[發(fā)明專利]同步信號觸發(fā)掃描方式延遲時間測量方法

在審

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• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102681359A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 畢娟;朱亮
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥芯碩半導體有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 方崢

技術(shù)領域

????本發(fā)明涉及半導體行業(yè)光刻技術(shù)領域，主要應用在光學無掩膜光刻系統(tǒng)中，具體為一種同步信號觸發(fā)掃描方式延遲時間測量方法。

背景技術(shù)

????光刻機是半導體制造業(yè)中主要的集成電路裝備之一，精密移動平臺作為光刻機的核心部件，用來實現(xiàn)快速移動，精密定位等功能。以位置同步信號觸發(fā)掃描方式實現(xiàn)了光刻機系統(tǒng)的快速曝光，其工作原理為：事先定義曝光的起始點位置，觸發(fā)脈沖的位置間隔，隨著平臺的勻速移動按照設定的觸發(fā)模式輸出脈沖信號，以達到與外在裝置同步的工作狀態(tài)。但在實際的光刻機系統(tǒng)應用中，由于觸發(fā)信號的延時導致曝光的起始點與絕對的圖形位置出現(xiàn)了偏差，而這樣的偏差在半導體制造業(yè)是絕對不能接受的，通過本發(fā)明的方法能夠很容易解決這種圖形曝光后的絕對誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種同步信號觸發(fā)掃描方式延遲時間測量方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中光刻機系統(tǒng)由于觸發(fā)信號的延時導致曝光的起始點與絕對的圖形位置出現(xiàn)偏差的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

????同步信號觸發(fā)掃描方式延遲時間測量方法，包括有投影曝光模塊、主控模塊，投影曝光模塊包括有曝光光源、空間光調(diào)制器，曝光光源與空間光調(diào)制器之間設有光學集光系統(tǒng)，空間光調(diào)制器下方設置有傾斜的分束器，分束器下方設置有基底，分束器與基底之間還設有透鏡（組），分束器的分光面的前方光路上設有反射鏡，反射鏡的反射光的前方光路上設有CCD攝像機，所述的基底置于精密移動平臺上；所述的主控模塊包括有計算機系統(tǒng)、控制器，計算機系統(tǒng)分別通過一個控制器與空間光調(diào)制器、曝光光源、帶動精密移動平臺運動的電機控制連接，計算機系統(tǒng)還通過人工智能模塊與CCD攝像機連接；曝光光源發(fā)射的光信號經(jīng)光學集光系統(tǒng)集光后由空間光調(diào)制器接收，空間光調(diào)制器發(fā)射調(diào)制光，調(diào)制光經(jīng)過分束器及透鏡（組）投影至安裝在精密移動平臺上的基底表面以進行成像，精密移動平臺輸出位置同步信號至空間光調(diào)制器，分束器將基底表面的圖像信號經(jīng)反射鏡傳送至CCD攝像機，其特征在于：測量方法包括以下步驟：

????①、精密移動平臺輸出位置同步信號至空間光調(diào)制器的同時沿著y軸正方向勻速運動，空間光調(diào)制器接受信號后翻轉(zhuǎn)圖形，投影成像；

????②、精密移動平臺沿著y軸正方向以速度v1運動并輸出位置同步信號至空間光調(diào)制器時，空間光調(diào)制器接受信號后翻轉(zhuǎn)圖形，在基底上曝光圖形大框；

????③、精密移動平臺繼續(xù)沿著y軸正方向以速度v2運動并輸出位置同步信號至空間光調(diào)制器時，空間光調(diào)制器接受信號后翻轉(zhuǎn)圖形，在基底上曝光圖形小框；

④、根據(jù)曝光圖形的結(jié)果，使用高倍率顯微鏡測量y方向小框和大框的外邊差，并記錄分別為y1和y2；

、由于位置同步信號觸發(fā)的延遲時間(從平臺發(fā)出同步觸發(fā)信號到空間光調(diào)制器接受到該同步信號的時間)是固定的，所以延時t=中心偏差/速度差，中心偏差=(y2-y1)/2，速度差=v1-v2；所以延時t=(y2-y1)/[2×(v1-v2)]；

、進而，在曝光的起始點根據(jù)測得的延時t得到補償延遲誤差值為v×t，v是精密移動平臺沿著y軸正方向勻速運動的速度，進而根據(jù)得到的補償延遲誤差值對曝光進行補償，理論計算的曝光起始點坐標是（x，y），補償后的曝光坐標值是（x，y-v×t）。

????所述的大框和小框的外偏差為大框的上端與小框的上端的垂直距離y2和大框的下端與小框的下端的垂直距離y1。

????所述大框和小框均為1位bitmap圖形，大框大小為900像素×700像素，小框大小為500像素×400像素。

所述的精密移動平臺提供X，Y，Z，R四維的方位控制和提供兩軸位置同步信號的輸出。

本發(fā)明的原理是：

位置同步信號觸發(fā)延遲時間是固定的，且不會隨著精密移動平臺運動速度不同而改變；延遲時間乘以不同的平臺移動速度，可以導致曝光圖形位置的變化。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明通過測量大框和小框的中心偏差，計算出同步脈沖信號輸出到空間光調(diào)制器圖形顯示的延時t，進而根據(jù)延時t在曝光的起始點補償延遲誤差值（v×t），有效地提高了曝光圖形絕對定位精度，也解決了不同曝光速度影響曝光圖形絕對定位精度的問題。

附圖說明

圖1為無掩膜光刻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的曝光圖形大框的示意圖。

圖3為本發(fā)明的曝光圖形小框的示意圖。

圖4為本發(fā)明的大框套小框曝光結(jié)果的示意圖。