直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法
2023-05-09 19:49:16
專利名稱：直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法
直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法技術領域
本發明具體涉及一種直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，屬於光刻機對準控制領域。
背景技術：
直寫式光刻機的對準控制系統，是通過空間光調製器(SLM)，將照明光源反射到待加工面上，然後使用圖形傳感器(CCD)採集待加工面上的反射光獲取對準圖形信息，然後通過獲取的圖形信息計算出圖形中心坐標。根據待加工面上的多個對準圖形中心坐標計算出待加工面相對於光刻機運動平臺的偏移量，並在曝光系統中給予補償。
直寫式光刻機是半導體生產過程中曝光工序必需設備，且在半導體生產過程中包含了多道曝光工序，而每道曝光工序對應一層曝光圖形，即半導體生產過程包含了多層曝光圖形。半導體產品是否合格以及產品性能的好壞與曝光圖形的層間相對位置關係有直接關係，此位置關係精度由光刻機的對準控制精度決定。
但現有技術僅僅採用倍率較低的一個物鏡獲取對準標記中心坐標，不僅不便於對準標記的尋找影響光刻機曝光產能，且不能保證獲取的圖形坐標精度。發明內容
本發明的目的在於提供一種直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，以解決現有技術中對準標記尋找難，對準精度低的問題。
為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案為
—種直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，包括以下步驟
(I)在直寫式光刻機的物鏡與光路間增設至少一個鏡頭轉換器；
(2)在所述鏡頭轉換器上依次安裝5倍、10倍、20倍以及50倍鏡頭；
(3)以5倍鏡頭尋找對準標記，並將對準標記移到視場中心，其後依次以10倍鏡頭、20倍鏡頭找到對準標記並將對準標記移到視場中心；
(4)在50倍鏡頭下找到對準標記並將對準標記移到視場中心，而後提取對準標記中心坐標。
進一步的，所述鏡頭轉換器上至少設有5倍、10倍、20倍以及50倍鏡頭安裝位，且所述鏡頭轉換器能夠在手動或電控驅動下旋轉。
較為優選，所述鏡頭轉換器與電控驅動裝置傳動連接。
在步驟(2)中所述鏡頭的倍數是指直寫式光刻機物鏡的實際放大倍率。
在步驟(3)中所述視場中心是指物鏡觀測範圍的中心。
在步驟(3)和步驟(4)中，對準標記的尋找是在CCD輔助下實現的。
步驟(4)中所述對準標記中心坐標是對準標記的圖形中心在直寫式光刻機載物平臺坐標系中的坐標。
所述直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法還包括利用步驟(4)所得對準標記中心坐標進行直寫式光刻機的對準運算。
與現有技術相比，本發明的優點至少在於通過提高對準精度，從而提高了曝光圖形的層間相對位置關係精度，並解決了採用低倍率的單一物鏡時，對準標記尋找難的問題， 提高了光刻機曝光生產效率。
圖I是與本發明相關的一個光學對準系統的模型圖。
圖2是對準過程中尋找對準標記的過程圖
圖3是各對準鏡頭下相同對準標記的效果圖具體實施方式
本發明旨在針對現有技術的不足提供一種直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法。作為較為優選的實施方案之一，本發明的技術方案可以包括
(I)首先在直寫式光刻機的物鏡與光路間增加一個鏡頭轉換器；
(2)然後將5倍、10倍、20倍以及50倍鏡頭依次安裝在鏡頭轉換器上，作為對準鏡頭;
(3)以5倍鏡頭尋找對準標記，並將對準標記移到視場中心，其後依次以10倍鏡頭、20倍鏡頭找到對準標記並將對準標記移到視場中心；
(4)在50倍鏡頭下找到對準標記並將對準標記移到視場中心，而後提取對準標記中心坐標。
具體而言，所述步驟(I)中的鏡頭轉換器，其是可安裝多個鏡頭，並可通過手動或電控旋轉的裝置。
所述步驟(2)中，鏡頭倍數是指直寫式光刻機物鏡的實際放大倍率。
所述步驟(3)中，視場中心是指物鏡觀測範圍的中心。物鏡的倍率越低視場越大。 對準標記的尋找用到了圖形傳感器(CCD)。
所述步驟(4)中，對準標記中心坐標，是對準標記的圖形中心在直寫式光刻機載物平臺坐標系中的坐標；並且，50倍鏡頭下的中心坐標參與直寫式光刻機的對準運算。
以下結合一較佳實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。
參閱圖I所不係為本實施例中一個光學對準系統的模型，光源I發出的光束2經過光路到達圖形發生器(SLM) 3，由圖形發生器反射後的第一反射光束4經過對準鏡頭到達待加工面6 (圖中所示5為鏡頭轉換器與對準鏡頭的組合，其中對準鏡頭的選擇可通過鏡頭轉換器來實現，鏡頭轉換器能按圖I中的選旋轉方向轉動)，待加工面6反射回的第二反射光束7再經過對準鏡頭到達圖像傳感器8，圖形傳感器8通過採集第二反射光束7，描繪出待加工面的圖形信息。
參閱圖2所示系對準過程中尋找對準標記的過程，其中，A是對準鏡頭，B是對準鏡頭的視場，C是待加工面(待加工面放置在光刻設備的載物平臺上，可以通過平臺進行水平及垂直方向的運動)，D是待加工面上的對準標記，E是待加工面相對對準鏡頭的水平運動方向，F是待加工面相對對準鏡頭的垂直運動方向，G是待加工面的反射光束，H是圖形傳感器。當待加工面上的對準標記D進入對準鏡頭的視場B後，對準系統通過圖形傳感器H獲取到圖形信息，通過直寫式光刻機的載物平臺將待加工面上的對準標記D至對準鏡頭的視場B的中心
參閱圖3所示系在不同對準鏡頭下相同對準標記的效果，其中圖像10 40分別為5倍、10倍、20倍以及50倍鏡頭下對準標記在視場中心的效果圖，顯然，其中圖像10的視場最大，主要用於尋找對準標記，圖像40的視場最小，但放大倍率最大，在圖像40中能精確提取對準標記的中心坐標。
本發明利用鏡頭轉換器將多種倍率的鏡頭組合，並使用圖形傳感器來獲取待加工面上的對準標記信息。在視場大的5倍鏡頭下尋找對準標記，解決了尋找對準標記難的問題。結合10倍與20倍鏡頭逐步過渡到50倍鏡頭，以保證對準標記能一直保持在視場中心。 使用50倍鏡頭增加了圖形放大倍率，能更準確的獲取對準標記中心坐標，從而提高了對準精度，提高了曝光圖形的層間相對位置關係精度。
儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。
權利要求
1.一種直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，其特徵在於，包括以下步驟 (1)在直寫式光刻機的物鏡與光路間增設至少一個鏡頭轉換器； (2)在所述鏡頭轉換器上依次安裝5 倍、10倍、20倍以及50倍鏡頭； (3)以5倍鏡頭尋找對準標記，並將對準標記移到視場中心，其後依次以10倍鏡頭、20倍鏡頭找到對準標記並將對準標記移到視場中心； (4)在50倍鏡頭下找到對準標記並將對準標記移到視場中心，而後提取對準標記中心坐標。
2.根據權利要求I所述的直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，其特徵在於，所述鏡頭轉換器上至少設有5倍、10倍、20倍以及50倍鏡頭安裝位，且所述鏡頭轉換器能夠在手動或電控驅動下旋轉。
3.根據權利要求I或2所述的直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，其特徵在於，所述鏡頭轉換器與電控驅動裝置傳動連接。
4.根據權利要求I所述的直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，其特徵在於，在步驟(2)中所述鏡頭的倍數是指直寫式光刻機物鏡的實際放大倍率。
5.根據權利要求I所述的直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，其特徵在於，在步驟(3)中所述視場中心是指物鏡觀測範圍的中心。
6.根據權利要求I所述的直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，其特徵在於，在步驟(3)和步驟(4)中，對準標記的尋找是在CCD輔助下實現的。
7.根據權利要求I所述的直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，其特徵在於，步驟(4)中所述對準標記中心坐標是對準標記的圖形中心在直寫式光刻機載物平臺坐標系中的坐標。
8.根據權利要求I或7所述的直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，其特徵在於，它還包括利用步驟(4)所得對準標記中心坐標進行直寫式光刻機的對準運算。
全文摘要
本發明公開了一種直寫式光刻機中多種倍率鏡頭相結合進行對準的方法，包括以下步驟(1)在直寫式光刻機的物鏡與光路間增設至少一個鏡頭轉換器；(2)在所述鏡頭轉換器上依次安裝5倍、10倍、20倍以及50倍鏡頭；(3)以5倍鏡頭尋找對準標記，並將對準標記移到視場中心，其後依次以10倍鏡頭、20倍鏡頭找到對準標記並將對準標記移到視場中心；(4)在50倍鏡頭下找到對準標記並將對準標記移到視場中心，而後提取對準標記中心坐標。本發明通過提高對準精度，提高了曝光圖形的層間相對位置關係精度，並解決了採用低倍率的單一物鏡時對準標記尋找難的問題，提高了光刻機曝光生產效率。
文檔編號G02B7/14GK102929108SQ20121050874
公開日2013年2月13日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者彭丹花 申請人:蘇州微影光電科技有限公司