保持光刻机高速同步控制时序信号完整性的方法技术

本发明专利技术公开了一种保持光刻机高速同步控制时序信号完整性的方法，同步总线控制器在叠层时确保高速信号的阻抗控制，此外，同步总线控制器在叠层时电源平面与地平面相邻，形成一个板级电容，同时，信号层与地平面相邻。本发明专利技术实现了对步进扫描投影光刻机曝光扫描的同步信号控制，以同步总线数据传输作为时间基准，通过同步总线的最小时间单元，严格控制各个信号的时间点，从而实现各个子模块之间信号的实时和同步。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一，涉及一种步进扫描投影光刻机同步控制信号的实现过程，更进一步而言，涉及步进扫描投影光刻机同步控制总线为中心的同步控制信号的实现过程，以及由同步控制信号控制和约束的子模块之间的同步协调过程。
技术介绍
光刻机是集成电路加工过程中最关键的设备。国外早在多年前就已提出下一代光刻的概念，并对极紫外线光刻、电子束投影光刻、离子束投影光刻等技术进行了大量的研究，但由于工艺、生产效率、成本等诸多原因，这些技术目前仍然难以完全实用化。目前占市场主导地位的仍然是深紫外线投影光刻设备。当前，绝大多数投入使用的是步进重复光刻机。步进重复光刻机中，整个像场同时曝光。这种系统容易设计和实现。随着市场不断提高对大尺寸、细线宽、高精度、高效率、低成本集成电路生产的需求，对半导体设备带来了前所未有的挑战。步进重复光刻机采用一次成像技术，为了增大像场要求更大直径的透镜系统作为支撑，但这一要求遇到了技术因素和经济因素的双重制约，从而限制了步进重复光刻机向更高精度、更大尺寸的芯片加工方向发展。在这种情况下，科研人员开发了一种新型的光刻机——步进扫描投影光刻机。步进扫描光刻机中，曝光过程与步进重复光刻机有所不同。光束通过一个狭缝并透过照明系统投影到掩模面上，掩模以设定的匀速通过这束光。同时，硅片在透镜的下方以相反方向运动。这种步进扫描光刻机与步进重复光刻机相比，具有更低的变形和更大面积的像场；同时，承载硅片的工件台和承载掩模的掩模台都能够实现高速运动，使得步进扫描光刻机具有很高的生产率，从而更好地满足了市场对半导体芯片加工的需求。步进扫描投影光刻机的基本原理见图1，图1A为像场与狭缝曝光区域示意图，区域10为像场，其范围大于普通的步进重复光刻机，步进重复光刻机像场通常为22*22mm2，步进扫描光刻机可达到26*33mm2，阴影所示区域11为狭缝曝光区域。图1B为步进扫描投影光刻机工作状态示意图，步进扫描光刻机在执行曝光扫描时，首先将硅片27上待曝光的区域移动到透镜22的下方，硅片放在工件台21上，并在曝光过程中保持匀速运动。这个运动与掩模台23上的掩模26和扫描狭缝单元24的运动部分在时间上和位置上是严格同步的，同时硅片表面在曝光过程中一直保持在透镜22的最佳焦平面内。照明系统25在工件台21和掩模台23以指定速度到达指定位置时，被同步触发并开始提供曝光所需的光剂量28。步进扫描光刻机通过掩模台23与工件台21相对同步运动的方式，并与照明等其它子模块协同工作，实现曝光动作。由于套刻精度、关键尺寸等决定曝光质量的因素，要求光刻机中参与曝光的各个子模块在动作时序上精确同步。步进扫描光刻机与步进重复光刻机相比，需要更加注意同步的问题，这是因为(1)对所有涉及的子模块，扫描必须在相同的时间段内完成。具体来说，工件台和掩模台必须在完全相同的时间段内通过事先规划好的轨迹；照明系统必须在相同的时间段内提供均匀分布的正确剂量；狭缝控制系统必须与掩模台同步地打开和关闭它的狭缝。(2)对于所有涉及的子模块，扫描的起始时刻和结束时刻必须相同。具体而言，工件台和掩模台必须在照明系统开始提供曝光剂量的时刻，以正确的速度到达正确的位置。通过以上的分析可以得出，对于曝光扫描同步，要求所有涉及的子模块必须在扫描时序上取得严格一致。另外，参与曝光的子模块需要一段时间为实际扫描做准备，这个时间段称为准备时间，主要用于激光器预充电以及工件台和掩模台开始加速最终达到并保持在指定的速度。实际扫描时间是指照明系统提供光源、同时工件台和掩模台以匀速运动、硅片均匀曝光、完成曝光动作所需的时间。因此，光刻机中一次扫描是由准备阶段和实际扫描阶段构成的。由于生产率和性能的要求，一次扫描结束后应能够直接进入到下一次扫描，而在两次扫描中间不出现停顿，这样的扫描称为连续曝光扫描。为了实现连续曝光扫描，要求在进行当前扫描的同时能够为下一次扫描准备必需的信息。连续曝光扫描中，下一次扫描的准备时间和实际扫描时间需要根据当前扫描的信息获得，因此系统只能超前一步规划；同时，连续曝光同步扫描过程中，由于外部条件的变化需要应用先前完成的扫描信息修正后续的曝光参数。从以上的分析可以得出如下结论实现连续曝光扫描同步控制，需要特定的机制保证扫描过程中涉及的子模块的动作是严格同步的；为了保证各个子模块间的同步信号误差严格控制在允许的范围内，需要同步控制器在时间上进行精准的控制。为了满足这些要求，必须保证高速同步控制时序的信号完整性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，实现了一种步进扫描投影光刻机曝光扫描的同步信号控制。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种，同步总线控制器在叠层时确保高速信号的阻抗控制。其中，高速信号是微带线或带状线结构。高速信号的特征阻抗是50欧姆。此外，电源平面与地平面被相邻放置，形成一个板级电容，同时，信号层与地平面相邻，信号层中信号线之间的间距增为2倍线宽，还可以在信号线之间增加隔离地线。同步总线控制器中的数字电路和接口电路被完全隔离，有各自的参考平面。同步总线控制器在驱动端串联匹配电阻。包含同步总线控制器的同步总线控制卡被置于系统背板中央的插槽，减小总线控制卡到各子卡的相对延时。本专利技术实现的同步总线控制器，可以在步进扫描投影光刻机中获得如下效果(1)提高了同步总线控制器的可靠性；(2)实现了曝光扫描过程中多个子模块的精准同步控制；(3)改善了工控机CPU板对同步扫描的实时过程控制；(4)提高了曝光扫描的可靠性，进而提高了生产效率。附图说明图1A是步进扫描光刻机曝光像场和扫描狭缝；图1B是步进扫描投影光刻机曝光扫描基本原理；图2是本专利技术的同步总线控制器在扫描同步控制系统中的结构框图；图3是间距为1倍线宽串扰波形；图4是间距为2倍线宽串扰波形；图5是间距为2倍线宽并加隔离地线串扰波形；图6是无串联匹配电阻信号波形；图7是有串联匹配电阻信号波形；图8是本专利技术的功能电路隔离图；图9是本专利技术的同步总线控制器应用于扫描同步控制过程。具体实施例方式本专利技术是一种，实现了一种步进扫描投影光刻机曝光扫描的同步信号控制。本专利技术以同步总线数据传输作为时间基准，通过同步总线的最小时间单元，严格控制各个信号的时间点，从而实现各个子模块之间信号的实时和同步。同步总线控制器是步进扫描投影光刻机同步控制的核心控制器。当参与同步扫描过程的所有分系统在曝光控制软件下协商好之后，同步总线控制器实施整个扫描过程硬件上的实时同步控制。同步控制过程的结构框图如图2所示。其中，同步总线控制器是实时同步控制过程的核心，为所有扫描曝光涉及的子模块和运动控制卡提供统一的时间基准。曝光控制软件通过工控机CPU板的VME总线接口把扫描参数传递给同步总线控制器，同步总线控制器按照工控机CPU板指定的参数，对工件台运动控制卡、掩模台运动控制卡、工件台激光计数卡、掩模台激光计数卡、对准控制系统、照明控制系统进行同步控制，在精准的时间点输出相应的同步控制信号。同步总线控制器和工控机CPU板的VME总线接口提供的操作方式有A24、D16、RMW Slave、D08(O)、I(1～6)ROAK Interrupter等。其功能包括工控机CPU板主动访问同步总线控制器的寄存器以及同步总线控制器以VME总线中断形式主动通知工控机CPU板。同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保持光刻机高速同步控制时序信号完整性的方法，其特征在于：同步总线控制器在叠层时确保高速信号的阻抗控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴仁玉，郑涛，池峰，陈勇辉，韦学志，
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：31[中国|上海]