准分子激光光刻照明系统相干因子的校准方法与流程

文档序号:14442971阅读:932来源:国知局
准分子激光光刻照明系统相干因子的校准方法与流程

本发明涉及准分子激光光刻照明系统相干因子测量装置,该方法很好的实现了测量装置中ccd感光面与透镜焦平面存在一定夹角的校准。



背景技术:

集成电路制造中利用光学—化学反应原理和化学、物理刻蚀方法,将掩模图形转移到单晶表面上,形成有效功能图形的工艺技术,称为光刻技术。光学曝光光刻,由于具有成本低、分辨率高、设备简单、操作方便等优点而获得极大发展。光学曝光光刻包括接触式、接近式光刻、激光干涉和光学投影光刻四种,其中准分子激光光刻技术是光学投影光刻技术的一种。

随着半导体器件体积的不断缩小,对芯片的制作要求也越来越高。芯片上刻蚀线条的特征尺寸的偏移成为集成电路制造过程中的限制性因素之一。在1995年,y.borodovsky提出相干因子的改变会导致整个硅片面上刻蚀线宽的改变,之后这一观点受到很多人的关注并做了相关论证。所以,在集成电路的日常生产过程中,简单可靠的相干因子检测可以指导生产者更好的优化曝光条件,进而改进刻蚀线条的质量。在现在的技术背景下,主要采用两种典型的相干因子测量方法,即菱形光栅成像法和kirk障点成像法。

图1是光刻曝光系统示意图,根据要求,需要检测掩模面处光场各点的相干因子,虚线框为相干因子测量系统放置的位置。基于ccd成像的掩模面处相干因子的测量方法,该方法基本原理如下:

基于ccd成像的掩模面处相干因子的测量装置具体如图2所示,其由三部分组成,带有针孔的挡板、透镜组和ccd图像传感器,如图2中虚线框所示。相干因子测量系统及其支撑平台如图3所示,设计时,要求b挡板针孔的中心与后方透镜l的中心以及ccd感光面中心在一条直线上,且平行于照明系统主光轴。整个测量装置在平行于掩模面所在平面上平移,理想情况下要求测量装置移动所在平面与照明系统主光轴垂直。用不透光材料封装好,避免不希望参与成像的光线以及环境光进入ccd。而在此装置中,ccd的感光面必须和透镜焦平面处在同一平面,在现在的技术背景之下,没有一个统一的方法来实现ccd的感光面和透镜焦平面处在同一平面,每种装置都有自己独立的方法使ccd感光面尽可能的和透镜焦平面处在同一平面。



技术实现要素:

为了使ccd感光面尽可能的和光轴达到垂直状态,本发明是采用下述技术方案来实现的:

当针孔与透镜采用自准值法保证针孔面板和透镜主光轴垂直以后,将其固定下来,ccd摆放在透镜的焦平面上。在针孔上取一点a,其在感光面上成像于a‘点,然后顺时针转动ccd,旋转角度为90°,在ccd感光面上得到b’点,依照同样的方法,继续旋转ccd,得到另外两个像点a‘’和b‘’,使得a‘到a‘’的长度和b’到b‘’的长度不相等,存在一定的偏差,认为ccd感光面和透镜主光轴不垂直,当两者的偏差为足够小的时候,可以认为ccd和透镜主主光轴垂直。然后建立四个点之间的相对位置关系,建立方程计算得到ccd感光面和透镜主光轴的偏离角度,调节ccd感光面的角度,直到使a‘到a‘’的长度和b’到b‘’的长度之差任意小,这时ccd感光面和透镜焦平面基本达一致。

本发明与现有技术相比有如下优点:

1本发明能够消除由于ccd感光面和透镜焦平面的存在一定夹角而给相干因子的测量带来的误差,满足光刻系统的精密性要求。

2.本发明操作简便,只需操作ccd、旋转平台即可实现校准。

3.本发明原理简单。利用旋转平台、同一点在ccd感光面上的像点之间的几何关系就可以实现ccd感光面和透镜焦平面存在一定夹角的校准。

附图说明

图1光刻曝光系统示意图

图2相干因子测量原理图

图3ccd探头模块结构简图

图4激光法校准ccd位置示意图

图5测量系统等效光路

图6ccd感光面与透镜光轴不垂直

图7ccd成像面倾斜示意图。

具体实施方式

下面结合附图、工作原理及实施方法对本发明作进一步详细说明。

在图4中,针孔与透镜组固定之后,在透镜上建立坐标系为透镜光轴方向。在ccd感光面上建立坐标系位于ccd感光面内,为其法线方向,如图5所示,对应单位向量。当ccd感光面绕轴转动角,绕ym轴转动角,坐标系之间的变换矩阵为:

(1)

旋转后ccd感光面法线方向相对透镜坐标为,

(2)

对于图6中,ccd感光面与透镜焦平面有一定的夹角,纠正方法如下:

设针孔的最佳半径为,则通过透镜物方节点的光线的最大入射角为,

(3)

改变图4中反射镜的位置和方向到位置2,使得由激光器发出的平行光线与透镜光轴所成角小于入射到针孔上,针孔上一点通过透镜会聚于ccd感光面上点位置。采集光点并根据式(4)计算其质心坐标()。

(4)

依次旋转ccd三次,每次旋转90°,采集激光光点得并计算其质心坐标(),(),(),如图7所示。

当满足以下条件时,

(5)

ccd感光面与透镜光轴存在一定的夹角,如图7所示,在△a’of中应用正弦定理,

(6)

,则角可表示为,

(7)

则绕轴的偏转角可以表示为,

(8)

在△b’of中应用正弦定理,

(9)

,则角可以表示为,

(10)

则绕轴的偏转角可以表示为,

(11)

根据式(8)和式(11)调整ccd的偏转角,直到相对两点距离之差为一个任意小量,即,

(12)

为任意小量,ccd位置达到最佳。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1