[发明专利]控制透镜像质变化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种控制透镜像质变化的方法。

背景技术

光刻机在工作过程中，由于透镜吸热后产生形变等因素，会使曝光在硅片上的图像相对于理想的图像产生变化，这将导致光刻机的成像质量下降，最终影响光刻机的性能。

公知的控制因透镜热效应引起的像质变化的办法是通过模型预测像质参数，即建立像质参数的热效应随时间变化的函数模型，在实际曝光流程中预测出透镜热效应引起的像质参数变化，从而对预测出的像质参数变化通过软、硬件补偿，提高光刻机的成像质量。在一定的工艺条件下，像质参数的热效应随时间呈指数变化，可以采用双指数函数建立数学模型。

这种技术方案的缺陷在于：如果光刻机所采用的镜头对热效应非常敏感，并且实际凸焊(bumping)工艺中采用的曝光剂量、曝光光强都非常大，会导致在曝光过程中，像质参数的变化可能非常快。如果从冷镜头开始曝光，那么在最开始的几个场内，像质变化太快，将使得在曝光过程中的焦面等像质参数已经变得很差。而在快门打开的过程中，是不可能对像质参数做任何校正的，即上述的模型预测方法无法作用，最终将导致曝光出来的图像质量很差。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中，由于光刻过程中的热效应对曝光镜头的影响，因而导致光刻曝光出的图像质量差等技术问题。

有鉴于此，本发明提供一种控制透镜热效应引起像质变化的方法，在利用光刻机进行曝光处理前，对所述光刻机的透镜进行预热或预冷处理。

进一步的，所述预热或预冷处理，具体包括以下步骤：确定对所述透镜进行预热或预冷的时机；定义热平衡态；判断是否进行预热或预冷；如需预热或预冷，则计算出预热或预冷时间，并根据该预热时间对所述透镜进行预热或预冷处理。

进一步的，对所述透镜进行预热或预冷的时机定在曝光过程中每次切换图像的时候。

进一步的，判断是否进行预热或预冷的具体步骤：定义像质变化为约束范围；根据当前的热效应参数，预先估算出在不预热或预冷的条件下、曝光时的像质变化，如果该像质变化超出了所述约束范围，则需要进行预热或预冷。

进一步的，所述热平衡态的公式为C＝(C×exp(-t3/Tau)+Mu*(1-exp(-t3/Tau))×RtTrans×WfCorr×Dose×AreaSize/t3)×exp(-t4/Tau)；其中，t3为一个曝光场的曝光时间；t4为一个曝光场曝光结束到下一个曝光场曝光开始前所经历的时间；Mu为比例因子；Tau为时间常数；RtTrans为掩模透过率；WfCorr为硅片反射率；Dose为曝光剂量；AreaSize为曝光场面积。

进一步的，根据公式：计算预热时间C/exp(-t2/Tau1)＝A×exp(-t1/Tau)+Mu*(1-exp(-t1/Tau))×RtTrans×WfCorr×Dose×AreaSize/t1×exp(-t2/Tau；计算预冷时间C/exp(-t2/Tau1)＝A1×exp(-t1/Tau1)；计算出预热或预冷时间t1；预热或预冷结束到曝光开始所经历的时间t2；其中A是当前的热效应状态。

进一步的，对所述透镜进行预热或预冷处理达到比所述热平衡态稍小的值。

本发明提供的控制透镜热效应引起像质变化的方法，在光刻曝光过程中，采用预热/预冷机制判断镜头是否需要预热/预冷，能够避开像质变化最快的阶段，从而更好的控制最初曝光时成像质量。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的控制像质变化方法的流程图；

图2所示为本发明一实施例中预热或预冷处理具体步骤的流程图；

图3所示为本发明一实施例中判断是否进行预热或预冷处理的具体步骤的流程图；

图4所示为利用本发明一实施例对透镜进行预热过程示意图；

图5所示为利用本发明另一实施例对透镜进行预冷过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术特征更明显易懂，下面结合附图，给出具体实施例，对本发明做进一步的描述。

请参见图1，其所示为本发明一实施例提供的控制像质变化的方法的流程图。

该控制像质变化的方法，包括以下步骤：

S100在利用光刻机进行曝光处理前，对所述光刻机的透镜进行预热或预冷处理。

S200利用所述光刻机进行曝光工艺。

对光刻机的透镜采用预热或预冷机制，能够避开像质变化最快的阶段，从而更好的控制最初曝光时成像质量，而传统的模型预测方法无法校正像质变化最快阶段的像质参数。