关于光刻机精细对准方法探究

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1、关于光刻机精细对准方法探究　　摘要：近些年随着光科技术整体水平的提高以及科学技术的发展，人们对于光刻机精细对针技术系统提出了更多更高的要求，文章就从这个背景出发，首先针对目前光刻机需要高精度的对准系统进行相应的分析和设计探讨，同时提出了一些相对实用的办法，最终要求的是能够满足高精度光刻机的需求，为此文章对光刻机精细对准进行了进一步的深入研究。【关键词】光刻机精细对准高精度1光刻机高精度对准系统设计文章对于光刻机精细对准方法的研究主要是针对高精度对准系统进行，对于高精度对准系统，下面重点的介绍相应的设计方法以及设计的原理。1.1光刻机高精度对准工艺的流程6光刻机对准工艺需要

2、的是集成电路的配合，对于集成电路来说，制作工序本身就是一个相对复杂的过程，光刻机制作工艺的具体工艺为：硅片制备—清洗硅片—地膜沉积—旋转涂膜—进行软烘操作—光刻机对准和曝光—烘焙—进行显影—对坚膜进行烘焙—检查显影—腐蚀去胶—切割测试过程。而这只是一般形式的集成电路，对于大型集成电路的制作来说，需要完成的工艺数量非常的庞大，而对于光刻机的对准以及曝光来说，也是整个对准工艺中最为关键的操作技术环节，这两个流程将会直接的影响器件的功能性。1.2光刻机光刻对准方法设计和曝光的流程对于光刻机来说，要想制造出性能相对较高的器件，就必须对每一个子系统进行仔细的设计和过程控制，光刻机系

3、统主要的子系统指的就是光学成像系统、掩膜硅片台找平系统、套刻对准系统以及系统测量控制系统，通常情况下对准曝光流程的步骤如下所示：首先需要对曝光条件进行严格的设定以及对误差进行矫正，误差矫正之后首先需要对工作台以及干涉仪进行校正，然后需要对硅片上的全场出现的对准标记进行对准操作，之后将光刻机移动到第一曝光场地，第一曝光场地过后需要在每一个位置进行逐个的对准操作以及曝光，之后针对每一个场地都需要进行位置的精确对准曝光，最后是重复的步进或者是对硅片进行重复的扫描曝光直到整个过程的结束。对于上面的曝光流程来说，最重要的环节就是对光刻机的标记对准，因为这个环节涉及到了很多过程工况，

4、甚至是标记的制作方法。光刻机的光刻对准方法的选择使用需要考虑的因素有很多，想要设计出最好的对准曝光效果需要考虑的因素具体如下：分辨率能力的限制因素、对准精度考虑、严格考虑对准效率、曝光稳定性、对于最小信号的处理流程、成本控制以及污染级别的控制。1.3精细对准设备的选择6通常情况下一套相对完整的对准设备需要有以下几个组成部分：首先是高质量的光学图像传递系统，其次是需要一个信号相对较好的光电的转换系统，再者就是需要一个能够提供高精度图像反差对准标记系统，之后对精密机械系统的要求是能够完整的实现更多自由度运动，最后就是对电子处理控制系统的要求，需要高效率以及灵敏度相对较高的电子

5、控制系统。当设备的线宽达到了100nm的时候，对于光刻机的套刻精度对准要求是30nm左右，这里对准的方案相对较复杂的是直接使用掩膜和硅片对准，但是这个对于操作的要求过于高，所以这里不使用这种方法，文章使用改进的对准方案，改进的对准方案分为粗对准以及精细对准两种方法，对于粗对准操作来说，使用的是离轴和视频对准的方法，而精细对准使用的是TTL精细对准的方案。对于硅片对准来说，分成饿了粗对准、中间对准以及硅片的精细对准三种不同的对准形式，对于对准过程来说，通常情况下使用的是离轴对准，通过离轴对准来完成三个环节的对准操作，而上图展示的TTL对准主要是用于精细对准的，二离轴对准又包

6、含6了两个主要的方面，一个方面是图像处理系统会得到20倍针对对准标记的放大图像以及对于计算位置显示的误差信号；另一方面就是在对准光的扫描下得到的一系列针对硅片的扫描信号，离轴对准需要安装在主光学物镜的前方。2光刻机整场以及逐场对准研究首先想要首先掩膜和硅片的高精度对准，就需要对硅片上出现的一定数量的对准标记进行严格的测量，之后需要做的就是对硅片变形等出现的所有的图形位置的误差进行精确地计算，这里讲述的对准方式具体设定为三个等级，具体的是全硅片的对准设定、对于硅片选场的对准设定以及逐场对准设定，以上三种对准方法对于对准的精度要求会逐步的提高，但是对准效果确实会逐渐下降的，对

7、光刻机的使用者来说，需要根据不用的情况选择不同的对准设定等级，光刻机对准系统能够让对准标记拥有逐层传递、零层传递或者是两种方法结合的工艺效果，所以光刻机的使用者可以根据自己的特定需求选择不同的工艺方案，之后就能够在不同的工艺层实现不同的对准标记，下面对整场对准以及逐场对准进行分别的介绍：2.1整场对准整场对准是和逐场对准区别开来的对准方法，就是在硅片上首先选择几个点进行逐个对准，之后再将之前选择的对准点的具体数据进行严格的计算数据处理，将处理的计算结果应用到其他所有的点上，整场对准的工作流程如下：6首先选择几个具体的对准点—对