TWI704427B - 照明系統、曝光系統及光刻設備 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示了一種照明系統、曝光系統及光刻設備，其中，照明系統包括：光源，位於光源出光側的光束調整模組以及設置在光源與光束調整模組之間的偏振態調節模組，光束調整模組包括錐鏡組，錐鏡組上鍍有光學膜層，光學膜層對s光及p光的透過率不同；偏振態調節模組包括波片，波片與垂直照明光束光軸的平面具有第一夾角，設置為將照明光束的偏振態由線偏振改變為部分偏振，使前述光瞳在水平及垂直方向均具有能量分佈，從而改變前述光瞳的橢圓度。本發明實施型態提供的照明系統、曝光系統及光刻設備，藉由調節波片與垂直照明光束光軸的平面的夾角實現對光瞳橢圓度進行調節，提供了一種結構簡單、成本低廉的光瞳橢圓度調節方案。

Description

照明系統、曝光系統及光刻設備
本發明實施型態關於半導體技術，例如關於一種照明系統、曝光系統及光刻設備。
隨著半導體技術的高速發展，光刻特徵尺寸不斷減小，對光刻機的套刻精度與特徵尺寸均勻性(Critical dimension uniformity，CDU)的要求不斷提高，其中，CDU係指基底上實際曝光線寬與期望線寬的標準差，影響CDU的重要因素為曝光圖形內水平線條與垂直線條的平均寬度之差(Horizontal Vertical bias，HVbias)。而在光刻機曝光系統中，照明系統的光瞳面內垂直方向上的能量及Σ E (y)及水平方向上能量及Σ E (x)的比值即光瞳的橢圓度係影響HV bias的最主要因素，光瞳橢圓度可表示為
Figure 108119047-A0202-12-0001-1
。
現有的藉由調整照明系統的光瞳，減小曝光圖形中的HV bias，進而改善曝光系統CDU的方案中，多是在照明系統的光瞳面直接放置擋板或者透過率變化分佈的玻璃平板，藉由改變光瞳面上光束的能量分佈，對光瞳進行調整，以提高曝光系統CDU。然而上述方案中，曝光系統需要額外增加擋板 及透過率變化分佈的玻璃平板等額外的裝置元件，擋板及玻璃平板改變能量分佈亦存在一定的控制難度。除此之外，擋板或玻璃平板的設計精度要求較高，需要較高的成本。
本發明實施型態提供了一種照明系統、曝光系統及光刻設備，以提供一種結構簡單、成本低廉的光瞳橢圓度調節方案。
第一方面，本發明實施型態提供了一種照明系統，包括：光源，設置為輸出線偏振的照明光束；光束調整模組，位於前述光源的出光側，前述光束調整模組設置為接收前述照明光束並形成具有特定形狀的光瞳；前述光束調整模組包括錐鏡組，前述錐鏡組上鍍有光學膜層，前述光學膜層對s光及p光的透過率不同；前述光源與前述光束調整模組之間進一步設置有偏振態調節模組，前述偏振態調節模組包括波片，前述波片與垂直前述照明光束光軸的平面具有第一夾角，前述波片設置為將照明光束的偏振態由線偏振改變為部分偏振，使前述光瞳在水平及垂直方向均具有能量分佈，從而改變前述光瞳的橢圓度。
在一些實施型態中，前述波片為四分之一波片或者二分之一波片或者全波片。
在一些實施型態中，前述偏振態調節模組進一步包括角度調節器，前述角度調節器設置為調節前述第一夾角。
在一些實施型態中，前述光束調整模組包括： 光瞳形成單元，設置為調節前述照明光束在光瞳面上形成預設形狀的光瞳。
在一些實施型態中，前述光束調整模組進一步包括：變焦鏡組，前述變焦鏡組沿光路設置於前述光瞳形成單元之後，前述變焦鏡組設置為將前述光瞳形成單元的出射光束成像於像面；前述錐鏡組的光入射面位於前述變焦鏡組的像面，前述錐鏡組設置為調節前述預設形狀的光瞳的相關因數。
在一些實施型態中，前述錐鏡組包括相對設置的正軸錐鏡及負軸錐鏡，前述正軸錐鏡沿光路方向設置於前述負軸錐鏡之後，前述正軸錐鏡及前述負軸錐鏡中至少之一上鍍有前述光學膜層。
在一些實施型態中，前述正軸錐鏡及前述負軸錐鏡的底面為圓形或正多邊形，前述正多邊形的邊數為4的倍數。
在一些實施型態中，前述照明系統進一步包括：會聚鏡組，沿光路設置於前述光束調整模組的出光側，前述會聚鏡組設置為會聚前述照明光束；中繼鏡組，沿光路設置於前述會聚鏡組的出光側；前述中繼鏡組設置為將前述照明光束進行投影。
在一些實施型態中，前述照明系統進一步包括：勻光模組，設置為使前述照明光束均勻出射。
在一些實施型態中，前述勻光模組為微透鏡陣列，前述微透鏡陣列沿光路設置於前述光束調整模組及前述會聚鏡組之間。
在一些實施型態中，前述勻光模組為勻光石英棒，沿光路設置 於前述會聚鏡組及前述中繼鏡組之間。
在一些實施型態中，前述光源為雷射器。
第二方面，本發明實施型態進一步提供了一種曝光系統，包括本發明任意實施型態所記載之照明系統，進一步包括第一工作台，投影物鏡系統以及第二工作台；前述第一工作台位於前述照明系統的出光側，設置為放置掩模板；前述投影物鏡系統位於前述第一工作台遠離前述照明系統一側，設置為聚焦前述照明系統的出射光至曝光基底；前述第二工作台位於前述投影物鏡系統遠離前述第一工作台一側，設置為放置前述曝光基底。
第三方面，本發明實施型態進一步提供了一種光刻設備，包括本發明任意實施型態所記載之曝光系統。
本發明實施型態提供的照明系統、曝光系統及光刻設備，照明系統包括錐鏡組，前述錐鏡組上鍍有光學膜層，前述光學膜層對s光及p光的透過率不同；藉由調節設置在光源與光束調整模組之間的偏振態調節模組中的波片與垂直照明光束光軸的平面的夾角，使o光及e光產生不同的相位延遲，改變入射錐鏡組的入射光的偏振狀態，進而實現對光瞳橢圓度進行調節。本實施的方案無需添加額外的裝置元件，結構簡單、成本低廉。並且，相對於先前技術的方案波片的角度調節範圍大，控制簡單，可以實現自由調節光瞳橢圓度。
本實施型態提供的曝光系統，藉由在照明系統的光源與光束調整模組之間設置偏振態調節模組，其中，偏振態調節模組包括與垂直照明光束 光軸的平面呈一定夾角設置的波片，藉由調節波片與垂直照明光束光軸的平面的夾角使o光及e光產生不同的相位延遲，改變入射錐鏡組的入射光的偏振狀態，進而實現對光瞳橢圓度進行調節。本實施的方案無需添加額外的裝置元件，結構簡單、成本低廉。並且，相對於先前技術的方案波片的角度調節範圍大，控制簡單，可以實現自由調節光瞳橢圓度。除此之外，本實施型態提供的曝光系統，藉由與垂直照明光束光軸的平面呈一定夾角設置的波片，不僅可以調節照明光束的偏振態，進而改變光瞳橢圓度，有效避免錐鏡上光學薄膜對光束截面橫向及縱向上能量的分佈的影響，進一步可以藉由夾角的調節，進一步地補償曝光系統中其它光學元件對光瞳的產生的消極影響，保證曝光系統具有較佳的CDU。本實施型態進一步提供了一種光刻設備，該光刻設備包括如本發明任意實施型態提供的曝光系統。
本實施型態提供的光刻設備，藉由在照明系統的光源與光束調整模組之間設置偏振態調節模組，其中，偏振態調節模組包括與垂直照明光束光軸的平面呈一定夾角設置的波片，藉由調節波片與垂直照明光束光軸的平面的夾角使o光及e光產生不同的相位延遲，改變入射錐鏡組的入射光的偏振狀態，進而實現對光瞳橢圓度進行調節。本實施的方案無需添加額外的裝置元件，結構簡單、成本低廉。並且，相對於先前技術的方案波片的角度調節範圍大，控制簡單，可以實現自由調節光瞳橢圓度。除此之外，本實施型態提供的光刻設備中的曝光系統，藉由與垂直照明光束光軸的平面呈一定夾角設置的波片，不僅可以調節照明光束的偏振態，進而改變光瞳橢圓度，有效避免錐鏡上光學薄膜對光束截面橫向及縱向上能量的分佈的影響，進一步可以藉由夾角的調節，進一步地補償曝光系統中其它光學元件對光瞳的產生的消極影響，保證 光刻設備的光刻性能。
10‧‧‧照明系統
11‧‧‧光源
12‧‧‧光束調整模組
13‧‧‧偏振態調節模組
20‧‧‧第一工作台
30‧‧‧投影物鏡系統
40‧‧‧第二工作台
121‧‧‧光瞳形成單元
122‧‧‧變焦鏡組
123‧‧‧錐鏡組
124‧‧‧會聚鏡組
125‧‧‧中繼鏡組
126‧‧‧微透鏡陣列
127‧‧‧勻光石英棒
131‧‧‧波片
132‧‧‧角度調節器
1231‧‧‧負軸錐鏡
1232‧‧‧正軸錐鏡
【圖1】是本發明實施例提供的一種照明系統的結構示意圖。
【圖2】是本發明實施例提供的一種錐鏡的結構示意圖。
【圖3】是本發明實施例提供的進入一種錐鏡的某一入射光的分解示意圖。
【圖4】是本發明實施例提供的進入一種錐鏡的另一入射光的分解示意圖。
【圖5】是本發明實施例提供的不同偏振態的照明光束通過錐鏡組的模擬光瞳。
【圖6】是本發明實施例提供的入射角α與δ/λ的關係曲線。
【圖7】是本發明實施例提供的另一種照明系統的結構示意圖。
【圖8】是本發明實施例提供的另一種照明系統的結構示意圖。
【圖9】是本發明實施例提供的錐鏡組的工作原理示意圖。
【圖10】是本發明實施例提供的另一種錐鏡的結構示意圖。
【圖11】是本發明實施例提供的又一種照明系統的結構示意圖。
【圖12】是本發明實施例提供的一種曝光系統的結構示意圖。
【圖13】是垂直光軸放置波片的曝光系統的HV線條的寬度資料曲線。
【圖14】是非垂直光軸放置波片的曝光系統的HV線條的寬度資料曲線。
圖1為本發明實施例提供的一種照明系統的結構示意圖，參考圖1，該照明系統包括：光源11，設置為輸出線偏振的照明光束；光束調整模組12，位於光源11的出光側，設置為接收照明光束並形成具有特定形狀的光瞳；光束調整模組12包括錐鏡組123，錐鏡組123上鍍有光學膜層(圖中未示出)，光學膜層對s光及p光的透過率不同；光源11與光束調整模組12之間進一步設置有偏振態調節模組13，偏振態調節模組13包括波片131，波片131與垂直照明光束光軸的平面具有第一夾角a，前述波片131設置為將照明光束的偏振態由線偏振改變為部分偏振，使光瞳在水平及垂直方向均具有能量分佈，從而改變光瞳的橢圓度。
其中，光束調整模組12藉由調節照明光束形成特定形狀的光瞳以形成不同的照明模式，例如形成環形的照明模式。光束調整模組12中的錐鏡組123中的錐鏡(例如：負軸錐鏡1231、正軸錐鏡1232)為了增加透過率，其表面會鍍有光學膜層(圖中未示出)，而光學膜層通常對s光及p光的透過率不同，其中，s光及p光係人們為了方便描述及計算，在光入射至某一介面時，會參考入射面進行向量分解，將入射光分解為垂直入射面的光分量(s光)及平行入射面的光分量(p光)。圖2係本發明實施例提供的一種錐鏡的結構示意圖，如圖2所示，錐鏡組中的錐鏡(例如：正軸錐鏡1232)可選擇圓錐鏡，圖3為本發明實施例提供的進入一種錐鏡的某一入射光的分解示意圖，圖4係本發明實施例提供的進入一種錐鏡的另一入射光的分解示意圖，參考圖3及圖4，為方便理解，圖3所示可視為圖1中錐鏡組123中一錐鏡(例如：正軸錐鏡1232)的正視圖，圖4所示可視為圖1中錐鏡組123中一種錐鏡(例如：正軸錐鏡1232)的俯視圖，其中，圖3及圖4的區別在於兩束入射光入射 錐鏡(例如：正軸錐鏡1232)的位置不同，其對應的入射面不同，因此參考入射面分解的兩束入射光分解的s光及p光的方向不同，且由於不同的入射光其偏振方向均為相同的線偏振，由此導致分解的s光及p光的大小也存在差異，在通過光學膜層時，s光及p光的透過率不同，導致不同位置的線偏振的照明光束在入射錐鏡組123後會發生不同的變化，則導致了光束調整模組12形成的光瞳在橫向及縱向的光能量分佈不均勻，使對光瞳橢圓度產生一定的影響。以錐鏡上鍍有p光透過率為100%，s光透過率為20%的光學膜層建立光學模型，在輸入不同偏振態的照明光束時，其模擬結果見圖5，由錐鏡組形成的光瞳的橢圓度見表1。由圖5及表1可知，入射到錐鏡組的照明光束的偏振態不同，光瞳具有不同的橢圓度。
Figure 108119047-A0202-12-0008-2
當入射光為圓偏光時，即使不同位置入射光的入射面不同，分解的s光及p光方向不同，但由於圓偏光本身的偏振性質，其分解的s光及p光的大小相同，進而透過光學膜時，具有相同的變化，從而能夠保證光束調整 模組12形成的光瞳在橫向及縱向的光具有相同的能量分佈。
而對於線偏振照明光束可以藉由波片對偏振態進行調節，使其變為圓偏光。具體的，線偏振的照明光束入射波片時，可分解為沿原方向傳播但振動方向互相垂直的e光及o光，波片131針對垂直入射的照明光束，會使e光及o光之間產生相位延遲，具體的相位延遲
Figure 108119047-A0202-12-0009-19
，其中，ne，no表示波片對e光及o光的折射率，d為波片的厚度，λ為照明光束的波長。由此，可選擇適當厚度的波片，並適當地設置波片快軸與照明光束線偏振方向的夾角，使線偏振的照明光束在透過波片後變為圓偏光，從而使入射錐鏡組123的入射光變為圓偏光，改善錐鏡組123上光學膜層對不同位置的入射光的影響。除此之外，對於非垂直入射的照明光束，波片使e光及o光產生的相位延遲與照明光束的入射角有關，具體的相位延遲
Figure 108119047-A0202-12-0009-3
Figure 108119047-A0202-12-0009-4
，其中，α為照明光束相對於波片的入射角，亦即波片與垂直照明光束光軸的平面的第一夾角。圖6係本發明實施例提供的入射角α與δ/λ的關係曲線，參考圖6，由該曲線可知，照明光束在以不同入射角α透過波片後，e光及o光之間具有不同的相位延遲δ，也即使得透過波片後的光束由線偏振態變為其它偏振態，在透過錐鏡組123上的光學膜層後，使得照明光束橫截面上的橫向及縱向的光含量不同，因此，藉由調節線偏振的照明光束入射波片的入射角α，並配合錐鏡組中的錐鏡，可以實現對照明光束的橫截面上的橫向及縱向的光含量的調節，亦即實現對光瞳橢圓度的調節。
本實施例提供的照明系統，藉由在光源與光束調整模組之間設置偏振態調節模組，其中，偏振態調節模組包括與垂直照明光束光軸的平面呈一定夾角設置的波片，藉由調節波片與垂直照明光束光軸的平面的夾角使o光 及e光產生不同的相位延遲，改變入射錐鏡組的入射光的偏振狀態，進而實現對光瞳橢圓度的調節，本實施的方案無需添加額外的裝置元件，結構簡單、成本低廉。並且，相對於先前技術的方案波片的角度調節範圍大，控制簡單，可以實現自由調節光瞳橢圓度。
由圖6可知，入射角α由0°逐漸增加時，相位延遲δ可以等於照明光束波長λ的整數倍，當相位延遲δ等於照明光束波長λ的整數倍時，照明光束的偏振態與初始偏振態相同，即入射角α的逐漸增加，可使照明光束的偏振狀態週期變化，入射角α由0°調節至相位延遲δ等於波長λ時的入射角α0時，即可保證照明光束的偏振狀態變化一個週期。由此，在調節波片與垂直照明光束光軸的平面的夾角α，以獲得較佳的光瞳橢圓度時，可在0°至α0範圍內進行調節即可。
在一些實施例中，波片可採用四分之一波片、二分之一波片或全波片，在垂直入射至四分之一波片、二分之一波片及全波片時，對應的o光及e光的相位延遲為四分之一波長、二分之一波長及一個波長，從而改變了入射光的偏振態，而同時傾斜四分之一波片、二分之一波片及全波片，亦可將線偏振的照明光束實現不同的偏振狀態的變化，從而保證照明光束在透過錐鏡組後截面上橫向及縱向的光含量的變化，進而調節光瞳的橢圓度，波片的具體類型可以根據光源出射的照明光束的偏振狀態等進行選擇，本實施例並不做具體限定。
在實際的波片調節時，可以藉由手動調節。但當對角度調節的精確控制要求較高時，手動調節存在一定的難度，因此，偏振態調節模組可進一步設置角度調節器，圖7係本發明實施例提供的另一種照明系統的結構示意 圖，參考圖7，偏振態調節模組13中進一步包括角度調節器132，該角度調節器132用於調節第一夾角，從而精確地調節波片131的傾斜角度。
需要說明的是，圖7中僅示例性的示出了角度調節器的位置，並非對本發明的限定。
圖8係本發明實施例提供的又一種照明系統的結構示意圖，參考圖8，選擇性地，光源11為雷射器。
繼續參考圖8，選擇性地，光束調整模組12包括：光瞳形成單元121，沿光路設置於波片131之後，光瞳形成單元121設置為調節照明光束在光瞳面上形成預設形狀的光瞳。具體的，在光刻設備的照明系統中，通常需要針對不同的掩模結構採用不同的離軸照明模式，以增強光刻分辨力、增大焦深、提高成像對比度，從而得到更佳的成像性能。而這些照明模式就是藉由在光刻照明系統中採用特殊設計的光學元件調節入射雷射光束的強度或相位分佈，從而在光瞳面上形成所需要的特定光強分佈。選擇性地，該光瞳形成單元121可採用繞射光學元件。
繼續參考圖8，選擇性地，光束調整模組12進一步包括變焦鏡組122；變焦鏡組122沿光路設置於光瞳形成單元121之後，變焦鏡組122設置為將光瞳形成單元121的出射光束成像於像面；錐鏡組123的光入射面位於變焦鏡組122的像面，錐鏡組123設置為調節預設形狀的光瞳的相關因數。其中，變焦鏡組122將光瞳形成單元121出射的光束變焦，出射平行於光軸的光束，同時改變了光瞳截面的大小。此時，由變焦鏡組122出射的光束任一截面均為光瞳面，光瞳的橢圓度可由此處採集獲得。此外，變焦鏡組122出射光束的光瞳雖已確定，但其大小可能不滿足要求，且形狀需要微調，此時可由錐鏡 組123進行調節。
繼續參考圖8，選擇性地，錐鏡組123包括相對設置的正軸錐鏡1232及負軸錐鏡1231，正軸錐鏡1232沿光路方向設置於負軸錐鏡1231之後，正軸錐鏡1232及負軸錐鏡1231中至少之一上鍍有光學膜層，光學膜層對s光及p光的透過率不同。
示例性地，圖9係本發明實施例提供的錐鏡組的工作原理示意圖，參考圖9，光瞳形成單元形成環形的照明光瞳後，環形的內環大小由錐鏡組123進行調節，其中，環形的照明模式中，環形形狀可由相關因數進行表示，具體的，環形照明光瞳內環的大小可藉由該錐鏡組中正軸錐鏡1232及負軸錐鏡1231的距離L來進行調節。
圖10係本發明實施例提供的另一種錐鏡的結構示意圖，參考圖2及圖10，選擇性地，正軸錐鏡及負軸錐鏡的底面為圓形或正多邊形，正多邊形的邊數為4的倍數。藉由設置底面形狀為圓形或邊數為4的倍數的正多邊形，可以保證通過錐鏡的照明光束在截面的橫向及縱向上能量均勻，使光瞳具有較佳的橢圓度。
繼續參考圖8，該照明系統進一步包括會聚鏡組124，沿光路設置於光束調整模組12的出光側，會聚鏡組124設置為會聚照明光束；中繼鏡組125，沿光路設置於會聚鏡組124的出光側；中繼鏡組125設置為將照明光束進行投影。
在照明系統中，由錐鏡組123出射的照明光束為平行光，會聚鏡組124可將平行光束聚焦，並且，藉由中繼鏡組125可將照明光束的方向進行改變，聚焦至掩模板上，並且可以調節聚焦至掩模板的光場的大小，以適應 不同的掩模板。
選擇性地，該照明系統中進一步包括勻光模組，前述勻光模組設置為使照明光束均勻出射。繼續參考圖8，該勻光模組可選擇為微透鏡陣列126，前述微透鏡陣列126沿光路設置於錐鏡組123及會聚鏡組124之間。微透鏡陣列126可以為由通光孔徑及浮雕深度為微米級的透鏡組成的陣列，其中包括多個微小的透鏡，錐鏡組123出射的照明光束，通過微透鏡陣列126後，由規則排布的微小的透鏡將光束分別聚焦至各自焦平面上，從而實現勻光的功能。
圖11係本發明實施例提供的又一種照明系統的結構示意圖，參考圖11，該照明系統中的勻光模組為勻光石英棒127，勻光石英棒127沿光路設置於會聚鏡組124及中繼鏡組125之間。勻光石英棒127具有破壞偏振態的效果，經過勻光石英棒127之後的偏振光為非偏振光，使曝光場不會受偏振態照明光束的影響，且勻光石英棒雖然可以用於勻光，但其不會對照明光束在截面上橫向及縱向的能量及的比產生影響，亦即不會影響光瞳的橢圓度。
圖12係本發明實施例提供的一種曝光系統的結構示意圖，參考圖12，該曝光系統包括如本發明任意實施例提供的照明系統10，該曝光系統進一步包括第一工作台20，投影物鏡系統30以及第二工作台40；第一工作台20位於照明系統10的出光側，設置為放置掩模板；投影物鏡系統30位於第一工作台20遠離照明系統10一側，設置為聚焦照明系統10的出射光至曝光基底；第二工作台40位於投影物鏡系統30遠離第一工作台20一側，設置為放置曝光基底。為驗證上述的曝光系統的曝光性能，進行了對比實驗，圖13為垂直光軸放置波片的曝光系統的HV線條的寬度資料曲線，圖14為非垂直光 軸放置波片的曝光系統的HV線條的寬度資料曲線，其中，該曝光系統如圖12所示，該曝光系統包括如圖8所示的照明系統，其中，波片為四分之一波片，其快軸方向與雷射器11出射的線偏光的偏振方向呈45°，對比圖13及圖14，垂直放置四分之一波片時，曝光場上的V線條寬度的平均值為100.51nm，H線條寬度的平均值為106.93nm；非垂直放置四分之一波片時，對應的曝光場上的V線條寬度的平均值為96.83nm，H線條寬度平均值為96.59nm，相比於垂直放置的四分之一波片，曝光場上的HV bias約減少了7nm，並且，錐鏡組123後的光瞳面上光瞳的橢圓度經過測算相比垂直放置四分之一波片，非垂直放置四分之一波片時橢圓度變化了7%。由此可得，將波片131與垂直照明光束光軸的平面呈一定夾角設置，可以調節光瞳的橢圓度，進而調節了曝光系統中曝光場的HV bias。
本實施例提供的曝光系統，藉由在照明系統的光源與光束調整模組之間設置偏振態調節模組，其中，偏振態調節模組包括與垂直照明光束光軸的平面呈一定夾角設置的波片，藉由調節波片與垂直照明光束光軸的平面的夾角使o光及e光產生不同的相位延遲，改變入射錐鏡組的入射光的偏振狀態，進而實現對光瞳橢圓度進行調節。本實施的方案無需添加額外的裝置元件，結構簡單、成本低廉。並且，相對於先前技術的方案波片的角度調節範圍大，控制簡單，可以實現自由調節光瞳橢圓度。除此之外，本實施例提供的曝光系統，藉由與垂直照明光束光軸的平面呈一定夾角設置的波片，不僅可以調節照明光束的偏振態，進而改變光瞳橢圓度，有效避免錐鏡上光學薄膜對光束截面橫向及縱向上能量的分佈的影響，亦可以藉由夾角的調節，進一步地補償曝光系統中其它光學元件對光瞳的產生的消極影響，保證曝光系統具有較佳的 CDU。本實施例亦提供了一種光刻設備，該光刻設備包括如本發明任意實施例提供的曝光系統。
本實施例提供的光刻設備，藉由在照明系統的光源與光束調整模組之間設置偏振態調節模組，其中，偏振態調節模組包括與垂直照明光束光軸的平面呈一定夾角設置的波片，藉由調節波片與垂直照明光束光軸的平面的夾角使o光及e光產生不同的相位延遲，改變入射錐鏡組的入射光的偏振狀態，進而實現對光瞳橢圓度進行調節。本實施的方案無需添加額外的裝置元件，結構簡單、成本低廉。並且，相對於先前技術的方案波片的角度調節範圍大，控制簡單，可以實現自由調節光瞳橢圓度。除此之外，本實施例提供的光刻設備中的曝光系統，藉由與垂直照明光束光軸的平面呈一定夾角設置的波片，不僅可以調節照明光束的偏振態，進而改變光瞳橢圓度，有效避免錐鏡上光學薄膜對光束截面橫向及縱向上能量的分佈的影響，亦可以藉由夾角的調節，進一步地補償曝光系統中其它光學元件對光瞳的產生的消極影響，保證光刻設備的光刻性能。
11‧‧‧光源
12‧‧‧光束調整模組
121‧‧‧光瞳形成單元
122‧‧‧變焦鏡組
123‧‧‧錐鏡組
124‧‧‧會聚鏡組
125‧‧‧中繼鏡組
126‧‧‧微透鏡陣列
131‧‧‧波片
1231‧‧‧負軸錐鏡
1232‧‧‧正軸錐鏡

Claims (14)

  1. 一種照明系統，其特徵係包括：光源，設置為輸出線偏振的照明光束；光束調整模組，位於前述光源的出光側，前述光束調整模組設置為接收前述照明光束並形成具有特定形狀的光瞳；前述光束調整模組包括錐鏡組，前述錐鏡組上鍍有光學膜層，前述光學膜層對s光及p光的透過率不同；前述光源與前述光束調整模組之間進一步設置有偏振態調節模組，前述偏振態調節模組包括波片，前述波片與垂直前述照明光束光軸的平面具有第一夾角，前述波片設置為藉由前述第一夾角的調節，將照明光束的偏振態由線偏振改變為部分偏振，以實現改變入射前述錐鏡組的入射光的偏振狀態，使前述光瞳在水平及垂直方向均具有能量分佈，從而改變前述光瞳的橢圓度。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之照明系統，其中，前述波片為四分之一波片或者二分之一波片或者全波片。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之照明系統，其中，前述偏振態調節模組進一步包括角度調節器，前述角度調節器設置為調節前述第一夾角。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之照明系統，其中，前述光束調整模組包括：光瞳形成單元，設置為調節前述照明光束在光瞳面上形成預設形狀的光 瞳。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之照明系統，其中，前述光束調整模組進一步包括：變焦鏡組，前述變焦鏡組沿光路設置於前述光瞳形成單元之後，前述變焦鏡組設置為將前述光瞳形成單元的出射光束成像於像面；前述錐鏡組的光入射面位於前述變焦鏡組的像面，前述錐鏡組設置為調節前述預設形狀的光瞳的相關因數。
  6. 如申請專利範圍第1或5項所記載之照明系統，其中，前述錐鏡組包括相對設置的正軸錐鏡及負軸錐鏡，前述正軸錐鏡沿光路方向設置於前述負軸錐鏡之後，前述正軸錐鏡及前述負軸錐鏡中至少之一上鍍有前述光學膜層。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之照明系統，其中，前述正軸錐鏡及前述負軸錐鏡的底面為圓形或正多邊形，前述正多邊形的邊數為4的倍數。
  8. 如申請專利範圍第1項所記載之照明系統，其中，進一步包括：會聚鏡組，沿光路設置於前述光束調整模組的出光側，前述會聚鏡組設置為會聚前述照明光束；中繼鏡組，沿光路設置於前述會聚鏡組的出光側；前述中繼鏡組設置為將前述照明光束進行投影。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載之照明系統，其中，進一步包括：勻光模組，設置為使前述照明光束均勻出射。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之照明系統，其中，前述勻光模組為微透鏡陣列，前述微透鏡陣列沿光路設置於前述光束調整模組及前述會聚鏡組之間。
  11. 如申請專利範圍第9項所記載之照明系統，其中，前述勻光模組為勻光石英棒，前述勻光石英棒沿光路設置於前述會聚鏡組及前述中繼鏡組之間。
  12. 如申請專利範圍第1項所記載之照明系統，其中，前述光源為雷射器。
  13. 一種曝光系統，其特徵係包括如申請專利範圍第1至12項任一所記載之照明系統，進一步包括第一工作台，投影物鏡系統以及第二工作台；前述第一工作台位於前述照明系統的出光側，設置為放置掩模板；前述投影物鏡系統位於前述第一工作台遠離前述照明系統一側，設置為聚焦前述照明系統的出射光至曝光基底；前述第二工作台位於前述投影物鏡系統遠離前述第一工作台一側，設置為放置前述曝光基底。
  14. 一種光刻設備，其特徵係包括如申請專利範圍第13項所記載之曝光系統。
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