[發(fā)明專利]一種光刻物鏡的畸變補償方法

無效

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• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102707581A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 吳俊;李文靜;張昌清;劉文海
• 申請（專利權）人: 合肥芯碩半導體有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B13/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發(fā)明屬于半導體光刻技術領域，具體涉及一種光刻物鏡的畸變補償方法。

背景技術

光刻機是用于在晶片、印刷電路板、掩膜板、平板顯示器、生物晶片、微機械電子晶片、光學玻璃平板等襯底材料上印刷構(gòu)圖的設備，而光刻物鏡則是光刻機系統(tǒng)中最核心的部件之一，光刻物鏡直接決定了光刻機曝光線條的質(zhì)量。隨著光刻技術的發(fā)展，光刻機投影系統(tǒng)光學性能逐步提升，不僅要求光刻物鏡具有較高的分辨率，以實現(xiàn)芯片的高集成度，同時還要求光刻機投影成像系統(tǒng)具有較小的像差。由于高性能的光刻物鏡在設計時有一定的難度，光學鏡片的面型、中心厚度等在實際加工時難以精確地控制，加上光刻物鏡在裝配調(diào)校時帶入的其他誤差，光刻物鏡難以很好地消除各種像差。光刻物鏡自身殘留的像差，尤其是畸變，將會帶入光刻機系統(tǒng)，進而影響光刻機的整體性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種光刻物鏡的畸變補償方法，本方法能夠消除光刻物鏡自身殘留的像差，改善曝光線條的質(zhì)量，從而提升光刻機的整體性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：一種光刻物鏡的畸變補償方法，包括具有照明單元、像素數(shù)為A×B的圖形發(fā)生器、放大倍數(shù)為S的光刻物鏡單元和工件臺單元的無掩膜直寫光刻裝置，其特征在于在無掩膜直寫光刻裝置上按以下步驟操作：

1）、標定光刻物鏡的畸變

取大小相異的第一圖形和第二圖形作為向圖形發(fā)生器中輸入的圖形，并將第一圖形或者第二圖形的中心設置在圖形發(fā)生器的中心；所述第一圖形和第二圖形的縱坐標相同，第一圖形的橫坐標和第二圖形的橫坐標之間的間距為L，所述L=M×N，其中M的單位為Pixel也即像素，N為設定數(shù)值且N為正整數(shù)，且M×N≤B/2；

標定步驟如下：

當N=1時，初始化工件臺單元，對輸入圖形發(fā)生器中的第一圖形和第二圖形曝光，在工件臺單元中的掩模板上分別得到第一圖形的首次投影和第二圖形的首次投影；然后沿著圖形發(fā)生器的橫坐標方向移動工件臺單元中的工件臺，工件臺移動步長為F_n，所述F_n=（M×N）/S，其中n=N，也即n與N的取值相同；再次曝光后，在工件臺單元中的掩模板上得到第一圖形的二次投影和第二圖形的二次投影；所述第一圖形的首次投影與第二圖形的二次投影套設在一起構(gòu)成套刻圖形；測量所述套刻圖形，得出第一圖形的首次投影和第二圖形的二次投影之間的第一橫向中心偏差ΔX₁，所述第一橫向中心偏差ΔX₁即為距離光刻物鏡視場中心點為M/S的所有點的對于光刻物鏡視場中心點的畸變值；

按當N=1時的步驟操作，當N=2時，測出第二橫向中心偏差ΔX₂，第二橫向中心偏差ΔX₂即為距離光刻物鏡視場中心點為2M/S的所有點的對于光刻物鏡視場中心點的畸變值；

當N=3時，測出第三橫向中心偏差ΔX₃，第三橫向中心偏差ΔX₃即為距離光刻物鏡視場中心點為3M/S的所有點的對于光刻物鏡視場中心點的畸變值；

重復上述標定步驟直至N達到設定數(shù)值，則得到以工件臺移動步長為橫坐標，以相對應的第一圖形的首次投影和第二圖形的二次投影之間的橫向中心偏差為縱坐標的點，也即得到（F₁，ΔX₁）、（F₂，ΔX₂）、（F₃，ΔX₃）……（F_n，ΔX_n），其中n=N，也即n與N的取值相同，將上述點值彼此相連即擬合出光刻物鏡的畸變曲線；

2）、修正需要曝光的圖形

根據(jù)擬合出的光刻物鏡的畸變曲線，對曝光圖形進行補償修正，

當ΔX＜0.5?Pixel/S時，其中0.5?Pixel為半個像素大小，S為光刻物鏡放大倍率，不需要對輸入圖形發(fā)生器的圖形進行修正；

當0.5m?Pixel/S≤ΔX＜1.5m?Pixel/S時，其中0.5m?Pixel為0.5m個像素大小，1.5m?Pixel為1.5m個像素大小，S為光刻物鏡放大倍率，m為正整數(shù)；此時修正方式如下：