一种掩模的曝光标定装置及方法与流程

1.本发明涉及光刻技术领域，具体涉及一种掩模的曝光标定装置及方法。


背景技术：

2.传统光刻是基于掩模板的投影成像，其通过投影物镜将缩小的掩模板图像投影到硅片上，整个光路包括光源、照明系统、传统掩模板以及投影物镜。但是传统光刻中采用的投影物镜设计难度、工艺难度大且成本高。
3.大尺寸全息光刻技术是基于计算全息掩模的衍射干涉成像，无需投影物镜，主要采用光源、照明系统以及全息掩模板进行成像。同时，全息光刻技术分为球面波照明成像和平面波照明成像两种，其光路结构不同，对于平面波照明成像系统，需要对光源进行准直整形处理。
4.传统光刻的照明系统为获得均匀的照明光，其采用科勒照明等光路，对照明光的均匀度要求较高。而对于全息光刻技术，无需考虑照明光均匀度，但要求光束的波前质量满足一定要求。尤其在大尺寸成像过程中，整个照明光束的波前误差直接影响成像的质量。当前主要采用波前传感器的方式对波前进行测量。然而采用波前传感器测量波前的结果受到光路调节精度的限制。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种掩模的曝光标定装置及方法，以解决上述现有技术中所存在的技术问题至少之一。
6.第一方面，本发明提供了一种掩模的曝光标定装置，应用于光刻机，其中，该掩模为全息掩模。该掩模的曝光标定装置包括光源、准直结构和标准掩模。其中，光源用于产生激光光束，形成标定光路；准直结构沿标定光路设置在光源和对应准直结构的成像位置之间，用于对激光光束进行准直以形成入射至成像位置的准直光束；其中，成像位置用于作为全息掩模的曝光位置；标准掩模对应于准直光束，在第一状态下以第一位姿设置在成像位置上，根据准直光束入射标准掩模之后产生的第一成像结果调节准直结构；其中，基于调节之后的准直结构，全息掩模在第二状态下以第一位姿在成像位置实现曝光，从而完成曝光标定。
7.在一种可选的实施方式中，掩模的曝光标定装置还包括对准成像结构，对准成像结构对应于标准掩模，在第三状态下设置在相对准直结构的成像位置的另一侧；其中，标准掩模对应于准直光束，在第三状态下以初始位姿设置在成像位置上，对准成像结构用于采集准直光束入射标准掩模之后产生的第二成像结果，第二成像结果用于调节标准掩模的初始位姿为第一位姿。
8.在一种可选的实施方式中，掩模的曝光标定装置还包括调节成像结构，调节成像结构对应于标准掩模，在第一状态下设置在相对准直结构的成像位置的另一侧；标准掩模对应于准直光束，在第一状态下以第一位姿设置在成像位置上，调节成像结构用于采集准
直光束入射标准掩模之后产生的第一成像结果。
9.在一种可选的实施方式中，全息掩模对应于准直光束，基于调节之后的准直结构，在第二状态下以第一位姿设置在成像位置上，调节成像结构用于在全息掩模实现曝光之前采集准直光束入射全息掩模之后产生的第三成像结果。
10.在一种可选的实施方式中，标准掩模包括基底和全息二元结构，基底作为标准掩模的支撑基板；全息二元结构具有对称图形结构，设置在基底表面。
11.在一种可选的实施方式中，准直结构包括沿标定光路依次设置的聚焦透镜、精密针孔、准直透镜、可变光阑、分束镜、第一反射镜和第二反射镜；聚焦透镜用于接收光源的激光光束形成聚焦光束；精密针孔用于对聚焦光束进行空间滤波形成滤波光束；准直透镜用于对滤波光束进行准直形成初始准直光束；可变光阑用于对初始准直光束进行光能量截取；分束镜用于对经过截取处理之后的初始准直光束进行分束，以形成入射至第一反射镜的成像准直光束和对应检测准直光束；所示第二反射镜用于将成像准直光束反射至成像位置；其中，根据第一成像结果，沿标定光路在精密针孔和可变光阑之间调节准直透镜的位姿。
12.在一种可选的实施方式中，准直结构还包括光束探测结构，光束探测结构对应于检测准直光束设置在分束镜之后，用于在距离分束镜不同位置采集检测准直光束的不同光斑，以探测检测准直光束的准直特性。
13.第二方面，本发明提供了一种掩模的曝光标定方法，应用于光刻机，其中，该掩模为全息掩模。该掩模的曝光标定方法包括：控制输出准直光束；根据准直光束入射标准掩模之后产生的第一成像结果调节准直结构，其中，标准掩模在第一状态下以第一位姿设置在成像位置上；基于调节之后的准直结构，控制全息掩模在第二状态下以第一位姿在成像位置实现曝光，从而完成曝光标定。
14.在一种可选的实施方式中，在根据准直光束入射标准掩模之后产生的第一成像结果调节准直结构之前，还包括：根据准直光束入射标准掩模之后产生的第二成像结果调节标准掩模的初始位姿为第一位姿，其中，标准掩模在第三状态下以初始位姿设置在成像位置上。
15.在一种可选的实施方式中，在基于调节之后的准直结构，控制全息掩模在第二状态下以第一位姿在成像位置实现曝光之前，还包括：基于调节之后的准直结构，采集准直光束入射全息掩模之后产生的第三成像结果，其中，全息掩模在第二状态下以第一位姿设置在成像位置上。
16.本发明提供的技术方案，具有如下效果：本发明实施例提供的掩模的曝光标定装置及方法，在曝光之前将标准掩模设置在成像位置，基于标准掩模的成像结果实现对准直结构的调整；后续可以直接基于调整后的准直结构实现全息掩模的曝光，即排除了现有仅通过波前传感器对波前进行测量的传统技术方案，通过标准掩模实现了曝光标定，从而在不做波前检测的情况下也能确保后续光刻曝光精准度，有效避免了波前传感器测量波前结果会受到光路调节精度的限制问题，提高了光刻曝光效率和光刻良率，从而进一步提高光刻产率。进一步地，借此可以在全息光刻设备中省略波前传感器，从而极大地缩小曝光结构的整体尺寸，提高曝光空间利用率。
17.本发明实施例提供的掩模的曝光标定装置，通过对准成像结构对标准掩模位姿的
调整，不仅能实现对标准掩模姿态的调整，同时也包括对z轴成像距的调整，即在z轴方向或者与标准掩模垂直的方向上调整标准掩模和对准成像结构之间的距离，该距离可以作为后续光刻曝光前的成像工作距，由此能够确保光刻的曝光质量。
18.本发明实施例提供的掩模的曝光标定装置，通过在曝光之前采集准直光束入射全息掩模之后产生的第三成像结果，能够确保全息掩模的质量，从而保证后续的光刻质量。
19.本发明实施例提供的掩模的曝光标定装置，将标准掩模上的全息二元结构设置为具有对称图形结构，在对标准掩模在成像位置成像得到的第一成像结果应该也是对称结构，由此可以直接通过分析对第一成像结果中的线条是否对称等，实现对准直结构的调节。即通过设置对称图形结构可以使得对准直结构的调节更加简单便捷，极大提高曝光标定效率。
20.本发明实施例提供的掩模的曝光标定装置，通过设置光束探测结构在距离分束镜不同位置采集检测准直光束的不同光斑，实现了在线对光束波前的准直测量。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是根据本发明实施例的掩模的曝光标定装置的结构框图；图2是根据本发明实施例的标准掩模的结构示意图；图3（a）至图3（d）是根据本发明实施例的标准掩模的成像示意图；图4是根据本发明实施例的掩模的曝光标定装置的结构原理图；图5是根据本发明实施例的掩模的曝光标定装置的四个位置示意图；图6是根据本发明实施例的一掩模的曝光标定方法的流程示意图；图7是根据本发明实施例的另一掩模的曝光标定方法的流程示意图。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.在本实施例中提供了一种掩模的曝光标定装置，应用于光刻机，其中，该掩模为全息掩模。如图1所示，该掩模的曝光标定装置包括光源、准直结构和标准掩模。其中，光源1用于产生激光光束，形成标定光路；准直结构10，沿标定光路设置在光源1和对应准直结构10的成像位置之间，用于对激光光束进行准直以形成入射至成像位置的准直光束；其中，成像位置用于作为全息掩模30的曝光位置；标准掩模20，对应于准直光束，在第一状态下以第一位姿设置在成像位置上，根据准直光束入射标准掩模20之后产生的第一成像结果调节准直结构10；其中，基于调节之后的准直结构10，全息掩模30在第二状态下以第一位姿在成像位置实现曝光，从而完成曝光标定。
25.需要说明的是，第一状态和第二状态可以是表示时间的状态，在该实施例中，第一状态为第一时间状态，第二状态为第二时间状态，即先在第一时间状态将标准掩模置于成像位置，在调节完成之后，在第二时间状态将全息掩模置于成像位置进行曝光。因此，在该实施例中，第一时间状态为第二时间状态之前的时间状态。
26.本发明实施例提供的掩模的曝光标定装置，在曝光之前将标准掩模设置在成像位置，基于标准掩模的成像结果实现对准直结构的调整；后续可以直接基于调整后的准直结构实现全息掩模的曝光，即排除了现有仅通过波前传感器对波前进行测量的传统技术方案，通过标准掩模实现了曝光标定，从而在不做波前检测的情况下也能确保后续光刻曝光精准度，有效避免了波前传感器测量波前结果会受到光路调节精度的限制问题，提高了光刻曝光效率和光刻良率，从而进一步提高光刻产率。进一步地，借此可以在全息光刻设备中省略波前传感器，从而极大地缩小曝光结构的整体尺寸，提高曝光空间利用率。
27.在一种可选的实施方式中，如图2所示，标准掩模包括：基底32和全息二元结构31，基底32作为标准掩模的支撑基板；全息二元结构31具有对称图形结构，设置在基底表面。图2中箭头所示为全息二元结构的放大图。其中，基底为玻璃基底，该玻璃基底采用能够透过所有光波长的光学材料制成。该全息二元结构为经过全息计算得到的，光束通过该全息二元结构后发生衍射，可生成图3（a）、图3（b）、图3（c）或图3（d）所示的对称的空间像结构。具体地，在生成全息二元结构时，可以在基底上先蒸镀金属层，诸如铬层，具体厚度依据设计需求，在几十纳米到几百纳米之间。然后对蒸镀的材料进行刻蚀，形成二元光学结构。可选地，在加工全息二元结构时，该结构尺寸与全息掩模的大小相当，同时基底的平面度和表面形貌与全息掩模基底的平面度和表面形貌误差在允许范围内。
28.其中，将标准掩模上的全息二元结构设置为具有对称图形结构，在对标准掩模在成像位置成像得到的第一成像结果应该也是对称结构，由此可以直接通过分析第一成像结果中的线条是否对称等，实现对准直结构的调节。即通过设置对称图形结构可以使得对准直结构的调节更加简单便捷，极大提高曝光标定效率。
29.具体地，如图2所示，标准掩模还包括：设置在基底表面的对准标记33（图2所示的黑色长方形部分）。图2中示出了一个对准标记，另外，根据实际需要，可以在标准掩模上多个对准标记。
30.在一种可选的实施方式中，如图4所示，掩模的曝光标定装置还包括：对准成像结构g2，对准成像结构g2对应于标准掩模20，在第三状态下设置在相对准直结构的成像位置的另一侧；其中，标准掩模20对应于准直光束，在第三状态下以初始位姿设置在成像位置上，对准成像结构用于采集准直光束入射标准掩模之后产生的第二成像结果，第二成像结果用于调节标准掩模的初始位姿为第一位姿。
31.具体地，该对准成像结构可以是图像采集结构，如ccd等。该实施例中，对准成像结构用于采集标准掩模上对准标记的成像结果，得到第二成像结果。基于该第二成像结果对标准掩模的位姿进行调整。其中，如图4所示，为了便于对标准掩模进行调整，还可以在装置中设置第一支撑结构9，将标准掩模20置于第一支撑结构9实现对标准掩模20的支撑，并根据第二成像结果通过对第一支撑结构9调整实现对标准掩模20位姿的调整。另外，第三状态为第一状态之前的时间状态，即在第一时间状态之前，先在第三状态下采用对准成像结构对标准掩模进行成像。
32.并且，在对标准掩模的位姿调整时也包括对z轴成像距的调整，即在z轴方向或者与标准掩模垂直的方向上调整标准掩模和对准成像结构之间的距离，该距离可以作为后续光刻曝光前的成像工作距，由此能够确保光刻的曝光质量。
33.此外，意外发现在通过对准成像实现对标准掩模的第一位姿的调整的过程中，可以直接替代传统光刻技术中的对焦调整，完全不再需要调整晶圆位置，可以直接取消传统光刻的对焦设计结构，极大地简化了光刻曝光的整体结构，有效提高空间利用率，缩小光刻曝光设备体积。
34.在一种可选的实施方式中，如图4所示，掩模的曝光标定装置还包括：调节成像结构g1，调节成像结构g1对应于标准掩模20，在第一状态下设置在相对准直结构的成像位置的另一侧；标准掩模20对应于准直光束，在第一状态下以第一位姿设置在成像位置上，调节成像结构g1用于采集准直光束入射标准掩模之后产生的第一成像结果。
35.可选地，调节成像结构具体包括显微物镜和光电探测器，显微物镜将第一成像结果成像在光电探测器的探测面，光电探测器将光信号转换为电信号进行检测。对于光电探测器可以采用图像采集cmos实现光电转换功能。
36.在一种可选的实施方式中，全息掩模对应于准直光束，基于调节之后的准直结构，在第二状态下以第一位姿设置在成像位置上，调节成像结构用于在全息掩模实现曝光之前采集准直光束入射全息掩模之后产生的第三成像结果。具体地，通过调节成像结构采集全息掩模的第三成像结果能够实现针对全息掩模的成像光斑的检测反馈，保证基于调节之后的准直结构的全息掩模进行后续光刻曝光的准确性。其中，由于通过标准掩模已经实现了第一位姿和准直结构的准直光路的调整，因此若第三成像结果出现问题，则可能是因为全息掩模存在问题，可以考虑更换新的全息掩模后重新成像。另外，如图4所示，将全息掩模30置于第二支撑结构11上实现对全息掩模30的支撑。其中，全息掩模包括基底和在基底上刻蚀或者镀膜形成的空间图形结构，该基底可以是厚度为0.5mm-1mm的石英基底，刻蚀或者镀膜形成的空间图形结构位于基底远离第二支撑结构11的表面。
37.具体地，如图5所示，该装置中除了成像位置a，还包括同时还包括标准掩模初始位置b、全息掩模初始位置c和空置位置d。其中，标准掩模以初始位姿置于标准掩模初始位置b，全息掩模以初始位姿置于全息掩模初始位置c；在进行曝光标定时，将基于初始位姿放置的标准掩模从初始位置b移动到成像位置a，此时也可以将对准成像结构移动到相对准直结构的成像位置a的另一侧，基于对准成像结构采集的标准掩模的第二成像结果将标准掩模的初始位姿调整到第一位姿；然后将对准成像结构移走，将调节成像结构移动到相对准直结构的成像位置a的另一侧，基于调节成像结构采集的标准掩模的第一成像结果对准直结构进行调整；之后将标准掩模移动到空置位置d，将全息掩模从全息掩模初始位置c移动到成像位置a并调整到第一位姿，在曝光之前基于调节成像结构采集准直光束入射全息掩模之后产生的第三成像结果。最后将调节成像结构移走，将硅片移动到相对准直结构的成像位置a的另一侧进行全息掩模的曝光。需要说明的是，标准掩模和全息掩模在各个位置之间的移动以及对准成像结构和调节成像结构的移动均是独立的，即可用分别实现每个结构在该装置中的移动，具体可以通过掩模转换架实现。
38.其中，掩模转换架为整体上呈圆柱形的架体结构，架体结构上表面设置4个掩模放置台，这四个放置台可以围绕该圆柱形架体结构的中心轴线转动，且始终保持其中一个位
于成像位置或者对应于准直结构的准直光束设计。其中，对准成像结构和调节成像结构作为光束或光斑检测成像设备，可以放置该圆柱形架体结构的中间，且均可以相对于该架体结构做相对独立的移动。其中，上述的第一支撑结构9和第二支撑结构11可以为掩模转换架的放置台或者放置台的支撑结构。
39.其中，如图4所示，对于上述标准掩模的第一成像结果、第二成像结果以及全息掩模的第三成像结果可以传输至处理器50中，由处理器50对成像结果中的空间像12进行清晰度等的检测，并基于检测结果生成调整信号实现位姿、准直结构等的调整。
40.在一种可选的实施方式中，如图4所示，准直结构包括沿标定光路依次设置的聚焦透镜2、精密针孔3、准直透镜4、可变光阑5、分束镜6、第一反射镜7和第二反射镜8；聚焦透镜2用于接收光源1的激光光束形成聚焦光束；精密针孔3用于对聚焦光束进行空间滤波形成滤波光束；准直透镜4用于对滤波光束进行准直形成初始准直光束；可变光阑5用于对初始准直光束进行光能量截取；分束镜6用于对经过截取处理之后的初始准直光束进行分束，以形成入射至第一反射镜7的成像准直光束和对应检测准直光束；所示第二反射镜8用于将成像准直光束反射至成像位置；其中，根据第一成像结果，沿标定光路在精密针孔和可变光阑之间调节准直透镜的位姿。其中，准直结构中由准直透镜实现准直光束，因此，通过对准直透镜4的调节实现对光束准直的调整。需要说明的是，准直透镜4的调整可以是沿着其光轴向精密针孔3或者向可变光阑5移动，也可以其姿态的偏转调整，但是光轴始终保持通过准直透镜4的中心。
41.具体地，该光源可以是高相干性的激光光源，其波长可以涵盖可见、紫外以及深紫外（deep ultra-violet，即duv）波段。光源输出的光束通过准直结构整形为平行出射的准直光束，即准直结构输出光束的波前为近平面波。其中，准直结构中聚焦透镜、精密针孔、准直透镜以及可变光阑组合实现了对光源输出光束的准直以及一定光斑大小的调整。另外，第一反射镜和第二反射镜实现了准直结构输出的光束入射至标准掩模或全息掩模，同时了减小装置的体积。另外分束镜的设置，能够将光束分为成像准直光束和对应检测准直光束，其中成像准直光束用于照射至标准掩模或全息掩模，对应检测准直光束用于准直光束的准直特性调节。
42.在一种可选的实施方式中，准直结构还包括：光束探测结构，光束探测结构对应于检测准直光束设置在分束镜之后，用于在距离分束镜不同位置采集检测准直光束的不同光斑，以探测检测准直光束的准直特性。其中，该光束探测结构可以置于分束镜之后，采集分束镜透射的检测准直光束进行测量。例如图2所示，先将光束探测结构置于图中的第一个位置14进行光束采集成像，然后在图中的第二个位置14’进行光束采集成像，成像结果为光斑，由此，可以通过在两个位置的光斑进行光束的准直探测。其中，两个光斑直径、两个位置的距离以及光束发散角满足如下关系：（r
1-r2）/l=tgθ式中，r1和r2分别为两个位置的形成的光斑的直径，l为两个位置的距离，θ为光束发散角。
43.根据上述公式可以看出，当两个位置之间的距离越大时，其核算出来的光束发散角的误差越小。并且，两个光斑直径大小越接近，则光束发散角越小。因此可以根据两个光斑的直径差值判断光束的准直特性。
44.本公开实施例的上述掩模的曝光标定装置可以作为光刻曝光设备的组成设备，具体可以应用于光刻机，实现在每次光刻曝光操作之前的曝光标定，以确保对硅衬底上光刻胶层的高精度曝光操作，提高光刻质量、光刻良率和效率。
45.根据本发明实施例，提供了一种掩模的曝光标定方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
46.在本实施例中提供了一种掩模的曝光标定方法，应用于光刻机，其中，该掩模为全息掩模。图6是根据本发明实施例的掩模的曝光标定方法的流程图，如图6所示，该流程包括如下步骤：步骤s101，控制输出准直光束。具体的，采用光源和准直结构输出准直光束。其中，光源和准直结构可以采用上述全息掩模的曝光标定装置中的相应结构，在此不再赘述。
47.步骤s102，根据准直光束入射标准掩模之后产生的第一成像结果调节准直结构，其中，标准掩模在第一状态下以第一位姿设置在成像位置上。具体地，将标准掩模以第一位姿设置在成像位置上，准直光束入射至标准掩模，得到标准掩模中全息二元结构的第一成像结果，基于第一成像结果中空间像的清晰度反馈，可以实现对准直结构中准直透镜的位姿调节。
48.步骤s103，基于调节之后的准直结构，控制全息掩模在第二状态下以第一位姿在成像位置实现曝光，从而完成曝光标定。具体地，在准直结构调节之后，将全息掩模以和标准掩模同样的位姿（即第一位姿）设置在成像位置，然后将硅片设置在相对准直结构的成像位置的另一侧，实现对全息掩模的光刻曝光。
49.本发明实施例提供的掩模的曝光标定方法，在曝光之前将标准掩模设置在成像位置，基于标准掩模的成像结果实现对准直结构的调整；后续可以直接基于调整后的准直结构实现全息掩模的曝光，即排除了现有仅通过波前传感器对波前进行测量的传统技术方案，通过标准掩模实现了曝光标定，从而在不做波前检测的情况下也能确保后续光刻曝光精准度，有效避免了波前传感器测量波前结果会受到光路调节精度的限制问题，提高了光刻曝光效率和光刻良率，从而进一步提高光刻产率。进一步地，借此可以在全息光刻设备中省略波前传感器，从而极大地缩小曝光结构的整体尺寸，提高曝光空间利用率。
50.在本实施例中提供了一种掩模的曝光标定方法，应用于光刻机，其中，该掩模为全息掩模。如图7所示，该掩模的曝光标定方法包括如下步骤：步骤s201，控制输出准直光束；详细请参见图6所示实施例的步骤s101，在此不再赘述。
51.步骤s202，根据准直光束入射标准掩模之后产生的第二成像结果调节标准掩模的初始位姿为第一位姿，其中，标准掩模在第三状态下以初始位姿设置在成像位置上。具体地，准直光束入射至标准掩模，采用对准成像结构采集标准掩模上对准标记的第二成像结果，基于第二成像结果实现对标准掩模位姿的调节。第一位姿的调整可以实现z轴成像距的调整，能够保证光刻曝光前的成像工作距，确保光刻曝光质量。
52.步骤s203，根据准直光束入射标准掩模之后产生的第一成像结果调节准直结构，其中，标准掩模在第一状态下以第一位姿设置在成像位置上；详细请参见图6所示实施例的
步骤s102，在此不再赘述。
53.步骤s204，基于调节之后的准直结构，采集准直光束入射全息掩模之后产生的第三成像结果，其中，全息掩模在第二状态下以第一位姿设置在成像位置上。具体地，准直结构调整之后，将全息掩模置于成像位置，采用调节成像结构采集全息掩模的第三成像结果，通过第三成像结果的采集能够保证后续光刻曝光的准确性。另外由于通过标准掩模已经实现了位姿和准直光路的调整，因此若第三成像结果出现问题，则可能是因为全息掩模存在问题，可以更换新的全息掩模后重新成像。
54.步骤s205，基于调节之后的准直结构，控制全息掩模在第二状态下以第一位姿在成像位置实现曝光，从而完成曝光标定。详细请参见图6所示实施例的步骤s103，在此不再赘述。
55.作为本发明实施例的一个具体应用实施例，该掩模的曝光标定方法采用如下流程实现：首先对标定光路进行粗调，在两个位置采集准直结构的分束镜透射的检测准直光束得到两个光斑，判断两个光斑的直径偏差是否小于等于5pixel，当不小于时，继续进行粗调；当小于等于时，在标准掩模初始位置安装标准掩模，将标准掩模移动到成像位置，采用对准成像结构采集标准掩模上对准标记的第二成像结果，根据第二成像结果调节标准掩模下方的第一支撑模块实现标准掩模位姿的调整。之后将对准成像结构移走，将调节成像结构移动到相对准直结构的成像位置的另一侧，采用调节成像结构采集标准掩模上全息二元结构的第一成像结果，根据第一成像结果对准直结构进行调节。
56.调节完成后，将全息掩模从全息掩模初始位置移动到成像位置，并调整全息掩模的位姿和标准掩模调整后的位姿相同。此时光源输出的光束通过准直结构照射到全息掩模上，采用调节成像结构采集全息掩模的第三成像结果，当第三成像结果不符合要求时更换新的全息掩模，将第三成像结果符合要求时，将调节成像结构移走，将硅片移动到相对准直结构的成像位置的另一侧，实现全息掩模的光刻曝光。
57.虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

技术特征：
1.一种掩模的曝光标定装置，应用于光刻机，其特征在于，所述掩模为全息掩模，所述装置包括：光源，用于产生激光光束，形成标定光路；准直结构，沿所述标定光路设置在所述光源和对应所述准直结构的成像位置之间，用于对所述激光光束进行准直以形成入射至成像位置的准直光束；其中，所述成像位置用于作为所述全息掩模的曝光位置；标准掩模，对应于所述准直光束，在第一状态下以第一位姿设置在所述成像位置上，根据所述准直光束入射所述标准掩模之后产生的第一成像结果调节所述准直结构；其中，基于调节之后的所述准直结构，所述全息掩模在第二状态下以所述第一位姿在成像位置实现曝光，从而完成曝光标定。2.根据权利要求1所述的掩模的曝光标定装置，其特征在于，还包括：对准成像结构，对应于所述标准掩模，在第三状态下设置在相对所述准直结构的所述成像位置的另一侧；其中，所述标准掩模对应于所述准直光束，在第三状态下以初始位姿设置在所述成像位置上，所述对准成像结构用于采集所述准直光束入射所述标准掩模之后产生的第二成像结果，所述第二成像结果用于调节所述标准掩模的初始位姿为第一位姿。3.根据权利要求1所述的掩模的曝光标定装置，其特征在于，还包括：调节成像结构，对应于所述标准掩模，在所述第一状态下设置在相对所述准直结构的所述成像位置的另一侧；所述标准掩模对应于所述准直光束，在所述第一状态下以所述第一位姿设置在所述成像位置上，所述调节成像结构用于采集所述准直光束入射所述标准掩模之后产生的第一成像结果。4.根据权利要求3所述的掩模的曝光标定装置，其特征在于，所述全息掩模对应于所述准直光束，基于调节之后的所述准直结构，在所述第二状态下以所述第一位姿设置在所述成像位置上，所述调节成像结构用于在全息掩模实现曝光之前采集所述准直光束入射所述全息掩模之后产生的第三成像结果。5.根据权利要求1所述的掩模的曝光标定装置，其特征在于，所述标准掩模包括：基底，作为所述标准掩模的支撑基板；全息二元结构，具有对称图形结构，设置在所述基底表面。6.根据权利要求1所述的掩模的曝光标定装置，其特征在于，所述准直结构包括沿所述标定光路依次设置的聚焦透镜、精密针孔、准直透镜、可变光阑、分束镜、第一反射镜和第二反射镜；所述聚焦透镜用于接收所述光源的激光光束形成聚焦光束；所述精密针孔用于对所述聚焦光束进行空间滤波形成滤波光束；所述准直透镜用于对所述滤波光束进行准直形成初始准直光束；所述可变光阑用于对所述初始准直光束进行光能量截取；所述分束镜用于对经过截取处理之后的初始准直光束进行分束，以形成入射至第一反射镜的成像准直光束和对应检测准直光束；所示第二反射镜用于将所述成像准直光束反射至所述成像位置；
其中，根据所述第一成像结果，沿所述标定光路在所述精密针孔和所述可变光阑之间调节所述准直透镜的位姿。7.根据权利要求6所述的掩模的曝光标定装置，其特征在于，所述准直结构还包括：光束探测结构，对应于所述检测准直光束设置在所述分束镜之后，用于在距离所述分束镜不同位置采集所述检测准直光束的不同光斑，以探测所述检测准直光束的准直特性。8.一种掩模的曝光标定方法，应用于光刻机，其特征在于，所述掩模为全息掩模，所述方法包括：控制输出准直光束；根据所述准直光束入射标准掩模之后产生的第一成像结果调节准直结构，其中，所述标准掩模在第一状态下以第一位姿设置在成像位置上；基于调节之后的所述准直结构，控制全息掩模在第二状态下以所述第一位姿在所述成像位置实现曝光，从而完成曝光标定。9.根据权利要求8所述的掩模的曝光标定方法，其特征在于，在所述根据所述准直光束入射标准掩模之后产生的第一成像结果调节准直结构之前，还包括：根据准直光束入射标准掩模之后产生的第二成像结果调节所述标准掩模的初始位姿为第一位姿，其中，所述标准掩模在第三状态下以初始位姿设置在所述成像位置上。10.根据权利要求9所述的掩模的曝光标定方法，其特征在于，在所述基于调节之后的所述准直结构，控制全息掩模在第二状态下以所述第一位姿在所述成像位置实现曝光之前，还包括：基于调节之后的所述准直结构，采集所述准直光束入射所述全息掩模之后产生的第三成像结果，其中，所述全息掩模在所述第二状态下以所述第一位姿设置在所述成像位置上。

技术总结
本发明涉及光刻技术领域，具体涉及一种掩模的曝光标定装置及方法，应用于光刻机，装置包括光源、准直结构和标准掩模。其中，光源用于产生激光光束，形成标定光路；准直结构沿标定光路设置在光源和对应准直结构的成像位置之间，用于对激光光束进行准直以形成入射至成像位置的准直光束；其中，成像位置用于作为全息掩模的曝光位置；标准掩模对应于准直光束，在第一状态下以第一位姿设置在成像位置上，根据准直光束入射标准掩模之后产生的第一成像结果调节准直结构；其中，基于调节之后的准直结构，全息掩模在第二状态下以第一位姿在成像位置实现曝光，从而完成曝光标定。本发明通过标准掩模实现了曝光标定，从而确保了后续光刻曝光精准度。光精准度。光精准度。


技术研发人员：张丽丽 杨振 谢稳 马卫民 菅彦斌 和琨 程智 牛志元
受保护的技术使用者：光科芯图（北京）科技有限公司
技术研发日：2023.08.31
技术公布日：2023/10/11