光刻机曝光参数的获取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光刻技术领域，具体而言，涉及一种光刻机曝光参数的获取方法。
【背景技术】
[0002] 如图1所示为光刻处理过程的示意图，其中，光刻版102上的图形经过光刻机104 的曝光处理后，被显示在硅片106上。由于半导体行业（以及其他如LED、光伏电池、IXD、PCB 等有关光刻工艺的制造领域）采用平面光刻工艺，一层层逐次作业，作业到第二层以后才可 能发现第一层次的错误，因而曝光程序的参数计算至关重要，且要求不能出任何错误，否则 将会直接导致产品的报废。
[0003] 光刻机本身只能支持一种曝光作业方式，即对单版形式的光刻版的简单曝光；在 实践过程中，通过行业内的不断摸索，逐渐发现了一种通过对曝光参数的设置，使得光刻机 仍然以原本的方式工作，但却能够支持如复合光刻版和特殊设计的曝光方式，比如插花设 计等。
[0004] 然而，由于各种曝光情况纷繁复杂，使得相关技术中对于曝光参数的设置，一种情 况下，主要是基于技术人员的经验设置，对于技术人员的要求较高；另一种情况下，则是需 要反复的试探、实践，容易造成大量设备、材料、人工的浪费，且效率低下、效果不一。
[0005] 因此，如何提出一种通用、简单的曝光参数设置方式，使得提高工作效率和计算准 确性，成为行业目前亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006] 本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，可以根据用户对于硅片上 的实际光刻需求，推算对于光刻机的曝光参数设置，从而提供一种通用、准确的曝光参数计 算方式，简化了曝光参数的计算过程。
[0007] 有鉴于此，本发明提出了一种光刻机曝光参数的获取方法，包括：解析接收到的参 数输入指令，以获取在硅片上沿水平方向的第一期望步进长度和沿坚直方向的第二期望步 进长度；根据所述第一期望步进长度和所述第二期望步进长度，计算对应的光刻机曝光参 数。
[0008] 在该技术方案中，鉴于对光刻版及硅片的参数设置的结果，需要在硅片上进行体 现，因而直接根据技术人员对于硅片上的步进需求，推算出光刻机的曝光参数，一方面满足 技术人员的使用需求和使用心理，另一方面能够准确地计算曝光参数，没有经验方面的要 求，也不需要反复试探性地执行光刻操作，有助于提高参数的设置效率，避免试探操作时造 成对光刻过程中机台、材料、人工的浪费。
[0009] 在上述技术方案中，优选地，所述光刻机曝光参数包括：所述硅片上的曝光区域的 在水平方向上的第一排列个数和在坚直方向上的第二排列个数。
[0010] 在该技术方案中，第一期望步进长度和第二期望步进长度，对应于每个曝光区域 在硅片上的长度(水平方向）和宽度(坚直方向）情况，即实际上反应了技术人员希望以何种 具体图形(光刻版上的图形选取全部或者一部分曝光转移到硅片）和布局(硅片上的图形的 实际布局)，对光刻版及硅片上的图形进行光刻处理。因而，基于技术人员所期望的步进距 离和硅片的实际大小，能够确定在硅片上的曝光区域的数量。其中，光刻机以每个曝光区域 为单位操作，将光刻版上的图形曝光生成在每个曝光区域内。
[0011] 在上述技术方案中，优选地，所述第一排列个数
所述第二排列个数
;其中，〇为所述光刻版的直径长度，PX为所述第一期望步进长度，Py为所述第 二期望步进长度。
[0012] 在该技术方案中，由于硅片的形状为圆形(底部有一平边，相当于在整个圆形的底 部截去一部分)，使得在边缘位置的区域在水平/垂直距离上小于第一 /第二期望步进长 度，但仍将该区域作为一个曝光区域。
[0013] 在上述技术方案中，优选地，所述光刻机曝光参数包括：所述硅片上沿坚直方向的 偏差补偿值（Map offset):
[0015] 其中，
为中间值，Y为所述硅片上的曝光区域的在坚直方向上的排 列个数，Py为所述第二期望步进长度，〇为所述硅片的直径长度，1为所述光刻版上的平边 长度，h为所述光刻版上的激光打码高度，INT (a)为小于或等于a的最大整数。
[0016] 在该技术方案中，提出了对于整个硅片表面所有曝光图形完全相同情况下，对于 偏差补偿值的计算公式。其中，硅片的平边部分存在激光打码，h具体为打上的激光码的最 高点与平边的距离。
[0017] 在上述任一技术方案中，优选地，还包括：解析所述参数输入指令，获取光刻版上 的待曝光图形中的测试图形在坚直方向上的实际高度；根据所述第一期望步进长度、所述 第二期望步进长度和所述实际高度，计算所述光刻机曝光参数。
[0018] 在该技术方案中，对于更多的曝光方式下，光刻版上都会同时存在测试图形和主 体图形，则需要进一步根据测试图形的实际高度，从而实现在这些情况下的曝光参数的准 确计算。
[0019] 在上述技术方案中，优选地，所述光刻机曝光参数包括：所述光刻版上沿坚直方向 的偏差补偿值（Map offset):
[0023] 其中，c和f为中间值，Y为所述硅片上的曝光区域的在坚直方向上的排列个数， Py为所述第二期望步进长度，〇为所述硅片的直径长度，1为所述光刻版上的平边长度，h 为所述光刻版上的激光打码高度，INT (a)为小于或等于a的最大整数，&为所述光刻版上 的待曝光图形中的测试图形在坚直方向上的实际高度。
[0024]具体地，h为以无插花的形式仅曝光所述待曝光图形中的主体图形或同时曝光所 述待曝光图形中的主体图形和测试图形时，或以插花形式曝光所述主体图形全部或部分和 所述测试图形时，所述待曝光图形中的测试图形在坚直方向上的实际高度。
[0025] 在该技术方案中，提出了对于硅片表面所有曝光单元图形不一定相同（若有不相 同，则命名为"插花"）的情况下(如"仅曝光Main且不插花"和"插花"的情形)，对于偏差补 偿值的计算公式，以实现更为准确的参数计算。
[0026] 在上述技术方案中，优选地，计算所述光刻机曝光参数的过程包括：建立以光刻版 的中心点为原点、所述水平方向为第一轴、所述坚直方向为第二轴的第一直角坐标系；建立 以硅片的中心点为原点、所述水平方向为第一轴、所述坚直方向为第二轴的第二直角坐标 系；根据所述光刻版中的任一完整图形中的每个待曝光区域在所述第一直角坐标系和所述 第二直角坐标系中的位置信息，确定所述光刻机曝光参数。
[0027] 在该技术方案中，光刻版可以为单版或复合版，则复合版中的每个版面或该单版 即为一个完整图形（即一个frame)，通过获取待曝光区域的位置信息，即确定了当前需要曝 光在光刻版上的图案，以及该图案相对于直角坐标系的原点的偏移情况，从而实现准确地 光刻处理。
[0028] 针对单版的光刻处理过程，本发明提出了下述处理方式：
[0029] 优选地，所述光刻机曝光参数包括：遮光坐标和中心变换值；当所述光刻版上仅 包含一个完整图形时，按照如下方式计算所述光刻机曝光参数：
[0030] 当所述完整图形仅包含主体图形时，该主体图形的遮光坐标点为Xm=(a_Px)/2、 Xp= (Px+a) /2、Ym=- (Py-b) /2、Yp= (Py+b) /2，且中心变换值为 X=0、Y=0 ;
[0031] 当所述完整图形包含主体图形和测试图形时，若以无插花的形式，仅曝光主体 图形，则该主体图形的遮光坐标点为Xm= (a-Px) /2、Xp= (Px+a) /2、Ym=_ (Py+t+dl-b) /2、 Yp=(Py+t+dl+b)/2-t-dl，且中心变换值为 X=0、Y=0 ;
[0032] 当所述完整图形包含主体图形和测试图形时，若以无插花的形式，曝光主体图形 和测试图形，则该主体图形的遮光坐标点为Xm= (a-Px) /2、Xp= (Px+a) /2、Ym=_ (Py+d 1 -b) /2、 Yp=(Py+dl+b)/2-t-dl，且中心变换值为X=0、Y=0 ;以及，相应的测试图形的遮光坐标点为 Xm=(a_Px)/2、Xp=(Px+a)/2、Ym=(Py+dl+b)/2_t、Yp=(Py+dl+b)/2,且中心变换值为 X=0、 Y=-dl ；
[0033] 当所述完整图形包含主体图形和测试图形时，若以插花的形式，仅曝光主体图 形，则该主体图形的遮光坐标点为 Xm= (a-Px) /2、Xp= (Px+a) /2、Ym=_ (Py+t+dl-b) /2、 Yp=(Py+t+dl+b)/2-t-dl，且中心变换值为 X=0、Y=0 ;
[0034] 当所述完整图形包含主体图形和测试图形时，若以插花的形式，曝光主体图形和 测试图形，则该主体图形的遮光坐标点为Xm= (a-Px)/2、Xp= (Px+a)/2、Ym=_(Py+t+dl_b)/2、 Yp=(Py+t+dl+b)/2-t-dl-t-d4,且中心变换值为X=0、Y=0 ;以及，相应的测试图形的遮光坐 标点为 Xm=(a_Px)/2、Xp=(Px+a)/2、Ym=(Py+t+dl+b)/2_t、Yp=(Py+t+dl+b)/2,且中心变换 值为 X=0、Y=-t-dl ;
[0035] 其中，（Xm，Ym)为第一遮光坐标点，（Xp，Yp)为第二遮光坐标点，Xm和Xp为对应 于所述第一轴的参数值、Ym和Yp为对应于所述第二轴的参数值，X为沿所述第一轴的变换 值、Y为沿所述第二轴的变换值，Px为所述第一期望步进长度、Py为所述第二期望步进长 度，a为所述一个完整图形上的左侧缓冲区在所述第一轴方向上的宽度、b为所述一个完整 图形上的下侧缓冲区在所述第二轴方向上的高度，t为所述实际高度，dl为所述主体图形 和所述测试图形在所述光刻版上的间距，d4为所述测试图形和部分所述主体图形在所述光 刻版上的间距。
[0036] 针对二合一版的光刻处理过程，本发明提出了下述处理方式：
[0037] 优选地，所述光刻机曝光参数包括：遮光坐标和中心变换值；若所述光刻版上包 含沿所述第一轴对称的两个完整图形，且第一图形位于所述第一轴的上方、第二图形位于 所述第一轴的下方，则按照如下方式计算所述光刻机曝光参数：
[0038] 当所述完整图形仅包含主体图形时，第一图形的主体图形的遮光坐标点 为 Xm=-(Px+a)/2、Xp=(Px+a)/2、Ym=d3/2、Yp=(Py+b)+d3/2，且中心变换值为 X=0、 Y=- (Py+b+d3) /2 ;以及，第二图形的主体图形的遮光坐标点为Xm=- (Px+a) /2、Xp= (Px+a) /2、 Ym=-(Py+b)-d3/2、Yp=-d3/2,且中心变换值为 X=0、Y= (Py+b+d3)/2 ;
[0039] 当所述完整图形包含主体图形和测试图形时，若以无插花的形式仅曝光主体 图形，则第一图形的主体图形的遮光坐标点为Xm=- (Px+a) /2、Xp= (Px+a) /2、Ym=d3/2、 Yp=(Py+b)+d3/2,且中心变换值为X=0、Y=-(Py+t+dl+b+d3)/2 ;以及，第二图形的主体图形 的遮光坐标点为 Xm=_(Px+a)/2、Xp=(Px+a)/2、Ym=-(Py+t+dl+b)_d3/2、Yp=-t-dl_d3/2,且 中心变换值为 X=0、Y=(Py+t+dl+b+d3)/2 ;
[0040] 当所述完整图形包含主体图形和测试图形时，若以无插花的形式曝光主体图形和 测试图形，贝1J第一图形的主体图形的遮光坐标点为Xm=-(Px+a)/2、Xp=(Px+a)/2、Ym=d3/2、 Yp=(Py+b)+d3/2,且中心变换值为X=0、Y=-(Py+t+dl+b+d3)/2 ;第一图形的测试图形的遮 光坐标点为 Xm=-(Px+a)/2、Xp=(Px+a)/2、Ym=(Py+dl+b)-t+d3/2、Yp=(Py+dl+b)+d3/2,且 中心变换值为X=0、Y=-dl-(Py+dl+b+d3