深紫外准分子激光实时曝光剂量控制算法研究_亚博app

本文摘要:第一章曝光量是步进器的极其重要的特征,意味着曝光中硅晶片的每单位面积的光致抗蚀剂吸收的特定波长的光能,即硅晶片面上的某一点上曝光透射对曝光时间的分数:式中d是曝光量。

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第一章曝光量是步进器的极其重要的特征,意味着曝光中硅晶片的每单位面积的光致抗蚀剂吸收的特定波长的光能,即硅晶片面上的某一点上曝光透射对曝光时间的分数:式中d是曝光量。t是曝光时间,I是曝光透射,是时间t的函数。曝光量直接影响光刻机的性能指标,如关键维(CD )、关键维均匀分布性、生产效率等,为了构建最佳的曝光均匀分布性和稳定性,必须严格控制。目前,光刻技术从q曝光方式发展到扫描曝光方式,广泛使用波长248nm和193nm的浅紫外准分子激光。

由于加压、气体发育或改版以及运行时间等因素的影响,准分子激光始终没有单脉冲能量变动和平均脉冲能量变动,除此之外还有能量过冲(overshot )现象。能量过冲是指在一组脉冲和一组脉冲之间的气体没有静电的状态下,一组脉冲的前几个脉冲在完全相同的高电压下输入的能量值相当低,超强调幅度平均为20%。

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在扫描曝光时,曝光场中各点的直线运动通过曝光狭缝,被一定数量的脉冲继承,其蓄积值成为该点的曝光量。脉冲能量的变动,特别是过冲现象直接影响最后的曝光量,多个脉冲发挥平滑的效果,理论上脉冲数越大效果越好。

但是,在实际光刻的应用中,完全减少脉冲数大多是通过调整波动片的角度来构筑的,其结果是,降低光刻的生产率,降低激光的消耗电力的单脉冲能量波动和过冲现象通过提高激光器本身的性能,特别是在光学上提高其性能足以避免这种现象及其有利的影响,利用算法控制展开补偿,因此本文明显提出了动态剂量控制算法, 使用闭环反馈控制方式对激光接收的各脉冲展开严格的控制,在单脉冲能量的随机波动,特别是过冲的同时,使用尽可能少的脉冲数,根据剂量精度拒绝的情况下,光刻2动态剂量控制算法2.1步进扫描曝光模型扫描曝光过程的抽象化模型如图1右图所示。激光接收到的脉冲光束经过光路传输系统,从开口尺寸固定式的狭缝投影到工件台上,构成投影点。

曝光场的上升沿与光点的上升沿重合时开始扫描。然后,曝光场的直线运动通过投影光斑的曝光场的后缘与光斑的后缘重合时,扫描完成。

图1 q扫描投影步进扫描曝光过程抽象化模型,在扫描曝光过程中,激光的重复频率f相同,狭缝等效宽度l恒定,当工件台以直线运动v通过扫描狭缝时,曝光场的各点通过狭缝时曝光量的性能一般在剂量精度上依赖于:其中Dr是剂量市场需求值。max响应的最大值Di是曝光场中第I点的实际剂量值。光刻分辨率为100nm时的剂量精度被拒绝为1%以下。2.2步进剂量控制机构扫描投影步进剂量控制系统如图2右图所示,将从准分子激光接收到的脉冲激光经由下端灯光路(也包括光束扩张反射镜组、定位反射镜组、图案锥形反射镜组等)和星型而亲率光路上安装了能量传感器,测量各激光脉冲的能量,融合动态调节算法,计算出有下一个单脉冲能量的设定值。

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最后,超出了根据能量电压的切换关系将能量设定值转换为电压设定值,控制激光单脉冲能量,确保剂量精度的目的。图2Q扫描投影步进剂量控制器的构成剂量控制器的构成是图2中的虚框右图,能量电压切换关系通过校准和标定流程取得。

激光一般三个指标:大于和标称能量,其次,校正时使激光以这三个量的值分别接收一定量的脉冲,统计资料的特电压指出,在该范围内电压和能量处于线性关系,两极值点间校正后,当使某个脉冲能量e等价时,其对应电压值v将EN设为公称能量测量平均,VN设为公称能量对应的电压测量平均,Emax仅次于能量实测值,Emin大于能量实测值,Vmax仅次于电压实测值v仅次于与大于能量相对应的测量电压差。2.3激光单脉冲能量实时控制算法实时控制算法包括随机波动和能量过冲两种动态调节算法的随机波动动态调节算法的目的是增大单脉冲能量的随机波动。

挂机脉冲能量的设定值偏差起因于一组脉冲能量实测值与公称能量值的偏差积累,一组脉冲的个数在各点通过扫描狭缝所需的激光脉冲的个数n以下。因此挂机的各脉冲由以前放置的多个脉冲调节,偶然性因素的影响变大了。明确的算法是以下:式中的Es(i )考虑了随机波动的第I个脉冲的能量设定值偏差。

ks为了测量作为随机波动控制调节系数的能量,与激光输入能量的系数等价。Em(f )是第f个脉冲的测量能量。

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n是硅片上的各点通过扫描狭缝所需的激光脉冲数。过冲算法的目的是诱导脉冲能量的过冲现象。过冲是相对局部的不道德,其调节可以用权重移动平均值。明确的算法是以下:式中的Es(i )考虑过冲的第I个脉冲能量设定值偏差。

ko是超调控制调节系数Es(g )是第g个脉冲的能量设定值。m是超调移动平均值的个数,通常为5。综合两种算法,得到准分子激光单脉冲能量动态调节的综合控制算法:3实验研究和结果分析,研究准分子激光的单脉冲能量特性,可以验证上述控制算法动作模式为恒压控制方式,低电压(HV )设定值为1690V,重复频率为4kHz。

图3(a )表示步进q的扫描曝光过程的数据,每个硅晶片有70个曝光场(图中表示其中的20个),每个曝光场的脉冲总数为375,曝光场之间的时间间隔为100ms 图3(b )表示单一曝光场的脉冲能量变化的详细情况。

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