基于异构计算的光刻机曝光分系统剂量控制板的分析与设计_张南峰

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910534114.7(22)申请日 2019.06.20(71)申请人 合肥芯碁微电子装备有限公司地址 230088 安徽省合肥市高新区创新大道2800号创新产业园二期F3楼11层(72)发明人 赵美云　(74)专利代理机构 合肥天明专利事务所(普通合伙) 34115代理人 苗娟　奚华保(51)Int.Cl.G03F 7/20(2006.01)(54)发明名称一种用于直写式光刻机拼板曝光的方法(57)摘要一种用于直写式光刻机拼板曝光的方法，可解决现有的曝光方法产能较低的技术问题。

包括以下步骤：S100、设定光刻机拼板模式；S200、将光刻机拼板按照M行N列模式放在曝光精密平台上；S300、读取单片光刻机板卡图形信息；S400、使用对位相机以最短路径采集每片光刻机板卡上的对位点信息；S500、把采集到的对位点信息，按照对位模型计算指定对位模型参数；S600、将单片光刻机板卡图形组合成M行N列的图形，应用对应的板卡对位参数；S700、对应用对位参数的图形，处理矢量数据，输出指定格式数据，曝光。

本发明采用图形拼接技术，将多张单板卡图形资料拼接在一起，并根据区域划分各自板卡的范围，从而应用各自板卡的变形参数，保证对位精度的基础上，提升了产能。

权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 110244525 A 2019.09.17C N 110244525A1.一种用于直写式光刻机拼板曝光的方法，其特征在于：包括以下步骤：S100、设定光刻机拼板模式，设定M行N列模式，其中M、N分别为大于0的自然数；S200、将光刻机拼板按照M行N列模式放在曝光精密平台上；S300、通过数据处理软件读取单片光刻版图图形信息，加载到内存，并以指定的数据格式保存；根据设定的拼版模式，将单片光刻版图排布组合成M行N列；S400、使用对位相机以最短路径采集每片光刻机板卡上的对位点信息；S500、把采集到的对位点信息，按照对位模型计算指定对位模型参数；S600、将单片光刻机板卡图形组合成M行N列的图形，应用对应的板卡对位参数；S700、对应用对位参数的图形，处理矢量数据，输出指定格式数据，曝光。

光刻机中曝光装置的自动对位技术研究引言：随着半导体制造技术的不断发展，光刻技术在芯片制造过程中扮演着至关重要的角色。

光刻机中的曝光装置是实现芯片图形纳米级别精确测量的关键。

曝光装置的自动对位技术是确保曝光图形与芯片设计图形对齐的重要环节。

本文将深入研究光刻机中曝光装置的自动对位技术，并探讨其应用。

一、光刻机中曝光装置的工作原理光刻机中的曝光装置主要由激光光源、光束整形器、镜头、光阑、探测器等组成。

在曝光过程中，激光光源发出的光束经过光束整形器的调整，通过镜头聚焦成细小的光斑，然后通过光阑控制光斑的大小和形状。

探测器会实时检测参考物标以及芯片上的标记点位置，并反馈给系统。

二、光刻机中曝光装置的自动对位技术的发展历程自动对位技术是近年来光刻机中曝光装置的重要研究方向之一。

早期的光刻机对位主要依靠人工操作，存在对位误差大、周期长的问题。

随着计算机技术的发展，自动对位技术得到了快速发展。

1. 视觉对位技术视觉对位技术是光刻机中曝光装置自动对位技术的主要方法之一。

通过相机或CCD摄像头实时捕捉芯片上的标记物的图像，然后利用图像处理算法将图像中的标记物区分出来，并与预设的标记物位置进行对比，实现自动对位。

2. 激光干涉对位技术激光干涉对位技术是利用激光的干涉原理实现对位的方法。

通过将激光光束分为两束，一束照射到参考物上，另一束照射到芯片上的标记点上。

利用干涉产生的干涉条纹进行测量，根据干涉条纹的变化来确定芯片的位置，从而实现自动对位。

3. 北斗导航对位技术北斗导航对位技术是近年来光刻机中曝光装置自动对位技术的新兴方向之一。

该技术利用北斗导航系统提供的定位信息进行对位。

通过接收北斗导航系统发射的信号并进行处理，确定设备与参考物之间的相对位置，实现自动对位。

三、光刻机中曝光装置的自动对位技术的应用光刻机中曝光装置的自动对位技术在半导体生产过程中具有广泛的应用价值。

1. 提高生产效率传统的人工对位需要大量人力和时间，效率低下。

光刻机曝光过程中的光学系统可重复性控制随着科技的不断发展与进步，光刻技术在半导体制造行业中扮演着至关重要的角色。

光刻机作为半导体制造过程中的核心设备之一，其曝光过程中的光学系统可重复性控制对于半导体器件的制造质量和性能至关重要。

本文将着重讨论光刻机曝光过程中的光学系统可重复性控制的相关内容。

1. 光刻机光学系统概述光刻机是一种利用光学原理进行半导体器件制造的设备。

在光刻过程中，光刻机的光学系统起到了至关重要的作用。

光学系统由光源、光掩模、投影镜、透镜等组成，其主要功能是将光源发出的光通过光掩模投射到半导体硅片上，形成所需图案。

光学系统的稳定性和可重复性控制对于制造高品质的半导体器件至关重要。

2. 光刻机曝光过程中的可重复性要求在光刻过程中，光学系统的可重复性控制要求非常高。

首先，曝光过程中的光强度应保持稳定，以确保每一块半导体硅片上的图案曝光质量一致。

其次，投影镜和透镜的光学参数，如聚焦深度、像场畸变等，需要具有高度的稳定性，以确保曝光图案的精确度和解析度。

此外，光刻机的温度和湿度等环境因素也需要得到精确控制，以减小环境对光学系统的影响。

3. 光刻机曝光过程中的光学系统调试与校准为了实现光学系统的可重复性控制，光刻机在使用前需要进行光学系统的调试与校准。

首先，需要对光源进行精确的色温、光强度和均匀性调节，以保证曝光过程中的光源稳定。

其次，对投影镜和透镜进行聚焦和畸变的校准，以保证曝光图案的精确度和均匀性。

此外，光刻机的环境温湿度也需要通过恒温恒湿系统进行控制。

4. 光刻机曝光过程中的光学系统监测与反馈控制为了实时监测和控制光刻机曝光过程中的光学系统可重复性，光刻机配备了各种感应器和控制系统。

例如，通过光强度感应器可以实时监测光源的亮度和稳定性，并根据实际情况进行反馈控制。

通过像场畸变检测系统可以实时检测并校正投影镜和透镜的光学参数，以确保曝光图案的一致性和准确性。

此外，光刻机还配备了温湿度传感器，以实时监测并调节曝光环境的温湿度。

光刻机曝光光源的能量分布研究随着微电子技术的快速发展，光刻技术在芯片制造中起着至关重要的作用。

而光刻机曝光光源作为光刻技术的核心部分，其能量分布对芯片制造的质量和效率具有重要影响。

本文将对光刻机曝光光源的能量分布进行研究，以期在光刻技术领域有所启示和帮助。

一、光刻机曝光光源的概述光刻机曝光光源是指在光刻过程中所使用的产生紫外线的光源，常用的光源包括氘灯、汞灯、氙灯等。

这些光源具有不同的特性和能量分布，因此对芯片的曝光结果也会有所影响。

光刻机曝光光源的能量分布是指光源中各个波长上的能量密度分布情况，了解和研究光源的能量分布对于光刻技术的优化和芯片制造的控制至关重要。

二、光刻机曝光光源的能量分布测量方法为了准确研究光刻机曝光光源的能量分布，科学家们发展了多种测量方法。

以下是其中几种常用的测量方法：1. 感光样品法：在光刻过程中，使用一块感光样品，通过记录样品上感光剂的光解程度来推测光源的能量分布情况。

这种方法简单易行，但是可能受到感光样品本身性能的限制。

2. 二次光栅法：在光刻机中加入一个二次光栅，通过测量光栅上的衍射光强分布来确定光源的能量分布情况。

这种方法准确度较高，但需要更复杂的实验装置。

3. 数值模拟法：借助计算机模拟软件，可以对光刻机曝光光源的能量分布进行数值模拟和分析，从而得到较为准确的结果。

这种方法可以快速得到结果，但需要进行大量的数据输入和精确的模型设定。

三、光刻机曝光光源能量分布的影响因素光刻机曝光光源的能量分布受到多种因素的影响，以下是几个主要的因素：1. 光源类型：不同种类的光源具有不同的光谱分布，从而导致不同的能量分布情况。

因此，在选择光源时需要考虑所需的能量分布特性。

2. 光刻机参数：光刻机中的一些参数，如聚焦和摇摆速度等，会对光刻机曝光光源的能量分布产生影响。

合理设置这些参数可以优化能量分布并提高曝光效果。

3. 光掩膜设计：光刻过程中使用的光掩膜设计也会对光刻机曝光光源的能量分布造成影响。

专利名称：光刻机曝光剂量控制方法专利类型：发明专利
发明人：张俊,张志钢,罗闻
申请号：CN200910199446.0
申请日：20091126
公开号：CN102081307A
公开日：
20110601
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明的光刻机曝光剂量控制方法包括以下步骤：步骤1，向光刻机的曝光剂量控制系统输入参数和剂量控制参数的约束条件；所述参数包括剂量系统性能偏好系数L_DA、客户成本偏好系数L_COO、硬件参数和曝光剂量需求Dose_req；步骤2，光刻机的曝光剂量控制系统对步骤1输入的上述参数和上述剂量控制参数的约束条件进行分析，选择偏好数学模型进行运算，得到剂量控制参数；步骤3，光刻机的曝光剂量控制系统输出剂量控制参数，控制光刻机进行曝光。

本发明的光刻机曝光剂量控制方法灵活性强，测试过程中，操作简单、直观。

申请人：上海微电子装备有限公司
地址：201203 上海市张江高科技园区张东路1525号
国籍：CN
代理机构：上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)
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光刻机的曝光能量分布研究光刻机是一种关键的微电子制造设备，被广泛应用于集成电路的制造过程中。

光刻机的曝光能量分布对于芯片的质量和性能具有重要影响。

本文将对光刻机的曝光能量分布进行研究，探讨其相关因素和优化方法。

一、光刻技术概述光刻技术是一种通过光敏剂对光的化学反应进行记录和制造微细结构的技术。

在光刻机的曝光过程中，光能被转化为化学能，通过控制光能的分布来实现对芯片的器件图形的精确定义。

二、曝光能量分布的影响因素1. 光源功率：光刻机的光源功率决定了曝光过程中的能量输入，对曝光能量分布具有直接影响。

2. 掩膜透光率：掩膜透光率决定了曝光能量的传递效率，高透光率的掩膜可提高曝光能量的利用率，从而获得更加均匀的能量分布。

3. 曝光时间：曝光时间决定了光刻机中光敏剂化学反应的进行程度，过长或过短的曝光时间都会导致能量分布不均匀。

4. 光刻胶特性：光刻胶对光的吸收和散射特性决定了能量分布的形状和强度。

5. 光刻机光学系统：光刻机的光学系统包括透镜、反射镜等光学元件，其设计和制造质量对能量分布的均匀性起着重要作用。

三、曝光能量分布的评估方法1. 曝光剖面测量：通过采用纳米精度的测量仪器，对曝光过程中的能量分布进行空间上的精确测量，得到曝光剖面图。

2. 曝光均匀性指标：通过定义曝光能量在不同位置的均匀性指标，比如均匀度、方差等，来评估能量分布的均匀性。

3. 模拟仿真方法：利用计算机模拟和数值方法，对光学系统、光刻胶、掩膜等参数进行仿真，得到曝光能量分布的预测结果。

四、曝光能量分布的优化方法1. 光刻胶调制：通过调整光刻胶的配方、增加吸收剂等方式，改善光刻胶对光能的吸收和分布。

2. 掩模设计优化：优化掩模的透光率分布，减小光能的损失和散射。

3. 光学系统调整：优化光学系统的参数和光学元件的加工质量，提高能量传递的效率和均匀性。

4. 曝光参数调整：根据特定工艺要求，合理调整曝光时间、光源功率等参数，获得较为均匀的曝光能量分布。

光刻机中曝光参数的空间均匀性优化研究光刻技术在半导体制造过程中扮演着重要角色。

而光刻机作为半导体制造中的核心设备，其曝光参数的空间均匀性直接影响着芯片制作的质量和可靠性。

因此，实现光刻机中曝光参数的空间均匀性优化对于提高芯片制造的效率和品质至关重要。

一、曝光参数的空间均匀性问题分析在光刻过程中，曝光参数的空间均匀性主要存在以下几个方面的问题：首先，光源的均匀性。

光源是光刻过程中的关键参数之一，其均匀性直接决定了曝光结果的一致性。

光源亮度分布不均匀会导致芯片中出现等效像差，从而影响芯片的工作性能。

其次，曝光能量的均匀性。

曝光能量的均匀性是指在芯片表面不同位置接收到的曝光能量相对一致。

若能量分布不均匀，则会引起芯片表面的曝光剂光化反应速率不一致，进而影响芯片的图形精度和晶格参数。

最后，曝光时间的均匀性。

曝光时间的均匀性要求同一芯片上的不同区域都能得到相同的曝光时间，以确保芯片中各区域光阻的受光化学反应一致，避免出现图形尺寸失真。

二、优化光刻机曝光参数空间均匀性的方法针对光刻机中曝光参数空间均匀性的问题，可以采取以下方法进行优化：1. 光源均匀性校准通过对光源的调整和校准，以确保光源的亮度分布更加均匀。

采取一些光学元件的安装和优化调整，如增加反射镜片，调整反射角度等，来实现光源亮度的均匀分布。

2. 曝光能量均匀性控制通过设计合理的曝光能量传输途径和调整光阻涂布均匀性，减少因光阻涂布湿度、温度和粘度等因素引起的光阻涂布非均匀性。

同时，在设计光掩膜模具的过程中，要充分考虑光阻厚度的均匀性，以提高曝光能量的传输效率。

3. 曝光时间均匀性控制在光刻机中，采用先进的机械装置进行曝光时间的调整，以实现对芯片表面不同区域的曝光时间精确控制。

通过优化机械结构和加强曝光时间控制系统的精度，来达到曝光时间均匀性的要求。

三、评估优化效果为了评估光刻机中曝光参数的空间均匀性优化效果，可以采用曝光面板的测量和分析。

通过光刻机中的传感器对曝光面板进行实时监测，获取曝光面板每个位置的能量分布。