用于光刻曝光中的光強調節(jié)裝置及光強調節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于光刻曝光中的光強調節(jié)裝置，包括：汞燈光源，位于燈室內，用于提供該光刻裝置的光源；可動反射鏡組，位于燈室出光口處，包括至少一個可動鏡片，用于匯聚所述光源的散射光束；能量傳感器，用于測量所述基底表面的光功率；控制器，用于信號檢測、運算以及發(fā)送命令；所述控制器與所述汞燈光源、所述可動反射鏡組以及所述能量傳感器連接，所述汞燈光源發(fā)出的散射光束經所述可動反射鏡組后進入所述后繼光路。
【專利說明】用于光刻曝光中的光強調節(jié)裝置及光強調節(jié)方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及集成電路裝備制造領域，尤其涉及一種用于光刻設備的光強調節(jié)裝置及光強調節(jié)方法。
【背景技術】
[0003]現(xiàn)有技術中的光刻裝置其曝光光源采用紫外光源或激光光源。在使用紫外光源(例如汞燈光源)曝光的過程中，燈室發(fā)出的紫外光束只有一部分進入到后繼光路最終到達晶圓表面，另外有一部分(大約35%)光散射到環(huán)境中，由此造成了光源浪費。

【發(fā)明內容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于光刻曝光中的光強調節(jié)裝置及光強調節(jié)方法，能有效利用光源。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種用于光刻曝光中的光強調節(jié)裝置，包括:汞燈光源，位于燈室內，用于提供該光刻裝置的光源；可動反射鏡組，位于燈室出光口處，包括至少一個可動鏡片，用于匯聚該光源的散射光束經過后繼光路照射至一基底上；能量傳感器，用于測量該基底表面的光功率；控制器，用于信號檢測、運算以及發(fā)送命令；該控制器與該汞燈光源、該可動反射鏡組以及該能量傳感器連接，該汞燈光源發(fā)出的散射光束經該可動反射鏡組后進入該后繼光路。
[0006]該可動鏡片可以分別沿光軸方向X和垂直于光軸方向Y作直線運動，該可動反射鏡片還
可以在XY平面內作旋轉運動。
[0007]該可動反射鏡組包括三個可動鏡片。
[0008]本發(fā)明同時公開一種用于光刻曝光中的光強調節(jié)裝置的使用方法，包括:步驟a、設定汞燈電源控制器輸出功率為一個恒定的功率值；步驟b、按一定角度調整可動反射鏡片組與X軸的角度位置，并測量每個位置的光功率；步驟C、獲得該可動反射鏡片組的反射鏡片與X軸的角度位置與基底面光功率的對應關系表；步驟d、根據(jù)該對應關系表，調整該反射鏡片與X軸的角度位置為使基底表面的光功率為最大值的角度；步驟e、開始曝光流程。
[0009]本發(fā)明還公開用于光刻曝光中的光強調節(jié)裝置的使用方法，包括:步驟a、設定汞燈電源控制器輸出功率為一個恒定的功率值；步驟b、按一定角度調整可動反射鏡片組與X軸的角度位置，并測量每個位置的光功率；步驟C、獲得該可動反射鏡片組的反射鏡片與X軸的角度位置與基底面光功率的對應關系表；步驟d、根據(jù)該對應關系表，調整該反射鏡片與X軸的角度位置為使基底表面的光功率為中間值的角度；步驟e、將步驟d中所述的光功率作為汞燈電源的輸出功率，再次測量所述基底的光功率，實時調整所述反射鏡片與X軸的角度位置，使基底表面的光功率在中間值附近小幅波動，實現(xiàn)基底表面恒光強；步驟f、開始曝光流程。
[0010]與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明所提供的光強調節(jié)裝置及光強調節(jié)方法，該裝置及方法能有效地利用汞燈光源，提供基底(晶圓)曝光產率，并使晶圓表面能達到恒光強的技術效果，能在汞燈老化效率降低后進行有效補償。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]關于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
[0012]圖1是本發(fā)明所涉及的光強調節(jié)裝置的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明所涉及的光強調節(jié)裝置的可動反射鏡組結構示意圖；
圖3是靜態(tài)曝光過程中本發(fā)明所涉及的光強調節(jié)裝置的實施例示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的一種具體實施例的光強調節(jié)裝置。然而，應當將本發(fā)明理解成并不局限于以下描述的這種實施方式，并且本發(fā)明的技術理念可以與其他公知技術或功能與那些公知技術相同的其他技術組合實施。
[0014]在以下描述中，為了清楚展示本發(fā)明的結構及工作方式，將借助諸多方向性詞語進行描述，但是應當將“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“內”、“向外”、“向內”、“上”、“下”等詞
語理解為方便用語，而不應當理解為限定性詞語。此外，在以下描述中所使用的“X向”一詞主要指與光軸平行的方向'“Y向”一詞主要指與光軸垂直的方向；“XY平面”一詞主要指由X、Y組成的平面。
[0015]本發(fā)明所期望解決的技術問題為如何更有效地利用汞燈光源，提供基底(晶圓)曝光產率，并使晶圓表面能達到恒光強的技術效果。
[0016]圖1是本發(fā)明所涉及的光強調節(jié)裝置的結構示意圖。如圖1所示，該光強調節(jié)裝置包括能量傳感器1、控制器2、汞燈光源3、可動反射鏡組4。其中該能量傳感器I用于測量晶圓表面的光功率；控制器2用于完成信號檢測、運算以及發(fā)送命令；汞燈光源3用于提供光源；可動反射鏡組4用于調節(jié)光路中的光功率。其中，所述控制器2與所述汞燈光源3連接，所述控制器2與所述能量傳感器I連接，所述控制器2與所述可動反射鏡組4連接，所述汞燈光源3發(fā)出的散射光束經所述可動反射鏡組4后進入到后繼光路。所述可動反射鏡組4可以調整反射面的角度，從而調節(jié)散射光進入后繼光路的強度。所述能量傳感器I實時地測量晶圓面的光功率，將測量數(shù)據(jù)反饋給控制器2。
[0017]圖2是本發(fā)明所涉及的光強調節(jié)裝置的可動反射鏡組結構示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的可動反射鏡組由一個或者多于一個可動反射鏡片23組成。該可動反射鏡片23 (或者幾個可動鏡片)放置在汞燈光源的燈室21出光口處。該可動反射鏡片23可以分別沿光軸方向X與垂直光軸方向Y作直線運動。該可動反射鏡片23還可以在在XY平面內作旋轉運動，調整反射面與X軸的角度。該汞燈光源的燈室21發(fā)出的大部分光束32直接通過后繼光路，小部分光束33在沒有反射鏡片23的情況下會散射到周圍的環(huán)境中。該反射鏡片23將散射光束33反射成光束31，光束31經過快門41后進入耦合鏡組42。該反射鏡片23反射面與X軸的角度決定了散射光束33進入后繼光路的強度?？蓜臃瓷溏R片24、25分別是下部、背面放置的兩個可動反射鏡片。
[0018]本發(fā)明還提供一種利用該光強調節(jié)裝置對汞燈光源進行調節(jié)的方法。該方法包括:首先，使一控制器控制該汞燈電源，該控制器設定汞燈電源的輸出功率使其為一恒定的功率值。再次，調整可動反射鏡片組與X軸的角度位置，并且在每一個位置測量晶圓面的光功率。調整的范圍在0-90度，每個位置相比前一個位置的增量角度由用戶設定。調整可動反射鏡片組與X軸的角度位置后，獲取反射鏡片組與X軸的角度位置與晶圓面光功率的對應關系表。根據(jù)對應關系表將反射鏡片組與X軸的角度位置調整置使晶圓表面的光功率最大的角度。開始后續(xù)曝光流程。
[0019]上述方法可以有效地利用光源，增強晶圓表面的光功率，從而提高產率并且可以在汞燈老化效率降低后實現(xiàn)有效的補償。 [0020]在另一實施方式中，本發(fā)明提供另一種利用該光強調節(jié)裝置對汞燈光源進行調節(jié)的方法。該方法包括:首先，使一控制器控制該汞燈電源，該控制器設定汞燈電源的輸出功率使其為一恒定的功率值。再次，調整可動反射鏡片組與X軸的角度位置，并且在每一個位置測量晶圓面的光功率。調整的范圍在0-90度，每個位置相比前一個位置的增量角度由用戶設定。調整可動反射鏡片組與X軸的角度位置后，獲取反射鏡片組與X軸的角度位置與晶圓面光功率的對應關系表。根據(jù)對應關系表將反射鏡片組與X軸的角度位置調整置使晶圓表面的光功率為中間值的角度。將此時的光功率I作為恒定光功率的設定輸入值，通過能量傳感器實時測量的光功率數(shù)據(jù)，實時調整反射鏡片組與X軸的角度位置，保持晶圓表面的光功率在I附近小幅波動，實現(xiàn)晶圓表面恒光強的效果。開始后續(xù)曝光流程。
[0021]與第一種光強調節(jié)方法相比較，此方法可以在汞燈電源控制器恒功率模式下實現(xiàn)晶圓表面恒光強的效果并且可以在掃描曝光過程中提高曝光精度。
[0022]本發(fā)明還提供光強調節(jié)裝置的第二種實施方式。如圖3中所示，該光強調節(jié)裝置包括能量傳感器I，控制器2，汞燈光源3，可動反射鏡組4，快門6與晶圓5，其中快門6的作用是控制曝光劑量。
[0023]本實施例使用第一種光強調節(jié)方法，目的即有效地利用光源，增強晶圓表面的光功率，從而提聞廣率。
[0024]步驟一:設定汞燈電源控制器輸出功率為一個恒定的功率值。
[0025]步驟二:調整反射鏡片組與X軸的角度位置，并且在每一個位置測量晶圓面的光功率。調整的范圍在0-90ο，每個位置的相比前一個位置的增量角度由用戶設定。
[0026]步驟三:獲取反射鏡片組與X軸的角度位置與晶圓面光功率的對應關系表。
[0027]步驟四:根據(jù)對應關系表將反射鏡片組與X軸的角度位置調整置使晶圓表面的光功率最大的角度。
[0028]步驟五:靜態(tài)曝光開始，快門開啟，能量傳感器開始采樣，能量傳感器累計曝光劑量，當曝光劑量等于設定劑量減去漏劑量時，快門開始關閉。
[0029]步驟六:快門完全關閉，靜態(tài)曝光結束。
[0030]與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明所提供的光強調節(jié)裝置及光強調節(jié)方法，該裝置及方法能有效地利用汞燈光源，提供基底(晶圓)曝光產率，并使晶圓表面能達到恒光強的技術效果，能在汞燈老化效率降低后進行有效補償。
[0031]本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領域技術人員依本發(fā)明的構思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發(fā)明的范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于光刻曝光中的光強調節(jié)裝置，其特征在于，包括: 汞燈光源，位于燈室內，用于提供所述光刻裝置的光源； 可動反射鏡組，位于燈室出光口處，包括至少一個可動鏡片，用于匯聚所述光源的散射光束； 能量傳感器，用于測量所述基底表面的光功率； 控制器，用于信號檢測、運算以及發(fā)送命令； 所述控制器與所述汞燈光源、所述可動反射鏡組以及所述能量傳感器連接，所述汞燈光源發(fā)出的散射光束經所述可動反射鏡組后進入所述后繼光路。
2.如權利要求1所述的光強調節(jié)裝置，其特征在于，所述可動鏡片可以分別沿光軸方向X和垂直于光軸方向Y作直線運動，并可以在XY平面內作旋轉運動。
3.如權利要求1所述的光強調節(jié)裝置，其特征在于，所述可動反射鏡組包括三個可動鏡片。
4.一種如權利要求1至3中任意一項所述的用于光刻曝光中的光強調節(jié)裝置的使用方法，其特征在于，包括: 步驟a、設定汞燈電源控制器輸出功率為一個恒定的功率值； 步驟b、調整可動反射鏡片組與X軸的角度位置，并且在每一個位置測量基底面的光功率；調整角度的范圍在O。?90°，且每個位置相比前一個位置的增量角度由用戶設定； 步驟C、獲得所述可動反射鏡片組的反射鏡片與X軸的角度位置與基底面光功率的對應關系表； 步驟d、根據(jù)所述對應關系表，調整所述反射鏡片與X軸的角度位置為使基底表面的光功率為最大值的角度； 步驟e、開始曝光流程。
5.一種如權利要求1至3中任意一項所述的用于光刻曝光中的光強調節(jié)裝置的使用方法，其特征在于，包括: 步驟a、設定汞燈電源控制器輸出功率為一個恒定的功率值； 步驟b、調整可動反射鏡片組與X軸的角度位置，并測量每個位置的光功率，調整角度的范圍在O。?90°，且每個位置相比前一個位置的增量角度由用戶設定； 步驟C、獲得所述可動反射鏡片組的反射鏡片與X軸的角度位置與基底面光功率的對應關系表； 步驟d、根據(jù)所述對應關系表，調整所述反射鏡片與X軸的角度位置為使基底表面的光功率為中間值的角度； 步驟e、將步驟d中所述的光功率作為汞燈電源的輸出功率，再次測量所述基底的光功率，實時調整所述反射鏡片與X軸的角度位置，使基底表面的光功率在中間值附近小幅波動，實現(xiàn)基底表面恒光強； 步驟f、開始曝光流程。
【文檔編號】G03F7/20GK103676483SQ201210319549
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月3日 優(yōu)先權日:2012年9月3日
【發(fā)明者】羅聞, 孫智超 申請人:上海微電子裝備有限公司