[發(fā)明專利]一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置及方法

在審

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• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115561979A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李天;周紹林;陳志堅(jiān);李斌
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 鄭宏謀

1.一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括：照明系統(tǒng)、掩模標(biāo)記、光刻投影物鏡、對準(zhǔn)標(biāo)記、DMD空間調(diào)制器、CCD相機(jī)和傳感器運(yùn)動臺；所述對準(zhǔn)標(biāo)記、DMD空間調(diào)制器和CCD相機(jī)設(shè)置在傳感器運(yùn)動臺上；

照明系統(tǒng)發(fā)射光線，光線穿過掩模標(biāo)記后，經(jīng)過光刻投影物鏡形成空間像；通過控制傳感器運(yùn)動臺的移動尋找空間像的位置，以使空間像與對準(zhǔn)標(biāo)記發(fā)生衍射，形成莫爾條紋；莫爾條紋到達(dá)DMD空間調(diào)制器，進(jìn)行編碼；編碼后的莫爾條紋到達(dá)CCD相機(jī)，根據(jù)采集獲得的信息重構(gòu)莫爾條紋；根據(jù)重構(gòu)的莫爾條紋獲取理想成像與實(shí)際成像的位置偏差，將位置偏差量反饋回傳感器運(yùn)動臺進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述掩模標(biāo)記的強(qiáng)度分布為：

所述對準(zhǔn)標(biāo)記的強(qiáng)度分布為：

其中，f₁代表掩模標(biāo)記的頻率，f₂代表對準(zhǔn)標(biāo)記的頻率；t_xy1為掩模標(biāo)記的x、y坐標(biāo)，t_xy2為對準(zhǔn)標(biāo)記的的x、y坐標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述空間像為一組相互不相干的點(diǎn)光源在像面強(qiáng)度分布的疊加。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述空間像I的表示如下：

式中，I為空間像，為衍射光振幅，P為光瞳函數(shù)，S為有效光源，F(xiàn)T為二維傅里葉變換；

轉(zhuǎn)成成離散形式如下：

式中，波數(shù)k＝2π/λ，λ為單色光光源的波長；W_aberration(f,g)是波像差，其中n為澤尼克級次，Zn是第n級澤尼克多項(xiàng)式系數(shù)，R_n(ρ,θ)是光瞳面正則化的第n級澤尼克多項(xiàng)式；f、g是光瞳頻譜坐標(biāo)，f'、g'是光源頻譜坐標(biāo)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述莫爾條紋的表達(dá)式為：

式中，I_y1(x,y)表示掩模標(biāo)記的光強(qiáng)分布，I_y2(x,y)表示對準(zhǔn)標(biāo)記的光強(qiáng)分布。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述根據(jù)采集獲得的光強(qiáng)信息重構(gòu)莫爾條紋，包括：

采用壓縮感知算法以較低的采樣率重構(gòu)出莫爾條紋；其中，在重構(gòu)過程中使用小波變換提高莫爾條紋信號的稀疏度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置，其特征在于，重構(gòu)獲得的莫爾條紋的表達(dá)式為：

I_more＝Φx＝ΦΨs＝As

式中，Φ表示M×N維隨機(jī)測量矩陣，Ψ表示N×N維的小波變換正交基，s是原始信號經(jīng)小波變換后的N×1維稀疏信號，A表示由測量矩陣和小波正交基組成的M×N維觀測矩陣；M代表隨機(jī)矩陣編碼測量次數(shù)，N代表測量信號長度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述根據(jù)重構(gòu)的莫爾條紋獲取理想成像與實(shí)際成像的位置偏差，包括：

通過檢測莫爾條紋的質(zhì)心坐標(biāo)偏移量，以獲取理想成像與實(shí)際成像的位置偏差；

所述位置偏差的表達(dá)式為：

其中，X、Y是理想成像下的質(zhì)心坐標(biāo)，是未對準(zhǔn)狀態(tài)下的莫爾條紋質(zhì)心坐標(biāo)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置還包括掩模臺、第一凸透鏡和第二凸透鏡；

所述掩模臺用于放置掩模標(biāo)記；

所述第一凸透鏡設(shè)置在對準(zhǔn)標(biāo)記和DMD空間調(diào)制器之間，穿過對準(zhǔn)標(biāo)記的光線透過第一凸透鏡進(jìn)入DMD空間調(diào)制器；

所述第二凸透鏡設(shè)置在DMD空間調(diào)制器和CCD相機(jī)設(shè)置之間，經(jīng)過編碼的光線透過第二凸透鏡到達(dá)CCD相機(jī)。

10.一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種投影光刻莫爾對準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括以下步驟：

照明系統(tǒng)發(fā)射光線，光線穿過掩模標(biāo)記后，經(jīng)過光刻投影物鏡形成空間像；

通過控制傳感器運(yùn)動臺的移動尋找空間像的位置，以使經(jīng)過對準(zhǔn)標(biāo)記的光線產(chǎn)生衍射，形成莫爾條紋；

莫爾條紋到達(dá)DMD空間調(diào)制器，進(jìn)行編碼；

編碼后的莫爾條紋到達(dá)CCD相機(jī)，根據(jù)采集獲得的信息重構(gòu)莫爾條紋；

根據(jù)重構(gòu)的莫爾條紋獲取理想成像與實(shí)際成像的位置偏差，將位置偏差量反饋回傳感器運(yùn)動臺進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)。