高爱梅，盛乃援

（中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京100176）

照明系统是投影光刻机的核心部件，主要功能是为掩模面提供均匀照明、控制曝光剂量和实现离轴照明模式。照明系统的均匀性直接影响全视场范围内的曝光图形质量，随着线条分辨率的不断提高，催生了离轴照明的出现。离轴照明的原理就是对照明光瞳进行空间调制，从而改变照明模式，使得更高级次的衍射光参与成像，有效提升曝光分辨率，同时增大焦深。本文介绍了光刻机照明系统的组成和功能，重点对光瞳调制技术展开研究，分析了不同技术方案的特点和应用场景。

1 光刻照明系统

1.1 照明方式

经典的照明方式分为两类：阿贝照明和科勒照明[1]。阿贝照明又称临界照明，聚光镜将光源直接成像到照明物面上，其原理如图1所示。光源的不均匀性会影响到照明物面的均匀性。

图1 阿贝照明原理

科勒照明克服了阿贝照明中照明物面受光源不均匀性影响的不足，其原理如图2所示，紧靠集光镜的位置放置视场光阑，光源与聚光镜的前焦面共轭，视场光阑与物面共轭。视场光阑与光源之间没有物像关系，因此视场光阑处的光强均匀性优于光源，物面上也会获得更佳的光强均匀性。此外，孔径光阑决定了照明系统的孔径角，视场光阑决定了曝光视场的大小，两个光阑分别可调。通过改变孔径光阑（光瞳）的形状，可以实现照明模式的切换。光刻机中的照明系统一般采用科勒照明方式。……