环形照明组件、成像装置、掩模对准系统和光刻机的制作方法

本申请涉及光路控制，尤其涉及环形照明组件、成像装置、掩模对准系统和光刻机。

背景技术：

1、在半导体芯片制造领域，光刻是其中最为关键的一道工艺，而光刻过程中，照明及成像是其必不可少的一个组成部分。在成像（诸如显微成像和视觉成像等）领域，照明是成像装置必不可少的一个组成部分。一般而言，照明可被分为同轴照明和离轴照明，其中同轴照明要求照明光的光轴与成像装置的光轴重合，而离轴照明则要求照明光的光轴与成像装置的光轴不重合。环形照明属于离轴照明的一种。环形照明能够有效避免待测物体周围的阴影，更凸显待测物体的细节特征（例如，纹理等）。因此，在需要观测物体的细节特征的情况下，一般采用环形照明。

2、目前市场上存在许多种环形照明光源。大部分环形照明光源是在一个环形面或斜面上布置许多个led灯珠，每个led灯珠为一个发光体从不同位置对物体进行照明。这种设计存在以下一些缺点：1）每个灯珠发出的光不都是均匀的，从而使得成像装置的工作物面无法达到均匀照明的要求；2）一个环形照明光源需要许多个灯珠（例如，十几个或数十个灯珠），使得其外形尺寸较大；3）每个环形照明光源的光谱类型是特定的，在成像装置需要不同的光波长的情况下需要更换整个环形照明光源，适配性差，成本高。

3、因此，光照均匀、波长可变或尺寸灵活的环形照明光源是迫切需要的。

技术实现思路

1、为克服现有技术的缺点中的一者或多者，本公开提供一种环形照明组件。该环形照明组件采用一个光源就能够实现均匀环形照明；通过更换光源就能够实现不同波长之间的快速切换，而无需要更换整个环形照明组件；同时采用光纤将一个光源引到光出射控制模块的环形面上的多个孔中的一些或所有孔中形成多个子光源，从而实现均匀照明，同时有效地缩小环形照明组件的尺寸。

2、在第一方面，本公开提供了一种环形照明组件。该环形照明组件可包括：光源模块；光出射控制模块，其中该光出射控制模块上开有多个孔；多根光纤，其中该多根光纤的第一端与该光源模块对接，并且其中该多根光纤的第二端插入该光出射控制模块上的该多个孔中的一些或所有孔中。

3、根据本公开的一个实施例，可任选地，该环形照明组件可进一步包括：设置在该光源模块与该多根光纤的第一端的之间的导光模块。

4、根据本公开的一个实施例，可任选地，该光源模块可基于照明需求根据波长来选择。

5、根据本公开的一个实施例，可任选地，该光出射控制模块可基于照明需求根据每根光纤所在的孔的出光口所在的面与该环形照明组件的中心线之间的夹角和/或孔的分布来选择。

6、根据本公开的一个实施例，可任选地，该光源模块可基于照明需求根据波长来选择；并且该光出射控制模块可基于该照明需根据每根光纤所在的孔的出光口所在的面与该环形照明组件的中心线之间的夹角和/或孔的分布来选择。

7、根据本公开的一个实施例，可任选地，该光出射控制模块上的该多个孔中的该一些或所有孔可基于照明需求来选择。

8、根据本公开的一个实施例，可任选地，该光出射控制模块可以是环形的。

9、据本公开的一个实施例，可任选地，该光出射控制模块上的该多个孔的光通量和光出射方向可以是相同的。

10、根据本公开的一个实施例，可任选地，该光出射控制模块上的该多个孔可以呈中心对称或轴对称分布。

11、根据本公开的一个实施例，可任选地，该多根光纤的第一端可被集束在一起并与该光源模块对接。

12、根据本公开的一个实施例，可任选地，该多根光纤中的每根光纤的第二端的端面可与每根光纤所在的孔的出光口所在的面齐平。

13、根据本公开的环形照明组件通过调整对孔分布的选择（例如，选择多个孔中具有不同分布的多个孔，并将未被选中的孔填满（例如，使用适配孔形的填充物）或者更换不同的光出射控制模块（例如，改变光出射控制模块上的孔的出光口所在的面与环形照明组件的中心线之间的夹角或改变光出射控制模块上的孔的分布等）调整出射状态，以满足不同的照明需求（例如，以适配对不同维度的均匀照明的需求）。

14、在第二方面，本公开提供了一种成像装置。该成像装置可包括：成像模块；以及如上所述的环形照明组件，其中该环形照明组件的中间开口以套接到该成像模块上并使得该成像装置的光轴与该环形照明组件的中心线重合。

15、根据本公开的一个实施例，可任选地，该环形照明组件可被配置成基于照明需求相对于该成像模块调整高度以为该成像装置提供不同高度的照明。

16、根据本公开的成像装置通过相对于该成像模块调整该环形照明组件的高度以适配不同高度的工作物面。

17、在第三方面，本公开提供了一种光刻机上的用于对准掩模基板上的标记的掩模对准系统。该掩模对准系统可包括：用于探测标记的成像模块，该成像模块包括相机、镜筒和成像物镜；如上所述的环形照明组件，其中该环形照明组件的中间开口以套接到该成像模块上并使得该成像模块的光轴与该环形照明组件的中心线重合所述环形照明组件；以及平移台，该平移台被配置成在三个维度上调整该成像装置以使得该成像装置能够探测到该掩模基板上的标记。

18、根据本公开的掩模对准系统通过以下方式来精确地探测掩模基板上的标记：通过环形照明组件提供适配不同工作状况的照明；和/或通过调整平移台以使得该成像装置能够探测到该掩模基板上的标记。

19、在第四方面，本公开提供了一种光刻机。该光刻机可包括如上所述的一个或多个掩模对准系统。

20、通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。

技术特征：

1.一种环形照明组件，包括：

2.如权利要求1所述的环形照明组件，其特征在于，所述环形照明组件进一步包括：设置在所述光源模块与所述多根光纤的第一端的之间的导光模块。

3.如权利要求1所述的环形照明组件，其特征在于，所述光源模块是基于照明需求根据波长来选择的。

4.如权利要求1所述的环形照明组件，其特征在于，所述光出射控制模块是基于照明需求根据每根光纤所在的孔的出光口所在的面与所述环形照明组件的中心线之间的夹角和/或所述孔的分布来选择的。

5.如权利要求1所述的环形照明组件，其特征在于：

6.如权利要求1所述的环形照明组件，其特征在于，所述光出射控制模块上的所述多个孔中的所述一些或所有孔是基于照明需求来选择的。

7.如权利要求1所述的环形照明组件，其特征在于：

8.如权利要求1所述的环形照明组件，其特征在于：

9.一种成像装置，包括：

10.如权利要求9所述的成像装置，其特征在于，所述环形照明组件被配置成基于照明需求相对于所述成像模块调整高度以为所述成像装置提供不同高度的照明。

11.一种光刻机上的用于对准掩模基板上的标记的掩模对准系统，包括：

12.一种光刻机，包括如权利要求11所述的一个或多个掩模对准系统。

技术总结
本公开涉及环形照明组件、成像装置、掩模对准系统和光刻机。根据本公开的环形照明组件，包括光源模块；光出射控制模块和多根光纤。在一些情形中，该光出射控制模块上开有多个孔。在一些情形中，该多根光纤的第一端与该光源模块对接，并且该多根光纤的第二端插入光出射控制模块上的多个孔中的一些或所有孔中。根据本公开的环形照明组件采用一个光源就能够实现均匀环形照明。此外，该环形照明组件采用光纤将一个光源引到环形面上的多个孔中形成多个子光源，从而实现均匀照明，同时有效地缩小环形照明组件的尺寸。

技术研发人员：张惠,黄逊志,韦宏图,文斌
受保护的技术使用者：上海图双精密装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14