[发明专利]一种投影光刻机、照明系统、控制系统及方法

说明书

本发明提供一种投影光刻机、照明系统、控制系统及方法。照明系统包括：光源、微镜阵列、照明光路以及微镜阵列数字控制器；所述光源适于发出曝光光束，所述微镜阵列数字控制器适于发出微镜阵列控制信号，以控制所述微镜阵列不同区域的微镜像素开闭状态；所述微镜阵列适于根据所述微镜阵列控制信号形成狭缝窗口，接收入射至所述狭缝窗口的曝光光束，以形成照明光束；所述照明光路适于调制所述照明光束，以在掩模版上形成照明视场。本发明能够简化投影光刻机扫描狭缝模块控制复杂度，并降低扫描狭缝窗口的实现成本。

技术领域

本发明涉及光刻技术，特别涉及一种投影光刻机、照明系统、控制系统及方法。

背景技术

光刻是可以在涂有光敏感介质的硅片或基板上做出图形的一种技术，可用于集成电路(IC)及其封装、平板显示(FPD)、LED照明、微机电系统器件(MEMS)和其他精密器件的制造。光刻技术中的光刻设备是实现预期图形转移到硅片或基板目标区域上的一种工具。光刻机是一种可细分为接触式、接近式、投影式等多种工作方式的系统装置，以上光刻技术中，均要使用掩模版。

投影式光刻机的镜头倍率一般采用1：1、2：1、4：1或5：1等，其中步进投影光刻机一般采用1：1或5：1居多，扫描投影光刻机一般采用4:1居多。扫描投影光刻机通过曝光场与曝光场间工件台的步进运动，曝光场内工件台掩模台同步扫描运动的方式实现整个硅片的曝光。

在工件台与掩模台同步扫描过程中，需要配置可变扫描狭缝(简称扫描狭缝)模块配合一起扫描运动，以避免曝光场之间的光相互串扰。在曝光时，扫描狭缝用来将设定视场大小的光线入射到掩模面上，进而将掩模上的图形曝光到硅片上。这种传统投影光刻机通过掩模台、工件台以及扫描狭缝模块在扫描方向的同步运动，使得硅片面的同一点的剂量为投影物镜视场光强分布轮廓在扫描方向上各点光强的积分。在一个曝光视场的起始与终止位置，部分照明视场的位置位于曝光视场之外，超出曝光视场范围的照明视场会照射到相邻曝光场上。扫描狭缝模块作为传统投影光刻机曝光系统中重要的拦光装置，其作用是限定掩模面照明视场大小及其中心位置，在曝光过程中通过扫描狭缝的刀片与掩模/硅片的同步扫描运动，避免成像光束对曝光场以外的区域曝光。步进投影光刻机的扫描狭缝作为扫描投影光刻机扫描狭缝的一种应用特例，其通过扫描狭缝的静止开口大小来确定步进投影光刻机当前曝光窗口的大小。

在传统投影光刻机中，扫描狭缝模块的机械部件由两维方向上的两两相对的四个可动刀片组成，每个可动刀片由分布在四周的电机驱动，并通过位移传感器测量和反馈位置信息，通过控制四个可动刀片相对位置，以及相对打开和关闭，可以实现曝光视场设置和同步扫描曝光；可变狭缝控制部件由控制器、执行器、电机、位置传感器等组成。但是，传统机械式扫描狭缝模块是一个高速、高精的机电运动系统，在采用扫描狭缝模块限定掩模面照明视场时，因扫描狭缝模块的机械结构和控制结构非常复杂，会导致控制照明视场的技术难度大、可靠性低，生产及控制成本都很高。

发明内容

本发明技术方案所解决的技术问题是如何克服因扫描狭缝模块机械结构复杂且控制难度大带来的控制照明视场困难的问题。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种适用于投影光刻机的照明系统，包括：光源、匀光光路、微镜阵列、照明光路以及微镜阵列数字控制器；

所述光源适于发出曝光光束，所述微镜阵列数字控制器适于发出微镜阵列控制信号，以控制所述微镜阵列不同区域的微镜像素开闭状态；

所述微镜阵列适于根据所述微镜阵列控制信号的开关状态形成可变的、大小可控的开状态区域或关状态区域，其中开状态所在区域称为狭缝窗口，微镜阵列接收入射至所述狭缝窗口的曝光光束，以形成照明光束；

所述照明光路适于调制所述照明光束，以在掩模版上形成照明视场。

可选的，所述微镜阵列有一组，所述照明系统还包括：所述微镜阵列数字控制器适于发出一组微镜阵列控制信号，以控制所述该组微镜阵列不同区域的微镜像素开闭状态。