曝光设备的制作方法

本发明涉及半导体制造领域，尤其是一种曝光设备。

背景技术：

1、光刻工艺的本质是把临时电路结构复制到要进行刻蚀和离子注入的硅片上，这些结构首先以图形的形式制作在掩模上，再利用光束通过掩模把图形转移到硅片表面的光敏薄膜上。光刻工艺通常是这样进行的：光刻显影后图形出现在硅片上，然后用化学刻蚀工艺把薄膜图形成像在硅片上，或者通过离子注入完成硅片上的图形中可选择的掺杂。光刻工艺通常包括以下八个基本步骤：气相成底模、旋转涂胶、软烘、对准和曝光、曝光后烘焙、显影、坚膜烘焙、显影检查。

2、在对准和曝光工艺中，通过光源和光学系统将掩模上的图形投影到涂过光刻胶的硅片上；其中，光学系统通常包括镜组，在曝光过程中，可通过拟合的多项式轨迹控制镜组移动以实现对物料的曝光补偿。但通常镜组的运动速度要低于工作台的运动速度，当曝光场内的物料面形较差时，拟合的多项式轨迹会造成镜组的运动时间过长，无法充分发挥工作台的速度性能，导致产率降低；且不同的曝光场内，镜组的运动时间可能不一致，对于不支持曝光场档位切换的曝光设备来说，会导致曝光场过曝或欠曝。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种曝光设备，以解决物镜的移动速度与工件台的运动速度不匹配，导致产率降低，且易出现曝光场过曝或欠曝的问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种曝光设备，包括：

3、工件台，用于承载基板；

4、掩模台，用于承载掩模；

5、光学单元，包括光源和镜组，所述光源设置于所述掩模台远离所述工件台的一侧；所述镜组由多个物镜组成，设置于所述掩模台和所述工件台之间，用于对所述基板和/或所述掩模的曝光进行补偿；

6、驱动单元，用于驱动所述物镜和/或所述工件台移动；

7、测量单元，用于测量所述基板和/或所述掩模的面形数据；

8、控制单元，与所述测量单元和所述驱动单元通信连接；

9、所述控制单元被配置为，在扫描曝光前，基于所述基板和/或所述掩模的面形数据，形成工件台运动轨迹和/或物镜运动轨迹，并对所述物镜运动轨迹进行平滑处理，形成平滑后的物镜运动轨迹，以使得物镜运动时间与工件台运动时间或曝光档位切换时间相匹配；在扫描曝光时，基于所述工件台运动轨迹和/或平滑后的物镜运动轨迹，向所述驱动单元发送运动指令。

10、可选的，所述控制单元还被配置为，基于所述基板和/或所述掩模的面形数据，生成工件台调整量和物镜调整量，以形成所述工件台运动轨迹和/或物镜运动轨迹。

11、可选的，所述曝光设备还包括：

12、计算单元，与所述控制单元通信连接；

13、所述计算单元被配置为，在对所述物镜运动轨迹进行平滑处理时，基于所述测量单元测得的任一时刻的所述基板的面形数据以及与之相对应的所述物镜调整量，计算梯度值，并与梯度阈值进行比较，判断是否调整该时刻的所述物镜调整量。

14、可选的，若所述梯度值大于所述梯度阈值，则所述计算单元对所述物镜调整量进行平滑处理，再基于所述平滑后的物镜调整量计算平滑后的梯度值，直至所述平滑后的梯度值小于等于所述梯度阈值，并输出平滑后的物镜调整量；

15、若所述梯度值小于等于所述梯度阈值，则所述计算单元输出所述物镜调整量。

16、可选的，所述控制单元还被配置为，基于所述物镜调整量，对所述物镜运动轨迹进行平滑处理，生成平滑后的物镜调整量，并基于平滑后的物镜调整量，生成平滑后的物镜运动轨迹；

17、同时，基于所述工件台调整量生成第一系数，基于平滑后的物镜调整量生成第二系数。

18、可选的，所述曝光设备还包括：

19、计算单元，与所述控制单元通信连接；

20、所述计算单元被配置为，在扫描曝光时，基于所述第一系数计算实时工件台调整量，基于所述第二系数计算实时物镜调整量。

21、可选的，所述驱动单元包括：

22、工件台驱动子单元，用于驱动所述工件台以带动所述基板运动；

23、物镜驱动子单元，用于驱动所述物镜运动；

24、所述运动指令包括基板运动指令和物镜运动指令；

25、所述控制单元还被配置为，基于所述实时工件台调整量，向所述工件台驱动子单元发送所述基板运动指令；基于所述实时物镜调整量，向所述物镜驱动子单元发送所述物镜运动指令。

26、可选的，所述曝光设备还包括：

27、计算单元，与所述控制单元通信连接；

28、所述计算单元被配置为，基于所述基板和/或所述掩模的面形数据，以物镜静态视场为滑动窗口，对自曝光场中的曝光起时刻滑动到曝光终时刻的单个所述滑动窗口内的面形数据进行平面拟合，分别形成所述工件台调整量和所述物镜调整量。

29、可选的，所述控制单元还被配置为，在生成所述工件台调整量和所述物镜调整量之前，对所述基板和/或所述掩模的面形数据进行预处理。

30、可选的，所述物镜包括：

31、第一可动镜片，靠近所述掩模台设置，用于补偿所述掩模的局部面形高阶量；

32、第二可动镜片，靠近所述工件台设置，用于补偿所述基板的局部面形高阶量。

33、可选的，所述镜组由两列物镜子单元组成，所述物镜子单元包括多个所述物镜，所述测量单元设置于两列所述物镜子单元之间；其中，所述测量单元包括：

34、掩模测量子单元，靠近所述掩模台设置，用于测量所述掩模的面形数据；

35、基板测量子单元，靠近所述工件台设置，且与所述沿模板测量子单元沿所述曝光设备的轴向排布，用于测量所述基板的面形数据。

36、可选的，所述曝光设备还包括：

37、垂向监控单元，用于监控所述掩模台和/或所述工件台的垂向位置。

38、与现有的曝光设备相比，本申请提供的曝光设备具有以下优点：

39、本申请通过控制单元和计算单元基于测得的面形数据对物镜的运动轨迹进行优化，使得物镜的运动时间与工件台的运动时间相匹配，如此，曝光设备的扫描曝光时间不再受限于物镜的运动时间，从而提升了曝光设备的产率；又因工件台的最大运动速度所对应的扫描曝光时间不因曝光档位的调整而变化，因此也避免因曝光档位调整造成的曝光场的过曝或欠曝现象，提升了产品的良率。

技术特征：

1.一种曝光设备，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的曝光设备，其特征在于，所述控制单元还被配置为，基于所述基板和/或所述掩模的面形数据，生成工件台调整量和物镜调整量，以形成所述工件台运动轨迹和/或物镜运动轨迹。

3.如权利要求2所述的曝光设备，其特征在于，所述曝光设备还包括：

4.如权利要求3所述的曝光设备，其特征在于，

5.如权利要求2所述的曝光设备，其特征在于，所述控制单元还被配置为，基于所述物镜调整量，对所述物镜运动轨迹进行平滑处理，生成平滑后的物镜调整量，并基于平滑后的物镜调整量，生成平滑后的物镜运动轨迹；

6.如权利要求5所述的曝光设备，其特征在于，所述曝光设备还包括：

7.如权利要求6所述的曝光设备，其特征在于，所述驱动单元包括：

8.如权利要求2所述的曝光设备，其特征在于，所述曝光设备还包括：

9.如权利要求2所述的曝光设备，其特征在于，所述控制单元还被配置为，在生成所述工件台调整量和所述物镜调整量之前，对所述基板和/或所述掩模的面形数据进行预处理。

10.如权利要求1所述的曝光设备，其特征在于，所述物镜包括：

11.如权利要求1所述的曝光设备，其特征在于，所述镜组由两列物镜子单元组成，所述物镜子单元包括多个所述物镜，所述测量单元设置于两列所述物镜子单元之间；其中，所述测量单元包括：

12.如权利要求1所述的曝光设备，其特征在于，所述曝光设备还包括：

技术总结本发明提供一种曝光设备，包括：工件台，掩模台，光学单元，包括光源和镜组；驱动单元，用于驱动物镜和/或工件台移动；测量单元，用于测量基板和/或掩模的面形数据；以及控制单元，被配置为，在扫描曝光前，形成工件台运动轨迹和/或物镜运动轨迹，并对物镜运动轨迹进行平滑处理，形成平滑后的物镜运动轨迹；在扫描曝光时，基于工件台运动轨迹和/或平滑后的物镜运动轨迹，向驱动单元发送运动指令。如此配置，通过优化物镜运动轨迹，使得物镜运动时间与工件台运动时间或曝光档位切换时间相匹配，曝光时间不在受限于物镜运动时间，有效提升了曝光设备的产率，也避免因曝光档位调整造成的曝光场的过曝或欠曝现象，提升了产品的良率。技术研发人员：李煜芝,褚占占,蓝科,周畅受保护的技术使用者：上海微电子装备（集团）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27