光刻机拼接照明系统及其调整方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光刻机拼接照明系统及其调整方法，该光刻机拼接照明系统包括：沿光传播方向依次设置的照明单元、多个光强透过率调节器件、多组单元物镜、视场光阑以及安装在基板运动台上的光强测量传感器，所述视场光阑为可调视场光阑。本发明专利技术通过设置可调视场光阑，不需要调整任何参与成像的镜片即可实现多镜头光刻机基板面的视场位置的调整，操作方便，调节快速。

【技术实现步骤摘要】
光刻机拼接照明系统及其调整方法
本专利技术涉及集成电路制造领域，特别涉及一种光刻机拼接照明系统及其调整方法。
技术介绍
在平板显示领域，基板面积按世代不断扩大，光刻机需提供大的曝光视场以保证高产率。大曝光视场可由多个较小的单元物镜视场组合拼接而成，通过掩模图像与涂胶基板的同步扫描运动实现曝光。与之对应地，照明系统也存在多个单元照明及照明拼接的方案需求，拼接的方案往往带来单元照明间的光强均匀性问题，影响最终曝光线宽的一致性，在相邻两个单元视场的拼接区域，此问题尤为严重。因此为保证拼接照明均匀性，也需要设计测量和补偿的方法。关于视场拼接方式，尼康公司在公开号为US5729331的美国专利中提出了一种照明结构：多个单元物镜拼接，每个单元物镜分为两层，每层为Dyson或Offner形式的光学设计。照明部分的结构见图1，其具有如下特点：首先，光源102为一个或多个，光源出射光线可由分离传导光路103传送至各单元照明；各光线分别经匀光器件105后，在掩模面8形成面积较大的照明视场111，基板面视场光阑可置于投影镜头的双层结构之间，设计为拼接梯形、六边形或其它可拼接的形状；基板面视场可通过偏置平板等光学结构(102-107)调整。然而，这种设计存在未明确单元照明之间的光强差异如何处理，而基板面视场位置的测量方法未做表述，调整也未做到成像与照明的分离。因此，尼康提出了照明光强控制的细节，主要思路为：由能量传感器依次测量基板面各单元视场光强，由信号处理单元进行补充量计算和发出调整命令；由电源控制单元和过滤衰减器件做出光强调整，能量传感器在调整过程中参与闭环控制；基板面光强以某种目标值(例如：以某个视场为基准，或采用各视场采样光强平均值等)为调整方向，强调各视场拼接处光强值相等。
技术实现思路
本专利技术提供一种光刻机拼接照明系统及其调整方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种光刻机拼接照明系统，包括：沿光传播方向依次设置的照明单元、多个光强透过率调节器件、多组单元物镜、视场光阑以及安装在基板运动台上的光强测量传感器，所述视场光阑为可调视场光阑。作为优选，所述照明单元包括光源、光纤和匀光单元，所述光源发出的光束由光纤分为多个光束后分别经匀光单元匀光进入到各光强透过率调节器件中。作为优选，所述光源与光纤之间还设置有光源能量监测传感器。作为优选，所述可调视场光阑由电机驱动，用于调节基板运动台上的可拼接的视场。作为优选，所述可调视场光阑设置于所述单元物镜的上层结构与下层结构之间。作为优选，所述基板运动台的六自由度信息由位置测量系统给出。作为优选，所述位置测量系统为干涉仪或编码尺。作为优选，所述视场光阑为矩形、梯形或者六边形。本专利技术还提供一种光刻机拼接照明系统调整方法，采用所述的光刻机拼接照明系统，包括：步骤1：利用电机调整视场光阑的位置从而调节基板运动台上的可拼接视场；步骤2：通过光强测量传感器的测量值调节光强透过率调节器件，从而调整可拼接视场中每个单元视场的光强。作为优选，所述步骤1包括：步骤11：采用光强测量传感器对可拼接视场中每个单元视场的明暗边界位置进行搜索，获取各单元视场的边界位置信息；步骤12：根据所述各单元视场的边界位置信息和各单元视场的目标位置信息，计算并获取每个视场光阑的调整量，根据各所述调整量完成每个单元视场位置的补偿调整。作为优选，所述步骤11中，采用二分法搜索各单元视场的明暗边界位置。作为优选，所述二分法包括：先整体测量定位所述各单元视场边界的位置范围，再分别对所述各单元视场搜索边界位置并逐步收敛，最终确定所述单元视场的边界位置信息。作为优选，步骤11中：对可拼接视场中每个单元视场的明暗边界位置进行搜索的步骤包括：对可拼接视场进行整体扫描采样，并对扫描采样获得的光强和位置数据进行插值计算，得到所述各单元视场的边界位置信息。作为优选，步骤12包括：对所述各单元视场的边界位置信息和目标位置信息进行最小二乘法计算，从而获取各单元视场的平移、旋转参数；接着，利用信息处理单元将所述各单元视场的平移、旋转参数转换为对应各视场光阑的调整量。作为优选，所述步骤2包括：步骤21：利用所述光强测量传感器测量各单元视场内的光强；步骤22：通过各单元视场的光强结合每个单元视场的光强目标值，以及光强透过率调节器件的透过率，计算获取每个单元视场的透过率设定值；步骤23：根据所述透过率设定值，控制光强透过率调节器件运动，完成每个单元视场的透过率补偿。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术使用光强能量传感器扫描视场的边界，可以确保视场位置的拼接准确性，另一方面也确保了单元视场间光强一致性；2、本专利技术通过使用电机控制视场光阑位置而不需要调整任何参与成像的镜片，进而实现多镜头光刻机基板面的视场位置的调整，操作方便，调节快速；3、本专利技术通过使用位于基板运动台上的光强能量传感器做闭环控制传感器，使用光源能量监测传感器直接监测光源能量状态，改进了光强拼接的算法。附图说明图1为现有技术中尼康公司照明结构示意图；图2为本专利技术中光刻机拼接照明系统的结构示意图；图3为本专利技术中视场光阑的形状与分布示意图；图4为本专利技术中光强测量传感器与视场内光强测量点的位置关系图；图5为本专利技术中单元视场位置边界扫描示意图；图6为本专利技术中视场位置测量与调整的流程示意图；图7为本专利技术中光强均匀性调整流程图；图8a～8c为本专利技术中的光强调整效果图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本专利技术附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。如图2所示，本专利技术的光刻机拼接照明系统，包括光源100、光源能量监测传感器200、光纤300、匀光单元400、光强透过率调节器件500、单元物镜、视场光阑800和安装在基板运动台上的光强测量传感器110，所述单元物镜包括上层结构700和下层结构900，其中，所述视场光阑800位于的单元物镜的上层结构700与下层结构900之间，所述视场光阑800由电机驱动调整，所述视场光阑800的形状构成基板面上的可拼接的视场，每个视场光阑800对应基板上的一个单元视场。也即是说，本专利技术在进行视场位置调整时，直接使用电机控制视场光阑800的位置即可实现，而无需调整任何参与成像的镜片，调节快速，易于实现。具体地，本实施例以2个光源、6个照明光路为例，详细说明本专利技术的光刻机拼接照明系统。继续参照图2，光源100设置有两组，两组光源100发出光束由光源能量监测传感器200检测后进入到多入多出的光纤300中，并分为6束光路后分别进入到6个匀光单元400中，每束光经匀光单元400匀光后再由光强透过率调节器件500进行透过率调节，投射到掩模600上，载有掩模600信息的光束进入到单元物镜的上层结构700，经可由电机驱动的视场光阑800进入到单元物镜的下层结构900，并投射到基板面上，位于基板运动台上的光强测量传感器110测量由视场光阑800形成的单元视场的拼接处的光强。所述视场光阑800的形状可以为矩形、梯形或六边形，各图形可以拼接为一整体。以图3中所示的等腰梯形为例，该等腰梯形的底角为45本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻机拼接照明系统，包括：沿光传播方向依次设置的照明单元、多个光强透过率调节器件、多组单元物镜、视场光阑以及安装在基板运动台上的光强测量传感器，其特征在于，所述视场光阑为可调视场光阑。

【技术特征摘要】
1.一种光刻机拼接照明系统，包括：沿光传播方向依次设置的照明单元、多个光强透过率调节器件、多组单元物镜、视场光阑以及安装在基板运动台上的光强测量传感器，其特征在于，所述视场光阑为可调视场光阑。2.如权利要求1所述光刻机拼接照明系统，其特征在于，所述照明单元包括光源、光纤和匀光单元，所述光源发出的光束由光纤分为多个光束后分别经匀光单元匀光进入到各光强透过率调节器件中。3.如权利要求2所述的光刻机拼接照明系统，其特征在于，所述光源与所述光纤之间还设置有光源能量监测传感器。4.如权利要求1所述光刻机拼接照明系统，其特征在于，所述可调视场光阑由电机驱动。5.如权利要求1所述的光刻机拼接照明系统，其特征在于，所述可调视场光阑设置于所述单元物镜的上层结构与下层结构之间。6.如权利要求1所述的光刻机拼接照明系统，其特征在于，所述视场光阑为矩形、梯形或者六边形。7.一种光刻机拼接照明系统调整方法，其特征在于，采用如权利要求1至6任一项所述的光刻机拼接照明系统，包括：步骤1：调整视场光阑从而调节基板运动台上的可拼接视场；步骤2：通过光强测量传感器的测量值调节光强透过率调节器件，从而调整可拼接视场中每个单元视场的光强。8.如权利要求7所述的光刻拼接照明系统调整方法，其特征在于，所述步骤1包括：步骤11：采用光强测量传感器对可拼接视场中每个单元视场的明暗边界位置进行搜索，获取各单元视场的边界位置信息；步骤12：根据所述各单元视场的边界位置信息和各单元视场的目标位置信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：束奇伟，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31