用于調(diào)節(jié)光刻曝光系統(tǒng)的光源的方法以及用于光刻設(shè)備的曝光組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于通過以下步驟調(diào)節(jié)包括多個LED的光刻曝光系統(tǒng)的光源的方法：檢測特定的波長范圍內(nèi)的單個LED的光輸出，且將檢測到的光輸出與在整個光譜上期望的光輸出分布進(jìn)行比較。操作LED使得以可能的最精確的方式完成期望的光譜光輸出分布。本發(fā)明也涉及一種用于光刻設(shè)備的曝光組件，其具有包括多個LED的光源、控制供應(yīng)到單個LED的電功率的控制裝置以及能夠檢測在波長的相應(yīng)范圍中的LED的光輸出的傳感器。
【專利說明】
用于調(diào)節(jié)光刻曝光系統(tǒng)的光源的方法以及用于光刻設(shè)備的曝光組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)光刻曝光系統(tǒng)的光源的方法和用于光刻設(shè)備的曝光組件。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體芯片上的三維結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)中使用光刻設(shè)備。它用于以期望的方式將施加到半導(dǎo)體芯片(“晶片”)的光刻膠(也稱為“刻膠”)暴露到光。因此，掩模的圖像被投影到由于陰影的投射而不同地暴露于光的光刻膠上。曝光導(dǎo)致光刻膠改變其物理和/或化學(xué)性質(zhì)，以便它可以隨后例如以選擇的方式被去除。
[0003]用于曝光光刻膠的光由包括多個LED的光源提供。因而不同的LED可以被使用，其提供具有不同的特定波長(或波長范圍)的光。
[0004]然而，它已被證明是取決于所提供的光的波長而不同的LED老化的情況。這樣做的結(jié)果是，在光譜上由光源提供的光輸出的分布隨著時間變化。因此，取決于該LED光源的老化，即，曝光組件的老化，光刻膠的曝光的結(jié)果變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于確保曝光組件的光譜(即曝光組件的不同波長的強(qiáng)度分布)隨時間保持恒定。
[0006]為了完成該目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種用于調(diào)節(jié)包括多個LED的光刻曝光系統(tǒng)的光源的方法，其中提供以下步驟:檢測特定的波長范圍中的單個LED的光輸出。所檢測的光輸出與在整個光譜上期望的光輸出分布進(jìn)行比較。操作LED使得以可能的最精確的方式完成所述期望的光譜的光輸出分布。為了完成該目的，也提供一種用于光刻設(shè)備的曝光組件，其具有包括多個LED的光源、控制供應(yīng)到單個LED的電功率的控制裝置以及能夠檢測在波長的相應(yīng)范圍中的LED的光輸出的光傳感器。本發(fā)明基于檢測提供特定波長(或特定波長范圍)的光的一個或者多個LED的輸出的可能降低的基本思想，并以調(diào)節(jié)LED作為整體，使得由不同的LED提供的總體光輸出的部分盡可能好地對應(yīng)于預(yù)設(shè)比率。
[0007 ] 優(yōu)選地做出規(guī)定:更強(qiáng)大的LED的光輸出適應(yīng)于最弱LED的光輸出。簡單地表示，最弱的LED用作參考，而較強(qiáng)的LED在它們的光輸出方面變暗，使得作為整體提供的光輸出盡可能精確地對應(yīng)于在不同的波長或波長范圍關(guān)于輸出分布的所期望的分布。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，做出規(guī)定:借助于光譜選擇傳感器測量光輸出?！肮庾V選擇性”指的是傳感器輸出將測量的光輸出分配到光譜的特定部分即波長或波長范圍的信號。因此，在實踐中光譜選擇傳感器可以由各自分配給特定波長或特定波長范圍的多個子傳感器形成。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的替選實施例，做出規(guī)定:逐個地開關(guān)LED以及借助于寬帶傳感器測量光輸出。寬帶傳感器與光譜選擇傳感器的區(qū)別在于較低成本。然而，寬帶傳感器不能將測量的光輸出分配給各個波長或波長范圍。這事實上通過逐個地開關(guān)LED進(jìn)行補(bǔ)償。因此，根據(jù)該LED是否首先導(dǎo)通或者隨后加入，控制裝置可以識別哪個光輸出起源于相應(yīng)的LED。在相應(yīng)的比較之后，寬帶傳感器也可用于確定曝光強(qiáng)度，這只以非常費力的方式利用分光器實現(xiàn)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，做出規(guī)定:將傳感器集成到光源中。這使得能夠在光刻設(shè)備的操作期間特別在曝光處理期間檢測光輸出。
[0011]將傳感器布置在光刻設(shè)備的透鏡上也是可能的。如果例如在前透鏡的前面或甚至在積光器中檢測到光，則已經(jīng)通過曝光透鏡混合的光被檢測到，即，落在晶片上的光。因而，該檢測的結(jié)果更具代表性。
[0012]為了防止測量損害晶片的曝光，可以做出規(guī)定:在校準(zhǔn)步驟中，例如直接在曝光平面中，測量曝光設(shè)備的光輸出。為了這個目的，例如可以使用可移動傳感器，其在光路中暫時引入。該傳感器可以是校準(zhǔn)傳感器。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，做出規(guī)定:測量單個LED的加熱特征。為了這個目的，控制裝置優(yōu)選地設(shè)置有存儲器，用于存儲LED的加熱特性。這使得能夠補(bǔ)償當(dāng)以恒定功率操作LED時光輸出的非線性進(jìn)展。也可以以調(diào)節(jié)的功率操作LED。以這種方式，當(dāng)使用光譜選擇傳感器時，可以“實時”調(diào)節(jié)功率，使得該單個LED提供在各個波長或波長范圍內(nèi)的期望的光輸出。如果使用寬帶傳感器，則所述單個LED的功率可以對應(yīng)于所存儲的導(dǎo)通特性被調(diào)節(jié)，使得可能的最恒定的光輸出在各個波長或波長范圍內(nèi)實現(xiàn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，做出規(guī)定:將LED的老化與存儲的典型老化特征進(jìn)行比較。為此目的，優(yōu)選地做出規(guī)定:控制裝置具有用于存儲LED的老化特征的存儲器。這使得如果LED的光輸出達(dá)到臨界值則能夠及早通知用戶。例如，利用一般的老化特性，可以通知用戶在什么時間光源的交換(或光源的單個LED)可能是必要的。
[0015]也可以做出規(guī)定:將LED的光輸出與預(yù)定的最小光輸出進(jìn)行比較。在這種情況下，也可以當(dāng)LED的光輸出達(dá)到臨界值時通知用戶并且使得在光刻設(shè)備的操作受損之前可以改變光源(或光源的單個LED)。
【附圖說明】
[0016]將在下面借助于在附圖中示出的兩個實施例描述本發(fā)明，其中:
[0017]圖1示例性地示出根據(jù)第一實施例的光刻設(shè)備；以及
[0018]圖2示例性地示出根據(jù)第二實施例的光刻設(shè)備。
【具體實施方式】
[0019]圖1示出了基底10(“晶片”)，其涂有光刻膠12(也稱為“刻膠”)?；卓梢杂砂雽?dǎo)體材料組成。
[0020]光刻膠12通過掩模14被暴露給光。光從在此示例性地示出的光源16發(fā)出，光從光源16經(jīng)由同樣示例性地示出的透鏡18落在晶片10上。
[0021]光源16包括多個LED 18、20、22，其中每一個被分配波長或波長范圍。例如，LED18、
20、22可以每一個提供與傳統(tǒng)的水銀汽燈的三個Hg-波長之一對應(yīng)的光。LED 18、20、22通常是UV-LED。
[0022]至于在此陳述LED被分配波長或波長，該“一個”LED實際上可以由多個LED組成。因此，可以提供多個LED 18，其提供在第一波長或第一波長范圍內(nèi)的光，和多個LED 20，其提供在第二波長或第二波長范圍內(nèi)的光，和多個LED22，其提供第三波長和第三波長范圍內(nèi)的光。偏離所示實施例，光源16僅包括提供第一波長和第二波長的(或第一波長范圍和第二波長范圍內(nèi)的)光的兩個LED(或LED組)，但是具有相應(yīng)大于三個波長或波長范圍的三個LED或LED組也是可能的。
[0023]該光源16被分配傳感器24，其可以檢測提供的光輸出。示出的示例實施例是光譜選擇傳感器，利用其能夠直接檢測LED 18、20、22的單個波長或波長范圍的光輸出。
[0024]傳感器24連接到控制裝置26并且因此與單個波長或波長范圍內(nèi)的光輸出有關(guān)的信息被提供給控制裝置?？刂蒲b置26繼而激活單個LED 18、20、22，并且從而特別地提供工作電壓和工作電流。
[0025]由光源16提供的光的所期望的光輸出分布存儲在控制裝置26中。簡單地表示，控制裝置26存儲在該光譜范圍中提供光輸出的部分。作為例子，假定在下面由光源16提供的整體光輸出在LED 18的光譜中提供三分之一的比例，在LED 20的光譜中提供三分之一的比例和在LED 22的光譜中提供三分之一的比例。
[0026]當(dāng)光源16正在操作時，控制裝置可以經(jīng)由傳感器24檢測在三個波長或波長范圍中實際上提供的光輸出?？刂蒲b置26可調(diào)節(jié)LED 18、20、22的電功率，以便獲得期望的光輸出分布O
[0027]當(dāng)由于老化或其他變化導(dǎo)致LED不再達(dá)到所期望的光輸出時，這通過控制裝置26進(jìn)行檢測。然后控制裝置26可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)供給剩余LED的電功率并且實現(xiàn)光輸出所期望的分布(但在較低的強(qiáng)度水平)。當(dāng)例如LED 18可以只供給在其波長或波長范圍內(nèi)的光輸出的90%時，LED 20、22可以變暗，使得光譜上的總光輸出再次以來自LED 18的三分之一的比例，來自LED 20的三分之一的比例和來自LED 22的三分之一的比例產(chǎn)生。
[0028]在一個實施例變型中，傳感器24不是光譜選擇傳感器而是寬帶傳感器。該傳感器只提供關(guān)于作為整體提供的光輸出的信息，它不能夠?qū)⒃撔畔⒎峙涞讲煌ㄩL。
[0029]也為了從這些傳感器獲得光輸出如何在整個頻譜上分布的信息，控制裝置26逐個地開關(guān)單個LED 18、20、22。以這種方式，在每個波長或每個波長范圍內(nèi)所提供的光輸出可被測量為在以前的狀態(tài)下的光輸出和在當(dāng)前狀態(tài)下的光輸出之間的差。
[0030]利用傳感器24也可以測量單個LED的加熱特性和將其存儲在控制裝置26中提供的存儲器28中以存儲加熱特性。以這種方式，例如，可以在單獨的校準(zhǔn)步驟中在較長的時間周期內(nèi)單獨檢測每個LED的加熱特性直到設(shè)定恒定的光輸出。如果然后，隨后在操作中，單個的光輸出被檢測到，則可以逐個地相對短地，即在當(dāng)前面的LED已經(jīng)通過它的加熱曲線的一部分的每一種情況下開關(guān)LED 18、20、22，該加熱曲線的一部分是迄今為止能夠從其推導(dǎo)出以后提供的光輸出。
[0031]在本實施例中，也可以在具有已經(jīng)所考慮加熱特征適當(dāng)適配的恒定功率的各種情況下操作LED 18、20、22，以便以可能的最精確的方式實現(xiàn)所期望的光輸出分布。
[0032]圖2示出第二實施例。對于從第一實施例已知的部件，使用相同的附圖標(biāo)記，并且對于上述解釋做出引用。
[0033]第一實施例和第二實施例之間的差別在于在第二實施例中傳感器24沒有被分配給光源18，但布置在透鏡18后面。這意味著傳感器24檢測混合光，即落在晶片10上的光。因為所有的光路的區(qū)域到傳感器24的影響被考慮，所以有關(guān)LED 18、20、22的光輸出的分布的Ia息由此是更精確的。
[0034]傳感器24可以布置在在其不破壞光刻膠12的曝光的適當(dāng)位置處。在這種情況下，可以在曝光期間進(jìn)行測量。
[0035]可替代地，傳感器24可以移動并且也可以進(jìn)入光路用于校準(zhǔn)的目的(S卩，曝光處理夕卜)是可能的。可替代地，也可以用于此目的使用根據(jù)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)的傳感器，以便除了光譜分布之外，也能確定單個光源的絕對強(qiáng)度或不同光源的總和。在光輸出分布已被確定之后，LED 18、20、22，可以利用在一個或多個后續(xù)曝光處理中的合適的輸出來操作。然后如果控制裝置26認(rèn)為此是有利的則新的校準(zhǔn)處理可以被觸發(fā)。在這個時刻，能夠涉及LED的老化特征，其可以被存儲在控制裝置26的存儲器30中。
【主權(quán)項】
1.一種用于調(diào)節(jié)包括多個LED(18、20、22)的光刻曝光系統(tǒng)的光源(I6)的方法，包括以下步驟: 檢測特定波長范圍中的所述單個LED (18、20、22)的光輸出； 將檢測到的光輸出與在整個光譜上期望的光輸出分布進(jìn)行比較； 操作所述LED (18、20、22)使得以可能的最精確的方式完成期望的光譜的光輸出分布。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，更強(qiáng)大的1^0(18、20、22)的光輸出適應(yīng)于最弱的1^)(18、20、22)的光輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助于光譜選擇傳感器(24)測量所述光輸出。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，逐個地開關(guān)所述LED(18、20、22)且借助于寬帶傳感器(24)測量所述光輸出。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在校正步驟中測量所述LED(18、20、22)的光輸出。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測量所述單個LED(18、20、22)的加熱特征。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用恒定功率操作所述LED(18、20、22)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用調(diào)節(jié)的功率操作所述LED(18、20、22)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述LED(18、20、22)的老化與存儲的典型老化特征進(jìn)行比較。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述LED(18、20,22)的光輸出與預(yù)定的最小光輸出進(jìn)行比較。11.根據(jù)權(quán)利要求1O所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述LED(18、20、2 2)的光輸出到達(dá)臨界值時通知用戶。12.—種用于光刻設(shè)備的曝光組件，所述曝光組件具有包括多個LED(18、20、22)的光源、控制供應(yīng)到所述單個LED(18、20、22)的電功率的控制裝置(26)以及能夠檢測在波長的相應(yīng)范圍中的LED(18、20、22)的光輸出的傳感器(24)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的曝光組件，其特征在于，所述傳感器(24)是光譜選擇傳感器。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的曝光組件，其特征在于，所述傳感器(24)是寬帶傳感器。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的曝光組件，其特征在于，所述傳感器(24)被集成到所述光源(16)中。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的曝光組件，其特征在于，所述傳感器(24)被布置在所述光刻設(shè)備的透鏡(18)上。17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的曝光組件，其特征在于，所述控制裝置(26)包括用于存儲所述LED(18、20、22)的加熱特征的存儲器(28)。18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中的任一項所述的曝光組件，其特征在于，所述控制裝置(26)包括用于存儲所述LED (18、20、22)的老化特征的存儲器(30)，所述LED的老化特征被寫入所述存儲器(30)。
【文檔編號】G03F7/20GK106054536SQ201610088033
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年2月16日 公開號201610088033.5, CN 106054536 A, CN 106054536A, CN 201610088033, CN-A-106054536, CN106054536 A, CN106054536A, CN201610088033, CN201610088033.5
【發(fā)明人】保羅·凱撒
【申請人】蘇斯微技術(shù)光刻有限公司