一种光刻机自由光瞳照明控制系统的制作方法

文档序号:35814274发布日期:2023-10-22 06:32阅读:238来源:国知局

本发明涉及光刻机,具体涉及一种光刻机自由光瞳照明控制系统。


背景技术:

1、随着半导体产业技术的发展,对光刻机性能的要求也越来越高。瑞利准则是光刻机分辨率提升的依据,r=k_1·λ/na,其中r为分辨率、k1为工艺因子、λ为曝光波长、na为光刻机系统数值孔径,由公式可知:有三种途径可提高光刻机的分辨率,分别是①减小光刻机曝光波长λ;②增大光刻机系统数值孔径na;③降低工艺因子k1。

2、光刻系统也要求在一定的离焦范围内,分辨率也能满足要求,即焦深越大(dof),硅片上不同刻蚀深度的分辨率一致性越好,dof=k_2·λ/na^2,其中dof为焦深、k2为工艺因子、λ为曝光波长、na为光刻机系统数值孔径。由分辨率和焦深公式可知:当通过提高系统数值孔径na时,光刻机分辨率提升,但是系统的焦深急剧减小。

3、为了解决这一矛盾,分辨率增强技术(resolution enhancement technology,ret)中的离轴照明技术(off-axis illumination,oai)可实现提高系统分辨率的同时增大焦深,也是目前最容易实现的ret技术,目前最常用的离轴照明方式是利用光束整形单元doe实现各种照明模式,常用照明模式有传统照明、环形照明、二级照明和四级照明等。但是由于单个doe衍射元件只能实现一种类型的照明模式,因此利用doe的离轴照明模式限制了光刻机中不同照明模式变换的灵活性。

4、针对上述问题,可实现任意照明模式的自由光瞳照明系统被逐渐应用于28nm及以下节点的光刻机中,自由光瞳照明系统中的微反射镜阵列(mma)包含上千个微反射镜,如何对众多微反射镜高速、同步控制是自由光瞳照明系统的关键问题。


技术实现思路

1、针对如何实现光刻机中自由光瞳照明系统的高速、同步控制的技术问题,本申请提供一种光刻机自由光瞳照明控制系统,该光刻机自由光瞳照明控制系统能够对微反射镜阵列中的微反射镜进行高速、同步控制,还能够对微反射镜进行闭环控制以向光刻机提供精确的照明模式。

2、本发明提供的技术方案如下:

3、本发明提供一种光刻机自由光瞳照明控制系统,所述自由光瞳照明控制系统包括:运算中心、控制中心、微反射镜阵列控制单元、微反射镜阵列角位置监测单元和微反射镜阵列;所述微反射镜阵列包括若干个微反射镜,通过控制各微反射镜旋转至不同角位置以向光刻机提供不同的照明模式;

4、所述运算中心分别与光刻机的上位机和所述控制中心通过ethernet通讯连接,所述微反射镜阵列控制单元和微反射镜阵列角位置监测单元分别与所述控制中心光纤通讯连接;

5、所述运算中心通过上位机获取光刻机的目标照明模式,并根据所述目标照明模式计算各微反射镜的目标角位置和初始驱动电压,及将各微反射镜的所述目标角位置和初始驱动电压发送至所述控制中心;

6、所述控制中心将各微反射镜的初始驱动电压发送至所述微反射镜阵列控制单元,以驱动各微反射镜旋转;

7、所述微反射镜阵列角位置监测单元用于监测各微反射镜的角位置,并将监测的实测角位置反馈至所述控制中心;

8、所述控制中心还用于根据所述实测角位置对各微反射镜进行闭环控制,直至各微反射镜实现目标照明模式。

9、进一步优选的,所述控制中心包括第一dsp单元和第一fpga单元;

10、所述第一dsp单元与所述运算中心通过ethernet通讯连接,接收所述运算中心下发的目标角位置和初始驱动电压;

11、所述第一dsp单元与所述第一fpga单元通过srio通讯连接,将接收的各微反射镜的初始驱动电压发送给第一fpga单元;

12、所述第一fpga单元与所述微反射镜阵列控制单元和微反射镜阵列角位置监测单元光纤通讯连接,所述第一fpga单元将各微反射镜的初始驱动电压发送给所述微反射镜阵列控制单元,及将角位置检测命令发送给所述微反射镜阵列角位置监测单元;

13、所述第一fpga单元还用于将所述微反射镜阵列角位置监测单元反馈的实测角位置发送至所述第一dsp单元;

14、所述第一dsp单元还用于根据所述实测角位置计算当前驱动电压,并根据所述初始驱动电压对所述当前驱动电压进行修正,以通过修正后的驱动电压对各微反射镜进行闭环控制。

15、进一步优选的,所述微反射镜阵列包括64*64个微反射镜,每个微反射镜由4个电极控制。

16、进一步优选的,所述第一dsp单元集成两个dsp处理器,每个dsp处理器具有8个dsp内核,每个dsp内核对256个微反射镜进行闭环控制。

17、进一步优选的,所述第一dsp单元将接收的64*64个微反射镜的实测角位置数据平均分配至每个dsp内核,以使16个dsp内核同步对微反射镜进行闭环控制。

18、进一步优选的,所述微反射镜阵列控制单元包括:微反射镜驱动控制板、第二dsp单元和第二fpga单元;

19、所述微反射镜驱动控制板集成有64个asic,每4个asic通过4个片选cs和一路spi进行控制,每个asic驱动64个微反射镜;

20、所述第二dsp单元用于接收所述第一fpga单元发送的驱动电压,并将所述驱动电压写入所述第二fpga单元;

21、所述第二fpga单元根据驱动电压加载命令同步通过16路spi和片选cs对16个asic发送驱动电压。

22、进一步优选的,所述第二fpga单元将接收的驱动电压按照地址同步存入16片bram中,每片bram对应一路spi,每片bram的内存对应4个片选cs划分成4片内存区域。

23、进一步优选的,所述微反射镜阵列角位置监测单元包括:角位置监测控制板、光点阵列产生组件和角位置探测组件;

24、所述角位置监测控制板包括第三fpga单元和第三dsp单元;

25、所述第三fpga单元接收所述第一fpga单元下发的角位置检测命令后,控制所述光点阵列产生组件产生聚焦光斑并照射至所述微反射镜阵列中的微反射镜上,控制所述角位置探测组件监测所述微反射镜反射光斑的角位置,及将所述角位置探测组件监测的实测角位置发送至所述第三dsp单元;

26、所述第三dsp单元用于将所述实测角位置反馈至所述第一fpga单元。

27、通过本发明提供的光刻机自由光瞳照明控制系统,运算中心通过目标照明模式生成各微反射镜的目标角位置和初始驱动电压,控制中心将接收的初始驱动电压下发至微反射镜阵列控制单元,以控制各微反射镜旋转,同时,控制中心还根据微反射镜阵列角位置监测单元反馈的角位置对微反射镜进行闭环控制,直至微反射镜阵列实现目标照明模式;进一步,微反射镜阵列控制单元通过16路spi和64个asic高速、同步控制64*64个微反射镜。



技术特征:

1.一种光刻机自由光瞳照明控制系统,其特征在于,所述自由光瞳照明控制系统包括:运算中心、控制中心、微反射镜阵列控制单元、微反射镜阵列角位置监测单元和微反射镜阵列;所述微反射镜阵列包括若干个微反射镜,通过控制各微反射镜旋转至不同角位置以向光刻机提供不同的照明模式;

2.如权利要求1所述的光刻机自由光瞳照明控制系统,其特征在于,所述控制中心包括第一dsp单元和第一fpga单元;

3.如权利要求2所述的光刻机自由光瞳照明控制系统,其特征在于,所述微反射镜阵列包括64*64个微反射镜,每个微反射镜由4个电极控制。

4.如权利要求3所述的光刻机自由光瞳照明控制系统,其特征在于,所述第一dsp单元集成两个dsp处理器,每个dsp处理器具有8个dsp内核,每个dsp内核对256个微反射镜进行闭环控制。

5.如权利要求4所述的光刻机自由光瞳照明控制系统,其特征在于,所述第一dsp单元将接收的64*64个微反射镜的实测角位置数据平均分配至每个dsp内核,以使16个dsp内核同步对微反射镜进行闭环控制。

6.如权利要求3所述的光刻机自由光瞳照明控制系统,其特征在于,所述微反射镜阵列控制单元包括:微反射镜驱动控制板、第二dsp单元和第二fpga单元;

7.如权利要求6所述的光刻机自由光瞳照明控制系统,其特征在于,所述第二fpga单元将接收的驱动电压按照地址同步存入16片bram中,每片bram对应一路spi,每片bram的内存对应4个片选cs划分成4片内存区域。

8.如权利要求2所述的光刻机自由光瞳照明控制系统,其特征在于,所述微反射镜阵列角位置监测单元包括:角位置监测控制板、光点阵列产生组件和角位置探测组件;


技术总结
一种光刻机自由光瞳照明控制系统,包括:运算中心、控制中心、微反射镜阵列控制单元、微反射镜阵列角位置监测单元和微反射镜阵列;运算中心通过上位机获取光刻机的目标照明模式,并根据目标照明模式计算各微反射镜的目标角位置和初始驱动电压,及将目标角位置和初始驱动电压发送至控制中心;控制中心将各微反射镜的初始驱动电压发送至微反射镜阵列控制单元,以驱动各微反射镜旋转;微反射镜阵列角位置监测单元用于监测各微反射镜的角位置,并将监测的实测角位置反馈至控制中心;控制中心还用于根据实测角位置对各微反射镜进行闭环控制,直至各微反射镜实现目标照明模式。该控制系统能够对若干微反射镜高速、同步、闭环控制,提供精确的照明模式。

技术研发人员:陈浩然,童长青,刘清沁
受保护的技术使用者:上海镭望光学科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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