[發明專利]一種用于光刻設備的曝光裝置與曝光方法

有效

• 申請號: 201410329707.7
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN105301912B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 許琦欣;李玉龍;王天寅
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅

1.一種用于光刻設備的曝光裝置，其特征在于，包括：

激光器，用于提供一曝光光束；

光束整形單元，用于將所述曝光光束整形；

數字微鏡陣列(DMD)，用于接收所述整形后的曝光光束并反射所述曝光光束以形成一調制圖形；

物鏡，用于將所述調制圖形成像至一硅片表面；

運動臺，所述運動臺用于承載所述硅片；

同步控制單元，同步控制所述激光器、DMD和運動臺；

點能量傳感器，位于物鏡的最佳焦面位置，所述點能量傳感器的探測面應大于視場面積。

2.如權利要求1所述的曝光裝置，其特征在于，所述光束整形單元按照光束傳播的方向依次包括：一擴束單元，用于所述曝光光束與所述DMD的調制區域匹配；一可變衰減器，用于曝光光束的能量，一勻光照明單元，用于將所述曝光光束整形為一均勻照明光束。

3.一種用于光刻設備的曝光方法，所述光刻設備包括激光器、運動臺、DMD以及物鏡，所述曝光方法包括：

步驟一將待曝光圖形數據灰度化形成m×n的原始矩陣A，其中m、n分別為原始矩陣的行數及列數；

第二步、依據所述DMD的失效像素矩陣C，將所述原始矩陣A擴展成m+2p-2行，n列的矩陣A₀’，其中所述DMD的行數、列數分別為p、q；

步驟三、根據B′_i＝{(A′_i[l(i-1)+1:l(i-1)+1+p,1:q]OR B₀)AND C}計算所述DMD需要輸出的圖形B′_i，其中B₀為DMD上元素全部為0的矩陣，i為大于等于1的整數，l為所述運動臺的步進距離；

步驟四、根據A′_i+1＝A′_i-B′_i對A_i’進行迭代更新形成若干幀圖形，直至l(i-1)+1+p等于A₀’的行數或A₀’的各元素均為0；

步驟五、同步控制激光器、DMD、及運動臺，以使所述若干幀圖形被所述物鏡依序成像至位于所述運動臺上的硅片上。

4.如權利要求3所述的用于光刻設備的曝光方法，其特征在于，所述DMD的失效像素的測量方法為：

a、將所述激光器功率輸出最大；

b、將一點能量傳感器置于所述物鏡最佳焦面位置；

c、依次測量DMD的的每一像素，根據所述點能量傳感器的讀數判斷該像素是否為失效像素，若是失效像素將其定義為0，若是有效像素將其定義為1。

5.如權利要求3所述的用于光刻設備的曝光方法，其特征在于，所述待曝光圖形透過以下方法獲得：根據一掩模數據、所述硅片的曝光場數據以及所述DMD的曝光視場寬度，將所述硅片上的曝光場數據拆分為若干個待曝光圖形數據。

6.如權利要求3所述的用于光刻設備的曝光方法，其特征在于，所述運動臺的步進距離l為運動臺在相鄰兩個幀圖形之間運動的距離。

7.如權利要求3所述的用于光刻設備的曝光方法，其特征在于，待曝光圖形灰度化包括以下步驟：

首先，將待曝光圖形柵格化，柵格化大小與所述DMD像素在所述硅片面上的大小一致；

其次，將待曝光圖形進一步灰度化，以獲得各柵格內的曝光劑量(Dose)分布；

以及，計算各柵格需要曝光的次數N，其中，N＝Max{int(Dose·S/(P·Mag))+1,Gray_Level}，S為所述DMD面積，Mag為光刻設備物鏡的賠率，P為激光器的脈沖激光能量，Gray_Level為灰階數。