焦面調(diào)整裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種焦面調(diào)整裝置，包括工件臺(tái)以及成像裝置；成像裝置設(shè)置在工件臺(tái)上方；成像裝置包括投影物鏡、可控光學(xué)器件以及電控單元；可控光學(xué)器件設(shè)置在投影物鏡內(nèi)；可控光學(xué)器件與電控單元連接；添加可控光學(xué)器件在投影物鏡與工件臺(tái)之間，通過(guò)電控單元調(diào)整可控光學(xué)器件的光學(xué)特性改變投影物鏡焦面的高階形貌，使得投影物鏡焦面產(chǎn)生特定的形貌起伏，并使焦面與硅片表面的高階起伏重合，從而提高了光刻機(jī)的總體調(diào)焦精度，進(jìn)而提高光刻工藝的成品率。
【專利說(shuō)明】焦面調(diào)整裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光刻領(lǐng)域，尤其涉及一種焦面調(diào)整裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光刻設(shè)備是一種應(yīng)用于集成電路制造的裝備，該裝備的應(yīng)用范圍包括但不限于:集成電路制造光刻裝置、液晶面板光刻裝置、光掩?？逃⊙b置、MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))/MOMS (微光機(jī)系統(tǒng))光刻裝置、先進(jìn)封裝光刻裝置、印刷電路板光刻裝置及印刷電路板加工
目.-rf* ο
[0003]在光刻設(shè)備的曝光過(guò)程中，需要對(duì)硅片進(jìn)行對(duì)焦，由于硅片的厚度偏差、面形起伏以及投影物鏡焦面的離焦、傾斜、場(chǎng)曲等因素，會(huì)造成硅片在曝光場(chǎng)內(nèi)的局部區(qū)域垂向位置相對(duì)于物鏡焦面存在偏差。如果該偏差大于有效焦深，將嚴(yán)重影響光刻設(shè)備的曝光，進(jìn)而影響集成電路的質(zhì)量和成品率。在當(dāng)前的光刻工藝中，硅片的表面起伏以及投影物鏡的場(chǎng)曲，硅片在曝光場(chǎng)內(nèi)的局部區(qū)域垂向位置相對(duì)于物鏡焦面存在的偏差已經(jīng)非常接近光刻工藝的有效焦深。因此，必須采用調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量出硅片表面的局部形貌相對(duì)于投影物鏡焦平面的差異，并通過(guò)調(diào)焦的方法，使該差異盡可能小。
[0004]傳統(tǒng)的調(diào)焦方法是用工件臺(tái)驅(qū)動(dòng)硅片做垂向運(yùn)動(dòng)，調(diào)整硅片的高度和傾斜，使硅片局部區(qū)域的最佳擬合面與投影物鏡焦面的最佳擬合面重合。由于工件臺(tái)驅(qū)動(dòng)硅片做垂向運(yùn)動(dòng)的控制方式只能調(diào)整硅片局部區(qū)域的離焦量和傾斜量，無(wú)法補(bǔ)償曝光場(chǎng)內(nèi)局部區(qū)域的高階起伏，因此該方法無(wú)法完全補(bǔ)償投影物鏡視場(chǎng)范圍內(nèi)各個(gè)位置的離焦。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目 的在于提供一種焦面調(diào)整裝置，以提高對(duì)焦精度。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出一種焦面調(diào)整裝置，包括:工件臺(tái)以及成像裝置；所述成像裝置設(shè)置在所述工件臺(tái)上方；所述成像裝置包括投影物鏡、可控光學(xué)器件以及電控單元；所述可控光學(xué)器件設(shè)置在所述投影物鏡內(nèi)；所述可控光學(xué)器件與所述電控單元連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述可控光學(xué)器件包括三棱反射鏡以及自適應(yīng)光學(xué)器件，所述自適應(yīng)光學(xué)器件設(shè)置在所述三棱反射鏡的一側(cè)。
[0008]進(jìn)一步的，，所述自適應(yīng)光學(xué)器件為自適應(yīng)凹形反射鏡。
[0009]進(jìn)一步的，所述投影物鏡中的光線經(jīng)所述三棱反射鏡的其中一表面反射至自適應(yīng)光學(xué)器件，再經(jīng)由所述自適應(yīng)光學(xué)器件反射至所述三棱反射鏡的另一面，最后經(jīng)過(guò)投影物鏡并照射在所述工件臺(tái)上的晶圓表面。
[0010]進(jìn)一步的，所述可控光學(xué)器件為多電極驅(qū)動(dòng)液晶透鏡。
[0011]進(jìn)一步的，所述可控光學(xué)器件位于所述投影物鏡的光瞳與像面之間。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在:在投影物鏡與工件臺(tái)之間添加可控光學(xué)器件，通過(guò)電控單元調(diào)整可控光學(xué)器件的光學(xué)特性以改變投影物鏡焦面的高階形貌，使得投影物鏡焦面產(chǎn)生特定的形貌起伏，并使焦面與硅片表面的高階起伏重合，從而提聞了光刻機(jī)的總體調(diào)焦精度，進(jìn)而提聞光刻工藝的成品率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為實(shí)施例一中焦面調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2a至圖2b為實(shí)施例一中焦面調(diào)整示意圖；
[0015]圖3為實(shí)施例二中焦面調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的焦面調(diào)整裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0017]實(shí)施例一
[0018]請(qǐng)參考圖1，本實(shí)施例中，提出一種焦面調(diào)整裝置，包括:工件臺(tái)100以及成像裝置；所述成像裝置設(shè)置在所述工件臺(tái)100上方；所述成像裝置包括投影物鏡200、可控光學(xué)器件300以及電控單元400 ;所述可控光學(xué)器件300設(shè)置在所述投影物鏡200內(nèi)部；所述可控光學(xué)器件300與所述電控單元400連接。進(jìn)一步的，所述可控光學(xué)器件300位于所述投影物鏡200光瞳與像面之間。
[0019]本實(shí)施例中，所述可控光學(xué)器件300包括三棱反射鏡310以及自適應(yīng)光學(xué)器件，所述自適應(yīng)光學(xué)器件為自適應(yīng)凹形反射鏡320，所述自適應(yīng)凹形反射鏡320設(shè)置在所述三棱反射鏡310的一側(cè)，并與所述電控單元400連接；所述投影物鏡200包括多個(gè)透鏡，具體地說(shuō)，包括I個(gè)凹透鏡以及7個(gè)凸透鏡，從上至下依次為凸透鏡201、202、凹透鏡203、凸透鏡204、205、206、207、208 ;所述三棱反射鏡310位于凸透鏡205和凸透鏡206之間，自適應(yīng)凹形反射鏡320位于所述三棱反射鏡310的一側(cè)。光線可以通過(guò)凸透鏡201、凸透鏡202、凹透鏡203、凸透鏡204以及凸透鏡205經(jīng)過(guò)三棱反射鏡310的其中一表面反射至自適應(yīng)凹形反射鏡320，再經(jīng)由自適應(yīng)凹形反射鏡320反射至三棱反射鏡310的另一面，最后分別經(jīng)過(guò)凸透鏡206、凸透鏡207以及凸透鏡208至放置在工件臺(tái)100上的晶圓表面。
[0020]請(qǐng)參考圖2a以及圖2b，焦面調(diào)整裝置的具體使用方式:首先，將硅片500放置于所述工件臺(tái)100上，使用現(xiàn)有的光刻設(shè)備先測(cè)量一組焦面與電壓的關(guān)系曲線；接著，將焦面與電壓的關(guān)系曲線信息輸入電控單元400 ;然后由電控單元400將焦面與電壓的關(guān)系曲線轉(zhuǎn)化成信號(hào)控制量，并將產(chǎn)生的相應(yīng)的信號(hào)控制量施加于所述自適應(yīng)凹形反射鏡320，使所述自適應(yīng)凹形反射鏡320的每一點(diǎn)產(chǎn)生不同的曲率，產(chǎn)生特定起伏的焦面，從而使得像面各點(diǎn)均處在該焦面處。也就是說(shuō)，當(dāng)所述投影物鏡200出射的光線經(jīng)過(guò)所述可控光學(xué)器件成像到放置在工件臺(tái)100的硅片上時(shí)，通過(guò)之前輸入的焦面與電壓的關(guān)系曲線的信息，調(diào)節(jié)所述電控單元400的電壓，使得投影物鏡200焦面產(chǎn)生特定的形貌起伏，并使該形貌起伏與娃片500面形重合,從而使娃片500各個(gè)位置均可處在最佳焦面位。
[0021]所述電控單元400將焦面與電壓的關(guān)系曲線轉(zhuǎn)化成信號(hào)控制量的流程如下:
[0022]1、通過(guò)測(cè)量得到硅片面形與所述投影物鏡200面形差的系數(shù)矢量:AAmn ；[0023]2、將所述自適應(yīng)凹形反射鏡320的控制量適量化為一個(gè)矩陣Z:則面形系數(shù)差Him =M.E-,
[0024]3、用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件計(jì)算出矩陣M:
[0025]1)將互定義為單位對(duì)角矩陣；
[0026]2)逐列放到光學(xué)設(shè)計(jì)軟件中計(jì)算結(jié)果，可以直接得到矩陣M ;
[0027]4、=￡,由此得出 ￡ ,
[0028]5、將爲(wèi)經(jīng)過(guò)計(jì)算處理轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的信號(hào)控制量。
[0029]對(duì)于不同面形的硅片，所述投影物鏡200的理想焦面與硅片面形會(huì)存在偏差，也就是說(shuō)，娃片500不同面形所對(duì)應(yīng)的最佳焦面位置不同，如圖2a中實(shí)線表不娃片500面形，虛線表示所述投影物鏡200的理想焦面。按照上述方法計(jì)算出信號(hào)控制量，所述電控單元400將產(chǎn)生的相應(yīng)的信號(hào)控制量施加于所述自適應(yīng)凹形反射鏡320中，使所述自適應(yīng)凹形反射鏡320每一點(diǎn)產(chǎn)生不同的曲率，從而使得硅片500各個(gè)位置均可處在最佳焦面位，如圖2b中所示，經(jīng)過(guò)電控單元400調(diào)節(jié)后，硅片500面形與所述投影物鏡200的最佳焦面完全重合。[0030]實(shí)施例二
[0031]請(qǐng)參考圖3，在本實(shí)施例中，提出的焦面調(diào)整裝置包括:工件臺(tái)110以及成像裝置；所述成像裝置設(shè)置在所述工件臺(tái)110上方；所述成像裝置包括投影物鏡210、可控光學(xué)器件510以及電控單元410 ;所述可控光學(xué)器件510設(shè)置在所述投影物鏡210內(nèi)部；所述可控光學(xué)器件510與所述電控單元410連接，本實(shí)施例中所述可控光學(xué)器件510為多電極驅(qū)動(dòng)液晶透鏡。所述投影物鏡210包括多個(gè)透鏡，具體地說(shuō)，包括I個(gè)凹透鏡以及7個(gè)凸透鏡，從上至下依次為凸透鏡211、212、凹透鏡213、凸透鏡214、215、216、217、218 ;所述可控光學(xué)器件310位于凸透鏡205和凸透鏡206之間。光線可以依次通過(guò)凸透鏡211、凸透鏡212、凹透鏡213、凸透鏡214、凸透鏡215以及可控光學(xué)器件510，最后分別經(jīng)過(guò)凸透鏡206、凸透鏡207以及凸透鏡208至放置在工件臺(tái)110上的晶圓表面。
[0032]焦面調(diào)整裝置的具體使用方式與實(shí)施例一相同，具體請(qǐng)參考實(shí)施例一，在此不再贅述。
[0033]綜上，在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的焦面調(diào)整裝置中，添加可控光學(xué)器件在投影物鏡之內(nèi)，通過(guò)電控單元調(diào)整可控光學(xué)器件的光學(xué)特性改變投影物鏡焦面的高階形貌，使得投影物鏡焦面產(chǎn)生特定的形貌起伏，并使焦面與硅片表面的高階起伏重合，從而提高了光刻機(jī)的總體調(diào)焦精度，進(jìn)而提聞光刻工藝的成品率。
[0034]上述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不對(duì)本實(shí)用新型起到任何限制作用。任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動(dòng)，均屬未脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種焦面調(diào)整裝置，其特征在于，包括:工件臺(tái)以及成像裝置；所述成像裝置設(shè)置在所述工件臺(tái)上方；所述成像裝置包括投影物鏡、可控光學(xué)器件以及電控單元；所述可控光學(xué)器件設(shè)置在所述投影物鏡內(nèi)；所述可控光學(xué)器件與所述電控單元連接。
2.如權(quán)利要求1所述的焦面調(diào)整裝置，其特征在于，所述可控光學(xué)器件包括三棱反射鏡以及自適應(yīng)光學(xué)器件，所述自適應(yīng)光學(xué)器件設(shè)置在所述三棱反射鏡的一側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的焦面調(diào)整裝置，其特征在于，所述自適應(yīng)光學(xué)器件為自適應(yīng)凹形反射鏡。
4.如權(quán)利要求2所述的焦面調(diào)整裝置，其特征在于，所述投影物鏡中的光線經(jīng)所述三棱反射鏡的其中一表面反射至自適應(yīng)光學(xué)器件，再經(jīng)由所述自適應(yīng)光學(xué)器件反射至所述三棱反射鏡的另一面，最后經(jīng)過(guò)投影物鏡并照射在所述工件臺(tái)上的晶圓表面。
5.如權(quán)利要求1所述的焦面調(diào)整裝置，其特征在于，所述可控光學(xué)器件為多電極驅(qū)動(dòng)液晶透鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的焦面調(diào)整裝置，其特征在于，所述可控光學(xué)器件位于所述投影物鏡的光瞳與像面之間。
【文檔編號(hào)】G03F7/207GK203444239SQ201320417821
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】周靜怡, 馬明英 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司