[发明专利]一种用于光刻设备的曝光装置与曝光方法

权利要求书

1.一种用于光刻设备的曝光装置，其特征在于，包括：

激光器，用于提供一曝光光束；

光束整形单元，用于将所述曝光光束整形；

数字微镜阵列(DMD)，用于接收所述整形后的曝光光束并反射所述曝光光束以形成一调制图形；

物镜，用于将所述调制图形成像至一硅片表面；

运动台，所述运动台用于承载所述硅片；

同步控制单元，同步控制所述激光器、DMD和运动台；

点能量传感器，位于物镜的最佳焦面位置，所述点能量传感器的探测面应大于视场面积。

2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述光束整形单元按照光束传播的方向依次包括：一扩束单元，用于所述曝光光束与所述DMD的调制区域匹配；一可变衰减器，用于曝光光束的能量，一匀光照明单元，用于将所述曝光光束整形为一均匀照明光束。

3.一种用于光刻设备的曝光方法，所述光刻设备包括激光器、运动台、DMD以及物镜，所述曝光方法包括：

步骤一将待曝光图形数据灰度化形成m×n的原始矩阵A，其中m、n分别为原始矩阵的行数及列数；

第二步、依据所述DMD的失效像素矩阵C，将所述原始矩阵A扩展成m+2p-2行，n列的矩阵A₀’，其中所述DMD的行数、列数分别为p、q；

步骤三、根据B′_i＝{(A′_i[l(i-1)+1:l(i-1)+1+p,1:q]OR B₀)AND C}计算所述DMD需要输出的图形B′_i，其中B₀为DMD上元素全部为0的矩阵，i为大于等于1的整数，l为所述运动台的步进距离；

步骤四、根据A′_i+1＝A′_i-B′_i对A_i’进行迭代更新形成若干帧图形，直至l(i-1)+1+p等于A₀’的行数或A₀’的各元素均为0；

步骤五、同步控制激光器、DMD、及运动台，以使所述若干帧图形被所述物镜依序成像至位于所述运动台上的硅片上。

4.如权利要求3所述的用于光刻设备的曝光方法，其特征在于，所述DMD的失效像素的测量方法为：

a、将所述激光器功率输出最大；

b、将一点能量传感器置于所述物镜最佳焦面位置；

c、依次测量DMD的的每一像素，根据所述点能量传感器的读数判断该像素是否为失效像素，若是失效像素将其定义为0，若是有效像素将其定义为1。

5.如权利要求3所述的用于光刻设备的曝光方法，其特征在于，所述待曝光图形透过以下方法获得：根据一掩模数据、所述硅片的曝光场数据以及所述DMD的曝光视场宽度，将所述硅片上的曝光场数据拆分为若干个待曝光图形数据。

6.如权利要求3所述的用于光刻设备的曝光方法，其特征在于，所述运动台的步进距离l为运动台在相邻两个帧图形之间运动的距离。

7.如权利要求3所述的用于光刻设备的曝光方法，其特征在于，待曝光图形灰度化包括以下步骤：

首先，将待曝光图形栅格化，栅格化大小与所述DMD像素在所述硅片面上的大小一致；

其次，将待曝光图形进一步灰度化，以获得各栅格内的曝光剂量(Dose)分布；

以及，计算各栅格需要曝光的次数N，其中，N＝Max{int(Dose·S/(P·Mag))+1,Gray_Level}，S为所述DMD面积，Mag为光刻设备物镜的赔率，P为激光器的脉冲激光能量，Gray_Level为灰阶数。