[發(fā)明專利]一種大面積投影光刻系統(tǒng)及其對準方法

有效

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• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102231049A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 雷亮;周金運;林清華;陳麗;施穎;王新星
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種大面積投影光刻系統(tǒng)，其特征在于包括有準分子激光器（1）、照明系統(tǒng)（2）、平移臺（3）、掩模板（4）、投影系統(tǒng)（5）、硅片基板（6），其中掩模板（4）及硅片基板（6）分別裝設在平移臺（3）的兩端，準分子激光器（1）通過照明系統(tǒng)（2）進行光路調(diào)制與光束質(zhì)量優(yōu)化后，使紫外激光的光斑透過安裝在平移臺（3）一端位置上的掩模板（4），掩模板（4）所成的激光物象通過投影系統(tǒng)（5）成像在安裝在平移臺（3）另一端位置上的硅片基板（6）上。

2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積投影光刻系統(tǒng)大面積投影光刻系統(tǒng)，其特征在于上述平移臺（3）具有三個相互垂直的三維立體自由度（7），分別為水平方向x1，垂直紙面方向y1，豎直方向z；z的調(diào)節(jié)遵循物象共軛準則使得掩模板（4）上的密布電路圖案通過投影系統(tǒng)（5）曝光清晰成像在硅片基板（6）上；x1與y1的大范圍調(diào)節(jié)使得系統(tǒng)實現(xiàn)的大面積投影光刻功能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積投影光刻系統(tǒng)，其特征在于上述投影系統(tǒng)（5）包括有兩個裝設位置分別與掩模板（4）及硅片基板（6）對應的轉(zhuǎn)角棱鏡、激光器（8）、半反半透鏡（9）、第一圖像傳感器（10）、第二圖像傳感器（11），其中轉(zhuǎn)角棱鏡都鍍上介質(zhì)膜，兩個半反半透鏡（9）分別裝設在同軸對準激光器（8）的光源的位置上，且兩個半反半透鏡（9）的其中一個反射面分別與兩個轉(zhuǎn)角棱鏡的位置相對應，兩個半反半透鏡（9）的另一個反射面分別與第一圖像傳感器（10）及第二圖像傳感器（11）的位置相對應，激光器（8）在經(jīng)過半反半透鏡（9）后，其反射光經(jīng)過轉(zhuǎn)角棱鏡的介質(zhì)膜分別照明掩模板（4）及硅片基板（6），所得到的視頻圖樣再次經(jīng)半反半透鏡（9），最后分別被第一圖像傳感器（10）及第二圖像傳感器（11）獲取。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大面積投影光刻系統(tǒng)，其特征在于上述轉(zhuǎn)角棱鏡都鍍上對532nm高透、351nm高反的介質(zhì)膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大面積投影光刻系統(tǒng)，其特征在于上述激光器（8）為同軸對準光源。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大面積投影光刻系統(tǒng)，其特征在于上述激光器（8）為摻釹釔鋁石榴石激光器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的大面積投影光刻系統(tǒng)，其特征在于上述平移臺（3）與硅片基板（6）通過具有x2、y2、θ三個方向的三維微調(diào)對準裝置（12）連接。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的大面積投影光刻系統(tǒng)的對準方法，其特征在于包括如下步驟：

1）第一圖像傳感器（10）實時地從掩模板（4）獲取視頻圖，并對此圖樣進行邊沿檢測、輪廓提取、區(qū)域定位與二值化后得到掩模板特征標記的二值化位圖Q，并將該二值化位圖Q常駐存放在計算機內(nèi)存中；?

同時，第二圖像傳感器（11）實時地從硅片基板（6）獲取視頻圖樣，對此圖樣同樣地進行邊沿檢測、輪廓提取、區(qū)域定位與二值化后得到硅片基板特征標記的二值化位圖P，并將該二值化位圖P實時更新在計算機內(nèi)存中；

2）將上述二值化位圖Q及二值化位圖P兩者代入下式進行P與Q的純相位匹配濾波器相關運算：

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式中，F(xiàn)T[]代表傅立葉變換運算，*代表求復共軛運算，IFT{}代表反傅立葉變換運算，M代表輸出的相關識別位圖；

3）根據(jù)上述運算結(jié)果是否出現(xiàn)相關峰進行判別，若沒有相關峰，則根據(jù)預設的步進量驅(qū)動三維微調(diào)對準裝置（12）中的θ自由度作微量旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后重新進入由第二圖像傳感器（11）實時地從硅片基板（6）獲取視頻圖樣，對此圖樣同樣地進行邊沿檢測、輪廓提取、區(qū)域定位與二值化后得到硅片基板特征標記的二值化位圖P，并將該二值化位圖P實時更新在計算機內(nèi)存中，直至獲得滿足判斷條件的相關峰值，此時旋轉(zhuǎn)量θ的微調(diào)整完畢，存儲相干峰所出現(xiàn)的位置值X，Y，并根據(jù)相關峰所出現(xiàn)的位置作微量平移，最后整個系統(tǒng)完成精密對位。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積投影光刻系統(tǒng)的對準方法，其特征在于上述當掩模與硅片的特征標記具有一定的相似性即在輸出圖樣M中出現(xiàn)尖銳的相干峰，相干峰的尖銳程度由輸入圖樣的相似程度決定，相干峰所出現(xiàn)的位置直接高精度地反映了掩模與硅片的相對平移坐標；若兩相似圖樣具有細微的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)夾角，將迅速使得原有的尖銳相干峰坍塌，如此的旋轉(zhuǎn)敏感性可使用特定的算法間接高精度地獲取掩模與硅片的相對旋轉(zhuǎn)坐標。