射端的光线角度分布直接相关，从而可以通过调整相应位置的LED、LD光源的功率，获得更好的瞳面均匀性。
尽管在图2中使用了8个光源作为示意，但本实施方式并不限于这种阵列排布方式和数量，也可以其中部分光源使用棱镜或反射元件使其进入石英棒，部分不使用而是在经过透镜或透镜组202之后直接进入石英棒。
根据实际需要，可以使用不同形状的石英棒，例如，为了改变光束角度大小，可以使用入口和出口大小不等的石英棒，为了使经过匀光棒的光束获得更好的多极平衡性，可以使用截面为六角形的石英棒等。
第三实施方式
图3所示为根据本发明的第三实施方式的用于光刻装置的光源的结构示意图。从各个光源301出射的光经透镜或透镜组302进行整形后入射至起光束组合作用的棱镜303后，经由棱镜303全反射或直接透射而入射至起匀光作用的石英棒304。调整两个光源装置的相对位置、角度等，可以在石英棒出端获得不同NA、面积的光束，适应不同的光刻需要。
当然，尽管本实施方式中采用了两个光源作为示意，但是本实施方式并不限于两个光源，可以根据需要适当增加光源数目。此外，根据实际需要，可以使用不同形状的石英棒，例如，为了改变光束角度大小，可以使用入口和出口大小不等的石英棒，为了使经过匀光棒的光束获得更好的多极平衡性，可以使用截面为六角形的石英棒等。
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (11)

1.一种使用拼接的多光源的光刻装置，包括光源模块，掩模和镜头，其特征在于，所述光源模块具有多个光源、与多个光源对应的整形光学组件和匀光部件，从各个光源出射的光经对应的整形光学组件整形后入射至匀光部件，经匀光部件匀光后作为光刻装置的光源模块的出射光。
2.根据权利要求1所述使用拼接的多光源的光刻装置，其中，所述整形光学组件包含透射元件及反射元件。
3.根据权利要求2所述使用拼接的多光源的光刻装置，其中，所述反射元件与光源一一对应。
4.根据权利要求3所述使用拼接的多光源的光刻装置，其中，所述反射元件为直角棱镜。
5.根据权利要求4所述使用拼接的多光源的光刻装置，其中，所述光源为出射光波长相同的汞灯、LED或LD，各个光源的功率可调，发光方向可调。
6.根据权利要求2所述的使用拼接的多光源的光刻装置，其中，部分光源发出的光经反射元件反射后进入匀光部件，部分光源发出的光直接经透射元件整形后进入匀光部件。
7.根据权利要求6所述使用拼接的多光源的光刻装置，其中所述反射元件为直角棱镜。
8.根据权利要求7所述使用拼接的多光源的光刻装置，其中，所述光源为出射光波长相同的汞灯、LED或LD，各个光源的功率可调，发光方向可调。
9.根据权利要求2所述的使用拼接的多光源的光刻装置，其中，所述反射元件为透反射元件，从一部分光源出射的光经透反射元件透射后入射至匀光部件，从另一部分光源出射的光经透反射元件反射后进入匀光部件。
10.根据权利要求1-9中任意一个所述的使用拼接的多光源的光刻装置，其中，所述匀光部件为石英棒。
11.根据权利要求10所述使用拼接的多光源的光刻装置，其中，所述石英棒为矩形、锥形或截面为六角形的石英棒。
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