[发明专利]一种照明系统、曝光装置和曝光方法

说明书

本发明提供一种照明系统、曝光装置和曝光方法，该照明系统包括：照明光源、照明光调整装置以及中继镜组，其特征在于，在所述照明光调整装置中设置补偿光源装置，所述补偿光源装置发出的光不参与成像且不与光刻胶发生反应，用于补偿照明系统产生的非对称热像差。本发明是利用LED光源作为补偿光源装置补偿光刻投影物镜非对称像差。LED光源具有光通量大、低功耗、长寿命、低电压、抗震动、安全环保、体积小、重量轻、方向性好，价格低，并可耐各种恶劣条件。LED光源可以与照明光源周期性交替使用，避免曝光时引入不必要的杂散光。

技术领域

本发明涉及半导体光刻领域，特别涉及一种照明系统、曝光装置和曝光方法。

背景技术

目前在半导体封装领域，半导体制作及封装集成技术飞速发展，对制造集成电路芯片的光刻物镜提出了更高的要求。集成电路芯片的尺寸在不断做小，要求光刻投影物镜的分辨率和成像质量不断提高，因此光刻投影物镜的像差指标需要不断收严。

在半导体封装领域内，通常需要的光功率很大，导致投影物镜在曝光过程中产生的热效应影响极其严重，如镜头的倍率误差、焦面漂移、畸变、象散和场曲等，因此在曝光过程中需要设法校正由于镜头热效应产生的影响。

投影物镜热效应的产生一般会造成镜片材料的热膨胀和镜片材料折射率温度变化，这两个因素是光学设计中必须要考虑的因素。热效应使镜片整体升温的同时，也产生径向的温差分布。镜片均匀的温度变化导致像面位置偏移、放大倍率的变化，这些可以通过正负光组光焦度的匹配，部分得以补偿。而镜片的径向温度分布导致的成像质量变差，需要通过可动镜片进行补偿，但是在近物像面的镜片，由于矩形曝光视场决定其温度为非旋转对称分布的，这样会产生非对称像差，无法使用传统补偿手段补偿，通常会采用重装或重抛镜片的方法实现。但这些方法费时费力，没有针对性，有时甚至需要反复重装或重抛，极大浪费资源。

中国专利CN104317031 A(申请号：201410512397.2，公开日：2015年1月28日)公开了一种通过非轴对称镜组结构补偿非对称像差的方法，该方法通过在垂直于投影物镜扫描方向的镜组结构上增加与镜片换热面积，减小热阻，增加热传递，从而补偿非对称热效应产生的非对称像差。但这种方法补偿精度较低，非实时补偿。

现有技术公开了一种非对称像差的方法，其通过在物镜系统中引入复杂的光源系统，因此，光源系统不好调节，无法控制补偿光源的分布，并且该方法是将光源系统设置在掩模面与物镜之间，占据较大空间，结构复杂不便于维护。

发明内容

本发明提出了一种照明系统、曝光装置和曝光方法，用于解决上述问题。

为达到上述目的，本发明提供一种照明系统，包括照明光源、照明光调整装置以及中继镜组，在所述照明光调整装置中设置补偿光源装置，所述补偿光源装置发出的光不参与成像且不与光刻胶发生反应，用于补偿照明系统产生的非对称热像差。

作为优选，所述照明光源与所述补偿光源装置交替照射。

作为优选，所述补偿光源装置包括若干个可单独控制开闭的补偿光源，所述补偿光源发出的光的波段与照明光源发出的光的波段不同。

作为优选，所述照明光调整装置设置有用于产生特定曝光视场的石英棒，所述补偿光源装置设置在所述石英棒周边用于补偿所述特定曝光视场产生的非对称热像差。

作为优选，所述特定曝光视场为矩形视场。

作为优选，所述补偿光源装置为LED光源阵列，由若干个LED光源组成。

作为优选，所述LED光源阵列具有至少两列LED光源，分别位于石英棒的两侧。

作为优选，每个所述LED光源的芯片尺寸为1mm×1mm，发散角度设置为5°，功率为1W。

作为优选，所述LED光源为红外波段光。