專利名稱：照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微光刻技術(shù)，尤其涉及一種照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制造中的微光刻技術(shù)就是利用光學(xué)系統(tǒng)把掩膜版上的圖形精確地投影曝 光到涂過光刻膠的硅片上。 如圖l和圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中，微光刻技術(shù)中的光學(xué)系統(tǒng)的照明系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn) 橢球反射鏡11、汞燈12、平面反射鏡13和勻光器14，所述汞燈12設(shè)置在橢球反射鏡11的 第一焦點(diǎn)上，汞燈12發(fā)出的光線經(jīng)橢球反射鏡11和平面反射鏡13的反射后會(huì)聚于一點(diǎn)， 在該點(diǎn)處放置一勻光器14(圖1中勻光器14為石英積分棒，圖2中勻光器14為微透鏡陣 列)，光線通過勻光器14后形成均勻的照明視場(chǎng)。為了提高照明視場(chǎng)的均勻性，照明系統(tǒng)中 的勻光器可采用石英積分棒和微透鏡陣列的組合。 現(xiàn)有技術(shù)中照明系統(tǒng)的缺點(diǎn)是，照明視場(chǎng)的均勻性不夠好，隨著半導(dǎo)體制造業(yè)對(duì) 半導(dǎo)體器件線寬要求的日益提高，對(duì)照明系統(tǒng)照明視場(chǎng)的均勻性的要求也日益提高。 錐軸橢球反射鏡是標(biāo)準(zhǔn)橢球反射鏡的變形，如圖3所示，標(biāo)準(zhǔn)橢球反射鏡有兩個(gè) 焦點(diǎn)即第一焦點(diǎn)Fl和第二焦點(diǎn)F2，標(biāo)準(zhǔn)橢球反射鏡的橢球線111以第一焦點(diǎn)Fl為支點(diǎn)繞 軸線偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度a ，繞軸線偏轉(zhuǎn)后的橢球線111的一半再繞原軸線旋轉(zhuǎn)一周后形成錐軸 橢球反射鏡。 錐軸橢球反射鏡與標(biāo)準(zhǔn)橢球反射鏡的區(qū)別在于，錐軸橢球反射鏡在其第二個(gè)焦點(diǎn) 的中心點(diǎn)處的光照度是周圍光照度的疊加，如圖4所示，在錐軸橢球反射鏡第二個(gè)焦點(diǎn)的 中心區(qū)域具有每個(gè)周圍的光斑的一部分光，而標(biāo)準(zhǔn)橢球反射鏡在其第二個(gè)焦點(diǎn)的中心處的 光照度只是標(biāo)準(zhǔn)橢球反射鏡上某一截面環(huán)上的光的反射的會(huì)聚，如圖5所示，在標(biāo)準(zhǔn)橢球 反射鏡第二個(gè)焦點(diǎn)的中心區(qū)域是橢球上某一環(huán)帶的光的匯集，也就是說錐軸橢球反射鏡由 于更多的光的疊加形成了更加均勻的光照度。 從圖4和圖5中可以看出，錐軸橢球反射鏡在第二焦點(diǎn)處的功率密度顯然比標(biāo)準(zhǔn) 橢球反射鏡在第二焦點(diǎn)處的功率密低，錐軸橢球反射鏡將光斑擴(kuò)大后，取其中一部分疊加， 對(duì)第二焦點(diǎn)處的光學(xué)器件來說如果想鍍?cè)鐾改さ脑?，這樣的光斑可以延長(zhǎng)增透膜的壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種照明系統(tǒng)，提高照明視場(chǎng)的均勻性。 為了達(dá)到上述的目的，本實(shí)用新型提供一種照明系統(tǒng)，包括錐軸橢球反射鏡、光源
和勻光器；所述錐軸橢球反射鏡、光源和勻光器依次排列；所述光源設(shè)置在錐軸橢球反射
鏡的第一焦點(diǎn)處；所述勻光器設(shè)置在錐軸橢球反射鏡的主軸上，所述光源發(fā)射的光經(jīng)錐軸
橢球反射鏡反射后耦合進(jìn)入勻光器。 上述照明系統(tǒng)，其中，所述勻光器的入射端設(shè)置在錐軸橢球反射鏡的第二焦點(diǎn)處。 上述照明系統(tǒng)，其中，所述勻光器的入射端設(shè)置在距錐軸橢球反射鏡的第二焦點(diǎn)2mm的范圍內(nèi)。 上述照明系統(tǒng)，其中，還包括耦合透鏡，所述耦合透鏡設(shè)置在勻光器的入射端。 上述照明系統(tǒng)，其中，所述勻光器為微透鏡陣列、石英積分棒或者微透鏡陣列和石 英積分棒的組合。 上述照明系統(tǒng)，其中，所述光源為高壓滎燈，其波長(zhǎng)為465nm、405nm或365nm。 本實(shí)用新型的照明系統(tǒng)由于采用錐軸橢球反射鏡，能在錐軸橢球反射鏡的第二焦 點(diǎn)處形成具有一定大小的光斑，該光斑均勻性好、功率密度低，在勻光器的作用下，大大提 高了照明視場(chǎng)的均勻性，且能延長(zhǎng)錐軸橢球反射鏡第二焦點(diǎn)處的光學(xué)器件薄膜的壽命。

本實(shí)用新型的照明系統(tǒng)由以下的實(shí)施例及附圖給出。 圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是另一種現(xiàn)有技術(shù)的照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是標(biāo)準(zhǔn)橢球反射鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是錐軸橢球反射鏡第二焦點(diǎn)的中心區(qū)域光照度的示意圖。 圖5是標(biāo)準(zhǔn)橢球反射鏡第二焦點(diǎn)的中心區(qū)域光照度的示意圖。 圖6是本實(shí)用新型照明系統(tǒng)實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本實(shí)用新型中錐軸橢球反射鏡的示意圖。 圖8是本實(shí)用新型照明系統(tǒng)實(shí)施例之二的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式以下將結(jié)合圖6 圖8對(duì)本實(shí)用新型的照明系統(tǒng)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 本實(shí)用新型照明系統(tǒng)包括錐軸橢球反射鏡、光源和勻光器； 所述錐軸橢球反射鏡、光源和勻光器依次排列； 所述光源設(shè)置在錐軸橢球反射鏡的第一焦點(diǎn)處； 所述勻光器設(shè)置在錐軸橢球反射鏡的主軸上，所述光源發(fā)射的光經(jīng)錐軸橢球反射
鏡反射后耦合進(jìn)入勻光器。
實(shí)施例一 參見圖6，照明系統(tǒng)包括錐軸橢球反射鏡2、光源3、微透鏡陣列4和石英積分棒5， 所述錐軸橢球反射鏡2、光源3、微透鏡陣列4和石英積分棒5依次排列。 參見圖7，所述錐軸橢球反射鏡2有兩個(gè)焦點(diǎn)即第一焦點(diǎn)F1'和第二焦點(diǎn)F2'，所 述第一焦點(diǎn)F1'離錐軸橢球反射鏡2的反射面較近，所述第二焦點(diǎn)F2'離錐軸橢球反射鏡 2的反射面較遠(yuǎn)。 所述光源3設(shè)置在錐軸橢球反射鏡2的第一焦點(diǎn)Fl'處，所述光源3發(fā)出的光經(jīng)
錐軸橢球反射鏡2反射后在錐軸橢球反射鏡2的第二焦點(diǎn)F2'處會(huì)聚。所述光源3是高壓汞燈，其波長(zhǎng)可以為465nm、 405nm、 365nm或更短波長(zhǎng)。 所述微透鏡陣列4設(shè)置在錐軸橢球反射鏡2的主軸上，該微透鏡陣列4的入射端
可以設(shè)置在距錐軸橢球反射鏡2的第二焦點(diǎn)F2' 2mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地，該微透鏡陣列4的
入射端設(shè)置在錐軸橢球反射鏡2的第二焦點(diǎn)F2'處。[0036] 所述光源3發(fā)出的光經(jīng)錐軸橢球反射鏡2反射后在錐軸橢球反射鏡2的第二焦點(diǎn) F2'處會(huì)聚，會(huì)聚的反射光進(jìn)入設(shè)置在第二焦點(diǎn)F2'處的微透鏡陣列4，反射光通過微透 鏡陣列4后進(jìn)入石英積分棒5，在石英積分棒5內(nèi)經(jīng)過多次反射后發(fā)射出來，形成均勻的照 明視場(chǎng)。 本實(shí)施例采用微透鏡陣列和石英積分棒的組合調(diào)節(jié)反射光的均勻性，除此之外， 也可以只放置一勻光器調(diào)節(jié)反射光的均勻性，如只設(shè)置一石英積分棒對(duì)反射光起調(diào)節(jié)作 用，或者只設(shè)置一微透鏡陣列對(duì)反射光起調(diào)節(jié)作用。 本實(shí)施例中，錐軸橢球反射鏡具有380mm的大口直徑，75mm的底孔直徑，深度為 183mm，第一焦距為56mm，第二焦距為800mm， a為1. 15° ，在錐軸橢球反射鏡的第二焦點(diǎn)處 得到直徑為30mm的光斑，勻光器選用35mmX35mm的微透鏡陣列和30mmX 30mmX 300mm的 石英積分棒的組合，得到數(shù)值孔徑為0. 32，視場(chǎng)大小為30X30mm的均勻照明區(qū)域。 實(shí)施例二 參見圖8，照明系統(tǒng)包括錐軸橢球反射鏡2、光源3、耦合透鏡6和石英積分棒5，所 述錐軸橢球反射鏡2、光源3、耦合透鏡6和石英積分棒5依次排列。 所述光源3設(shè)置在錐軸橢球反射鏡2的第一焦點(diǎn)Fl'處。 所述耦合透鏡6設(shè)置在石英積分棒5的入射端，所述耦合透鏡6位于錐軸橢球反 射鏡2的第二焦點(diǎn)F2'處。 所述光源3發(fā)出的光經(jīng)錐軸橢球反射鏡2反射后，在光經(jīng)錐軸橢球反射鏡2的第 二焦點(diǎn)F2'處形成具有一定大小的光斑，所述耦合透鏡6對(duì)光斑起會(huì)聚作用，使更多的反 射光進(jìn)入石英積分棒5。 本實(shí)施例中，錐軸橢球反射鏡具有380mm的大口直徑，75mm的底孔直徑，深度為 183mm，第一焦距為56mm，第二焦距為800mm， a為1. 15° ，在錐軸橢球反射鏡的第二焦點(diǎn) 處得到直徑為30mm的光斑，耦合透鏡選用半徑為20mm、寬為15mm的平凸透鏡，勻光器選用 30mmX 30mmX 300mm的石英積分棒，得到數(shù)值孔徑為0. 6，視場(chǎng)大小為30 X 30mm的均勻照明 區(qū)域。 本實(shí)用新型照明系統(tǒng)由于錐軸橢球反射鏡的第二焦點(diǎn)處的功率密度較低，能延長(zhǎng) 該第二焦點(diǎn)處的光學(xué)器件薄膜的壽命。 本實(shí)用新型照明系統(tǒng)不僅適用于微光刻技術(shù)中的光學(xué)系統(tǒng)，還適用于其他對(duì)照明 視場(chǎng)均勻性要求較高的光學(xué)系統(tǒng)。
權(quán)利要求一種照明系統(tǒng)，包括光源和勻光器，其特征在于，還包括錐軸橢球反射鏡；所述錐軸橢球反射鏡、光源和勻光器依次排列；所述勻光器設(shè)置在錐軸橢球反射鏡的主軸上，所述光源發(fā)射的光經(jīng)錐軸橢球反射鏡反射后耦合進(jìn)入勻光器。
2 如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述勻光器的入射端設(shè)置在錐軸橢球 反射鏡的第二焦點(diǎn)處。
3. 如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述勻光器的入射端設(shè)置在距錐軸橢 球反射鏡的第二焦點(diǎn)2mm的范圍內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，還包括耦合透鏡，所述耦合透鏡設(shè)置在 勻光器的入射端。
5 . 如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述勻光器為微透鏡陣列、石英積分棒 或者微透鏡陣列和石英積分棒的組合。
6. 如權(quán)利要求l所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光源為高壓汞燈，其波長(zhǎng)為465nm、 405nm或365nm。
專利摘要本實(shí)用新型的照明系統(tǒng)包括錐軸橢球反射鏡、光源和均光器；所述錐軸橢球反射鏡、光源和勻光器依次排列；所述光源設(shè)置在錐軸橢球反射鏡的第一焦點(diǎn)處；所述勻光器設(shè)置在錐軸橢球反射鏡的主軸上，所述光源發(fā)射的光經(jīng)錐軸橢球反射鏡反射后耦合進(jìn)入勻光器。本實(shí)用新型的照明系統(tǒng)的照明視場(chǎng)均勻性好，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號(hào)H01L21/26GK201487677SQ20092020827
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者張祥翔 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司