专利名称：光刻机及其扫描曝光方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻机及其扫描曝光方法。
背景技术：
集成电路(Integrated Circuit, IC)是集精密机械、微电子技术、计算机技术、控制技术、激光技术和精密测量技术等于一体的高科技产物。光刻工艺(LithographyTechnology)是IC制造中最为关键的一个工艺环节,它是一个非常复杂的工艺过程,简单来说它可看作由九个步骤组成:气相成底膜处理、旋转涂胶、软烘、对准、曝光、曝光后烘烤、显影、坚膜烘焙、显影后检查。其中，曝光是一个至关重要的工艺步骤。自半导体技术发展以来，光刻技术经历了从接触式光刻技术、接近式光刻技术、扫描投影光刻技术、分步重复光刻技术到目前普遍采用的步进扫描光刻技术的发展历程。步进扫描光刻技术是IC光刻加工的一项前沿技术,它利用掩模台(reticle stage)和娃片台(wafer stage)的同步运动，将掩模版上的图形通过微缩光学系统投影到涂有光刻胶的硅片的单个曝光场(exposure shot,—个娃片的曝光区域可被划分为多个曝光场,一个曝光场包括硅片上的一个或多个芯片)上，一个曝光场的扫描曝光过程完成后，硅片台步进到娃片的另一个曝光场上并重复扫描曝光动作，直至娃片上的所有曝光场扫描曝光完毕，再经过定型、显影等工艺最终在硅片上复制出具有缩小倍率的图形。即，整个硅片的扫描曝光过程由两个运动交替循环构成:步进运动和扫描曝光运动，硅片台步进到一个曝光场后，硅片台和掩模台对一个曝光场进行同步扫描曝光，然后，硅片台步进到另一个曝光场并开始重复扫描曝光过程。图1是硅片上单个曝光场的扫描曝光运动中硅片台及掩模台的速度曲线示意图，如图1所示，硅片上单个曝光场的扫描曝光运动可以分为三个明显的阶段，即开始阶段(包括加速阶段和稳定阶段)、扫描曝光阶段(匀速阶段)、结束阶段(减速阶段)。硅片台和掩模台首先从静止状态开始加速，加速一段时间1。后硅片台的速度达到Vw、掩模台的速度达到Vr(假设掩模版上的图形尺寸是硅片上最终形成图形尺寸的4倍，则Vw = 4Vr)，待稳定一段时间tst之后，娃片台和掩模台才开始勻速扫描曝光，经过一段时间ts。的勻速扫描曝光之后，硅片台和掩模台开始作减速运动，减速一段时间tde之后，硅片台和掩模台的速度缩减至零。由此可见，单个曝光场的扫描曝光运动过程中，只有当硅片台和掩模台的速度真正达到勻速状态时才能对曝光场进行扫描曝光。换言之，在单个曝光场的整个扫描曝光时间段t(t = tac+tst+tsc+tde)内，只有在ts。时间段内才能产生曝光效率，在其它时间段(ta。、tst> tde)内均不能产生曝光效率，即，只有ts。是有效率时间，ta。、tst、tde是无效率时间。事实证明，现有技术中单个曝光场的整个扫描曝光时间一般为0.26s,而真正能用于扫描曝光的时间只有0.06s,即有效率的扫描曝光时间仅占20%左右，无效率的扫描曝光时间却占了 80%左右，无效率的扫描曝光时间增加了硅片制造的总时间，限制了硅片的生产率。针对上述出现的问题，现有技术提出了多种解决方案。其中的一个解决方案是增加扫描曝光运动过程中勻速扫描曝光的速度。但是，一旦勻速扫描曝光的速度增加，加速阶段的加速度及减速阶段的加速度须增大，这也意味着整个扫描曝光过程需浪费更多的稳定时间(tst)、减速时间(tde)。而且，当匀速扫描曝光的速度增加时，由于受到多种物理限制，扫描曝光速度的增长空间有限，即扫描曝光的速度不能增加过大。例如当扫描曝光的速度增加过大时，扫描曝光所需的时间变短，曝光扫描所需的光的强度也增强，更高光强的曝光光源会增加光刻机的成本和降低光刻机的可靠性。而且，增加扫描曝光速度意味着增加娃片台、掩模台驱动电机的电流，这样会增加硅片台和掩模台的散热需求，并增加光刻机对热胀冷缩的控制，这时需在光刻机上增设更多、更复杂的温度控制设备，不仅导致光刻机的总体质量增加，限制扫描曝光的速度的增加，而且还导致光刻机的设置更为复杂。因此，这种解决方案不可行。针对上述出现的问题，现有技术中提出的另一个解决方案是减小硅片台的质量，例如可用磁悬浮娃片台(magnetically levitated wafer stage)来替代现有技术中使用的气垫娃片台(air-cushioned wafer stage),这样可实现娃片台质量的减小,从而提高扫描曝光的速度。然而，与气垫硅片台相比，磁悬浮硅片台的运行不够平稳，使硅片台的定位精度及运动精度不高，并最终影响硅片上形成图形的精度；另外，磁悬浮硅片台需由闭环控制(closed-loop control)系统控制,使娃片的光刻工艺成本增加。因此，这种解决方案也会受到限制。现有步进扫描光刻机的曝光方法中除了上述生产效率低、扫描曝光速度增长空间有限的问题外，还存在另外一个问题:不能对步进扫描光刻机受到的扰动进行有效抑制和补偿，并最终影响硅片上形成图形的精度。图2是硅片上单个曝光场的扫描曝光运动中硅片台的加速度曲线示意图，如图2所示，整个扫描曝光过程中由于硅片台存在急剧的加速阶段及减速阶段，且加速度和减速度a大小一般会达到Ig 4g (g代表重力加速度)，因此会对步进扫描光刻机造成扰动。由于娃片台和掩模台的运动精度、同步精度等要求，必须对步进扫描光刻机受到的扰动进行有效抑制和补偿，以提高硅片上形成图形的精度。为了有效抑制和补偿光刻机受到的扰动，需对光刻机受到的扰动进行模拟分析。对图2中硅片台输出的加速度进行频谱分析后发现，频谱分析曲线极为复杂，且存在许多高频分布，造成光刻机受到的扰动模拟分析非常困难或模拟分析不准确，以致不能对步进扫描光刻机受到的扰动进行有效抑制和补偿。由此可见，确有必要提出一种新的光刻机的扫描曝光方法。
发明内容
本发明要解决的问题是:现有步进扫描光刻机的扫描曝光方法中不仅存在生产效率低、扫描曝光速度增长有限的问题，还不能对步进扫描光刻机受到的扰动进行有效抑制和补偿，并最终影响硅片上形成图形的精度。为解决上述问题，本发明提出了一种光刻机的扫描曝光方法，所述光刻机包括承载有待曝光硅片的硅片台、承载有掩模版的掩模台，所述硅片的待曝光区域被划分为两个或两个以上的曝光场，所述方法包括以下步骤:所述硅片台步进到一个曝光场，然后所述硅片台、所述掩模台沿相反方向作同步运动，开始对所述一个曝光场进行扫描曝光，
其中，对所述一个曝光场进行扫描曝光过程中，所述硅片台及掩模台的速度曲线为正弦曲线，且所述硅片台及掩模台的速度大小分别从零逐渐增加至最大值，然后减小至零，且所述硅片台与所述掩模台的速度之比等于掩模版图形与硅片上最终形成图形尺寸之比。可选的，对所述一个曝光场进行扫描曝光之后，所述硅片台步进到另一个曝光场，然后所述硅片台、所述掩模台沿相反方向作同步运动，开始对所述另一个曝光场进行所述扫描曝光。可选的，对曝光场进行所述扫描曝光过程中，曝光光源的光强大小与所述硅片台、掩模台的速度大小作同步变化。可选的，对曝光场进行所述扫描曝光过程中，被输入余弦信号的长程运动电机驱动所述硅片台、掩模台，使所述掩模台、硅片台的速度曲线为正弦曲线。可选的，对曝光场进行所述扫描曝光过程中，利用干涉计或标尺实时检测所述硅片台、掩模台的位置，以获得所述掩模台、硅片台的实际输出位移、速度，根据所述掩模台、硅片台的实际输出位移、速度，利用短程运动电机驱动所述硅片台、掩模台，以实时修正所述娃片台及掩模台的速度、位移。可选的，所述光刻机为浸没式光刻机。同时，本发明还提供了一种光刻机，所述光刻机包括:用于形成光束的光源；光学系统；用于承载掩模版的掩模台；用于将光束投影到涂有光刻胶的硅片上的物镜系统，所述物镜系统包括一个以上的透镜；用于承载硅片的硅片台；用于产生余弦信号的信号发生器，所述信号发生器用于使所述掩模台、硅片台按照正弦速度曲线移动。可选的，所述光刻机还包括液体浸没控制装置，所述装置用于将液体填充在物镜系统的最后一个透镜与娃片之间。可选的，所述光刻机还包括与所述信号发生器连接的长程运动电机，所述长程运动电机分别与所述掩模台、硅片台连接并用于驱动所述掩模台、硅片台，使所述掩模台、硅片台的速度曲线为正弦曲线。可选的，所述光刻机还包括干涉计或标尺、短程运动电机，所述干涉计或标尺用于实时检测所述硅片台、掩模台的位置，所述短程运动电机与所述硅片台、掩模台连接并用于驱动所述掩模台、硅片台，以实时修正所述硅片台及掩模台的速度、位移。与现有技术相比，本发明具有以下优点:利用本发明中的扫描曝光方法进行扫描曝光时，扫描曝光运动为正弦运动，对单个曝光场进行扫描时，一旦硅片台和掩模台从零速度开始加速，就可对曝光场进行扫描曝光，直至当硅片台和掩模台的速度减小至零时，扫描曝光才结束。即，有效率的扫描曝光时间几乎可从扫描曝光速度为零时算起，直至扫描曝光速度减至零。而现有技术中的扫描曝光运动为急剧加速-勻速-急剧减速式扫描曝光运动，有效率的扫描曝光时间只能从扫描曝光速度达到真正的匀速状态时算起，并且仅持续一段极短的时间(此时扫描曝光速度还未减小)。因此，本发明中扫描曝光时间不存在加速阶段、稳定阶段、减速阶段的无效率扫描曝光时间的浪费，极大的增加了扫描曝光运动中的有效率的扫描曝光时间，提高了硅片的
生产效率。另外，由于正弦扫描的加速及减速过程更为平缓，因此扫描曝光过程中对光刻机造成的扰动更小；且由于扫描方式为正弦扫描，即硅片台、掩模台以单一频率运动，对光刻机输出的加速度(加速度曲线为余弦曲线)进行频谱分析时，频谱分析曲线较为简单，即频谱分析曲线中只存在低频分布、不存在高频分布，因此易对光刻机受到的扰动进行模拟分析，从而能抑制和补偿光刻机受到的扰动，进而提高硅片上形成图形的精度。而且，整个扫描曝光运动过程中均可进行扫描曝光且扫描曝光的加速及减速过程更为平缓，扫描曝光速度具有更大的增长空间，不用受到多种物理限制。
图1是现有技术中硅片上单个曝光场的扫描曝光运动中硅片台及掩模台的一种速度曲线示意图。图2是现有技术中硅片上单个曝光场的扫描曝光运动中硅片台的一种加速度曲线示意图。图3是本发明中光刻机的结构示意图。图4是一个硅片上待曝光区域的曝光场的划分示意图。图5是本发明的一个实施例中在对一个曝光场进行扫描曝光时娃片台的速度曲线示意图。图6是本发明的上述实施例中在对一个曝光场进行扫描曝光时掩模台的速度曲线示意图。图7是本发明的上述实施例中在对另一个曝光场进行扫描曝光时娃片台的速度曲线示意图。图8是本发明的上述实施例中在对另一个曝光场进行扫描曝光时掩模台的速度曲线示意图。图9是本发明的扫描曝光运动中硅片台的速度曲线与现有技术的扫描曝光运动中硅片台的速度曲线对比图。
具体实施例方式如背景技术中所述，现有步进扫描光刻机的扫描曝光方法中不仅存在生产效率低、扫描曝光速度增长有限的问题，还不能对步进扫描光刻机受到的扰动进行有效抑制和补偿，并最终影响硅片上形成图形的精度。为解决上述问题，本发明提出了一种光刻机的扫描曝光方法，利用该方法对整个娃片进行扫描曝光时，整个娃片的扫描曝光过程由两个运动交替循环构成:扫描曝光运动和步进运动；并且，本发明中的扫描曝光运动为正弦运动，即扫描曝光运动中硅片台和掩模台的速度曲线为正弦曲线，而不是现有技术中的急剧加速-匀速-急剧减速式扫描曝光运动，且所述扫描曝光运动中，硅片台和掩模台的速度大小从零逐渐增加至最大值，然后逐渐减小至零。对单个曝光场进行正弦扫描(oscillatory scanning,或sinusoidal scanning)时，一旦硅片台和掩模台从零速度开始加速，就可对曝光场进行扫描曝光，直至当硅片台和掩模台的速度大小减小至零时，扫描曝光才结束。即，扫描曝光时间几乎可从扫描曝光速度为零时算起，直至扫描曝光速度减至零。因此本发明极大的增加了扫描曝光运动的有效率扫描曝光时间，提闻了娃片的生广效率。下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的可实施方式的一部分，而不是其全部。根据这些实施例，本领域的普通技术人员在无需创造性劳动的前提下可获得的所有其它实施方式，都属于本发明的保护范围。图3是本发明中光刻机的结构示意图，如图3所示，本发明中的光刻机包括光学系统1、用于形成光束2的光源(未图示)、用于承载掩模版3的掩模台4、用于将光束2投影到涂有光刻胶的娃片6上的物镜系统5、用于承载娃片6的娃片台7。图4是一个硅片上待曝光区域的曝光场的划分示意图，图中的数字代表其中一种曝光场的曝光顺序。如图4所示，一个硅片的待曝光区域可被划分为两个或两个以上的曝光场(exposure shot),每个曝光场可包含一个或多个芯片。下面结合图3、图4对本发明中光刻机的扫描曝光方法进行说明。硅片台7步进到娃片6上的一个曝光场,例如曝光场6a,经过对准以后,载有掩模版3的掩模台4和载有娃片6的硅片台7分别以指定的速度Vr、Vw沿相反方向作同步运动并分别移动到物镜系统5的上方(掩模台4位于物镜系统5上方)和下方(硅片台7位于物镜系统5下方)，开始对曝光场6a进行扫描曝光,掩模版3上对应娃片6上曝光场6a的图形在光束2的照射下,经过物镜系统5投影到涂有光刻胶的硅片6上，实现掩模版图形转移。图5是本发明在对一个曝光场进行扫描曝光时硅片台的速度曲线示意图，图6是本发明在对一个曝光场进行扫描曝光时掩模台的速度曲线示意图。如图5、图6所示，对曝光场6a进行扫描曝光时的扫描曝光运动中,娃片台7及掩模台4的速度曲线(速度与时间之间的关系曲线)为正弦曲线，且硅片台7及掩模台4的速度大小从零逐渐增加至最大值，然后逐渐减小至零，且硅片台7与掩模台4的速度大小之比始终等于掩模版3图形与硅片6上最终形成图形尺寸之比，硅片台7与掩模台4的沿相反方向作同步运动。一般掩模版3图形与硅片6上最终形成图形尺寸之比为4: I或5:1或10: 1，即Vw: Vr = -4:1或-5:1或-10:1 (负号表不娃片台7与掩模台4的速度方向相反)。对曝光场6a进行扫描曝光之后，硅片台7又步进到硅片6上的另一个曝光场6b (曝光场6b可以与曝光场6a位于同一行，也可以与曝光场6a位于相邻的行)上,经过对准以后，载有掩模版3的掩模台4和载有硅片6的硅片台7以指定的速度Vr、Vw沿相反方向作同步运动并分别移动到物镜系统5的上方(掩模台4位于物镜系统5上方)和下方(娃片台7位于物镜系统5下方)，开始对曝光场6b进行扫描曝光,掩模版3上对应娃片6上曝光场6b的图形在光束2的照射下，经过物镜系统5投影到涂有光刻胶的硅片6上，实现掩模版图形转移。图7是本发明在对另一个曝光场进行扫描曝光时硅片台的速度曲线示意图，图8是本发明在对另一个曝光场进行扫描曝光时掩模台的速度曲线示意图。如图7、图8所示，对曝光场6b进行扫描曝光时的扫描曝光运动中，硅片台7及掩模台4的速度曲线为正弦曲线，且硅片台7及掩模台4的速度大小从零逐渐增加至最大值，然后逐渐减小至零，且硅片台7与掩模台4的速度大小之比等于掩模版3图形与硅片6上最终形成图形尺寸之比，硅片台7与掩模台4沿相反方向作同步运动。交替循环上述步进运动、扫描曝光运动以对硅片6上的所有曝光场进行扫描曝光。然后，经过定型、显影等工艺最终在硅片上复制出具有缩小倍率的图形。结合图5、图6、图7、图8可知，先后对曝光场6a、曝光场6b进行扫描曝光时，娃片台7的两次速度大小相同、方向相反,掩模台4的两次速度大小相同、方向相反。对娃片上的曝光场逐一进行扫描曝光时，扫描路径可根据需要进行设置。根据选择的扫描路径，先后对两个曝光场进行扫描曝光时，硅片台7的两次速度大小相同，但方向可相同也可相反，掩模台4的两次速度大小相同，但方向可相同也可相反。例如，扫描路径可以是Z字形，同时，扫描路径也可以是点到点(两个点呈对角关系)的路径。需说明的是，所述扫描路径不仅限于本发明中给出的实施例。所述扫描曝光运动中，有多种手段可使硅片台7及掩模台4的速度曲线为正弦曲线。在本实施例中，光刻机中还可包括长程运动电机(未图示)、与长程运动电机连接的信号发生器(未图示)，所述信号发生器能产生余弦信号(由于掩模台、硅片台的速度曲线为正弦曲线，故掩模台、硅片台受到的力与时间的曲线为余弦曲线，故需对长程运动电机施加余弦信号)，长程运动电机(电机可为直线电机，也可为洛伦兹电机)分别与掩模台4、硅片台7连接并驱动掩模台4、硅片台7，当所述信号发生器对长程运动电机输入余弦信号时，即可实现硅片台7及掩模台4的速度曲线为正弦曲线。当然，在本发明的其它实施例中，还可通过其它方式使硅片台7及掩模台4的速度曲线为正弦曲线。例如，当硅片台7或掩模台4为能产生正弦速度信号的振动器(oscillator)中的一部分时，也可实现这一目的，这时所述信号发生器即为所述振动器。这里所谓的余弦曲线的数学式可表示为Y = AcosBt，其中，A、B均为不等于O的常数，t表示时间。由于受到多种因素的影响，硅片台7及掩模台4的实际输出速度曲线不一定为正弦曲线。为了保证扫描曝光的准确性，需对硅片台7及掩模台4的位移或速度进行实时修正。因此，在本实施例中，光刻机中还可包括干涉计或标尺(未图示)、短程运动电机(未图示)，所述干涉计或标尺用于实时检测硅片台7及掩模台4的位置，根据检测到的硅片台7及掩模台4的位置，可以获得硅片台7及掩模台4的实际输出位移、速度，从而可以获得硅片台7及掩模台4位移、速度的偏差。所述短程运动电机与硅片台7及掩模台4连接并能驱动硅片台7及掩模台4，根据硅片台7及掩模台4的实际输出位移、速度，短程运动电机可以驱动娃片台7及掩模台4运动，以实时修正娃片台7及掩模台4的速度、位移,消除或减小硅片台7及掩模台4位移、速度的偏差。在扫描曝光过程中，硅片上的光刻胶里发生光化学转变以转印掩模版上的图形，它是光刻工艺中关键的一步。因此，光源是扫描曝光过程中一个重要的方面。其中，光源的一个重要方面是光的强度，光强大小(光强的绝对值)与硅片台的扫描曝光速度紧密相关。因此，进行所述扫描曝光时，曝光光源的光强大小需与硅片台、掩模台的速度大小作同步变化，这里的同步变化是指曝光光源光强大小随时间的变化曲线也为正弦曲线，当硅片台、掩模台的速度大小为零时，光强大小也需为零，当硅片台、掩模台的速度大小为最大值时，光强大小也需为最大值，且曝光光源光强大小所遵照的正弦曲线与硅片台、掩模台的速度曲线之间不存在相位差。在扫描曝光过程中，如果遇到阻尼使得硅片台及掩模台的速度、光强中任何两者之间出现不同步，即光强大小所遵照的正弦曲线与硅片台、掩模台的速度曲线之间存在相位差，需要通过相移装置使得三者达到同步，以保证扫描曝光的精度。需说明的是，光源的光强大小需根据硅片上采用的光刻胶的种类及硅片台、掩模台的扫描曝光速度来调整。本发明中的光刻机还可包括液体浸没控制装置(未图示)，此时光刻机为浸没式光刻机。浸没式光刻机的原理是将某种液体(水或其它液体)填充在物镜系统的最后一个透镜(指的是在曝光的光路上，离硅片最近的透镜)的下表面与硅片之间，以增加光刻机的数值孔径(NA)，从而增加光刻的分辨率。即，本发明中的浸没式光刻机包括:光学系统；用于形成光束的光源；用于承载掩模版的掩模台；包含一个以上透镜的物镜系统；用于承载硅片的硅片台；液体浸没控制装置，它用于将液体填充在物镜系统的最后一个透镜与硅片之间；用于产生余弦信号的信号发生器，所述信号发生器用于使掩模台、硅片台按照正弦速度曲线移动。需说明的是，本发明中所提到的正弦曲线的数学式可表示为V = AsinBt，其中，A、B均为不等于O的常数，t表示时间，V表示速度。因此，当t = O时，可保证开始扫描曝光时掩模台、硅片台的速度大小为零，当t = 1/4T(T为正弦曲线的周期)时，可保证扫描曝光一段时间后掩模台、硅片台的速度大小为最大值，当t = 1/2T时，可保证扫描曝光结束时掩模台、娃片台的速度大小减小至零。图9是本发明的扫描曝光运动中硅片台的速度曲线与现有技术的扫描曝光运动中硅片台的速度曲线对比图，从图9中可看出，利用本发明中的扫描曝光方法进行扫描曝光时，扫描曝光运动为正弦运动，且在所述扫描曝光运动中，硅片台和掩模台的速度从零逐渐增加至最大值，然后逐渐减小至零。对单个曝光场进行正弦扫描时，一旦硅片台和掩模台从零速度开始加速，就可对曝光场进行扫描曝光，直至当硅片台和掩模台的速度减小至零时，扫描曝光才结束。即，有效率的扫描曝光时间ts。’几乎可从扫描曝光速度为零时算起，直至扫描曝光速度减至零。而现有技术中的扫描曝光运动为急剧加速-匀速-急剧减速式运动，有效率的扫描曝光时间ts。只能从扫描曝光速度达到真正的匀速状态时算起，并且仅持续一段极短的时间(此时扫描曝光速度还未减小)。因此，本发明中扫描曝光时间不存在加速阶段、稳定阶段、减速阶段的无效率扫描曝光时间的浪费，极大的增加了扫描曝光运动的有效率的扫描曝光时间，提闻了娃片的生广效率。另外，由于正弦扫描的加速及减速过程更为平缓，因此扫描曝光过程中对光刻机造成的扰动更小；且由于扫描方式为正弦扫描，即硅片台、掩模台以单一频率运动，对光刻机输出的加速度(加速度曲线为余弦曲线)进行频谱分析时，频谱分析曲线较为简单，即频谱分析曲线中只存在低频分布、不存在高频分布，因此易对光刻机受到的扰动进行模拟分析，从而能抑制和补偿光刻机受到的扰动，进而提高硅片上形成图形的精度。而且，整个扫描曝光运动过程中均可进行扫描曝光且扫描曝光的加速及减速过程更为平缓，扫描曝光速度具有更大的增长空间，不用受到多种物理限制。上述通过实施例的说明，应能使本领域专业技术人员更好地理解本发明，并能够再现和使用本发明。本领域的专业技术人员根据本文中所述的原理可以在不脱离本发明的实质和范围的情况下对上述实施例作各种变更和修改是显而易见的。因此，本发明不应被理解为限制于本文所示的上述实施例，其保护范围应由所附的权利要求书来界定。
权利要求
1.一种光刻机的扫描曝光方法，所述光刻机包括承载有待曝光娃片的娃片台、承载有掩模版的掩模台，所述硅片的待曝光区域被划分为两个或两个以上的曝光场，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 所述硅片台步进到一个曝光场，然后所述硅片台、所述掩模台沿相反方向作同步运动，开始对所述曝光场进行扫描曝光， 其中，对所述曝光场进行扫描曝光过程中，所述硅片台及掩模台的速度曲线为正弦曲线，且所述硅片台及掩模台的速度大小分别从零逐渐增加至最大值，然后减小至零，且所述硅片台与所述掩模台的速度之比等于掩模版图形与硅片上最终形成图形尺寸之比。
2.根据权利要求1所述的扫描曝光方法，其特征在于，对所述一个曝光场进行扫描曝光之后，所述硅片台步进到另一个曝光场，然后所述硅片台、所述掩模台沿相反方向作同步运动，开始对所述另一个曝光场进行所述扫描曝光。
3.根据权利要求1所述的扫描曝光方法，其特征在于，对曝光场进行所述扫描曝光过程中，曝光光源的光强大小与所述硅片台、掩模台的速度大小作同步变化。
4.根据权利要求1所述的扫描曝光方法，其特征在于，对曝光场进行所述扫描曝光过程中，被输入余弦信号的长程运动电机驱动所述硅片台、掩模台，使所述掩模台、硅片台的速度曲线为正弦曲线。
5.根据权利要求4所述的扫描曝光方法，其特征在于，对曝光场进行所述扫描曝光过程中，利用干涉计或标尺实时检测所述硅片台、掩模台的位置，以获得所述掩模台、硅片台的实际输出位移、速度，根据所述掩模台、硅片台的实际输出位移、速度，利用短程运动电机驱动所述硅片台、掩模台，以实时修正所述硅片台及掩模台的速度、位移。
6.根据权利要求1所述的扫描曝光方法，其特征在于，所述光刻机为浸没式光刻机。
7.一种光刻机，其特征在于，所述光刻机包括: 用于形成光束的光源； 光学系统； 用于承载掩模版的掩模台； 用于将光束投影到涂有光刻胶的硅片上的物镜系统，所述物镜系统包括一个以上的透镜; 用于承载硅片的硅片台； 用于产生余弦信号的信号发生器，所述信号发生器用于使所述掩模台、硅片台按照正弦速度曲线移动。
8.根据权利要求7所述的光刻机，其特征在于，所述光刻机还包括液体浸没控制装置，所述装置用于将液体填充在物镜系统的最后一个透镜与硅片之间。
9.根据权利要求7或8所述的光刻机，其特征在于，所述光刻机还包括与所述信号发生器连接的长程运动电机，所述长程运动电机分别与所述掩模台、硅片台连接并用于驱动所述掩模台、硅片台，使所述掩模台、硅片台的速度曲线为正弦曲线。
10.根据权利要求9所述的光刻机，其特征在于，所述光刻机还包括干涉计或标尺、短程运动电机，所述干涉计或标尺用于实时检测所述硅片台、掩模台的位置，所述短程运动电机与所述娃片台、掩模台连接并用于驱动所述掩模台、娃片台，以实时修正所述娃片台及掩模台的速度、位移。
全文摘要
本发明提供了一种光刻机及其扫描曝光方法，利用所述扫描曝光方法进行扫描曝光时，整个硅片的扫描曝光过程由两个运动交替循环构成扫描曝光运动和步进运动；并且，本发明中的扫描曝光运动为正弦运动，而不是现有技术中的急剧加速-匀速-急剧减速式扫描曝光运动。对单个曝光场进行扫描时，一旦硅片台和掩模台从零速度开始加速，就可对曝光场进行扫描曝光，直至当硅片台和掩模台的速度减小至零时，扫描曝光才结束，极大的增加了扫描曝光运动中的有效率扫描曝光时间，提高了硅片的生产效率。另外，由于硅片台、掩模台以单一频率运动，能抑制和补偿光刻机受到的扰动，进而提高硅片上形成图形的精度，并能使扫描曝光速度具有更大的增长空间。
文档编号G03F7/20GK103186055SQ20111045952
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者伍强, 郝静安, 刘畅, 姚欣, 李天慧, 舒强, 顾一鸣 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司