[发明专利]一种对投影光刻机步进及扫描运动轨迹的规划方法

说明书

技术领域

本发明属于集成电路制造技术领域，涉及一种用于步进扫描投影光刻机的步进及扫描运动轨迹的规划方法。

背景技术

现代电子工业的发展是以微电子技术为基础，微电子技术的核心是集成电路，而集成电路的发展又必须以半导体专用设备为其主要支撑条件。随着硅片的直径不断增大，集成度不断提高，图形线宽不断缩小，专用设备显得越来越重要。在集成电路生产过程中，光刻设备占据着统治地位。从1973年世界上第一台光刻机诞生以来，光刻机及光刻技术的发展可谓日新月异，突飞猛进。光刻技术在经历了接触式接近式、投影式、步进重复投影式几个重大技术发展阶段之后，便向步进扫描方式过渡。

轨迹规划的主要任务是计算给定运动轨迹在各采样周期的加速度、速度、和位置等参考数据，供后续的数字控制器使用。因轨迹规划直接决定光刻机的运动精度和性能，是光刻及研发中的重点和难点之一。传统的轨迹规划方法利用目标值与实际值的实时比较进行控制，难以满足目标数据时间的可预知性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是在现有技术的基础之上针对步进运动及扫描运动的特征分别进行分析，确定步进运动及扫描运动的约束条件，从系统需求的角度自行对轨迹进行了规划，使其更符合步进扫描投影光刻机控制系统的实际需求，本发明能根据步进扫描投影光刻机的步进及扫描运动的约束条件，而提供一种对投影光刻机步进及扫描运动轨迹的规划方法。

为了实现所述目的，本发明实现对投影光刻机步进及扫描运动轨迹的规划方法，将轨迹规划方法同时用于步进运动和扫描运动的步骤如下：

步骤S1：根据步进运动及扫描运动对限制值的定义，针对运动轨迹轮廓利用几何曲线的对称性与图形面积求积分法，依据步进运动和扫描运动给定的约束条件计算步进运动及扫描运动的限制值；

步骤S2：根据运动轨迹轮廓，利用几何曲线的对称性与图形面积求积分法，计算并得到步进运动及扫描运动各自加速度的导数与时间的关系曲线中的关键时间变量；

步骤S3：针对关键时间变量，根据步进运动及扫描运动各自加速度的导数与时间的关系曲线中各时间切换点与关键时间变量的关系，计算得到各时间切换点的值；

步骤S4：根据步进运动及扫描运动典型轮廓中加速度的导数与时间的关系以及时间切换点的值，计算得到步进运动或扫描运动加速度的导数的函数；

步骤S5：对加速度的导数的函数依次求一重、二重和三重积分，进而得到步进运动及扫描运动的加速度、速度和位移随时间变化的曲线。

优选实施例：所述步进运动或扫描运动加速度的导数的函数表达式是：

j(t)＝j_max×[u(t-t₀)-u(t-t₁)-u(t-t₂)+u(t-t₃)-u(t-t₄)+u(t-t₅)+u(t-t₆)-u(t-t₇)]，

式中j(t)为加速度的导数随时间变化的函数，j_max为最大加速度的导数，u(·)为单位阶跃函数，t₀至t₇为时间切换点代表步进运动的时间切换点t_0X至t_7X或扫描运动的时间切换点t_0Y至t_7Y，t是运动时间代表步进运动的运动时间t_X或扫描运动的运动时间t_Y。

优选实施例：所述一重积分表示如下：

a(t)＝∫j(t)dt，

式中：a(t)为加速度随时间变化的函数代表步进运动的加速度随时间变化的函数a(t_X)或扫描运动加速度随时间变化的函数a(t_Y)，j(t)为加速度的导数随时间变化的函数代表步进运动加速度的导数随时间变化的函数j(t_X)或扫描运动加速度的导数随时间变化的函数j(t_Y)。

优选实施例：所述二重积分表示如下：

v(t)＝∫∫j(t)dt，