CN103472687A - 光刻环形照明模式产生装置 - Google Patents
光刻环形照明模式产生装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103472687A CN103472687A CN2013104225368A CN201310422536A CN103472687A CN 103472687 A CN103472687 A CN 103472687A CN 2013104225368 A CN2013104225368 A CN 2013104225368A CN 201310422536 A CN201310422536 A CN 201310422536A CN 103472687 A CN103472687 A CN 103472687A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- photoetching
- plano
- light emitter
- lasing light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
一种用于投影光刻机的光刻环形照明模式产生装置,包括激光源,沿该激光源输出光束方向依次是第一透镜、第二透镜、锥形光束产生器件、平凸锥透镜,所述的平凸锥透镜固定在直线位移台上,该直线位移台带动所述的平凸锥透镜沿激光源输出光束方向直线运动。本发明大大简化了的投影光刻照明系统的结构。
Description
技术领域
本发明涉及光刻领域,特别是一种用于投影光刻机的光刻环形照明模式产生装置。
背景技术
投影光刻技术用于制造大规模集成电路、微机电系统等。投影光刻机采用高重频激光器作为光源通过照明系统照射掩模,掩模中的精细图案被投影物镜成像到硅片表面的光刻胶上。照明系统主要实现对激光束的整形、照明均匀化、改变相干因子、视场控制等。
在先技术1“Advanced illumination system for use in microlithography”(US7187430B2)给出了一种投影光刻照明系统,基本工作原理为:激光源发出的光束经扩束器准直扩束后入射至衍射光学器件表面。光束在衍射光学器件的作用下被分割成许多子光束,每一子光束根据照明模式的要求被调制。全部子光束经过变焦镜组、反射镜、锥透镜组后在折射光学器件表面形成所需光强度分布,通常称作强度模式。折射光学器件表面强度模式通常包括传统、环形、二极-X、二极-Y,四极照明等。衍射光学器件的制作需要专用的激光直写设备,并且工艺十分复杂、价格昂贵。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术的问题,提供一种用于投影光刻机的环形照明模式产生装置。该装置大大简化了的投影光刻照明系统的结构。
本发明技术解决方案如下:
一种用于投影光刻机的光刻环形照明模式产生装置,包括激光源,特征在于沿激光源输出光束方向依次是第一透镜、第二透镜、锥形光束产生器件、平凸锥透镜,所述的平凸锥透镜固定在直线位移台上,该直线位移台带动所述的平凸锥透镜沿激光源输出光束方向直线运动,所述的第一透镜和第二透镜构成扩束准直镜组,所述的锥形光束产生器件采用具有三个光轴的双折射晶体制成,沿三个光轴方向的折射率分别n1、n2、n3,并且满足n1<n2<n3,所述的折射率为n2的光轴与激光束输出方向平行,所述的锥形光束产生器件的外形为长方体,该长方体与激光源输出光束方向平行的边长为L,与激光源输出光束方向垂直面为正方形,边长为W,并满足下列关系:
所述的第一透镜和第二透镜为球面镜、非球面镜或柱面镜。
所述的锥形光束产生器件采用双折射晶体制成,具有三个光轴,沿三个光轴方向的折射率分别n1、n2、n3,并且满足n1<n2<n3,所述的折射率为n2的光轴与激光束输出方向平行。
所述的锥形光束产生器件的外形为立方体,与激光源输出光束方向平行的边长为L,与激光源输出光束方向垂直面为正方形,边长为W,锥形光束产生器件的外形尺寸满足:
所述平凸锥透镜的锥角θ大于10°。
与在先技术相比,本发明的技术效果如下:
1本发明采用锥形光束产生器件代替衍射光学器件产生环形照明模式,采用一个直线位移台驱动平凸锥透镜来改变所形成环形照明模式的大小,结构简单,易于实现。
2本发明采用锥形光束产生器件外形为长方体结构,相对于传统的衍射光学器件易于加工。
3本发明装置与在先技术相比大大减少了光学器件,降低了成本。
附图说明
图1为本发明光刻环形照明模式产生装置的实施例结构示意图。
图2为本发明所采用的锥形光束产生器件的工作状态示意图。
图3为本发明所采用的平凸锥透镜工作原理图。
具体实施方式
下面,结合附图详细叙述依照本发明的优选实施例。
图1为本发明光刻环形照明模式产生装置的实施例的结构示意图,由图可见,本发明光刻环形照明模式产生装置,包括激光源1,沿激光源1输出光束方向依次是第一透镜2、第二透镜3、锥形光束产生器件4、平凸锥透镜6,所述的平凸锥透镜5固定在直线位移台6上,该直线位移台6带动所述的平凸锥透镜5沿激光源输出光束方向直线运动,所述的第一透镜2和第二透镜3构成扩束准直镜组,所述的锥形光束产生器件4采用具有三个光轴的双折射晶体制成,沿三个光轴方向的折射率分别n1、n2、n3,并且满足n1<n2<n3,所述的折射率为n2的光轴与激光束输出方向平行,所述的锥形光束产生器件4的外形为长方体,该长方体与激光源输出光束方向平行的边长为L,与激光源输出光束方向垂直面为正方形,边长为W,并满足下列关系:
深紫外激光源1辐射出频率稳定的深紫外激光束,通常情况下,该光束截面尺寸较小,需要第一透镜2和第二透镜3进行扩束。通过第二透镜3的光束入射至锥形光束产生器件4表面。光束在锥形光束产生器件4的作用下形成一个张角为A的圆锥形光束,如图2所示。光束经锥形光束产生器件4后的截面为一个圆环。该环形光束经过平凸锥透镜5到达光瞳面7,平凸锥透镜5固定在直线位移台6上。该直线位移台6带动所述的平凸锥透镜5沿激光源1输出光束方向直线运动。
下面是本发明一个实施例的元部件参数:
所述的激光源1采用为波长为193nm的ArF准分子激光器。
所述的第一透镜2为凹透镜,所述的第二透镜3为凸透镜,构成扩束准直镜组。
所述的锥形光束产生器件4采用双折射晶体制成,具有三个光轴,沿三个光轴方向的折射率分别n1=1.5、n2=1.7、n3=1.9,其中折射率为1.7的光轴与激光源1输出光束方向平行。
所述的锥形光束产生器件4的外形为长方体,与激光源1输出光束方向平行的边长为L,与激光源1输出光束方向垂直面为正方形,边长为W,则有:
所述的锥形光束产生器件4沿激光源1输出光束方向的边长L=200mm,与光束传播方向垂直面为正方形,边长为W=300mm。
沿激光源1输出光束方向,所述的锥形光束产生器件4的出射面与平凸锥透镜5的入射面的距离为L1,所述的平凸透镜5的出射面顶部边缘与光瞳面7的距离为L2,所述的平凸锥透镜5的边缘厚度d=10mm,如图3所示。L1和L2的值随着直线位移台6的移动而变化。本实施例中:L1+L2=1500mm。
所述的平凸锥透镜锥角θ大于10°,本实施例θ=25°,折射率n=1.560255。
下面根据上述参数计算所形成的环形照明光强分布:
首先计算光束在双轴晶体内的张角A:
光束出射时所形成的环形的直径D1可表示为:
光束离开平凸锥透镜5后的传播方向与原光束传播方向的夹角θ1表示为:
θ1=arcsin(nsinθ)-θ=20.8° (3)
光束会聚成直径最小的圆形光斑的位置与平凸锥透镜5的出射面边缘距离为L3,则:
则光束到达光瞳面7时的直径D2可表示为:
D2=2tanθ1.L2-D1 (4)
由表达式(4)可知,通过直线位移台6移动平凸锥透镜5改变L2的值,就可以改变光瞳面7上环形的直径,当L在0mm至1000mm之间变化时,得到的环形照明的直径最大为711.75mm。
Claims (3)
1.一种用于投影光刻机的光刻环形照明模式产生装置,包括激光源,特征在于沿激光源输出光束方向依次是第一透镜、第二透镜、锥形光束产生器件、平凸锥透镜,所述的平凸锥透镜固定在直线位移台上,该直线位移台带动所述的平凸锥透镜沿激光源输出光束方向直线运动,所述的第一透镜和第二透镜构成扩束准直镜组,所述的锥形光束产生器件采用具有三个光轴的双折射晶体制成,沿三个光轴方向的折射率分别n1、n2、n3,并且满足n1<n2<n3,所述的折射率为n2的光轴与激光束输出方向平行,所述的锥形光束产生器件的外形为长方体,该长方体与激光源输出光束方向平行的边长为L,与激光源输出光束方向垂直面为正方形,边长为W,并满足下列关系:
2.根据权利要求1所述的光刻环形照明模式产生装置,其特征在于所述的第一透镜和第二透镜为球面镜、非球面镜或柱面镜。
3.根据权利要求1所述的光刻环形照明模式产生装置,其特征在于所述平凸锥透镜的锥角θ大于10°。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310422536.8A CN103472687B (zh) | 2013-09-16 | 2013-09-16 | 光刻环形照明模式产生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310422536.8A CN103472687B (zh) | 2013-09-16 | 2013-09-16 | 光刻环形照明模式产生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103472687A true CN103472687A (zh) | 2013-12-25 |
CN103472687B CN103472687B (zh) | 2015-02-18 |
Family
ID=49797587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310422536.8A Active CN103472687B (zh) | 2013-09-16 | 2013-09-16 | 光刻环形照明模式产生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103472687B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108136540A (zh) * | 2015-09-28 | 2018-06-08 | 通快激光有限责任公司 | 激光加工机以及用于搭接焊接dcb结构的方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04283750A (ja) * | 1991-03-13 | 1992-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 露光装置 |
WO2007050743A2 (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Yale University | An optical system for illumination of an evanescent field |
CN101587302A (zh) * | 2006-11-03 | 2009-11-25 | 上海微电子装备有限公司 | 一种光刻照明系统 |
CN102388334A (zh) * | 2009-01-21 | 2012-03-21 | 敦提大学 | 基于锥形折射的新型光子器件 |
WO2012089224A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus |
CN102645853A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 衍射型环形照明发生器及其制备方法 |
CN103149809A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-06-12 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光刻机设备用离轴照明装置 |
CN103207530A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-07-17 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光刻机光瞳整形光学系统及产生离轴照明模式的方法 |
-
2013
- 2013-09-16 CN CN201310422536.8A patent/CN103472687B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04283750A (ja) * | 1991-03-13 | 1992-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 露光装置 |
WO2007050743A2 (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Yale University | An optical system for illumination of an evanescent field |
CN101587302A (zh) * | 2006-11-03 | 2009-11-25 | 上海微电子装备有限公司 | 一种光刻照明系统 |
CN102388334A (zh) * | 2009-01-21 | 2012-03-21 | 敦提大学 | 基于锥形折射的新型光子器件 |
WO2012089224A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus |
CN102645853A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 衍射型环形照明发生器及其制备方法 |
CN103149809A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-06-12 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光刻机设备用离轴照明装置 |
CN103207530A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-07-17 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光刻机光瞳整形光学系统及产生离轴照明模式的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
刘国彦等: "实现圆环形光束的光学系统的研究", 《长春理工大学学报(自然科学版)》 * |
宁国斌等: "双轴晶体锥形折射扫描研究", 《光学学报》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108136540A (zh) * | 2015-09-28 | 2018-06-08 | 通快激光有限责任公司 | 激光加工机以及用于搭接焊接dcb结构的方法 |
US10835992B2 (en) | 2015-09-28 | 2020-11-17 | Trumpf Laser Gmbh | Laser machining machines and methods for lap welding of workpieces |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103472687B (zh) | 2015-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11934104B2 (en) | Light source apparatus, optical apparatus, exposure apparatus, device manufacturing method, illuminating method, exposure method, and method for manufacturing optical apparatus | |
CN101384966B (zh) | 用于微光刻投影曝光设备的照射系统 | |
US9055657B2 (en) | Extreme ultraviolet light generation by polarized laser beam | |
US20110228537A1 (en) | Adjustable Beam Size Illumination Optical Apparatus and Beam Size Adjusting Method | |
CN101916047B (zh) | 一种采用自由曲面透镜实现离轴照明的光刻曝光装置 | |
EP2583141B1 (en) | Illumination optical system for microlithography and projection exposure system with an illumination optical system of this type | |
JP5908028B2 (ja) | マイクロリソグラフィのための照明系 | |
JP2009044158A (ja) | ナノパターン形成装置及びこれを用いたナノパターン形成方法 | |
CN103399463B (zh) | 投影光刻机照明装置和使用方法 | |
CN103149809B (zh) | 光刻机设备用离轴照明装置 | |
CN103207530B (zh) | 光刻机光瞳整形光学系统及产生离轴照明模式的方法 | |
CN114555281A (zh) | 在薄玻璃中光学冲裁出微孔 | |
CN102645853B (zh) | 衍射型环形照明发生器及其制备方法 | |
US8724080B2 (en) | Optical raster element, optical integrator and illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus | |
CN104777719A (zh) | 深紫外光刻机照明系统光瞳面光强分布的控制装置 | |
JP5113753B2 (ja) | フォトリソグラフィデバイスのための照明装置 | |
CN103472687B (zh) | 光刻环形照明模式产生装置 | |
JP2016505167A (ja) | リソグラフィによって感光性表面にパターンを転写する方法およびマイクロリソグラフィ投影露光装置の照明システム | |
US10488567B2 (en) | Faceted mirror for EUV projection lithography and illumination optical unit with same | |
KR102219614B1 (ko) | 레이저 시스템 또는 레이저 노광 시스템 | |
CN103472688B (zh) | 深紫外投影光刻机的照明装置及使用方法 | |
US9753375B2 (en) | Illumination optical unit for projection lithography | |
JP2012030267A (ja) | レーザビーム照射装置、およびレーザビーム照射方法 | |
CN106094448A (zh) | 光刻系统 | |
KR20020005975A (ko) | 조명 광학 장치, 노광 장치 및 마이크로 디바이스의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190925 Address after: Room 601-10, 6th floor, No. 2, Jingyuan Beijie, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing, 100176 Patentee after: Beijing Guowang Optical Technology Co., Ltd. Address before: 800-211 201800 post office box, Shanghai, Jiading District Patentee before: Shanghai Optical Precision Machinery Inst., Chinese Academy of Sciences |
|
TR01 | Transfer of patent right |