專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光刻裝置和光刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻裝置和光刻方法，尤其是一種浸沒(méi)式光刻裝置和光刻方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)光刻技術(shù)，幾乎每一代新集成電路的出現(xiàn)，都以光刻工 藝實(shí)現(xiàn)更小的特征尺寸為標(biāo)志。于是人們通過(guò)不斷減小光刻機(jī)的曝光波長(zhǎng)、增大投影物 鏡的數(shù)值孔徑或者將兩者結(jié)合來(lái)獲得更小的特征尺寸。目前，光刻機(jī)的曝光波長(zhǎng)已經(jīng)從 436nm,365nm,248nm減小到了 193nm，同時(shí)液體浸沒(méi)技術(shù)也將投影物鏡的數(shù)值孔徑從0. 93 增大到了 1.3以上。IC業(yè)界普遍認(rèn)為，193nm浸沒(méi)式光刻機(jī)已成為下一代光刻工藝的主流 設(shè)備。但是對(duì)于目前的浸沒(méi)式光刻設(shè)備來(lái)說(shuō)，存在以下兩個(gè)問(wèn)題第一待刻物件表面通常涂布的光刻膠，其平整度相對(duì)于光刻精度來(lái)說(shuō)，起伏過(guò) 大。在平鋪頻閃曝光或步進(jìn)式曝光中，往往在凹凸的地方?jīng)]有辦法準(zhǔn)確對(duì)焦，使得成像的分 辨率下降，大大影響了刻蝕質(zhì)量；第二 浸沒(méi)液由于受曝光光源的長(zhǎng)時(shí)間加熱而升溫，使得液體的折射率發(fā)生變化。 在對(duì)一些尺寸較大的物件進(jìn)行刻蝕的時(shí)候，往往會(huì)隨著時(shí)間的變化，刻蝕的精度越來(lái)越差。針對(duì)上述第一個(gè)問(wèn)題，有人提出了利用一個(gè)檢測(cè)設(shè)備對(duì)刻蝕位置進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察， 如圖1所示。圖1是一種現(xiàn)有的浸沒(méi)式光刻裝置。在該浸沒(méi)式光刻裝置100中，設(shè)有一套 額外的檢測(cè)設(shè)備110，用以檢查待刻物件表面的平整度。但是通常對(duì)于微納尺度下的檢測(cè)， 需要借助于十分高昂的輔助設(shè)備，另外這種檢測(cè)設(shè)備只能檢測(cè)表面的起伏情況，卻不能給 出具體的調(diào)節(jié)值。針對(duì)第二種情況，有人提出通過(guò)計(jì)算溫度時(shí)間關(guān)系，設(shè)定調(diào)節(jié)程序，使得干涉光學(xué) 頭在整個(gè)刻蝕過(guò)程中自動(dòng)調(diào)節(jié)位置。但是這種預(yù)先設(shè)定好的程序，在實(shí)際操作時(shí)很容易產(chǎn) 生誤差，不具備即時(shí)性。因此，解決上述兩種情況已經(jīng)成為浸沒(méi)式光刻裝置的主要問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種光刻裝置和光刻方法，該光刻裝置無(wú)需額外的 輔助設(shè)備，而是利用本身的光路結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)即時(shí)、精確的檢測(cè)，同時(shí)該光刻方法對(duì)無(wú)論由 待刻物件表面的凹凸情況引起的離焦現(xiàn)象，還是由填充液加熱導(dǎo)致的折射率變化而引起的 離焦現(xiàn)象，都能即時(shí)地、精確地進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦，從而保證了移動(dòng)式曝光的光刻質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種光刻裝置，包括光源、光學(xué)系統(tǒng)和自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)，該 光學(xué)系統(tǒng)包括光闌、部分反射光學(xué)器件、成像透鏡組和干涉光學(xué)頭，其中所述成像透鏡組包 括第一透鏡組和第二透鏡組，所述光闌位于該第一透鏡組的前焦面，所述待刻物件表面位 于該第二透鏡組的后焦面，所述干涉光學(xué)頭包括分束器件和合束棱鏡，以及與該成像透鏡 組共有的第二透鏡組，該分束器件將該第二透鏡組傳出的光線分成多束光線，并經(jīng)該合束 棱鏡匯聚后，在該待刻物件表面形成干涉圖像；
該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)包括檢測(cè)裝置，控制裝置及第一驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述檢測(cè)裝置通 過(guò)該部分反射光學(xué)器件，與該光闌共軛地位于該第一透鏡組的前焦面，并由光路可逆關(guān)系， 接收來(lái)自待刻物件表面的成像信息，所述控制裝置連接該檢測(cè)裝置，并根據(jù)該檢測(cè)裝置接 收到的成像信息，生成一調(diào)節(jié)信號(hào)，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置接收上述調(diào)節(jié)信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)該干涉光 學(xué)頭在Z軸上運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種光刻裝置，其中所述光闌為數(shù)字微鏡元件或者空間 光調(diào)制器。根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種光刻裝置，其中所述檢測(cè)裝置為電荷耦合元件或者 光電探測(cè)器。根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種光刻裝置，還包括載物臺(tái)和第二驅(qū)動(dòng)裝置，該載物 臺(tái)用以放置所述待刻物件，該第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)該載物臺(tái)在垂直該Z軸的XY平面內(nèi)移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種光刻裝置，其中該光刻裝置為浸沒(méi)式干涉光刻裝 置，在所述干涉光學(xué)頭和待刻物件表面之間，設(shè)有填充液。根據(jù)本發(fā)明的另一目的提出的的一種光刻方法，該方法使用如上所述的光刻裝 置，其步驟為(1)調(diào)節(jié)該光學(xué)系統(tǒng)，使光闌顯示的圖形成像于待刻物件表面；(2)啟動(dòng)該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)，使該檢測(cè)裝置接收來(lái)自該待刻物件表面的成像信息；(3)控制裝置控制該第一驅(qū)動(dòng)裝置，以Z軸第一方向調(diào)節(jié)該干涉光學(xué)頭，并記錄此 時(shí)檢測(cè)裝置中的成像信息，根據(jù)成像信息的變化情況控制該第一驅(qū)動(dòng)裝置以如下的方式繼 續(xù)調(diào)整該干涉光學(xué)頭一 .若在檢測(cè)裝置中出現(xiàn)干涉條紋且條紋由疏變密，則停止該干涉光學(xué)頭在該第 一方向運(yùn)動(dòng)，并使該干涉光學(xué)頭以相反與第一方向的第二方向上運(yùn)動(dòng)，直至條紋消失或者 條紋之間的間隔達(dá)到最大值；二 .若在檢測(cè)裝置中出現(xiàn)干涉條紋且條紋由密變疏，則繼續(xù)以第一方向調(diào)節(jié)該干 涉光學(xué)頭，直至條紋消失或者條紋之間的間隔達(dá)到最大值；(4)停止調(diào)節(jié)，通過(guò)一激光脈沖光源對(duì)待刻物件表面進(jìn)行刻蝕。根據(jù)本發(fā)明的另一目的提出的一種光刻方法，其中在步驟(1)之前，還包括在干 涉光學(xué)頭和待刻物件表面之間注入填充液，同時(shí)在步驟(4)的過(guò)程中，若該填充液被加熱 并且其折射率發(fā)生變化，導(dǎo)致光線離焦時(shí)，該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)繼續(xù)按照步驟(3)進(jìn)行調(diào)焦，使 得在每一次曝光刻蝕前能夠?qū)⒋涛锛砻嬖O(shè)置于光學(xué)系統(tǒng)的最佳工作位置。根據(jù)本發(fā)明的另一目的提出的的一種光刻方法，其中在步驟(3)之后，還包括啟 動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)裝置，以連續(xù)或者步進(jìn)的方式控制載物臺(tái)在垂直Z軸的XY平面內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)在 該移動(dòng)的過(guò)程中，該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)繼續(xù)按照步驟(3)進(jìn)行調(diào)焦，使得在曝光刻蝕前能夠?qū)?待刻物件表面設(shè)置與光學(xué)系統(tǒng)的最佳工作位置。根據(jù)本發(fā)明的另一目的提出的的一種光刻方法，其中調(diào)解該光闌輸出圖形的幾何 外形，使載物臺(tái)在移動(dòng)時(shí)，光源在每個(gè)脈沖周期下所刻蝕出來(lái)的圖形具有連續(xù)性。根據(jù)本發(fā)明的另一目的提出的的一種光刻方法，其中調(diào)解該載物臺(tái)連續(xù)移動(dòng)時(shí)的 速度或步進(jìn)移動(dòng)時(shí)的停頓時(shí)間，使載物臺(tái)在移動(dòng)時(shí)，光源在一個(gè)脈沖周期下的曝光量滿(mǎn)足 在該待刻物件表面形成刻蝕圖案的閾值量。
上述的浸沒(méi)干涉裝置通過(guò)光路的可逆原理在光闌的共軛位置處設(shè)置檢測(cè)裝置，使 得無(wú)需額外的檢測(cè)裝置就能清晰地檢測(cè)到待刻物件表面的成像信息，大大降低了檢測(cè)成本 并提升了檢測(cè)品質(zhì)。上述的光刻方法應(yīng)用上述光刻裝置實(shí)現(xiàn)在刻蝕過(guò)程中無(wú)論由待刻物件表面的凹 凸情況引起的離焦現(xiàn)象，還是由填充液加熱導(dǎo)致的折射率變化而引起的離焦現(xiàn)象，都能即 時(shí)地、精確地進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦，從而保證了移動(dòng)式曝光的光刻質(zhì)量。下面結(jié)合附圖以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是現(xiàn)有的一種光刻裝置示意圖。圖2是本發(fā)明的光刻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3A-3B分別是待刻物件表面形成凹和凸時(shí)的光路示意圖。圖4是本發(fā)明的光刻方法的流程示意圖。圖5A-5B是檢測(cè)裝置中的條紋示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參見(jiàn)圖2，圖2是本發(fā)明的光刻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在光刻裝置20 中，包括刻光源21、光學(xué)系統(tǒng)22和自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)23。該光學(xué)系統(tǒng)21包括光闌221、部分反 射光學(xué)器件222、成像透鏡組223和干涉光學(xué)頭224。其中，光闌221為數(shù)字微鏡元件或者 空間光調(diào)制器，具有可調(diào)節(jié)的生成一刻蝕圖案。成像透鏡組223包括第一透鏡組2231和第 二透鏡組2232，將光闌221位于該第一透鏡組223的前焦面，將待刻物件表面240設(shè)置于該 第二透鏡組2232的后焦面，以實(shí)現(xiàn)將光闌221上所形成的圖案以最佳的分辨率成像到待刻 物件的表面240上。該干涉光學(xué)頭224包括分束器件2241和合束棱鏡2242，以及與該成像透鏡組223 共有的第二透鏡組2232。該分束器件2241譬如是分束光柵或其它具有分光功能的光學(xué)器 件，該合束棱鏡2242譬如是梯形棱鏡或者是六面體棱鏡，由該分束光柵2241將該第二透鏡 組2232傳出的光線分成多束光線，并經(jīng)該合束棱鏡2242匯聚后，在該待刻物件表面240形 成干涉圖像；該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)23包括檢測(cè)裝置231，控制裝置232及第一驅(qū)動(dòng)裝置233。其 中，該檢測(cè)裝置231通過(guò)該部分反射光學(xué)器件222，與該光闌221共軛地位于該第一透鏡組 2231的前焦面。該檢測(cè)裝置231為電荷耦合元件或者光電檢測(cè)設(shè)備。需要指出的是，雖然 如圖中所示該光闌221位于該部分反射光學(xué)器件222的反射面，該檢測(cè)裝置231位于該部 分反射光學(xué)器件222的透射面，但是也可以將兩者的位置互換，只要滿(mǎn)足共軛關(guān)系即可。由 光路的可逆關(guān)系可知，此時(shí)由檢測(cè)裝置231、部分反射光學(xué)器件222、第一透鏡組2231以及 干涉光學(xué)頭224組成的光路成為光學(xué)系統(tǒng)21組成的光路的逆光路，因此從光闌221發(fā)出的 光線經(jīng)待刻物件表面240反射后，能夠可逆地進(jìn)入檢測(cè)裝置231中，使得該檢測(cè)裝置231清 晰地接受來(lái)自待刻物件表面的成像信息。該控制裝置232為一外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其連接該檢測(cè)裝置231，并根據(jù)該檢測(cè)裝置 231接收到的成像信息，生成一調(diào)節(jié)信號(hào)。
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該第一驅(qū)動(dòng)裝置233接收來(lái)自該控制裝置232的調(diào)節(jié)信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)該干涉光學(xué)頭 224在Z軸上運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步地，該光刻裝置20還包括載物臺(tái)和第二驅(qū)動(dòng)裝置(圖中未示出)，該載物臺(tái) 用以放置所述待刻物件，該第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)該載物臺(tái)在垂直該Z軸的XY平面內(nèi)移動(dòng)。進(jìn)一步地，在該干涉光學(xué)頭224和待刻物件表面240之間，還設(shè)有填充液260。該 填充液260譬如是水或其他透明液體，用以提高激光干涉形成微結(jié)構(gòu)的空間頻率。 干涉形成微結(jié)構(gòu)的周期d可以用公式計(jì)算d = λ /(2XnXsin( θ ))其中，η為液體的折射率，θ為兩光束的夾角，λ為光源的波長(zhǎng)。下面將詳細(xì)介紹該光刻裝置的自動(dòng)對(duì)焦原理。請(qǐng)結(jié)合圖2參見(jiàn)圖3Α-3Β，圖3Α-3Β分別是待刻物件表面形成凹和凸時(shí)的光路示 意圖。如圖所示，以分束器件2231將光線分成2束為例，在待刻物件表面240平整的情況 下，由于該待刻物件表面240和光闌221嚴(yán)格的符合成像透鏡組223的成像關(guān)系，因此兩束 光線經(jīng)待刻物件表面240反射后，仍舊匯合成1束返回至檢測(cè)裝置231中，此時(shí)該檢測(cè)裝置 231由于只接受到1束光線，因此其不存在干涉條紋。當(dāng)待刻物件表面240出現(xiàn)凹或者凸的時(shí)候，則原本對(duì)焦的光線則出現(xiàn)離焦現(xiàn)象， 比如在圖3Α中，由于待刻物件表面240出現(xiàn)凹坑，光線271的反射點(diǎn)比原來(lái)更深，使得光線 271反射后偏離原來(lái)的路線。同樣光線272也偏離了原來(lái)的路線，此時(shí)該兩束光線就不能合 成1束光線返回至檢測(cè)裝置231中。因而使得檢測(cè)裝置231接收到兩束光線而形成干涉條 紋。對(duì)于待刻物件240出現(xiàn)凸起的情形，跟凹坑的情形類(lèi)似，故不再贅述?？刂蒲b置根據(jù)檢測(cè)裝置231檢測(cè)到的干涉條紋，判定此時(shí)光學(xué)系統(tǒng)并非處于最佳 曝光分辨率，則產(chǎn)生一調(diào)節(jié)信號(hào)至第一驅(qū)動(dòng)裝置233。該第一驅(qū)動(dòng)裝置233根據(jù)該調(diào)節(jié)信 號(hào)，驅(qū)動(dòng)該干涉光學(xué)頭在Z軸上運(yùn)動(dòng)，從而完成自動(dòng)對(duì)焦的過(guò)程。下面再介紹用本上述光刻裝置進(jìn)行光刻的方法。請(qǐng)參見(jiàn)圖4，圖4是本發(fā)明的光刻 方法的流程示意圖。如圖所示，首先調(diào)節(jié)該光學(xué)系統(tǒng)，使光闌顯示的圖形成像于待刻物件表 面。此處的調(diào)節(jié)只是一種粗調(diào)，因而待刻物件表面并非精確的位于第二透鏡組的后焦面，即 光線此時(shí)會(huì)出現(xiàn)離焦現(xiàn)象。然后啟動(dòng)該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)，使該檢測(cè)裝置接收來(lái)自該待刻物件表面的成像信息， 由于上述的光線具有離焦現(xiàn)象，因而此時(shí)檢測(cè)裝置中檢測(cè)到的圖形必定具有干涉條紋；接著控制裝置根據(jù)該檢測(cè)裝置接收的成像信息，控制該第一驅(qū)動(dòng)裝置，首先以Z 軸第一方向調(diào)節(jié)該干涉光學(xué)頭，并記錄此時(shí)檢測(cè)裝置中的成像信息，根據(jù)成像信息的變化 情況控制該第一驅(qū)動(dòng)裝置以如下的方式繼續(xù)調(diào)整該干涉光學(xué)頭一.如圖5Α所示，若在檢測(cè)裝置中出現(xiàn)干涉條紋且條紋由疏變密，意味著此時(shí)的 第一方向?yàn)殄e(cuò)誤方向，光線的離焦量越來(lái)越大，則停止該干涉光學(xué)頭在該第一方向運(yùn)動(dòng)，并 使該干涉光學(xué)頭以相反與第一方向的第二方向上運(yùn)動(dòng)，直至條紋消失。二.如圖5Β所示，若在檢測(cè)裝置中出現(xiàn)干涉條紋且條紋由密變疏，意味著該第一 方向?yàn)檎_方向，則繼續(xù)以第一方向調(diào)節(jié)該干涉光學(xué)頭，直至條紋消失。此處需要注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，由于機(jī)器本身必定存在誤差，所以檢測(cè)裝置中 有可能達(dá)不到?jīng)]有條紋的最佳狀態(tài)，或多或少的存在一些干涉條紋，因此在調(diào)節(jié)的時(shí)候，以
7檢測(cè)裝置中條紋之間的間隔達(dá)到最大值為最佳狀態(tài)。另外，對(duì)于采用4光束或6光束干涉 光刻的情況下，干涉條紋則由明暗相間的條狀轉(zhuǎn)變成明暗相間的正交點(diǎn)陣狀或者蜂窩點(diǎn)陣 狀，但是由調(diào)焦動(dòng)作產(chǎn)生的干涉條紋的變化情況都是疏密之間的變化。最后停止調(diào)節(jié)，通過(guò)一激光脈沖光源對(duì)待刻物件表面進(jìn)行刻蝕。在本發(fā)明的一種應(yīng)用中，在調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)前，還需要在干涉光學(xué)頭和待刻物件表 面之間注入填充液，以使整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的分辨率提高。同時(shí)在曝光過(guò)程中，若該填充液被加 熱并且其折射率發(fā)生變化，導(dǎo)致光線離焦時(shí)，該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)繼續(xù)按照上述調(diào)焦的方法不 停地根據(jù)該折射率的變化情況進(jìn)行調(diào)焦，使得在每一次曝光刻蝕前能夠?qū)⒋涛锛砻嬖O(shè) 置于光學(xué)系統(tǒng)的最佳工作位置處。在本發(fā)明的另一種應(yīng)用中，完成自動(dòng)調(diào)焦后，啟動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)裝置，以連續(xù)或者步進(jìn) 的方式控制載物臺(tái)在垂直Z軸的XY平面內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)在該移動(dòng)的過(guò)程中，該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng) 繼續(xù)按照上述調(diào)焦的方法不停地根據(jù)該待刻物件表面的起伏情況進(jìn)行調(diào)焦，使得在每一次 曝光刻蝕前能夠?qū)⒋涛锛砻嬖O(shè)置于光學(xué)系統(tǒng)的最佳工作位置處。在本發(fā)明的另一種應(yīng)用中，該光闌輸出圖形的幾何外形可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定進(jìn)行調(diào) 節(jié)，使載物臺(tái)在移動(dòng)時(shí)，光源在每個(gè)脈沖周期下所刻蝕出來(lái)的圖形具有連續(xù)性。同時(shí)對(duì)該載物臺(tái)連續(xù)移動(dòng)時(shí)的速度或步進(jìn)移動(dòng)時(shí)的停頓時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，使載物臺(tái) 在移動(dòng)時(shí)，光源在一個(gè)脈沖周期下的曝光量滿(mǎn)足在該待刻物件表面形成刻蝕圖案的閾值 量，從而保證每次曝光都能在待刻物件表面形成圖案。綜上所述，本發(fā)明提出了一種具有自動(dòng)調(diào)焦功能的浸沒(méi)式干涉光刻裝置和光刻方 法，該浸沒(méi)干涉裝置通過(guò)光路的可逆原理在光闌的共軛位置處設(shè)置檢測(cè)裝置，使得無(wú)需額 外的檢測(cè)裝置就能清晰地檢測(cè)到待刻物件表面的成像信息，大大降低了檢測(cè)成本并提升了 檢測(cè)品質(zhì)。該光刻方法應(yīng)用上述光刻裝置實(shí)現(xiàn)在刻蝕過(guò)程中無(wú)論由待刻物件表面的凹凸情 況引起的離焦現(xiàn)象，還是由填充液加熱導(dǎo)致的折射率變化而引起的離焦現(xiàn)象，都能即時(shí)地、 精確地進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦，從而保證了移動(dòng)式曝光的光刻質(zhì)量。由以上較佳具體實(shí)施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并 非以上述所揭露的較佳具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求范圍加以限制。相反地，其目的 是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請(qǐng)的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光刻裝置，用于在待刻物件表面形成微納結(jié)構(gòu)，包括光源、光學(xué)系統(tǒng)和自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)，其特征在于該光學(xué)系統(tǒng)包括光闌、部分反射光學(xué)器件、成像透鏡組和干涉光學(xué)頭，其中所述成像透鏡組包括第一透鏡組和第二透鏡組，所述光闌位于該第一透鏡組的前焦面，所述待刻物件表面位于該第二透鏡組的后焦面，所述干涉光學(xué)頭包括分束器件和合束棱鏡，以及與該成像透鏡組共有的第二透鏡組，該分束器件將該第二透鏡組傳出的光線分成多束光線，并經(jīng)該合束棱鏡匯聚后，在該待刻物件表面形成干涉圖像；該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)包括檢測(cè)裝置，控制裝置及第一驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述檢測(cè)裝置通過(guò)該部分反射光學(xué)器件，與該光闌共軛地位于該第一透鏡組的前焦面，并由光路可逆關(guān)系，接收來(lái)自待刻物件表面的成像信息，所述控制裝置連接該檢測(cè)裝置，并根據(jù)該檢測(cè)裝置接收到的成像信息，生成一調(diào)節(jié)信號(hào)，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置接收上述調(diào)節(jié)信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)該干涉光學(xué)頭在Z軸上運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于所述光闌為數(shù)字微鏡元件或者空間光 調(diào)制器。
3.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于所述檢測(cè)裝置為電荷耦合元件或者光 電探測(cè)器。
4.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于還包括載物臺(tái)和第二驅(qū)動(dòng)裝置，該載物 臺(tái)用以放置所述待刻物件，該第二驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)該載物臺(tái)在垂直該Z軸的XY平面內(nèi)移動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其特征在于該光刻裝置為浸沒(méi)式干涉光刻裝置，在 所述干涉光學(xué)頭和待刻物件表面之間，設(shè)有填充液。
6.一種物件表面形成微納結(jié)構(gòu)的光刻方法，該方法使用如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所 述的光刻裝置，其特征在于(1)調(diào)節(jié)該光學(xué)系統(tǒng)，使光闌顯示的圖形成像于待刻物件表面；(2)啟動(dòng)該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)，使該檢測(cè)裝置接收來(lái)自該待刻物件表面的成像信息；(3)控制裝置控制該第一驅(qū)動(dòng)裝置，以Z軸第一方向調(diào)節(jié)該干涉光學(xué)頭，并記錄此時(shí)檢 測(cè)裝置中的成像信息，根據(jù)成像信息的變化情況控制該第一驅(qū)動(dòng)裝置以如下的方式繼續(xù)調(diào) 整該干涉光學(xué)頭一·若在檢測(cè)裝置中出現(xiàn)干涉條紋且條紋由疏變密，則停止該干涉光學(xué)頭在該第一方 向運(yùn)動(dòng)，并使該干涉光學(xué)頭以相反與第一方向的第二方向上運(yùn)動(dòng)，直至條紋消失或者條紋 之間的間隔達(dá)到最大值；二.若在檢測(cè)裝置中出現(xiàn)干涉條紋且條紋由密變疏，則繼續(xù)以第一方向調(diào)節(jié)該干涉光 學(xué)頭，直至條紋消失或者條紋之間的間隔達(dá)到最大值；(4)停止調(diào)節(jié)，通過(guò)一激光脈沖光源對(duì)待刻物件表面進(jìn)行刻蝕。
7.如權(quán)利要求6所述的光刻方法，其特征在于在步驟(1)之前，還包括在干涉光學(xué)頭 和待刻物件表面之間注入填充液，同時(shí)在步驟(4)的過(guò)程中，若該填充液被加熱并且其折 射率發(fā)生變化，導(dǎo)致光線離焦時(shí)，該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)繼續(xù)按照步驟(3)進(jìn)行調(diào)焦，使得在每一 次曝光刻蝕前能夠?qū)⒋涛锛砻嬖O(shè)置于光學(xué)系統(tǒng)的最佳工作位置。
8.如權(quán)利要求6所述的光刻方法，其特征在于在步驟(3)之后，還包括啟動(dòng)第二驅(qū)動(dòng) 裝置，以連續(xù)或者步進(jìn)的方式控制載物臺(tái)在垂直Z軸的XY平面內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)在該移動(dòng)的過(guò) 程中，該自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)繼續(xù)按照步驟(3)進(jìn)行調(diào)焦，使得在曝光刻蝕前能夠?qū)⒋涛锛?面設(shè)置于光學(xué)系統(tǒng)的最佳工作位置。
9.如權(quán)利要求8所述的光刻方法，其特征在于調(diào)解該光闌輸出圖形的幾何外形，使載 物臺(tái)在移動(dòng)時(shí)，光源在每個(gè)脈沖周期下所刻蝕出來(lái)的圖形具有連續(xù)性。
10.如權(quán)利要求8所述的光刻方法，其特征在于調(diào)解該載物臺(tái)連續(xù)移動(dòng)時(shí)的速度或步 進(jìn)移動(dòng)時(shí)的停頓時(shí)間，使載物臺(tái)在移動(dòng)時(shí)，光源在一個(gè)脈沖周期下的曝光量滿(mǎn)足在該待刻 物件表面形成刻蝕圖案的閾值量。
全文摘要
一種光刻裝置及光刻方法，該光刻裝置根據(jù)光路的可逆原理在光闌的共軛位置處設(shè)置檢測(cè)裝置，可以檢測(cè)光束在待刻物件表面的匯聚和成像信息，提高光刻光點(diǎn)的品質(zhì)，同時(shí)該光刻方法應(yīng)用上述光刻裝置實(shí)現(xiàn)在刻蝕過(guò)程中無(wú)論由待刻物件表面的凹凸情況引起的離焦現(xiàn)象，還是由填充液加熱導(dǎo)致的折射率變化而引起的離焦現(xiàn)象，都能即時(shí)地、精確地進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦，從而保證了移動(dòng)式曝光的光刻質(zhì)量。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101976020SQ201010503788
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者周小紅, 唐靈, 張?jiān)掠? 浦東林, 胡進(jìn), 陳林森, 魏國(guó)軍 申請(qǐng)人:蘇州蘇大維格光電科技股份有限公司;蘇州大學(xué)