CN102929108A - 直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，包括以下步骤：(1)在直写式光刻机的物镜与光路间增设至少一个镜头转换器；(2)在所述镜头转换器上依次安装5倍、10倍、20倍以及50倍镜头；(3)以5倍镜头寻找对准标记，并将对准标记移到视场中心，其后依次以10倍镜头、20倍镜头找到对准标记并将对准标记移到视场中心；(4)在50倍镜头下找到对准标记并将对准标记移到视场中心，而后提取对准标记中心坐标。本发明通过提高对准精度，提高了曝光图形的层间相对位置关系精度，并解决了采用低倍率的单一物镜时对准标记寻找难的问题，提高了光刻机曝光生产效率。

Description

直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法

技术领域

本发明具体涉及一种直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，属于光刻机对准控制领域。

背景技术

直写式光刻机的对准控制系统，是通过空间光调制器(SLM)，将照明光源反射到待加工面上，然后使用图形传感器(CCD)采集待加工面上的反射光获取对准图形信息，然后通过获取的图形信息计算出图形中心坐标。根据待加工面上的多个对准图形中心坐标计算出待加工面相对于光刻机运动平台的偏移量，并在曝光系统中给予补偿。

直写式光刻机是半导体生产过程中曝光工序必需设备，且在半导体生产过程中包含了多道曝光工序，而每道曝光工序对应一层曝光图形，即半导体生产过程包含了多层曝光图形。半导体产品是否合格以及产品性能的好坏与曝光图形的层间相对位置关系有直接关系，此位置关系精度由光刻机的对准控制精度决定。

但现有技术仅仅采用倍率较低的一个物镜获取对准标记中心坐标，不仅不便于对准标记的寻找影响光刻机曝光产能，且不能保证获取的图形坐标精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，以解决现有技术中对准标记寻找难，对准精度低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，包括以下步骤：

(1)在直写式光刻机的物镜与光路间增设至少一个镜头转换器；

(2)在所述镜头转换器上依次安装5倍、10倍、20倍以及50倍镜头；

(3)以5倍镜头寻找对准标记，并将对准标记移到视场中心，其后依次以10倍镜头、20倍镜头找到对准标记并将对准标记移到视场中心；

(4)在50倍镜头下找到对准标记并将对准标记移到视场中心，而后提取对准标记中心坐标。

进一步的，所述镜头转换器上至少设有5倍、10倍、20倍以及50倍镜头安装位，且所述镜头转换器能够在手动或电控驱动下旋转。

较为优选，所述镜头转换器与电控驱动装置传动连接。

在步骤(2)中所述镜头的倍数是指直写式光刻机物镜的实际放大倍率。

在步骤(3)中所述视场中心是指物镜观测范围的中心。

在步骤(3)和步骤(4)中，对准标记的寻找是在CCD辅助下实现的。

步骤(4)中所述对准标记中心坐标是对准标记的图形中心在直写式光刻机载物平台坐标系中的坐标。

所述直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法还包括：利用步骤(4)所得对准标记中心坐标进行直写式光刻机的对准运算。

与现有技术相比，本发明的优点至少在于：通过提高对准精度，从而提高了曝光图形的层间相对位置关系精度，并解决了采用低倍率的单一物镜时，对准标记寻找难的问题，提高了光刻机曝光生产效率。

附图说明

图1是与本发明相关的一个光学对准系统的模型图。

图2是对准过程中寻找对准标记的过程图

图3是各对准镜头下相同对准标记的效果图

具体实施方式

本发明旨在针对现有技术的不足提供一种直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法。作为较为优选的实施方案之一，本发明的技术方案可以包括：

(1)首先在直写式光刻机的物镜与光路间增加一个镜头转换器；

(2)然后将5倍、10倍、20倍以及50倍镜头依次安装在镜头转换器上，作为对准镜头；

(3)以5倍镜头寻找对准标记，并将对准标记移到视场中心，其后依次以10倍镜头、20倍镜头找到对准标记并将对准标记移到视场中心；

(4)在50倍镜头下找到对准标记并将对准标记移到视场中心，而后提取对准标记中心坐标。

具体而言，所述步骤(1)中的镜头转换器，其是可安装多个镜头，并可通过手动或电控旋转的装置。

所述步骤(2)中，镜头倍数是指直写式光刻机物镜的实际放大倍率。

所述步骤(3)中，视场中心是指物镜观测范围的中心。物镜的倍率越低视场越大。对准标记的寻找用到了图形传感器(CCD)。

所述步骤(4)中，对准标记中心坐标，是对准标记的图形中心在直写式光刻机载物平台坐标系中的坐标；并且，50倍镜头下的中心坐标参与直写式光刻机的对准运算。

以下结合一较佳实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

参阅图1所示系为本实施例中一个光学对准系统的模型，光源1发出的光束2经过光路到达图形发生器(SLM)3，由图形发生器反射后的第一反射光束4经过对准镜头到达待加工面6(图中所示5为镜头转换器与对准镜头的组合，其中对准镜头的选择可通过镜头转换器来实现，镜头转换器能按图1中的选旋转方向转动)，待加工面6反射回的第二反射光束7再经过对准镜头到达图像传感器8，图形传感器8通过采集第二反射光束7，描绘出待加工面的图形信息。

参阅图2所示系对准过程中寻找对准标记的过程，其中，A是对准镜头，B是对准镜头的视场，C是待加工面(待加工面放置在光刻设备的载物平台上，可以通过平台进行水平及垂直方向的运动)，D是待加工面上的对准标记，E是待加工面相对对准镜头的水平运动方向，F是待加工面相对对准镜头的垂直运动方向，G是待加工面的反射光束，H是图形传感器。当待加工面上的对准标记D进入对准镜头的视场B后，对准系统通过图形传感器H获取到图形信息，通过直写式光刻机的载物平台将待加工面上的对准标记D至对准镜头的视场B的中心

参阅图3所示系在不同对准镜头下相同对准标记的效果，其中图像10～40分别为5倍、10倍、20倍以及50倍镜头下对准标记在视场中心的效果图，显然，其中图像10的视场最大，主要用于寻找对准标记，图像40的视场最小，但放大倍率最大，在图像40中能精确提取对准标记的中心坐标。

本发明利用镜头转换器将多种倍率的镜头组合，并使用图形传感器来获取待加工面上的对准标记信息。在视场大的5倍镜头下寻找对准标记，解决了寻找对准标记难的问题。结合10倍与20倍镜头逐步过渡到50倍镜头，以保证对准标记能一直保持在视场中心。使用50倍镜头增加了图形放大倍率，能更准确的获取对准标记中心坐标，从而提高了对准精度，提高了曝光图形的层间相对位置关系精度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在直写式光刻机的物镜与光路间增设至少一个镜头转换器；

(2)在所述镜头转换器上依次安装5倍、10倍、20倍以及50倍镜头；

(3)以5倍镜头寻找对准标记，并将对准标记移到视场中心，其后依次以10倍镜头、20倍镜头找到对准标记并将对准标记移到视场中心；

(4)在50倍镜头下找到对准标记并将对准标记移到视场中心，而后提取对准标记中心坐标。

2.根据权利要求1所述的直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，其特征在于，所述镜头转换器上至少设有5倍、10倍、20倍以及50倍镜头安装位，且所述镜头转换器能够在手动或电控驱动下旋转。

3.根据权利要求1或2所述的直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，其特征在于，所述镜头转换器与电控驱动装置传动连接。

4.根据权利要求1所述的直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，其特征在于，在步骤(2)中所述镜头的倍数是指直写式光刻机物镜的实际放大倍率。

5.根据权利要求1所述的直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，其特征在于，在步骤(3)中所述视场中心是指物镜观测范围的中心。

6.根据权利要求1所述的直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，其特征在于，在步骤(3)和步骤(4)中，对准标记的寻找是在CCD辅助下实现的。

7.根据权利要求1所述的直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，其特征在于，步骤(4)中所述对准标记中心坐标是对准标记的图形中心在直写式光刻机载物平台坐标系中的坐标。

8.根据权利要求1或7所述的直写式光刻机中多种倍率镜头相结合进行对准的方法，其特征在于，它还包括：利用步骤(4)所得对准标记中心坐标进行直写式光刻机的对准运算。

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