專利名稱：一種可調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)照明光斑尺寸的光刻機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻裝置，特別是一種可調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)照明光斑尺寸的光刻機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的光刻裝置，主要用于集成電路IC或其它微型器件的制造。通過光刻裝置，具有不同掩模圖案的多層掩模在精確對(duì)準(zhǔn)下依次成像在涂覆有光刻膠的晶片上，例如半導(dǎo)體晶片或LCD板。光刻裝置大體上分為兩類，一類是步進(jìn)光刻裝置，掩模圖案一次曝光成像在晶片的一個(gè)曝光區(qū)域，隨后晶片相對(duì)于掩模移動(dòng)，將下一個(gè)曝光區(qū)域移動(dòng)到掩模圖案和投影物鏡下方，再一次將掩模圖案曝光在晶片的另一曝光區(qū)域，重復(fù)這一過程直到晶片上所有曝光區(qū)域都擁有掩模圖案的像。另一類是步進(jìn)掃描光刻裝置，在上述過程中，掩模圖案不是一次曝光成像，而是通過投影光場(chǎng)的掃描移動(dòng)成像。在掩模圖案成像過程中，掩模與晶片同時(shí)相對(duì)于投影系統(tǒng)和投影光束移動(dòng)。光刻裝置中關(guān)鍵的步驟是將掩模與晶片對(duì)準(zhǔn)。第一層掩模圖案在晶片上曝光后從裝置中移開，在晶片進(jìn)行相關(guān)的工藝處理后，進(jìn)行第二層掩模圖案的曝光，但為確保第二層掩模圖案和隨后掩模圖案的像相對(duì)于晶片上已曝光掩模圖案像的精確定位，需要將掩模和晶片進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)。由光刻技術(shù)制造的IC器件需要多次曝光在晶片中形成多層電路，為此，光刻裝置中要求配置對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)掩模和晶片的精確對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)特征尺寸要求更小時(shí)， 對(duì)套刻精度的要求以及由此產(chǎn)生的對(duì)對(duì)準(zhǔn)精度的要求變得更加嚴(yán)格。光刻裝置的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其主要功能是在套刻曝光前實(shí)現(xiàn)掩模-晶片對(duì)準(zhǔn)，即測(cè)出晶片在機(jī)器坐標(biāo)系中的坐標(biāo)0(w，Yw，owz)，及掩模在機(jī)器坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(ΧΚ，ΥΚ，ΦΚΖ)，并計(jì)算得到掩模相對(duì)于晶片的位置，以滿足套刻精度的要求?，F(xiàn)有技術(shù)有兩種對(duì)準(zhǔn)方案。一種是透過鏡頭的TTL對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，激光照明在晶片上設(shè)置的周期性相位光柵結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，由光刻裝置的投影物鏡所收集的晶片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的衍射光或散射光照射在掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上，該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以為振幅或相位光柵。在掩模標(biāo)記后設(shè)置探測(cè)器，當(dāng)在投影物鏡下掃描晶片時(shí)， 探測(cè)透過掩模標(biāo)記的光強(qiáng)，探測(cè)器輸出的最大值表示正確的對(duì)準(zhǔn)位置。該對(duì)準(zhǔn)位置為用于監(jiān)測(cè)晶片臺(tái)位置移動(dòng)的激光干涉儀的位置測(cè)量提供了零基準(zhǔn)。另一種是OA離軸對(duì)準(zhǔn)技術(shù)， 通過離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)測(cè)量位于晶片上的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記以及晶片臺(tái)上基準(zhǔn)板的基準(zhǔn)標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)晶片對(duì)準(zhǔn)和晶片臺(tái)對(duì)準(zhǔn)；晶片臺(tái)上基準(zhǔn)板的基準(zhǔn)標(biāo)記與掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)掩模對(duì)準(zhǔn)； 由此可以得到掩模和晶片的位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)掩模和晶片對(duì)準(zhǔn)。目前，光刻設(shè)備大多所采用的對(duì)準(zhǔn)方式為光柵對(duì)準(zhǔn)。光柵對(duì)準(zhǔn)是指均勻照明光束照射在光柵對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上發(fā)生衍射，衍射后的出射光攜帶有關(guān)于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)的全部信息。 高級(jí)衍射光以大角度從相位對(duì)準(zhǔn)光柵上散開，通過空間濾波器濾掉零級(jí)光后，采集衍射光士 1級(jí)衍射光，或者隨著CD要求的提高，同時(shí)采集多級(jí)衍射光(包括高級(jí))在像平面干涉成像，經(jīng)光電探測(cè)器和信號(hào)處理，確定對(duì)準(zhǔn)中心位置。中國(guó)發(fā)明專利CN03164859.2公開了一種用于光刻系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法。荷蘭 ASML公司所采用的一種4f系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)在光源部分采用紅光、綠光雙光源照射；照射到標(biāo)記上的光斑大小固定，采用楔塊列陣或楔板組來實(shí)現(xiàn)多級(jí)衍射光的分離，在像面分別相干成像；紅光和綠光的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)通過一個(gè)偏振分束棱鏡來分離；探測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記多級(jí)次衍射光相干成像后透過對(duì)應(yīng)周期的參考光柵的透射光強(qiáng)，在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記掃描過程中得到正弦輸出的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)，由不同頻率的信號(hào)的位相信息獲得對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心位置。這種類型的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)使用固定的光斑大小照射到光柵上，對(duì)于XY四象限標(biāo)記，要求光斑大小要覆蓋整個(gè)標(biāo)記，這就需要較大的光斑，而對(duì)于劃線槽中的X、Y標(biāo)記則只需要較小的光斑即可，在這種情況下使用較大光斑會(huì)引入比較大的雜散光，降低信噪比，影響對(duì)準(zhǔn)精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)照明光斑尺寸的光刻機(jī)，使得在照射不同對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)光斑大小。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種可調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)照明光斑尺寸的光刻機(jī)，包括照明系統(tǒng)，提供曝光光束；掩模支架和掩模臺(tái)，用于支承掩模版；掩模版，具有掩模圖案和具有周期性結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；投影光學(xué)系統(tǒng)，用于將掩模版上的掩模圖案投影到硅片上； 硅片，具有周期性光學(xué)結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；硅片支架和硅片臺(tái)，用于支承硅片，硅片臺(tái)上有刻有基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)板；反射鏡和激光干涉儀，用于掩模臺(tái)和硅片臺(tái)位置的測(cè)量；伺服系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由主控制系統(tǒng)控制掩模臺(tái)和硅片臺(tái)的位移；以及離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，用于掩模和硅片的對(duì)準(zhǔn)；其中，離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)具有可調(diào)節(jié)照明光斑尺寸的光束調(diào)制裝置。其中，所述離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)包括激光光源，提供對(duì)準(zhǔn)照明光源；光纖耦合器，將激光器發(fā)出的光耦合進(jìn)入光纖；單模保偏光纖；光纖準(zhǔn)直器，將點(diǎn)光源變?yōu)槠叫泄馐灰约肮馐{(diào)制裝置，調(diào)節(jié)光纖準(zhǔn)直器輸出光線的光斑大小及形狀。其中，所述光束調(diào)制裝置為可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)所述可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)包括前后兩組透鏡組，前組透鏡組包括一匯聚透鏡，后組透鏡組包括三個(gè)由電機(jī)控制的鏡片。其中，所述光束調(diào)制裝置為空間光調(diào)制器。一種對(duì)準(zhǔn)照明方法，包括由一激光光源提供一照明光束，所述照明光束經(jīng)過光束準(zhǔn)直單元后形成平行光束，所述平行光束經(jīng)光束調(diào)制裝置輸出，其中所述光束調(diào)制裝置的輸出光斑根據(jù)照明對(duì)象的需求調(diào)整光斑的大小及形狀。其中，所述光束準(zhǔn)直單元包括光纖耦合器，將激光器發(fā)出的光耦合進(jìn)入光纖；單模保偏光纖；光纖準(zhǔn)直器，將點(diǎn)光源變?yōu)槠叫泄馐?。其中，所述光束調(diào)制裝置為可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)所述可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)包括前后兩組透鏡組，前組透鏡組包括一匯聚透鏡，后組透鏡組包括三個(gè)由電機(jī)控制的鏡片。其中，所述光束調(diào)制裝置為空間光調(diào)制器。


通過本發(fā)明實(shí)施例并結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中光刻設(shè)備整體結(jié)構(gòu)示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)照明系統(tǒng)第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)照明系統(tǒng)第一實(shí)施例的可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5(a)、(b)、(C)是現(xiàn)有技術(shù)的激光光斑在XY、X、Y向的三周期標(biāo)記掃描示意圖；圖6 (a)、(b)、(c)是使用本發(fā)明可調(diào)節(jié)光斑尺寸的離軸對(duì)準(zhǔn)照明系統(tǒng)后Ti、X、Y 向的三周期標(biāo)記掃描示意圖；圖7是本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)照明系統(tǒng)第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是空間光調(diào)制器多個(gè)獨(dú)立可尋址像素示意圖；圖9是空間光調(diào)制器通過計(jì)算機(jī)控制像素示意圖；圖10(a)、(b)、(C)為本發(fā)明第二實(shí)施例激光光斑整形后在XY、X、Y向的標(biāo)記掃描示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)與光刻設(shè)備之間的總體布局、工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。光刻設(shè)備的構(gòu)成包括用于提供曝光光束的照明系統(tǒng)1 ；用于支承掩模版2 的掩模支架和掩模臺(tái)3，掩模版2上有掩模圖案和具有周期性結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記RM ；用于將掩模版2上的掩模圖案投影到硅片6的投影光學(xué)系統(tǒng)4 ；用于支承硅片6的硅片支架和硅片臺(tái)7，硅片臺(tái)7上有刻有基準(zhǔn)標(biāo)記FM的基準(zhǔn)板8，硅片6上有周期性光學(xué)結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記； 用于掩模和硅片對(duì)準(zhǔn)的離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)5 ；用于掩模臺(tái)3和硅片臺(tái)7位置測(cè)量的反射鏡10、16 和激光干涉儀11、15，以及由主控制系統(tǒng)12控制掩模臺(tái)3和硅片臺(tái)7位移的伺服系統(tǒng)13和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)9、14。其中，照明系統(tǒng)1包括一個(gè)光源、一個(gè)使照明均勻化的透鏡系統(tǒng)、一個(gè)反射鏡、一個(gè)聚光鏡(圖中均未示出)。作為一個(gè)光源單元，采用KrF準(zhǔn)分子激光器(波長(zhǎng)M8nm) ,ArF 準(zhǔn)分子激光器(波長(zhǎng)193nm)、F2激光器(波長(zhǎng)157nm)、Kr2激光器(波長(zhǎng)146nm)、Ar2激光器(波長(zhǎng)126nm)、或者使用超高壓汞燈(g_線、i_線)等。照明系統(tǒng)1均勻照射的曝光光束IL照射在掩模版2上，掩模版2上包含有掩模圖案和周期性結(jié)構(gòu)的標(biāo)記冊(cè)，用于掩模對(duì)準(zhǔn)。掩模臺(tái)3可以經(jīng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14在垂直于照明系統(tǒng)光軸(與投影物鏡的光軸AX重合) 的X-Y平面內(nèi)移動(dòng)，并且在預(yù)定的掃描方向(平行于X軸方向)以特定的掃描速度移動(dòng)。掩模臺(tái)3在移動(dòng)平面內(nèi)的位置通過位于掩模臺(tái)3上的反射鏡16由多普勒雙頻激光干涉儀15 精密測(cè)得。掩模臺(tái)3的位置信息由激光干涉儀15經(jīng)伺服系統(tǒng)13發(fā)送到主控制系統(tǒng)12，主控制系統(tǒng)12根據(jù)掩模臺(tái)3的位置信息通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14驅(qū)動(dòng)掩模臺(tái)3。投影光學(xué)系統(tǒng)4 (投影物鏡)位于圖1所示的掩模臺(tái)3下方，其光軸AX平行于Z 軸方向。由于采用雙遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)并具有預(yù)定的縮小比例如1/5或1/4的折射式或折反射式光學(xué)系統(tǒng)作為投影光學(xué)系統(tǒng)，所以當(dāng)照明系統(tǒng)1發(fā)射的曝光光束照射掩模版2上的掩模圖案時(shí)，電路掩模圖案經(jīng)過投影光學(xué)系統(tǒng)在涂覆有光刻膠的硅片6上成縮小的圖像。硅片臺(tái)7位于投影光學(xué)系統(tǒng)4的下方，硅片臺(tái)7上設(shè)置有一個(gè)硅片支架(圖中未示出)，硅片6固定在支架上。硅片臺(tái)7經(jīng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)9驅(qū)動(dòng)可以在掃描方向(X方向)和垂直于掃描方向(Y方向)上運(yùn)動(dòng)，使得可以將硅片6的不同區(qū)域定位在曝光光場(chǎng)內(nèi)，并進(jìn)行CN 102314091 A
說明書
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步進(jìn)掃描操作。硅片臺(tái)7在X-Y平面內(nèi)的位置通過一個(gè)位于硅片臺(tái)上的反射鏡10由多普勒雙頻激光干涉儀11精密測(cè)得，硅片臺(tái)7的位置信息經(jīng)伺服系統(tǒng)13發(fā)送到主控制系統(tǒng)12， 主控制系統(tǒng)12根據(jù)位置信息(或速度信息)通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)9控制硅片臺(tái)7的運(yùn)動(dòng)。硅片6上設(shè)有周期性結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，硅片臺(tái)7上有包含基準(zhǔn)標(biāo)記FM的基準(zhǔn)板8， 對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)5分別通過硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和基準(zhǔn)標(biāo)記FM實(shí)現(xiàn)硅片6對(duì)準(zhǔn)和硅片臺(tái)7對(duì)準(zhǔn)。另外， 一個(gè)同軸對(duì)準(zhǔn)單元(圖中未示出)將硅片臺(tái)上基準(zhǔn)板8的基準(zhǔn)標(biāo)記FM與掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記RM 對(duì)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)掩模對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)5的對(duì)準(zhǔn)信息結(jié)合同軸對(duì)準(zhǔn)單元的對(duì)準(zhǔn)信息一起傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)12，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)9驅(qū)動(dòng)硅片臺(tái)7移動(dòng)實(shí)現(xiàn)掩模和硅片6的對(duì)準(zhǔn)。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)主要由光源模塊、照明模塊、成像模塊、探測(cè)模塊、信號(hào)處理和定位模塊(圖中沒有示出)等組成。光源模塊主要包括提供兩個(gè)波長(zhǎng)的光源、快門、光隔離器和RF調(diào)制器(圖中沒有示出)。照明模塊包括傳輸光纖和照明光學(xué)系統(tǒng)。成像模塊主要包括大數(shù)值孔徑的物鏡211、分束器214、雙向分束器 218、λ 2空間濾波器219、λ 2透鏡系統(tǒng)220和λ 1空間濾波器224、λ 1透鏡系統(tǒng)225。探測(cè)模塊包括CXD傳輸光纖216、CXD相機(jī)217、λ 2參考標(biāo)記321、λ 2傳輸光纖222、λ 2光電探測(cè)器223、λ 1參考標(biāo)記226、λ 2傳輸光纖227和λ 2光電探測(cè)器228。信號(hào)處理和定位模塊主要包括光電信號(hào)轉(zhuǎn)換和放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號(hào)處理電路等。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)原理為光源模塊輸出的對(duì)準(zhǔn)光束201 (包含兩種可選波長(zhǎng)，也可同時(shí)應(yīng)用)進(jìn)入光束合束器202，經(jīng)由單膜保偏光纖203傳輸?shù)狡鹌?04、透鏡205、照明孔徑光闌206和透鏡207，然后經(jīng)平板209上的反射棱鏡208垂直入射到消色差的λ /4波片210 進(jìn)入大數(shù)值孔徑的物鏡211 (4F透鏡的前組)，光束經(jīng)大數(shù)值孔徑的物鏡211會(huì)聚照射到硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212上并發(fā)生衍射，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212各級(jí)次衍射光沿原路返回并經(jīng)平板209進(jìn)入分束器214，分束器214將一小部分衍射光經(jīng)過鍍膜反射面213反射到CXD光路經(jīng)過CXD透鏡215、(XD傳輸光纖216，成像于CXD 217上用于觀測(cè)標(biāo)記成像情況，另一部分衍射光沿光路透射過去由分光棱鏡218兩種波長(zhǎng)光束分開，分別進(jìn)入不同的光路，經(jīng)過相應(yīng)的λ 2空間濾波器219、λ 1空間濾波器224，選擇需要的衍射光級(jí)次(本發(fā)明需要的分別是各光柵的士 1級(jí)衍射光，并通過λ 2透鏡系統(tǒng)220、λ 1透鏡系統(tǒng)225，(4F透鏡的后組)將相應(yīng)衍射級(jí)次光干涉像成在λ 2參考標(biāo)記221、λ 1參考標(biāo)記2 上，工件臺(tái)掃描過程中，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記衍射級(jí)次干涉像掃描λ 2參考標(biāo)記221、λ 1參考標(biāo)記226，經(jīng)λ 2傳輸光纖222、λ 1傳輸光纖227探測(cè)參考標(biāo)記透過的光信號(hào)，由光信號(hào)的位相信息得到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心位置。圖3是本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)照明系統(tǒng)第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。301為激光光源，提供對(duì)準(zhǔn)照明光源。302為激光光源所發(fā)出的照明光束。303為光纖耦合器，將激光器發(fā)出的光束耦合進(jìn)入光纖。304為單模保偏光纖。305為光纖準(zhǔn)直器，將點(diǎn)光源變?yōu)槠叫泄馐９饫w耦合器 303,單模保偏光纖304及光纖準(zhǔn)直器305共同組成光束準(zhǔn)直單元。所述光束準(zhǔn)直單元可以由石英棒或蠅眼透鏡或準(zhǔn)直透鏡等方式組成。306為可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)，此望遠(yuǎn)系統(tǒng)由兩個(gè)透鏡組組成，每個(gè)透鏡組由若干透鏡組成，通過其中一個(gè)透鏡組上的電機(jī)，調(diào)整這個(gè)透鏡組中各透鏡的位置，從而改變這個(gè)望遠(yuǎn)系統(tǒng)輸出光線的光斑大小。307為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。圖4是可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中由光纖準(zhǔn)直器305 (圖上未示出)所出射的平行光束401經(jīng)過透鏡組402，折射為匯聚光束403，匯聚于404點(diǎn)，再經(jīng)過透鏡組405 成為平行光束409，其中通過透鏡組上的電機(jī)移動(dòng)406，407，408三個(gè)透鏡，使得透鏡組的焦點(diǎn)始終位于404，而透鏡組與404之間的距離發(fā)生變化，這就使得平行光束409形成的光斑大小產(chǎn)生變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)光斑大小的目的。圖5(a)、(b)、(C)為現(xiàn)有技術(shù)的激光光斑在XY、X、Y向的三周期標(biāo)記掃描示意圖。圖6 (a)、(b)、(c)為使用本發(fā)明第一實(shí)施例對(duì)準(zhǔn)照明系統(tǒng)調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)照明光斑尺寸后XY、X、Y向的標(biāo)記掃描示意圖。從圖5與圖4的對(duì)比可以看出，本發(fā)明在掃描XY標(biāo)記的時(shí)候，使用較大的光斑，而在掃描X、Y向標(biāo)記的時(shí)候，通過在透鏡組上的電機(jī)，調(diào)整各透鏡的位置，減小光斑尺寸，使大部分能量都照射在標(biāo)記上，大大提高了能量利用率。而圖4中的對(duì)準(zhǔn)照明光斑，在掃描X、Y向標(biāo)記時(shí)，很大一部分能量照射在標(biāo)記以外沒有被利用，同時(shí)也引入了很多雜散光，降低了對(duì)準(zhǔn)精度。圖7是本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)照明系統(tǒng)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。701為激光光源，提供對(duì)準(zhǔn)照明光源。702為激光光源所發(fā)出的照明光束。703為光纖耦合器，用來將激光器發(fā)出的光耦合進(jìn)入光纖。704為單模保偏光纖。705為光纖準(zhǔn)直器，將點(diǎn)光源變?yōu)槠叫泄馐?06 為空間光調(diào)制器(Spatial Light Modulator，簡(jiǎn)稱SLM)，根據(jù)需要調(diào)整輸出光線的大小、形狀。707為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記.空間光調(diào)制器，具有質(zhì)量小，功耗低、無機(jī)械惰性等特點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用在成像顯示、光束分束、激光束整形、相干波前調(diào)制和振幅調(diào)制等領(lǐng)域。電尋址液晶空間光調(diào)制器，利用外電壓改變液晶分子指向達(dá)到控制液晶的雙折射，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光波的調(diào)制作用。SLM的典型特征是它包括多個(gè)獨(dú)立可尋址像素，每個(gè)像素由單個(gè)分立元件構(gòu)成，能夠用來調(diào)制入射其上的光波的振幅和相位，如圖8所示。由于SLM可以方便的利用尋址電壓進(jìn)行控制，這使得SLM成為了一種對(duì)光波進(jìn)行可編程的控制器件，可以方便實(shí)時(shí)地作為光源濾波器使用。如圖9所示，計(jì)算機(jī)將優(yōu)化計(jì)算所得的光源調(diào)制信息裝載到SLM的控制單元，該控制單元負(fù)責(zé)將振幅信息轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電壓，并尋址加到對(duì)應(yīng)的SLM每個(gè)像素S(x，y)上。圖10(a)、(b)、(C)為本發(fā)明第二實(shí)施例中激光光斑整形后在XY、X、Y向的標(biāo)記掃描示意圖。從圖10與圖5的對(duì)比可以看出，本發(fā)明在掃描XY標(biāo)記時(shí)，編程控制SLM，其透過光斑為十字形光斑。而在掃描X、Y向標(biāo)記的時(shí)候，編程控制SLM，其透過光斑為矩形光斑， 這樣就會(huì)減少照射到其它圖形上的光，減小了雜散光，提高了對(duì)準(zhǔn)精度。而圖5中的對(duì)準(zhǔn)照明光斑，會(huì)覆蓋旁邊的圖形，引入較多的雜散光，影響對(duì)準(zhǔn)精度。本說明書中所述的只是本發(fā)明的幾種較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、 推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)照明光斑尺寸的光刻機(jī)，包括照明系統(tǒng)，提供曝光光束；掩模支架和掩模臺(tái)，用于支承掩模版；掩模版，具有掩模圖案和具有周期性結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；投影光學(xué)系統(tǒng)，用于將掩模版上的掩模圖案投影到硅片上；硅片，具有周期性光學(xué)結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；硅片支架和硅片臺(tái)，用于支承硅片，硅片臺(tái)上有刻有基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)板；反射鏡和激光干涉儀，用于掩模臺(tái)和硅片臺(tái)位置的測(cè)量；伺服系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由主控制系統(tǒng)控制掩模臺(tái)和硅片臺(tái)的位移；以及離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，用于掩模和硅片的對(duì)準(zhǔn)；其特征在于，離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)具有可調(diào)節(jié)照明光斑尺寸的光束調(diào)制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)，其特征在于，所述離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)包括 激光光源，提供對(duì)準(zhǔn)照明光源；光纖耦合器，將激光器發(fā)出的光耦合進(jìn)入光纖；單模保偏光纖；光纖準(zhǔn)直器，將點(diǎn)光源變?yōu)槠叫泄馐?；以及光束調(diào)制裝置，調(diào)節(jié)光纖準(zhǔn)直器輸出光線的光斑大小及形狀。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)，其特征在于，所述光束調(diào)制裝置為可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)所述可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)包括前后兩組透鏡組，前組透鏡組包括一匯聚透鏡，后組透鏡組包括三個(gè)由電機(jī)控制的鏡片。
4.如權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)，其特征在于，所述光束調(diào)制裝置為空間光調(diào)制器。
5.一種對(duì)準(zhǔn)照明方法，包括由一激光光源提供一照明光束，所述照明光束經(jīng)過光束準(zhǔn)直單元后形成平行光束，所述平行光束經(jīng)光束調(diào)制裝置輸出，其特征在于所述光束調(diào)制裝置的輸出光斑根據(jù)照明對(duì)象的需求調(diào)整光斑的大小及形狀。
6.一種如權(quán)利要求5所述的對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，所述光束準(zhǔn)直單元包括光纖耦合器，將激光器發(fā)出的光耦合進(jìn)入光纖；單模保偏光纖；光纖準(zhǔn)直器，將點(diǎn)光源變?yōu)槠叫泄馐?br> 7.—種如權(quán)利要求5所述的對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，所述光束調(diào)制裝置為可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)所述可調(diào)焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)包括前后兩組透鏡組，前組透鏡組包括一匯聚透鏡，后組透鏡組包括三個(gè)由電機(jī)控制的鏡片。
8.—種如權(quán)利要求5所述的對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，所述光束調(diào)制裝置為空間光調(diào)制
全文摘要
本發(fā)明提供一種可調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)照明光斑尺寸的光刻機(jī)，其中，離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)具有可調(diào)節(jié)照明光斑尺寸的光束調(diào)制裝置。光束調(diào)制裝置對(duì)照明系統(tǒng)輸出光線的光斑大小及形狀進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的照明系統(tǒng)可以在照射不同對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)，根據(jù)需要調(diào)節(jié)光斑大小。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102314091SQ20101021784
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者宋海軍, 李欣欣 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司