[发明专利]一种采用曝光方式标定曝光能量需求分布的方法

说明书

技术领域

本发明属于光刻机的曝光能量需求分布标定方法领域，具体为一种采用曝光 方式标定曝光能量需求分布的方法。

背景技术

光刻技术是用于在衬底表面上印刷具有特征的构图，这样的衬底可包括用于 制造半导体器件、多种集成电路、平面显示器(例如液晶显示器)、电路板、生 物芯片、微机械电子芯片、光电子线路芯片等的基片。经常使用的基片为表面图 有光敏感介质的半导体晶片或玻璃基片。

在光刻过程中，晶片放置在晶片台上，通过处在光刻设备内的曝光装置，将 特征构图投射到晶片表面。尽管在光刻过程中使用了投影光学装置，还可依据具 体应用，使用不同的类型曝光装置。例如X射线、离子、电子或光子光刻的不 同曝光装置，这已为本领域技术人员所熟知。

半导体行业使用的传统分步重复式或分步扫描式光刻工具，将分划板的特征 构图在各个场一次性的投影或扫描到晶片上，一次曝光或扫描一个场。然后通过 移动晶片来对下一个场进行重复性的曝光过程。传统的光刻系统通过重复性曝光 或扫描过程，实现高产出额的精确特征构图的印刷。

为了在晶片上制造器件，需要多个分划板。由于特征尺寸的减少以及对于较 小特征尺寸的精确公差需求的原因，这些分划板对于生产而言成本很高，耗时很 长，从而使利用分划板的传统晶片光刻制造成本越来越高，非常昂贵。

无掩膜(如直接写或数字式等)光刻系统相对于使用传统分划板的方法，在 光刻方面提供了许多益处。无掩膜系统使用空间图形发生器(SLM)来代替分划 板。SLM包括一个可独立寻址和控制的象素阵列，每个象素可以对透射、反射 或衍射的光线产生包括相位、灰度方向或开关状态的调制。

传统的光刻图象的制造使用以特定的图象编码的分划板，产生一定的空间光 强和相位的调制，聚焦光然后通过分划板投射到光敏感元件上。每一个分划板配 置成一个单一的图象。

在无掩膜的光刻系统中，特征图形由空间微反射镜阵列产生，这些微小镜面 可以独立寻址单独受控以不同的倾斜方向反射照射的光束，以产生空间光强调 制。通过光学投影元件，这些空间微镜阵列以一定的放大倍率M(通常M＜1) 投影到光敏感元件的衬底上，产生特征的构图。

现有光刻机的照明系统通常要求光场均匀性达到1％以内，设计、加工的要 求和难度都很严格，很难同时满足光能量利用率和光均匀性的需求，并且照明均 匀性的检测要配合成像镜头一起在像面检测，这样也就对装配调整提出了更高的 要求，这就要求对光场的能量需求分布进行有效和快速的标定，再使用图形发生 器的工作特性去从而进行灰度补偿修正。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用曝光方式标定曝光能量需求分布的方法，以达 到快速、有效的标定出空间光调制器件需要使用的区域中的曝光能量需求的分布 情况的目的。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种采用曝光方式标定曝光能量需求分布的方法，采用空间光调制器作为图 形发生器，光源发出的光照射至空间光调制器，被空间光调制器反射，产生反射 光，所述反射光通过远心投影成像系统，入射至表面覆有光刻胶并放置在平台上 的基底上，其特征在于：打开空间光调制器中需要使用的多个区域，光源发出的 光照射至空间光调制器上，被空间光调制器中所述多个区域反射至所述基底，移 动平台，同时控制光源，使空间光调制器中所述多个区域的反射光的能量强度均 匀变化，能量强度均匀变化的反射光入射至所述基底，并在所述基底上进行曝光 形成多个与空间光调制器中的区域一一对应的打开区域，通过CCD相机对基底上 曝光得到的多个打开区域进行拍摄，并将拍摄到的图像传送至计算机中处理；在 计算机中利用图像处理软件，将基底上相邻能量强度各自对应的打开区域的图像 进行相减运算，得到在相邻能量强度之间的区间段内刚好被曝光形成的打开区 域，将所述打开区域再与空间光调制器中的区域对照，确定空间调制器中多个区 域分别各自对应的能量强度区间，完成标定空间光调制器所使用的区域达到曝光 指标的能量值。